(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ加工領域内の板金を加工するためのレーザ加工機と、
前記レーザ加工領域を撮影するカメラと、
前記板金を照らす照明と、
前記カメラにより撮影された画像を処理するプロセッサと、
備え、
前記レーザ加工機は、
前記レーザ加工領域内に第１方向に並んで設けられる複数の突起を有する板状の板金支持部材を備え、
前記板金は前記複数の突起上に配置され、
前記レーザ加工機の高さ方向から見て、前記カメラの光軸が前記第１方向に対して実質的に平行な向きを向くように、前記カメラは配置され、
前記プロセッサは、前記画像中の明領域を、前記板金の加工可能領域として検出する処理を実行する
板金加工システム。
【請求項２】
前記画像において、前記板金の表面の領域は、白飛びとなる、
請求項１に記載の板金加工システム。
【請求項３】
前記明領域は前記画像を二値化することによって検出される
請求項１または２に記載の板金加工システム。
【請求項４】
前記第１方向及び前記高さ方向に対して垂直な第２方向の前記板金支持部材の幅は、前記板金支持部材の前記第１方向の長さ及び前記板金支持部材の前記高さ方向の長さに比べて短い
請求項１から３のいずれかに記載の板金加工システム。
【請求項５】
前記レーザ加工機は、前記板金支持部材と実質的に同一の形状を有する、少なくとも１つの付加板金支持部材をさらに備え、
前記板金支持部材及び前記少なくとも１つの付加板金支持部材は、前記第２方向に並んで配置される
請求項４に記載の板金加工システム。
【請求項６】
前記板金支持部材と前記少なくとも１つの付加板金支持部材とのうちの最も近接する２つの部材間の前記第２方向の距離は、前記幅の２０倍より長い
請求項５に記載の板金加工システム。
【請求項７】
前記レーザ加工機と、前記カメラと、前記照明とを覆う外装パネルをさらに備える
請求項１から６のいずれかに記載の板金加工システム。
【請求項８】
前記カメラが前記高さ方向から見て前記レーザ加工領域と重畳しない位置に配置され、前記光軸が前記レーザ加工領域の前記第１方向の中央部分に向けられる
請求項７に記載の板金加工システム。
【請求項９】
前記高さ方向から見て前記レーザ加工領域に対して前記カメラの反対側に前記照明が配置される
請求項８に記載の板金加工システム。
【請求項１０】
前記プロセッサは、
前記画像の台形補正を行った被補正画像を生成し、
前記被補正画像の前記明領域のうち、暗領域との境界からクリアランス量以内の部分を除去した領域を前記加工可能領域として検出する
処理を実行する
請求項１から９のいずれかに記載の板金加工システム。
【請求項１１】
前記レーザ加工領域における前記クリアランス量に相当する長さは、前記第１方向及び前記高さ方向に対して垂直な第２方向の前記板金支持部材の幅よりも大きい
請求項１０に記載の板金加工システム。
【請求項１２】
前記レーザ加工機によって前記板金から加工される加工物の形状を規定するデータを記憶するメモリをさらに備え、
前記プロセッサは、前記加工可能領域内に前記形状に対応する領域を割り当てる処理を実行する
請求項１から１１に記載の板金加工システム。
【請求項１３】
レーザ加工領域内の板金を加工するためのレーザヘッドと、
前記レーザ加工領域内に第１方向に並んで設けられる複数の突起を有する板状の板金支持部材と、
前記レーザ加工領域を撮影するカメラと、
前記板金を照らす照明と、
前記カメラにより撮影された画像を処理するプロセッサと、
備え、
前記板金は前記複数の突起上に配置され、
前記レーザ加工機の高さ方向から見て、前記カメラの光軸が前記第１方向に対して実質的に平行な向きを向くように、前記カメラは配置され、
前記プロセッサは、前記画像中の明領域を、前記板金の加工可能領域として検出する処理を実行する
レーザ加工機。
【請求項１４】
レーザ加工領域内に第１方向に並んで設けられる複数の突起を有する板状の板金支持部材をレーザ加工機に取り付け、
前記レーザ加工機の高さ方向から見て、前記第１方向に対して実質的に平行な向きに光軸が向くように、前記レーザ加工領域を撮影するカメラを配置し、
前記レーザ加工領域内の前記複数の突起上に板金を配置し、
照明によって前記板金を照らし、
前記カメラにより撮影された画像を取得し、
前記画像中の明領域を、前記板金の加工可能領域として検出する
板金加工方法。
【請求項１５】
レーザ加工機の高さ方向から見て、前記レーザ加工機に取り付けられた板金支持部材が有する複数の突起が並ぶ第１方向に対して実質的に平行な向きに光軸が向くように配置されたカメラによって撮影された、前記複数の突起上に配置され、照明によって照らされた板金の画像を取得し、
前記画像中の明領域を、前記板金の加工可能領域として検出する
処理をコンピュータに実行させる、レーザ加工による加工領域設定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板金加工システム、レーザ加工機、板金加工方法、及び、レーザ加工による加工領域設定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、カメラによって板金の切断可能領域を撮影して、当該切断可能領域に配置された板金の形状や寸法を撮影画像から認識し、板金から切断すべき図形を割り当てる切断装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願に開示される技術の課題は、板金を支持する支持部材がカメラによって撮影されたとしても、板金の形状や寸法を撮影画像から認識することができる板金加工システム、レーザ加工機、板金加工方法、及び、レーザ加工による加工領域設定プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の第１態様に係る板金加工システムは、レーザ加工領域内の板金を加工するためのレーザ加工機と、レーザ加工領域を撮影するカメラと、板金を照らす照明と、カメラにより撮影された画像を処理するプロセッサと、備える。レーザ加工機は、レーザ加工領域内に第１方向に並んで設けられる複数の突起を有する板状の板金支持部材を備える。板金は複数の突起上に配置される。レーザ加工機の高さ方向から見て、カメラの光軸が第１方向に対して実質的に平行な向きを向くように、カメラは配置される。プロセッサは、画像中の明領域を、板金の加工可能領域として検出する。【０００６】
本開示の第２態様に係るレーザ加工機は、レーザ加工領域内の板金を加工するためのレーザヘッドと、レーザ加工領域内に第１方向に並んで設けられる複数の突起を有する板状の板金支持部材と、レーザ加工領域を撮影するカメラと、板金を照らす照明と、カメラにより撮影された画像を処理するプロセッサと、備える。板金は複数の突起上に配置される。レーザ加工機の高さ方向から見て、カメラの光軸が第１方向に対して実質的に平行な向きを向くように、カメラは配置される。プロセッサは、画像中の明領域を、板金の加工可能領域として検出する処理を実行する。【０００７】
本開示の第３態様に係る板金加工方法は、レーザ加工領域内に第１方向に並んで設けられる複数の突起を有する板状の板金支持部材をレーザ加工機に取り付け、レーザ加工機の高さ方向から見て、第１方向に対して実質的に平行な向きに光軸が向くように、レーザ加工領域を撮影するカメラを配置し、レーザ加工領域内の複数の突起上に板金を配置し、照明によって板金を照らし、カメラにより撮影された画像を取得し、画像中の明領域を、板金の加工可能領域として検出することを含む。【０００８】
本開示の第４態様に係るレーザ加工による加工領域設定プログラムは、レーザ加工機の高さ方向から見て、レーザ加工機に取り付けられた板金支持部材が有する複数の突起が並ぶ第１方向に対して実質的に平行な向きに光軸が向くように配置されたカメラによって撮影された、複数の突起上に配置され、照明によって照らされた板金の画像を取得し、画像中の明領域を、板金の加工可能領域として検出する処理をコンピュータに実行させる。【０００９】
