(57)【要約】【課題】ガス溶断機によるガス切断をするに際して、被加工材の加工の精度を確保し、被加工材が簡単な形状であることに対応させて、容易にかつ経済的に三次元加工ができるようにする。【解決手段】ガス切断機１００は、画像入力手段１０によってスキャンされた元となる材料形状が三次元閉曲線形状図形の原図２に転写され、トーチ移動軌跡作成手段２０によって、スキャンされた原図２の閉曲線形状図形の図形線２Ａを細線化する処理が施されて、細線化された図形線で生成された細線閉曲線形状図形が生成される。そして、元となる材料の形状の閉曲線形状図形の図形面積１Ｂに、細線閉曲線形状図形で形成された図形の図形面積が実質同一であると判定された時に、当該細線閉曲線形状図形が取得され、取得された細線閉曲線形状図形データ５３がトーチ移動手段８１に送信される。【選択図】図１
2016064437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像入力手段と、該画像入力手段から取り込んだ画像から、ガス切断を行うトーチの移動軌跡を作成するトーチ移動軌跡作成手段と、作成された移動軌跡に対応して、トーチを移動させるトーチ移動手段とを備えたガス切断機において、
ガス切断機が被加工材から、閉曲線形状図形の材料の形状に対応した三次元閉曲線形状の製品をガス切断するものであって、
画像入力手段が、元となる材料の形状を該形状の倣い動作によって三次元で読み込むスキャナ手段で構成され、スキャナ手段でスキャンされた元となる材料形状が三次元閉曲線形状図形の原図に転写され、転写された原図の三次元閉曲線形状図形データがトーチ移動軌跡作成手段に送信され、
画像表示手段が、スキャンされた原図の三次元閉曲線形状図形の図形線を細線化する処理が施されて、細線化された図形線で生成された複数の細線閉曲線形状図形を表示し、複数の細線閉曲線形状図形から、元となる材料の形状の閉曲線形状図形の図形面積に、細線閉曲線形状図形で形成された図形の図形面積が実質同一である細線閉曲線形状図形を表示すること
を特徴とするガス切断機。
【請求項２】
画像入力手段と、該画像入力手段から取り込んだ画像から、ガス切断を行うトーチの移動軌跡を作成するトーチ移動軌跡作成手段と、作成された移動軌跡に対応して、トーチを移動させるトーチ移動手段とを備えたガス切断機において、
ガス切断機が被加工材から、閉曲線形状図形の材料の形状に対応した三次元閉曲線形状の製品をガス切断するものであって、
画像入力手段が、元となる材料の形状を該形状の倣い動作によって三次元で読み込むスキャナ手段で構成され、スキャナ手段でスキャンされた元となる材料形状が三次元閉曲線形状図形の原図に転写され、転写された原図の三次元閉曲線形状図形データがトーチ移動軌跡作成手段に送信され、
トーチ移動軌跡作成手段によって、スキャンされた原図の三次元閉曲線形状図形の図形線を細線化する処理が施されて、細線化された図形線で生成された細線閉曲線形状図形が生成され、元となる材料の形状の閉曲線形状図形の図形面積に、細線閉曲線形状図形で形成された図形の図形面積が実質同一であると判定されたと判定された時に、当該細線閉曲線形状図形が取得され、取得された細線閉曲線形状図形データがトーチ移動手段に送信されること
を特徴とするガス切断機。
【請求項３】
請求項１に記載されたガス切断機において、データベースに、元となる材料の形状の閉曲線形状図形および該閉曲線形状図形の面積が対応して予め格納されたことを特徴とするガス切断機。
【請求項４】
請求項１に記載されたガス切断機において、データベースに、取得した１ドットで表わされた細線閉曲線形状図形が元となる材料の形状の閉曲線形状図形と対応して格納され、ガス切断機が被加工材から、閉曲線形状図形の元となる材料の形状に対応した形状の製品をガス切断する時に、元となる材料の形状の閉曲線形状図形と対応した、予め格納された細線閉曲線形状図形データがトーチ移動手段に出力されることを特徴とするガス切断機。
【請求項５】
請求項１に記載されたガス切断機において、原図の閉曲線形状図形が、画面に表示され、始点が探索され、始点の周りの８点について閉曲線形状図形のドット線があるかが判定されて探索点が決定され、探索点に移動する操作を繰り返して始点に到達したかどうかが判定され、到達していれば細線化判定に供される細線閉曲線形状図形が取得されることを特徴とするガス切断機。
【請求項６】
画像入力手段と、該画像入力手段から取り込んだ画像から、ガス切断を行うトーチの移動軌跡を作成するトーチ移動軌跡作成手段と、作成された移動軌跡に対応して、トーチを移動させるトーチ移動手段とを備えたガス切断機によって実行されるガス切断方法において、
ガス切断機が被加工材から、閉曲線形状図形の材料の形状に対応した三次元閉曲線形状の製品をガス切断するものであって、
画像入力手段が、元となる材料の形状を該形状の倣い動作によって三次元で読み込むスキャナ手段で構成され、スキャナ手段でスキャンされた元となる材料形状の三次元閉曲線形状図形で転写し、転写した原図の三次元閉曲線形状図形データをトーチ移動軌跡作成手段に送信し、