本開示の第５態様によれば、第１態様による板金加工システムは、画像において板金の表面の領域は白飛びとなるように構成される。本開示の第６態様によれば、第２態様によるレーザ加工機は、画像において板金の表面の領域は白飛びとなるように構成される。本開示の第７態様によれば、第３態様による板金加工方法において、画像において板金の表面の領域は白飛びとなる。本開示の第８態様によれば、第４態様による加工領域設定プログラムにおいて、画像において板金の表面の領域は白飛びとなる。【００１０】
本開示の第９態様によれば、第１態様または第５態様による板金加工システムは、明領域は画像を二値化することによって検出されるように構成される。本開示の第１０態様によれば、第２態様または第６態様によるレーザ加工機は、明領域は画像を二値化することによって検出されるように構成される。本開示の第１１態様によれば、第３態様または第７態様による板金加工方法において、明領域は画像を二値化することによって検出される。本開示の第１２態様によれば、第４態様または第８態様による加工領域設定プログラムにおいて、明領域は画像を二値化することによって検出される。【００１１】
本開示の第１３態様によれば、第１、５、９態様のいずれかによる板金加工システムは、第１方向及び高さ方向に対して垂直な第２方向の板金支持部材の幅は、板金支持部材の第１方向の長さ及び板金支持部材の高さ方向の長さに比べて短いように構成される。本開示の第１４態様によれば、第２、６、１０態様のいずれかによるレーザ加工機は、第１方向及び高さ方向に対して垂直な第２方向の板金支持部材の幅は、板金支持部材の第１方向の長さ及び板金支持部材の高さ方向の長さに比べて短いように構成される。本開示の第１５態様によれば、第３、７、１１態様のいずれかによる板金加工方法は、第１方向及び高さ方向に対して垂直な第２方向の板金支持部材の幅は、板金支持部材の第１方向の長さ及び板金支持部材の高さ方向の長さに比べて短いことを特徴とする。本開示の第１６態様によれば、第４、８、１２態様のいずれかによる加工領域設定プログラムは、第１方向及び高さ方向に対して垂直な第２方向の板金支持部材の幅は、板金支持部材の第１方向の長さ及び板金支持部材の高さ方向の長さに比べて短いことを特徴とする。【００１２】
本開示の第１７態様によれば、第１３態様による板金加工システムは、レーザ加工機が板金支持部材と実質的に同一の形状を有する、少なくとも１つの付加板金支持部材をさらに備え、板金支持部材及び少なくとも１つの付加板金支持部材は、第２方向に並んで配置されるように構成される。本開示の第１８態様によれば、第１４態様によるレーザ加工機は、レーザ加工機が板金支持部材と実質的に同一の形状を有する、少なくとも１つの付加板金支持部材をさらに備え、板金支持部材及び少なくとも１つの付加板金支持部材は、第２方向に並んで配置されるように構成される。本開示の第１９態様によれば、第１５態様による板金加工方法は、レーザ加工機が板金支持部材と実質的に同一の形状を有する、少なくとも１つの付加板金支持部材を、板金支持部材及び少なくとも１つの付加板金支持部材が第２方向に並んで配置されるように、取り付けることをさらに含む。本開示の第２０態様によれば、第１６態様による加工領域設定プログラムは、レーザ加工機が板金支持部材と実質的に同一の形状を有し、板金支持部材に対し第２方向に並んで配置された、少なくとも１つの付加板金支持部材をさらに含むことを特徴とする。【００１３】
本開示の第２１態様によれば、第１７態様による板金加工システムは、板金支持部材と少なくとも１つの付加板金支持部材とのうちの最も近接する２つの部材間の第２方向の距離は、当該幅の２０倍より長いように構成される。本開示の第２２態様によれば、第１８態様によるレーザ加工機は、板金支持部材と少なくとも１つの付加板金支持部材とのうちの最も近接する２つの部材間の第２方向の距離は、当該幅の２０倍より長いように構成される。本開示の第２３態様によれば、第１９態様による板金加工方法は、板金支持部材と少なくとも１つの付加板金支持部材とのうちの最も近接する２つの部材間の第２方向の距離は、当該幅の２０倍より長いことを特徴とする。本開示の第２４態様によれば、第２０態様による加工領域設定プログラムは、板金支持部材と少なくとも１つの付加板金支持部材とのうちの最も近接する２つの部材間の第２方向の距離は、当該幅の２０倍より長いことを特徴とする。【００１４】
本開示の第２５態様によれば、第１、５、９、１３、１７、２１態様のいずれかによる板金加工システムは、レーザ加工機と、カメラと、照明とを覆う外装パネルをさらに備える。本開示の第２６態様によれば、第２、６、１０、１４、１８、２２態様のいずれかによるレーザ加工機は、レーザ加工機と、カメラと、照明とを覆う外装パネルをさらに備える。本開示の第２７態様によれば、第３、７、１１、１５、１９、２３態様のいずれかによる板金加工方法は、外装パネルで、レーザ加工機と、カメラと、照明とを覆うことをさらに含む。本開示の第２８態様によれば、第４、８、１２、１６、２０、２４態様のいずれかによる加工領域設定プログラムは、外装パネルによって、レーザ加工機と、カメラと、照明とが覆われることを特徴とする。【００１５】
本開示の第２９態様によれば、第２５態様による板金加工システムは、カメラが高さ方向から見てレーザ加工領域と重畳しない位置に配置され、光軸がレーザ加工領域の第１方向の中央部分に向けられるように構成される。本開示の第３０態様によれば、第２６態様によるレーザ加工機は、カメラが高さ方向から見てレーザ加工領域と重畳しない位置に配置され、光軸がレーザ加工領域の第１方向の中央部分に向けられるように構成される。本開示の第３１態様によれば、第２７態様による板金加工方法において、カメラが高さ方向から見てレーザ加工領域と重畳しない位置に配置され、光軸がレーザ加工領域の第１方向の中央部分に向けられる。本開示の第３２態様によれば、第２８態様による加工領域設定プログラムは、カメラが高さ方向から見てレーザ加工領域と重畳しない位置に配置され、光軸がレーザ加工領域の第１方向の中央部分に向けられることを特徴とする。【００１６】
本開示の第３３態様によれば、第２９態様による板金加工システムは、高さ方向から見てレーザ加工領域に対してカメラの反対側に照明が配置されるように構成される。本開示の第３４態様によれば、第３０態様によるレーザ加工機は、高さ方向から見てレーザ加工領域に対してカメラの反対側に照明が配置されるように構成される。本開示の第３５態様によれば、第３１態様による板金加工方法において、高さ方向から見てレーザ加工領域に対してカメラの反対側に照明が配置される。本開示の第３６態様によれば、第３２態様による加工領域設定プログラムは、高さ方向から見てレーザ加工領域に対してカメラの反対側に照明が配置されることを特徴とする。【００１７】
本開示の第３７態様によれば、第１、５、９、１３、１７、２１、２５、２９、３３態様のいずれかによる板金加工システムは、プロセッサが画像の台形補正を行った被補正画像を生成し、被補正画像の明領域のうち、暗領域との境界からクリアランス量以内の部分を除去した領域を加工可能領域として検出する処理を実行するように構成される。本開示の第３８態様によれば、第２、６、１０、１４、１８、２２、２６、３０、３４態様のいずれかによるレーザ加工機は、プロセッサが画像の台形補正を行った被補正画像を生成し、正画像の明領域のうち、暗領域との境界からクリアランス量以内の部分を除去した領域を加工可能領域として検出する処理を実行するように構成される。本開示の第３９態様によれば、第３、７、１１、１５、１９、２３、２７、３１、３５態様のいずれかによる板金加工方法は、当該画像の台形補正を行った被補正画像を生成することをさらに含み、被補正画像の明領域のうち、暗領域との境界からクリアランス量以内の部分を除去した領域を加工可能領域として検出することを特徴とする。本開示の第４０態様によれば、第４、８、１２、１６、２０、２４、２８、３２、３６態様のいずれかによる加工領域設定プログラムは、当該画像の台形補正とを行った被補正画像を生成する処理をコンピュータにさらに実行させ、被補正画像の明領域のうち、暗領域との境界からクリアランス量以内の部分を除去した領域を加工可能領域として検出することを特徴とする。【００１８】