トーチ移動軌跡作成手段が、スキャンされた原図の三次元閉曲線形状図形の図形線を細線化する処理を施し、細線化された図形線で生成された細線閉曲線形状図形を生成し、元となる材料の形状の閉曲線形状図形の図形面積に、細線閉曲線形状図形で形成された図形の図形面積が実質同一であると判定した時に、当該細線閉曲線形状図形を取得し、取得した細線閉曲線形状図形データをトーチ移動手段に送信すること
を特徴とするガス切断方法。
【請求項７】
請求項６に記載されたガス切断方法において、データベースに、元となる材料の形状の閉曲線形状図形および該閉曲線形状図形の面積が対応して予め格納されたことを特徴とするガス切断方法。
【請求項８】
請求項６に記載されたガス切断方法において、データベースに、取得した１ドットで表わされた細線閉曲線形状図形が元となる材料の形状の閉曲線形状図形と対応して格納され、ガス切断機が被加工材から、閉曲線形状図形の元となる材料の形状に対応した形状の製品をガス切断する時に、元となる材料の形状の閉曲線形状図形と対応した、予め格納された細線閉曲線形状図形データをトーチ移動手段に出力することを特徴とするガス切断方法。
【請求項９】
請求項６に記載されたガス切断方法において、原図の閉曲線形状図形を画面に表示し、始点を探索し、始点の周りの８点について閉曲線形状図形のドット線があるかを判定して探索点を決定し、探索点に移動する操作を繰り返して始点に到達したかどうかが判定し、到達していれば細線化判定に供される細線閉曲線形状図形を取得することを特徴とするガス切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス切断機及びガス切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属材料等の被加工材の加工機械として、ガス切断機が用いられることがある。この種のガス切断機としては、例えば特許文献１に、目的形状と同一の形状をトレーサによってトレースして、このトレーサに連動してガス切断機が備えるＮＣ装置を用いることで制御用データを形成して切断トーチを移動させることにより、目的形状について精密な被加工材の加工をすることが開示されている。
【０００３】
特許文献２には、加工図形の図面等の加工領域の画像をスキャナ等で入力し、その画像データにあらわれる加工領域の輪郭線を抽出し、その輪郭線から加工領域の内側に向かい、径の異なる複数の工具で加工させる工具別加工領域を、径が小さい工具に対応するものから順に形成し、おのおのの工具のオフセット量とオーバラップ量に基づいてそれぞれの工具に対応した一筆書き状の２次元工具軌跡を形成するものが開示されており、この種の技術をガス切断機に適用することで、簡便に精密な被加工材の加工を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−１６９３３７号公報
【特許文献２】特公平０７−７２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
被加工材の加工には、複雑な形状の加工を精密に行うことができる方法ばかりではなく、被加工材の加工形状が閉曲線で表わされるような簡単な形状の被加工材の加工に適した簡単な方法によって安価に製作することが求められることがある。
【０００６】
特許文献１に開示されるガス切断機は、ＮＣ装置による複雑なプログラムによる精密で複雑な被加工材の加工を行うのに適しているが、簡単な形状の被加工材の加工を経済的に簡便に行いながら精密に行うことには適していない。
【０００７】
また、特許文献２に開示する技術の実現のためには、読み込んだ画像の画像処理や工具軌跡を形成するための演算が精密な演算を必要とされ、演算器は性能の高いものが必要とされるので、もって装置が高価なものとなり、経済的にガス切断機による被加工材の加工が行えない問題がある。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、ガス溶断機によるガス切断をするに際して、被加工材の加工の精度を確保し、被加工材が簡単な形状であることに対応させて、容易にかつ経済的に三次元加工ができるようにすることが目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のガス切断機は、
画像入力手段と、該画像入力手段から取り込んだ画像から、ガス切断を行うトーチの移動軌跡を作成するトーチ移動軌跡作成手段と、作成された移動軌跡に対応して、トーチを移動させるトーチ移動手段とを備えたガス切断機において、
ガス切断機が被加工材から、閉曲線形状図形の材料の形状に対応した三次元閉曲線形状の製品をガス切断するものであって、
画像入力手段が、元となる材料の形状を該形状の倣い動作によって三次元で読み込むスキャナ手段で構成され、スキャナ手段でスキャンされた元となる材料形状が三次元閉曲線形状図形の原図に転写され、転写された原図の三次元閉曲線形状図形データがトーチ移動軌跡作成手段に送信され、