本開示の第４１態様によれば、第３７態様による板金加工システムは、レーザ加工領域におけるクリアランス量に相当する長さは、第１方向及び高さ方向に対して垂直な第２方向の板金支持部材の幅よりも大きくなるように構成される。本開示の第４２態様によれば、第３８態様によるレーザ加工機は、レーザ加工領域におけるクリアランス量に相当する長さは、第１方向及び高さ方向に対して垂直な第２方向の板金支持部材の幅よりも大きくなるように構成される。本開示の第４３態様によれば、第３９態様による板金加工方法は、レーザ加工領域におけるクリアランス量に相当する長さは、第１方向及び高さ方向に対して垂直な第２方向の板金支持部材の幅よりも大きいことを特徴とする。本開示の第４４態様によれば、第４０態様による加工領域設定プログラムは、レーザ加工領域におけるクリアランス量に相当する長さは、第１方向及び高さ方向に対して垂直な第２方向の板金支持部材の幅よりも大きいことを特徴とする。【００１９】
本開示の第４５態様によれば、第１、５、９、１３、１７、２１、２５、２９、３３、３７、４１態様のいずれかによる板金加工システムは、レーザ加工機によって板金から加工される加工物の形状を規定するデータを記憶するメモリをさらに備え、プロセッサが加工可能領域内に当該形状に対応する領域を割り当てる処理を実行するように構成される。本開示の第４６態様によれば、第２、６、１０、１４、１８、２２、２６、３０、３４、３８、４２態様のいずれかによるレーザ加工機は、レーザ加工機によって板金から加工される加工物の形状を規定するデータを記憶するメモリをさらに備え、プロセッサが加工可能領域内に当該形状に対応する領域を割り当てる処理を実行するように構成される。本開示の第４７態様によれば、第３、７、１１、１５、１９、２３、２７、３１、３５、３９、４３態様による板金加工方法は、レーザ加工機によって板金から加工される加工物の形状を規定するデータを取得し、加工可能領域内に当該形状に対応する領域を割り当てることをさらに含む。本開示の第４８態様によれば、第４、８、１２、１６、２０、２４、２８、３２、３６、４０、４４態様による加工領域設定プログラムは、レーザ加工機によって板金から加工される加工物の形状を規定するデータを取得し、加工可能領域内に当該形状に対応する領域を割り当てる処理をコンピュータにさらに実行させる。なお、第４８態様による加工領域設定プログラムは、レーザ加工における加工領域割り当てプログラムと呼称してもよい。【００２０】
第１態様に係る板金加工システム、第２態様に係るレーザ加工機、第３態様に係る板金加工方法、及び、第４態様に係るレーザ加工による加工領域設定プログラムでは、板金支持部材が画像中に小さく表示されることになり、板金支持部材が明領域として検出される可能性が低減される。したがって、板金支持部材が撮影されたとしても、加工される板金の形状や寸法を撮影画像から認識することができる。【００２１】
第５態様に係る板金加工システム、第６態様に係るレーザ加工機、第７態様に係る板金加工方法、及び、第８態様に係るレーザ加工による加工領域設定プログラムでは、カメラの光軸が板金支持部材の長手方向に実質的に平行であることから、画像中の板金支持部材の側面が白飛びとなりにくく、その側面において筋状の暗領域が発生し、白飛びとなる板金の明領域との違いが発生する。このため、画像中において板金の表面の領域と他の領域の区別が容易となる。したがって、板金の加工可能領域の検出精度をさらに高くすることができる。【００２２】
第９態様に係る板金加工システム、第１０態様に係るレーザ加工機、第１１態様に係る板金加工方法、及び、第１２態様に係るレーザ加工による加工領域設定プログラムでは、二値化アルゴリズムによって当該明領域を判定することができる。【００２３】
第１３態様に係る板金加工システム、第１４態様に係るレーザ加工機、第１５態様に係る板金加工方法、及び、第１６態様に係るレーザ加工による加工領域設定プログラムでは、照明による反射によって明領域と判定される可能性が高い板金支持部材の上面が画像中に小さく表示される。このため、当該明領域の中で板金支持部材が占める領域をさらに小さくすることができる。【００２４】
第１７態様に係る板金加工システム、第１８態様に係るレーザ加工機、第１９態様に係る板金加工方法、及び、第２０態様に係るレーザ加工による加工領域設定プログラムでは、板金支持部材と少なくとも１つの付加板金支持部材とによって板金が安定的に支持されるばかりでなく、板金支持部材と少なくとも１つの付加板金支持部材との間に板金運搬装置を配置して、板金のレーザ加工機への搬入／搬出を容易にすることができる。【００２５】
第２１態様に係る板金加工システム、第２２態様に係るレーザ加工機、第２３態様に係る板金加工方法、及び、第２４態様に係るレーザ加工による加工領域設定プログラムでは、板金支持部材と少なくとも１つの付加板金支持部材とが、板金支持部材の幅及び少なくとも１つの付加板金支持部材の幅に比べて大きく離隔されて配置される。このため、画像中で、板金支持部材の上面と少なくとも１つの付加板金支持部材との上面との領域が接近することによって当該明領域の中で板金支持部材及び少なくとも１つの付加板金支持部材が重なって大きく表示される可能性を低減することができる。したがって、板金の加工可能領域の検出精度を高くすることができる。【００２６】
第２５態様に係る板金加工システム、第２６態様に係るレーザ加工機、第２７態様に係る板金加工方法、及び、第２８態様に係るレーザ加工による加工領域設定プログラムでは、外装パネルは、外乱光がレーザ加工領域に差し込むことを抑止する。したがって、板金の加工可能領域の検出精度をさらに高くすることができる。【００２７】
第２９態様に係る板金加工システム、第３０態様に係るレーザ加工機、第３１態様に係る板金加工方法、及び、第３２態様に係るレーザ加工による加工領域設定プログラムでは、カメラはどのような高さで配置されてもレーザヘッドの移動を妨げない。このため、カメラを外装パネル内に低く配置することができ、外装パネルで覆われる領域を小さくすることができる。【００２８】
第３３態様に係る板金加工システム、第３４態様に係るレーザ加工機、第３５態様に係る板金加工方法、及び、第３６態様に係るレーザ加工による加工領域設定プログラムでは、照明からの光が板金で反射された反射光がカメラに入射するため、板金がカメラによってより明るく撮影される。したがって、板金の加工可能領域の検出精度をさらに高くすることができる。【００２９】
第３７態様に係る板金加工システム、第３８態様に係るレーザ加工機、第３９態様に係る板金加工方法、及び、第４０態様に係るレーザ加工による加工領域設定プログラムでは、明領域のうち、クリアランス量に該当する部分が除去されるため、レーザ加工により生成される加工物の加工精度を高くすることができる。さらに、板金支持部材が誤って加工されることが抑止される。【００３０】
第４１態様に係る板金加工システム、第４２態様に係るレーザ加工機、第４３態様に係る板金加工方法、及び、第４４態様に係るレーザ加工による加工領域設定プログラムでは、第３９態様による板金加工方法は、レーザ加工領域におけるクリアランス量に相当する長さは、板金支持部材の幅よりも大きいため、板金支持部材が誤って加工されることがさらに抑止される。【００３１】
第４５態様に係る板金加工システム、第４６態様に係るレーザ加工機、第４７態様に係る板金加工方法、及び、第４８態様に係るレーザ加工による加工領域設定プログラム（レーザ加工における加工領域割り当てプログラム）では、加工可能領域内に加工物の形状に対応した領域を自動で割り当てるため、ユーザのレーザ加工による設定の負担を軽減することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本願に開示される技術によれば、例えば、板金支持部材が画像中に小さく表示されることになり、板金支持部材が明領域として検出される可能性が低減される。したがって、板金支持部材が撮影されたとしても、加工される板金の形状や寸法を撮影画像から認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、実施形態に係る板金加工システムの概略構成を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係るレーザ加工機の正面図である。
【図３】図３は、実施形態に係るレーザ加工機の平面図である。
【図４】図４は、図２の板金支持部材の中央付近を拡大した図である。
【図５】図５は、レーザ加工領域の中央部分をＹ方向から拡大して見た図である。
【図６】図６は、実施形態に係るコンピュータのハードウェアブロック図である。
【図７】図７は、実施形態に係る数値制御装置のハードウェアブロック図である。
【図８】図８は、実施形態に係る板金加工処理を示すフローチャートである。
【図９】図９は、カメラによるレーザ加工領域を撮影した画像の一例を示す。
【図１０】図１０は、カメラによるレーザ加工領域を撮影した画像の一例を示す。
【図１１】図１１は、図８のステップＳ６の詳細な処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、レーザ加工領域を表示する合成画像の一例を示す。
【図１３】図１３は、図１２の被選択領域ＳＡの輝度のヒストグラムを示す。
【図１４】図１４は、図１２の被選択領域ＳＡの二値画像の一例を示す。
【図１５】図１５は、ネスティング処理結果を合成画像に重畳させた画像の一例を示す。
【図１６】図１６は、レーザ加工機の変形例を示す。
【図１７】図１７は、変形例に係る数値制御装置のハードウェアブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。なお、図中において同じ符号は、対応するまたは実質的に同一の構成を示している。
【００３５】
図１は、本発明の実施形態に係る板金加工システム１の概略構成を示す。板金加工システム１は、レーザ加工機２と、コンピュータ４と、レーザ加工機２とコンピュータ４とを接続するネットワーク６とから成る。図２は、本発明の実施形態に係るレーザ加工機２の正面図である。図３は、本発明の実施形態に係るレーザ加工機２の平面図である。図１〜３に示すＸ軸は、レーザ加工機２の奥行方向に沿い、Ｙ軸は、レーザ加工機２の幅方向に沿い、Ｚ軸は、レーザ加工機２の高さ方向に沿っている。以下、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸に沿う方向を、それぞれＸ方向、Ｙ方向、及び、Ｚ方向と呼称する。また、Ｙ方向を第１方向、Ｘ方向を第２方向と呼称してもよい。第１方向（Ｙ方向）、第２方向（Ｘ方向）、及び高さ方向（Ｚ方向）は、互いに垂直である。
【００３６】
レーザ加工機２は、レーザ加工領域(laser machining region)２Ｍ（図１及び図３参照）内の板金（metal plate）ＭＰ（図２参照）を加工するための装置である。図１〜３に示すように、レーザ加工機２は、台座(base)２０、第１ガイドレール２２、コラム２４、第２ガイドレール２６、サドル２８、レーザヘッド(laser head)３０、レーザ発振器３２、数値制御装置（numerical control apparatus）８、及び、複数の突条（elongated projections）３４[板金支持部材(metal plate support member)３５及び少なくとも１つの付加板金支持部材(additional metal plate support member)３６]を備える。台座２０上のＹ方向の両端には、Ｙ方向に沿って一対の第１ガイドレール２２が取付けられており、第１ガイドレール２２上には、コラム２４が第１ガイドレール２２上を移動自在に取り付けられている。コラム２４は、例えば、第１ガイドレール２２とコラム２４とによって形成されるモータによる駆動力によって、第１ガイドレール２２上を移動する。
【００３７】
コラム２４には、Ｘ軸に直交するＹ軸に沿って第２ガイドレール２６が設けてあり、サドル２８がＹ方向に移動自在に取り付けられる。サドル２８は、例えば、第２ガイドレール２６とサドル２８との間で形成されるモータによる駆動力によって、第２ガイドレール２６上を移動する。図示していないが、コラム２４は蛇腹状のカバーで覆われてもよい。サドル２８には、Ｘ軸及びＹ軸に垂直なＺ軸に沿うＺ方向に移動自在にレーザヘッド３０が取り付けられる。レーザヘッド３０は、レーザ加工領域２Ｍ内の板金ＭＰを加工するように構成されている。レーザヘッド３０は、レーザ発振器３２から送られてくるレーザ光が導入される光学系を備える。レーザヘッド３０は、レーザ加工のためのトーチを含む。数値制御装置８は、ネットワーク６を介してコンピュータ４と通信し、コンピュータ４から送信される加工情報に基づき、板金ＭＰを加工するように、コラム２４、サドル２８、レーザヘッド３０の動作を制御する。ネットワーク６は、例えば、工場内に設置されるＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）である。図示されているネットワーク６は有線ネットワークであるが、ネットワーク６は無線ネットワークであってもよい。
【００３８】
複数の突条３４は、板金ＭＰ（図２参照）を支持するための板状の部材である。以降の実施形態では、複数の突条３４の任意の１つを板金支持部材３５と呼び、複数の突条３４の残りを少なくとも１つの付加板金支持部材３６と呼ぶ。板金支持部材３５及び少なくとも１つの付加板金支持部材３６は、第２方向（Ｘ方向）に並んで配置される。複数の突条３４は、台座２０に着脱可能に取り付けられている。したがって、板金支持部材３５及び少なくとも１つの付加板金支持部材３６は、ドロス(dross)が付着したときに交換可能である。複数の突条３４は、レーザ加工されにくい金属から成ることが望ましい。例えば、複数の突条３４は、亜鉛メッキされた鉄から成ることが望ましい。
【００３９】
複数の突条３４は、実質的に同一の形状を有している。つまり、少なくとも１つの付加板金支持部材３６は、板金支持部材３５と実質的に同一の形状を有する。ここで、実質的に同一の形状とは、複数の突条３４の板厚（台座２０に載置されたときの突条３４のＸ方向の長さＬｔ（図５参照））は、２倍＋製造誤差程度以内の範囲内で相違してもよいが、他の形状については製造誤差程度の形状の相違にとどまるという意味である。
【００４０】
具体的には、図２に示すように、板金支持部材３５（少なくとも１つの付加板金支持部材３６）は、レーザ加工領域２Ｍ内に第１方向（Ｙ方向）に並んで設けられる複数の突起３８を有する。板金ＭＰは、複数の突起３８上に配置される。図４は、図２の板金支持部材３５（少なくとも１つの付加板金支持部材３６）の中央付近を拡大した図である。図２及び図４を参照すると、複数の突起３８は、鋸歯（serration）を形成している。ただし、複数の突起３８の形状はこの限りではない。複数の突起３８は棘状の突起（spiny protrusions）であってもよい。複数の突起３８は、Ｙ方向に実質的に同じピッチＤｐだけ互いに離隔して設けられる。なお、以降の説明において、所定の位置（例えば、レーザヘッド３０の初期位置）を通るＺ軸に垂直な直線と、レーザ加工領域２Ｍが定義される平面（複数の突起３８の先端を繋いで形成される平面）との交点を原点として、その原点からのＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の距離を、それぞれＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標と呼ぶ。そして、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標で表される座標空間をＸＹＺ座標空間と呼ぶ。
【００４１】
図５は、レーザ加工領域２Ｍの中央部分をＹ方向から拡大して見た図である。図２及び図５を参照すると、第２方向（Ｘ方向）の板金支持部材３５（少なくとも１つの付加板金支持部材３６）の幅Ｌｔは、板金支持部材３５（少なくとも１つの付加板金支持部材３６）の第１方向（Ｙ方向）の長さＬｗ及び板金支持部材３５（少なくとも１つの付加板金支持部材３６）の高さ方向（Ｚ方向）の長さＬｈに比べて短い。さらに、板金支持部材３５と少なくとも１つの付加板金支持部材３６とのうちの最も近接する２つの部材間の第２方向（Ｘ方向）の距離Ｌｇは、当該幅Ｌｔの２０倍より長い。これにより、複数の突条３４の間に、図示しない板金運搬装置を設けることが可能となる。
【００４２】
図１〜３を参照すると、板金加工システム１は、外装パネル(covering panel)１０、カメラ１２（１２ａ、１２ｂ）、及び、照明(lighting)１４を備える。外装パネル１０は、レーザ加工領域２Ｍを覆う。これにより、レーザ加工時の安全が確保される。具体的には、外装パネル１０は、レーザ加工機２と、カメラ１２（１２ａ、１２ｂ）と、照明１４とを覆う。ただし、外装パネル１０は、レーザ加工機２のうち、レーザ発振器３２と数値制御装置８とを覆わなくてもよい。
【００４３】
カメラ１２（１２ａ、１２ｂ）は、レーザ加工領域２Ｍを撮影するように構成される。カメラ１２（１２ａ、１２ｂ）は、好ましくは、ネットワークカメラであり、撮影した画像を、ネットワーク６を介してコンピュータ４に送信することができる。本実施形態では、カメラ１台ではレーザ加工領域２Ｍの全体を撮影することができないため、カメラ１２を２台配置した実施形態を示しているが、１台の広角カメラによってレーザ加工領域２Ｍの全体が撮影されてもよい。図３には、カメラ１２ａ、１２ｂのレンズの収差を考慮しない場合における、カメラ１２ａ、１２ｂがそれぞれ撮影するレーザ加工領域２Ｍの部分を、ＣＲａ、ＣＲｂとして例示している。このように、レーザ加工領域２Ｍ全体が撮影されるように、１つ以上のカメラ１２が外装パネル１０内に配置される。カメラ１２ａ、１２ｂは、図示されたＣＲａ、ＣＲｂよりもより広い領域を撮影してもよい。
【００４４】
図２及び図３に示すように、レーザ加工機２の高さ方向（Ｚ方向）から見て、カメラ１２（１２ａ、１２ｂ）の光軸（Optical Axis）ＯＡ（ＯＡａ、ＯＡｂ）が第１方向（Ｙ方向）に対して実質的に平行な向きを向くように、カメラ１２（１２ａ、１２ｂ）は配置される。カメラ１２（１２ａ、１２ｂ）は、高さ方向（Ｚ方向）から見てレーザ加工領域２Ｍと重畳しない位置に配置される。光軸ＯＡ（ＯＡａ、ＯＡｂ）は、レーザ加工領域２Ｍの第１方向（Ｙ方向）の中央部分に向けられる。
【００４５】
照明１４は板金ＭＰを照らすように構成される。高さ方向（Ｚ方向）から見てレーザ加工領域２Ｍに対してカメラ１２（１２ａ、１２ｂ）の反対側に照明１４が配置される。照明１４は、高さ方向（Ｚ方向）から見てレーザ加工領域２Ｍと重畳しない位置に配置される。なお、板金加工システム１は、コラム２４付近を明るくするために、付加照明(additional lighting)１６をさらに備えてもよい。この場合、外装パネル１０は、付加照明１６も覆う。付加照明１６は、高さ方向（Ｚ方向）から見てレーザ加工領域２Ｍと重畳しない位置に配置される。なお、付加照明１６は省略されてもよい。なお、外装パネル１０のレーザ加工領域２Ｍに面した内表面は、白色であることが望ましい。これにより、照明１４及び付加照明１６の光が内表面(interior surface)により反射され、レーザ加工領域２Ｍがより明るくなる。
【００４６】
図６は、実施形態に係るコンピュータ４のハードウェアブロック図である。図６に示すように、コンピュータ４は、プロセッサ４０と、メモリ４２と、通信回路４４と、を備えている。プロセッサ４０と、メモリ４２と、通信回路４４とは、バス４６を介して互いに接続されている。通信回路４４は、ネットワーク６を介して数値制御装置８及びカメラ１２（１２ａ、１２ｂ）と通信するための、通信パケットからデータへの変換機能とデータから通信パケットへの変換機能と通信パケット送受信機能とを有している。
【００４７】
メモリ４２は、カメラ１２（１２ａ、１２ｂ）を制御するためのカメラ制御プログラム５２と、カメラ１２（１２ａ、１２ｂ）が撮影した画像を処理する画像処理プログラム５４と、製品の３次元ＣＡＤデータなどのように、レーザ加工機２によって板金ＭＰから加工される加工物(workpiece)の形状を規定するデータである加工物データ(workpiece data)５６と、目標形状を、板金ＭＰの表面形状内に割り付けるネスティングプログラム(nesting program)５８と、カメラ１２（１２ａ、１２ｂ）のレンズ収差補正や撮影画像の射影変換のためのカメラパラメータ６０と、を記憶する。プロセッサ４０は、メモリ４２に記憶されたプログラムを読み出して、読みだしたプログラムを実行する。なお、以降の実施形態において、画像処理プログラム５４を、加工領域設定プログラムと呼称してもよく、画像処理プログラム５４とネスティングプログラム５８とを総称して、加工領域割り当てプログラムと呼称してもよい。
【００４８】
カメラ制御プログラム５２は、通信回路４４を利用して、カメラ１２（１２ａ、１２ｂ）に制御信号を送信し、カメラ１２（１２ａ、１２ｂ）が撮影したデジタル画像を受信するようにプログラムされている。画像処理プログラム５４は、通信回路４４から数値制御装置８からの制御信号を受信し、当該制御信号に従い、受信したデジタル画像を処理し、処理結果の画像を数値制御装置８に出力するようにプログラムされている。つまり、プロセッサ４０は、カメラ１２（１２ａ、１２ｂ）により撮影された画像を処理する。ネスティングプログラム５８は、通信回路４４から数値制御装置８からの制御信号を受信し、当該制御信号に対応する加工物データ５６を選択し、板金ＭＰの表面形状に目標形状が割り付けられた加工領域データ９２を生成し、生成した加工領域データ９２を数値制御装置８に出力するようにプログラムされている。なお、数値制御装置８からの制御信号に加工物データ５６に相当する情報が含まれているときは、ネスティングプログラム５８は、数値制御装置８からの制御信号のみに基づいて、加工領域データを生成するようにプログラムされていてもよい。
【００４９】
上述の説明では、画像処理プログラム５４及びネスティングプログラム５８は数値制御装置８からの制御信号に基づいて動作する例が記載されているが、コンピュータ４は、当該制御生成に相当する入力、並びに、カメラ制御プログラム５２、画像処理プログラム５４、及びネスティングプログラム５８のコマンドを入力する入力インタフェースをさらに備えてもよい。また、画像処理プログラム５４及びネスティングプログラム５８は処理結果を数値制御装置８に出力しているが、コンピュータ４は、当該処理結果を表示するためのディスプレイをさらに備えてもよい。
【００５０】
図７は、実施形態に係る数値制御装置８のハードウェアブロック図である。図７に示すように、数値制御装置８は、プロセッサ８０と、メモリ８２と、通信回路８４と、タッチパネル付きディスプレイ８６と、を備えている。プロセッサ８０と、メモリ８２と、通信回路８４と、タッチパネル付きディスプレイ８６とは、バス８８を介して互いに接続されている。通信回路８４は、ネットワーク６を介してコンピュータ４と通信するための、通信パケットからデータへの変換機能とデータから通信パケットへの変換機能と通信パケット送受信機能とを有している。
【００５１】
メモリ８２は、加工プログラム９０と加工領域データ９２とを記憶している。加工領域データ９２は、上述するように、板金ＭＰの表面形状に目標形状が割り付けられたデータである。加工領域データ９２は、通信回路８４を介してコンピュータ４から受信される。加工プログラム９０は、加工領域データ９２に基づいて、コラム２４、サドル２８、及び、レーザヘッド３０を制御するようにプログラムされている。さらに、加工プログラム９０は、ユーザのタッチパネルの操作に基づき、コンピュータ４の画像処理プログラム５４及びネスティングプログラム５８への制御信号を生成し、画像処理プログラム５４及びネスティングプログラム５８の処理結果をタッチパネル付きディスプレイ８６に表示させるようにプログラムされている。
【００５２】
なお、タッチパネル付きディスプレイ８６のディスプレイは、ディスプレイの一例であり、タッチパネルは、インタフェースの一例である。なお、タッチパネル付きディスプレイ８６は、タッチパネルのないディスプレイと、ディスプレイ周辺に設けられたボタン・スイッチ・レバー・ポインティングデバイス等の入力機器との組み合わせによって代替されてもよい。その場合、当該入力機器は、インタフェースの一例である。
【００５３】
つぎに、本実施形態における板金加工方法について説明する。図８は、実施形態に係る板金加工方法を示すフローチャートである。当該方法では、ステップＳ１において、レーザ加工領域２Ｍ内に第１方向（Ｙ方向）に並んで設けられる複数の突起３８を有する板状の板金支持部材３５（少なくとも１つの付加板金支持部材３６）をレーザ加工機２に取り付ける。ステップＳ２において、レーザ加工機２の高さ方向（Ｚ方向）から見て、第１方向（Ｙ方向）に対して実質的に平行な向きに光軸ＯＡ（ＯＡａ、ＯＡｂ）が向くように、レーザ加工領域２Ｍを撮影するカメラ１２（１２ａ、１２ｂ）が配置される。ステップＳ３において、レーザ加工領域２Ｍ内の複数の突起３８上に板金ＭＰが配置される。ステップＳ４において、照明１４（付加照明１６）によって板金ＭＰが照らされる。以上までのステップＳ１〜Ｓ４までの処理は、ステップＳ１がステップＳ３よりも前に行われることを除いては順不同である。
【００５４】
つぎに、ステップＳ５において、当該方法では、カメラ１２（１２ａ、１２ｂ）により撮影された画像ＩＭＧ（ＩＭＧａ、ＩＭＧｂ）が取得される。より具体的には、レーザ加工機２の高さ方向（Ｚ方向）から見て、レーザ加工機２に取り付けられた板金支持部材３５（少なくとも１つの付加板金支持部材３６）が有する複数の突起３８が並ぶ第１方向（Ｙ方向）に対して実質的に平行な向きに光軸ＯＡ（ＯＡａ、ＯＡｂ）が向くように配置されたカメラ１２（１２ａ、１２ｂ）によって撮影された、複数の突起３８上に配置され、照明１４（付加照明１６）によって照らされた板金ＭＰの画像ＩＭＧ（ＩＭＧａ、ＩＭＧｂ）を取得する、画像処理プログラム５４の指示を、コンピュータ４が実行する。つまり、プロセッサ４０は、レーザ加工機２の高さ方向（Ｚ方向）から見て、レーザ加工機２に取り付けられた板金支持部材３５（少なくとも１つの付加板金支持部材３６）が有する複数の突起３８が並ぶ第１方向（Ｙ方向）に対して実質的に平行な向きに光軸ＯＡ（ＯＡａ、ＯＡｂ）が向くように配置されたカメラ１２（１２ａ、１２ｂ）によって撮影された、複数の突起３８上に配置され、照明１４（付加照明１６）によって照らされた板金ＭＰの画像ＩＭＧ（ＩＭＧａ、ＩＭＧｂ）を取得する処理を実行する。図９及び図１０は、それぞれ、カメラ１２ａ、１２ｂによるレーザ加工領域２Ｍを撮影した画像ＩＭＧ（ＩＭＧａ、ＩＭＧｂ）の一例を示す。
【００５５】
ステップＳ６において、当該方法では、画像ＩＭＧ（ＩＭＧａ、ＩＭＧｂ）中の明領域が、板金ＭＰの加工可能領域(machining available area) ＭＡＡ（図１４参照）として検出される。より具体的には、画像ＩＭＧ（ＩＭＧａ、ＩＭＧｂ）中の明領域を、板金ＭＰの加工可能領域ＭＡＡとして検出する、画像処理プログラム５４の指示を、コンピュータ４が実行する。つまり、プロセッサ４０は、画像ＩＭＧ（ＩＭＧａ、ＩＭＧｂ）中の明領域を、板金ＭＰの加工可能領域ＭＡＡとして検出する処理を実行する。図１１は、ステップＳ６の詳細な処理の流れを示すフローチャートである。
【００５６】
図１１では、ステップＳ６１において、当該方法では、画像ＩＭＧ（ＩＭＧａ、ＩＭＧｂ）のレンズ収差補正と台形補正とを行った被補正画像が生成される。より具体的には、画像ＩＭＧ（ＩＭＧａ、ＩＭＧｂ）のレンズ収差補正と台形補正とを行った被補正画像を生成する、画像処理プログラム５４の指示を、コンピュータ４が実行する。つまり、プロセッサ４０は、画像ＩＭＧ（ＩＭＧａ、ＩＭＧｂ）のレンズ収差補正と台形補正とを行った被補正画像を生成する処理を実行する。このため、カメラ１２（１２ａ、１２ｂ）のレンズ歪みパラメータや、高さ方向（Ｚ方向）から見た画像に射影変換するパラメータは、キャリブレーションによって事前に測定され、測定されたパラメータは、カメラパラメータ６０としてメモリ４２に記憶される。画像処理プログラム５４は、周知のレンズ収差補正アルゴリズム及び台形補正アルゴリズム（射影変換アルゴリズム）のプログラムコードを含む。当該プログラムコードは画像処理プログラム５４から呼び出されるライブラリであってもよい。プロセッサ４０は、画像処理プログラム５４が実行された際に、メモリ４２からカメラパラメータ６０を読み込み、当該レンズ収差補正アルゴリズム及び当該台形補正アルゴリズムを実行する。なお、ステップＳ６１において、カメラ１２（１２ａ、１２ｂ）のレンズ収差が実質的にない、もしくは、微小である場合、ステップＳ６１において、レンズ収差補正は省略されてもよい。
【００５７】
ステップＳ６２において、当該方法では、被補正画像が複数あるとき、複数の被補正画像が合成され、レーザ加工領域２Ｍの全体を表示する合成画像ＣＩＭＧが生成される。図１２は、当該合成画像ＣＩＭＧの一例を示す。なお、カメラ１２が広角カメラであって、カメラ１２が１台でレーザ加工領域２Ｍの全体を撮影できるときは、ステップＳ６２は省略されてもよい。ステップＳ６２においてより具体的には、複数の被補正画像を合成し、全体のレーザ加工領域２Ｍを表示する合成画像を生成する、画像処理プログラム５４の指示を、コンピュータ４が実行する。つまり、プロセッサ４０は、複数の被補正画像を合成し、レーザ加工領域２Ｍの全体を表示する合成画像ＣＩＭＧを生成する処理を実行する。このため、画像処理プログラム５４は、周知のイメージスティッチング(image stitching)アルゴリズムのプログラムコードを含む。当該プログラムコードは画像処理プログラム５４から呼び出されるライブラリであってもよい。
【００５８】
図１２において、合成画像ＣＩＭＧは、レンズ収差補正及び台形補正がされているため、合成画像ＣＩＭＧ中の縦方向の画素間距離、横方向の画素間距離は、いずれも、レーザ加工領域２Ｍにおける単位長さに対応する。また、合成画像ＣＩＭＧの横方向がレーザ加工領域２ＭのＸ方向に対応し、合成画像ＣＩＭＧの縦方向がレーザ加工領域２ＭのＹ方向に対応する。
【００５９】
ステップＳ６３において、当該方法では、合成画像ＣＩＭＧ中の一部の領域を選択するか否かが判定される。この判定においては、数値制御装置８のタッチパネル、もしくは、コンピュータ４の入力インタフェースから領域の選択の入力の有無によって判定される。領域選択がある場合（ステップＳ６３でＹｅｓ）、ステップＳ６４において、当該方法では、当該入力に基づいて、合成画像ＣＩＭＧ中のうちの被選択領域ＳＡが指定される。この指定についても数値制御装置８のタッチパネル、もしくは、コンピュータ４の入力インタフェースによって行われる。この領域選択は、板金支持部材３５（少なくとも１つの付加板金支持部材３６）を新品に交換した直後など、板金支持部材３５（少なくとも１つの付加板金支持部材３６）が合成画像ＣＩＭＧ中で明るく表示される可能性が高い場合などにユーザの裁量で行われる。図１２は、被選択領域ＳＡを白の点線で囲まれた領域として示している。
【００６０】
ステップＳ６３とＳ６４とにおいてより具体的には、数値制御装置８のタッチパネル、もしくは、コンピュータ４の入力インタフェースにおいて領域選択の入力があるかを判定し、入力がある場合、その入力をもとに被選択領域ＳＡを指定する、画像処理プログラム５４の指示を、コンピュータ４が実行する。つまり、プロセッサ４０は、数値制御装置８のタッチパネル、もしくは、コンピュータ４の入力インタフェースにおいて領域選択の入力があるかを判定する処理を実行する。このため、数値制御装置８のプロセッサ８０は、加工プログラム９０の実行において、数値制御装置８のタッチパネルの操作があったときに、通信回路８４、ネットワーク６、及び通信回路４４を介して、その操作情報を、画像処理プログラム５４を実行するプロセッサ４０に送信する処理を実行してもよい。
【００６１】
ステップＳ６４の処理が終了すると、当該方法では、ステップＳ６５において、合成画像ＣＩＭＧ中の被選択領域ＳＡを二値化する処理が実行される。より具体的には、合成画像ＣＩＭＧ中の被選択領域ＳＡを二値化する、画像処理プログラム５４の指示を、コンピュータ４が実行する。つまり、プロセッサ４０は、合成画像ＣＩＭＧ中の被選択領域ＳＡを二値化する処理を実行する。別の言い方をすれば、上述する明領域は、画像ＩＭＧ（ＩＭＧａ、ＩＭＧｂ）を二値化することによって検出される。したがって、画像処理プログラム５４は、周知の二値化アルゴリズムのプログラムコードを含む。当該プログラムコードは画像処理プログラム５４から呼び出されるライブラリであってもよい。なお、ステップＳ６３において領域選択がないとき（ステップＳ６３でＮｏ）、合成画像ＣＩＭＧの全体において、ステップＳ６５が実行される。
【００６２】
二値化は、画像をグレースケールに変換したときの輝度の閾値に基づいて行われる。図１３は、図１２の被選択領域ＳＡの輝度のヒストグラムを示す。図１３の横軸の値は、輝度を０から２５５まで正規化した値を示し、図１４の縦軸の値は、当該輝度に対応する画素数を示す。本実施形態では、図２に示すように、レーザ加工領域２Ｍに対してカメラ１２（１２ａ、１２ｂ）の反対側に板金ＭＰを照らす照明１４を配置することによって、画像ＩＭＧ（ＩＭＧａ、ＩＭＧｂ）において、板金ＭＰの表面の領域が白飛び（blown-out highlight）となる。なお、板金ＭＰがレーザ加工領域２Ｍのどの位置に配置されても、板金ＭＰの表面が白飛びとなるように、カメラ１２（１２ａ、１２ｂ）の絞りや露光時間が予め設定されており、照明１４の照度や配置が予め調整されている。このため、板金ＭＰの領域の輝度値が飽和している。一方、カメラの光軸が板金支持部材の長手方向に実質的に平行であることから、画像中の板金支持部材の側面が白飛びとなりにくく、その側面において筋状の暗領域が発生し、白飛びとなる板金の明領域との違いが発生する。ただし、図１２に示されるように、画像ＩＭＧ（ＩＭＧａ、ＩＭＧｂ）中では、板金支持部材３５（少なくとも１つの付加板金支持部材３６）の側面も照明１４（付加照明１６）によって比較的明るく表示されるため、板金支持部材３５（少なくとも１つの付加板金支持部材３６）を板金ＭＰの表面と誤認識することを抑止するために、閾値は、輝度の最大値付近であることが望ましい。なお、図１３に示すように、板金ＭＰの表面と残りの部分の領域が大きく２つに分かれるときは、ヒストグラムの谷を閾値と決めてもよい。
【００６３】
図１４では、このように閾値を定めたときの二値画像を示す。図１４では、白色で表示されている領域が図１２の明領域と認識された部分、黒色で表示されている領域が図１２の暗領域として認識された部分である。なお、合成画像ＣＩＭＧと同様に、二値画像の縦方向の画素間距離、横方向の画素間距離は、いずれも、レーザ加工領域２Ｍにおける単位長さに対応する。したがって、二値画像中に表示される任意の２点に対応するレーザ加工領域２Ｍ中の２点のＸ方向、Ｙ方向の距離は、それぞれ、その２点間の横方向、縦方向の画素数に、カメラパラメータ６０から定まる比例定数を乗ずることによって算出することができる。したがって、図１４では、画素数で表される距離と、それに対応するレーザ加工領域２Ｍの実際の距離とを混在させて表示している。
【００６４】
ここで、暗領域の境界部分でレーザ加工を行った場合、認識誤差による影響や板金ＭＰの歪みによる影響を受けやすい。このため、当該方法では、ステップＳ６６において、被補正画像（合成画像ＣＩＭＧ）の明領域のうち、暗領域との境界からクリアランス量Ｄ（ｄ）以内の部分を除去した領域が加工可能領域ＭＡＡとして検出される。より具体的には、被補正画像（合成画像ＣＩＭＧ）の明領域のうち、暗領域との境界からクリアランス量Ｄ（ｄ）以内の部分を除去した領域を加工可能領域ＭＡＡとして検出する、画像処理プログラム５４の指示を、コンピュータ４が実行する。つまり、プロセッサ４０は、被補正画像（合成画像ＣＩＭＧ）の明領域のうち、暗領域との境界からクリアランス量Ｄ（ｄ）以内の部分を除去した領域を加工可能領域として検出する処理を実行する処理を実行する。
【００６５】
このクリアランス量の除去においては、プロセッサ４０は、カメラパラメータ６０をもとに、明領域と暗領域との境界を形成する二値画像中の複数の画素（以下、境界画素と呼ぶ）の位置から、複数の境界画素のＸＹＺ座標空間の位置（ＸＹＺ座標で表される位置）を算出する処理を実行する。プロセッサ４０は、複数の境界画素のＸＹＺ座標空間の位置の各々に対してＸ方向、Ｙ方向のいずれにおいてもクリアランス量Ｄ（ＸＹＺ座標空間での長さ）だけ離れた離隔点の集合を求め、隣接する離隔点を線でつなぐことによって加工可能領域ＭＡＡの輪郭線を求める処理を実行する。隣接する離隔点は、スプライン曲線やベジエ曲線などでなめらかに繋がれてもよく、直線的に繋がれてもよい。なお、上述の代わりに、プロセッサ４０は、ＸＹＺ座標空間での長さで表されるクリアランス量Ｄを二値画像の画素数に換算したクリアランス量ｄを求め、二値画像内で上述する処理を行ってもよい。
【００６６】
ここで、レーザ加工領域２Ｍにおけるクリアランス量に相当する長さＤは、板金支持部材３５（少なくとも１つの付加板金支持部材３６）の幅Ｌｔよりも大きい。これにより、板金支持部材３５（少なくとも１つの付加板金支持部材３６）が誤って加工されることが抑止される。さらに、好ましくは、レーザ加工領域２Ｍにおけるクリアランス量に相当する長さＤは、板金支持部材３５と少なくとも１つの付加板金支持部材３６とのうちの最も近接する２つの部材間の第２方向（Ｘ方向）の距離Ｌｇの半分よりも長い。これにより、照明１４（付加照明１６）によって明るく照らされた、突条３４（板金支持部材３５、少なくとも１つの付加板金支持部材３６）の側面３４ｌｆ（３５ｌｆ、３６ｌｆ）が誤検出されることが抑止される。以上が、ステップＳ６の詳細な動作である。
【００６７】
図８に戻り、当該板金加工方法では、つぎに、ステップＳ７において、レーザ加工機２によって板金ＭＰから加工される加工物の形状を規定するデータ（加工物データ５６）が取得される。別の言い方をすれば、レーザ加工機２によって板金ＭＰから加工される加工物の形状を規定するデータ（加工物データ５６）を取得する、ネスティングプログラム５８の指示を、コンピュータ４が実行する。つまり、プロセッサ４０は、レーザ加工機２によって板金ＭＰから加工される加工物の形状を規定するデータ（加工物データ５６）をメモリ４２から取得する処理を実行する。加工物データ５６は、複数の加工物の形状を規定するデータであってもよい。より具体的には、ユーザによって加工物が選択され、選択された加工物の目標数量が数値制御装置８のタッチパネル、もしくは、コンピュータ４の入力インタフェースを介して入力される。ユーザによって選択された加工物の形状を規定するデータが加工物データ５６として取得され、その目標数量も併せて取得される。なお、選択された加工物を加工可能領域ＭＡＡ内に最大数割り当てるような場合は、目標数量の入力及び取得は省略されてもよい。
【００６８】
ステップＳ８において、当該方法では、加工可能領域ＭＡＡ内に当該形状に対応する領域が割り当てられる。より具体的には、加工可能領域ＭＡＡ内に当該形状に対応する領域を割り当てる、ネスティングプログラム５８の指示を、コンピュータ４が実行する。つまり、プロセッサ４０は、加工可能領域ＭＡＡ内に当該形状に対応する領域を割り当てる処理を実行する。この処理は、一般的にネスティングと呼ばれる。ネスティングアルゴリズムはいかなる公知のネスティングアルゴリズムが用いられてもよいが、自由形状の加工可能領域ＭＡＡにおいて、加工物間の必要最小限のマージンを確保しつつも当該形状を回転させてできるだけ廃棄量を少なくしてその目標数量だけ詰め込む探索アルゴリズムを用いているものが望ましい。図１５は、加工可能領域ＭＡＡに３種類の加工物Ｐ１〜Ｐ３の領域を割り当てたネスティング処理結果を合成画像ＣＩＭＧに重畳させた画像の一例を示す。
【００６９】
最後に、ステップＳ９において、当該方法では、当該ネスティング処理結果に基づいて板金ＭＰが加工される。より具体的には、ネスティング処理結果が加工領域データ９２としてコンピュータ４から数値制御装置８にネットワーク６を介して送信され、数値制御装置８のタッチパネル付きディスプレイ８６に図１５のような画像が表示される。ユーザがその画像を確認した後、タッチパネルによってレーザ加工の開始が入力されると、レーザ加工機２が加工領域データ９２に従って板金ＭＰを加工する。
＜レーザ加工機２の変形例＞
基本的なレーザ加工機２の説明は以上である。なお、レーザ加工機２は、上述の実施形態に挙げたものに限られない。図１６に示すように、レーザ加工機２ａは、外装パネル１０、カメラ１２（１２ａ、１２ｂ）、及び、照明１４（付加照明１６）を備えたものであってもよい。また、レーザ加工機２ａの数値制御装置８ａは、コンピュータ４の機能を全て含んだものであってもよい。このような数値制御装置８ａのブロック図を図１７に示す。本変形例では、カメラ１２（１２ａ、１２ｂ）は、撮影した画像を、直接数値制御装置８ａに送信するとよい。また、本変形例では、図８及び図１１のフローチャートにおけるプロセッサ４０の処理を、プロセッサ８０が実行すればよい。
【００７０】
また、板金加工システム１及びレーザ加工機２ａにおいて、ネスティングプログラム５８は省略されてもよい。あるいは、ネスティングプログラム５８はユーザが手動で加工可能領域ＭＡＡ内に加工物の形状に対応する領域を割り当てるプログラムに代替されてもよい。また、板金加工システム１（数値制御装置８ａ、ネスティングプログラム５８）は、加工可能領域ＭＡＡのうち、加工物を割り当てる領域をユーザが選択可能としてもよい。この場合、板金加工システム１（数値制御装置８ａ）は、二値画像においてステップＳ６３のような領域選択を再度実行可能とすればよい。
【００７１】
図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ６３、Ｓ６４は省略されてもよい。この場合、ステップＳ６３でＮｏの場合の処理がステップＳ６５において実行されればよい。図８においてステップＳ７〜Ｓ９は省略されてもよい。
【００７２】
上述のカメラ制御プログラム５２、画像処理プログラム５４、ネスティングプログラム５８の一部または全ての機能が専用の画像処理プロセッサや集積回路によって実現されてもよい。例えば、レンズ収差補正アルゴリズム、台形補正アルゴリズム、イメージスティッチングアルゴリズム、二値化アルゴリズムが専用の画像処理プロセッサに実装されてもよく、ネスティングアルゴリズムが集積回路に実装されてもよい。
【００７３】
上述のカメラ制御プログラム５２、画像処理プログラム５４、ネスティングプログラム５８は、コンピュータ４に内蔵されたメモリ４２にとどまらず、フロッピーディスク、光ディスク、ＣＤＲＯＭおよび磁気ディスク等のディスク、ＳＤカード、ＵＳＢメモリ、外付けハードディスクなどコンピュータ４（数値制御装置８ａ）から取り外し可能で、コンピュータ４（数値制御装置８ａ）に読み取り可能な記憶媒体に記録されたものであってもよい。
＜実施形態の作用及び効果＞
本実施形態に係る板金加工システム１及びレーザ加工機２ａは、板金支持部材３５（少なくとも１つの付加板金支持部材３６）が画像中に小さく表示されることになり、板金支持部材３５（少なくとも１つの付加板金支持部材３６）が明領域として検出される可能性が低減される。したがって、板金支持部材３５（少なくとも１つの付加板金支持部材３６）が撮影されたとしても、加工される板金ＭＰの形状や寸法を撮影画像から認識することができる。
【００７４】
本願においては、「備える」およびその派生語は、構成要素の存在を説明する非制限用語であり、記載されていない他の構成要素の存在を排除しない。これは、「有する」、「含む」およびそれらの派生語にも適用される。
【００７５】
「〜部材」、「〜部」、「〜要素」、「〜体」、および「〜構造」という文言は、単一の部分や複数の部分といった複数の意味を有し得る。
【００７６】
「第１」や「第２」などの序数は、単に構成を識別するための用語であって、他の意味（例えば特定の順序など）は有していない。例えば、「第１要素」があるからといって「第２要素」が存在することを暗に意味するわけではなく、また「第２要素」があるからといって「第１要素」が存在することを暗に意味するわけではない。
【００７７】
程度を表す「実質的に」、「約」、および「およそ」などの文言は、実施形態に特段の説明がない限りにおいて、最終結果が大きく変わらないような合理的なずれ量を意味し得る。本願に記載される全ての数値は、「実質的に」、「約」、および「およそ」などの文言を含むように解釈され得る。
【００７８】
本願において「Ａ及びＢの少なくとも一方」という文言は、Ａだけ、Ｂだけ、及びＡとＢの両方を含むように解釈されるべきである。
【００７９】
上記の開示内容から考えて、本発明の種々の変更や修正が可能であることは明らかである。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、本願の具体的な開示内容とは別の方法で本発明が実施されてもよい。
【要約】
板金加工システムは、レーザ加工領域内の板金を加工するためのレーザ加工機と、レーザ加工領域を撮影するカメラと、板金を照らす照明と、カメラにより撮影された画像を処理するプロセッサと、備える。レーザ加工機は、レーザ加工領域内に第１方向に並んで設けられる複数の突起を有する板状の板金支持部材を備える。板金は複数の突起上に配置される。レーザ加工機の高さ方向から見て、カメラの光軸が第１方向に対して実質的に平行な向きを向くように、カメラは配置される。プロセッサは、画像中の明領域を、板金の加工可能領域として検出する。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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