画像表示手段が、スキャンされた原図の三次元閉曲線形状図形の図形線を細線化する処理が施されて、細線化された図形線で生成された複数の細線閉曲線形状図形を表示し、複数の細線閉曲線形状図形から、元となる材料の形状の閉曲線形状図形の図形面積に、細線閉曲線形状図形で形成された図形の図形面積が実質同一である細線閉曲線形状図形を表示すること
を特徴としている。
【００１０】
本発明のガス切断機は、また、画像入力手段と、該画像入力手段から取り込んだ画像から、ガス切断を行うトーチの移動軌跡を作成するトーチ移動軌跡作成手段と、作成された移動軌跡に対応して、トーチを移動させるトーチ移動手段とを備えたガス切断機において、
ガス切断機が被加工材から、閉曲線形状図形の材料の形状に対応した三次元閉曲線形状の製品をガス切断するものであって、
画像入力手段が、元となる材料の形状を該形状の倣い動作によって三次元で読み込むスキャナ手段で構成され、スキャナ手段でスキャンされた元となる材料形状が三次元閉曲線形状図形の原図に転写され、転写された原図の三次元閉曲線形状図形データがトーチ移動軌跡作成手段に送信され、
トーチ移動軌跡作成手段によって、スキャンされた原図の三次元閉曲線形状図形の図形線を細線化する処理が施されて、細線化された図形線で生成された細線閉曲線形状図形が生成され、元となる材料の形状の閉曲線形状図形の図形面積に、細線閉曲線形状図形で形成された図形の図形面積が実質同一であると判定されたと判定された時に、当該細線閉曲線形状図形が取得され、取得された細線閉曲線形状図形データがトーチ移動手段に送信されること
を特徴としている。
【００１１】
本発明のガス切断機は、また、データベースに、元となる材料の形状の閉曲線形状図形および該閉曲線形状図形の面積が対応して予め格納されたことを特徴としている。
【００１２】
本発明のガス切断機は、また、データベースに、取得した１ドットで表わされた細線閉曲線形状図形が元となる材料の形状の閉曲線形状図形と対応して格納され、ガス切断機が被加工材から、閉曲線形状図形の元となる材料の形状に対応した形状の製品をガス切断する時に、元となる材料の形状の閉曲線形状図形と対応した、予め格納された細線閉曲線形状図形データがトーチ移動手段に出力されることを特徴としている。
【００１３】
本発明のガス切断機は、また、原図の閉曲線形状図形が、画面に表示され、始点が探索され、始点の周りの８点について閉曲線形状図形のドット線があるかが判定されて探索点が決定され、探索点に移動する操作を繰り返して始点に到達したかどうかが判定され、到達していれば細線化判定に供される細線閉曲線形状図形が取得されることを特徴としている。
【００１４】
本発明のガス切断方法は、画像入力手段と、該画像入力手段から取り込んだ画像から、ガス切断を行うトーチの移動軌跡を作成するトーチ移動軌跡作成手段と、作成された移動軌跡に対応して、トーチを移動させるトーチ移動手段とを備えたガス切断機によって実行されるガス切断方法において、
ガス切断機が被加工材から、閉曲線形状図形の材料の形状に対応した三次元閉曲線形状の製品をガス切断するものであって、
画像入力手段が、元となる材料の形状を該形状の倣い動作によって三次元で読み込むスキャナ手段で構成され、スキャナ手段でスキャンされた元となる材料形状の三次元閉曲線形状図形で転写し、転写した原図の三次元閉曲線形状図形データをトーチ移動軌跡作成手段に送信し、
トーチ移動軌跡作成手段が、スキャンされた原図の三次元閉曲線形状図形の図形線を細線化する処理を施し、細線化された図形線で生成された細線閉曲線形状図形を生成し、元となる材料の形状の閉曲線形状図形の図形面積に、細線閉曲線形状図形で形成された図形の図形面積が実質同一であると判定した時に、当該細線閉曲線形状図形を取得し、取得した細線閉曲線形状図形データをトーチ移動手段に送信すること
を特徴としている。
【００１５】
本発明のガス切断方法は、また、データベースに、元となる材料の形状の閉曲線形状図形および該閉曲線形状図形の面積が対応して予め格納されたことを特徴としている。
【００１６】
本発明のガス切断方法は、また、データベースに、取得した１ドットで表わされた細線閉曲線形状図形が元となる材料の形状の閉曲線形状図形と対応して格納され、ガス切断機が被加工材から、閉曲線形状図形の元となる材料の形状に対応した形状の製品をガス切断する時に、元となる材料の形状の閉曲線形状図形と対応した、予め格納された細線閉曲線形状図形データをトーチ移動手段に出力することを特徴としている。
【００１７】
本発明のガス切断方法は、また、原図の閉曲線形状図形を画面に表示し、始点を探索し、始点の周りの８点について閉曲線形状図形のドット線があるかを判定して探索点を決定し、探索点に移動する操作を繰り返して始点に到達したかどうかが判定し、到達していれば細線化判定に供される細線閉曲線形状図形を取得することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、画像表示手段が、スキャンされた原図の三次元閉曲線形状図形の図形線を細線化する処理が施されて、細線化された図形線で生成された複数の細線閉曲線形状図形を表示し、複数の細線閉曲線形状図形から、元となる材料の形状の閉曲線形状図形の図形面積に、細線閉曲線形状図形で形成された図形の図形面積が実質同一である細線閉曲線形状図形を表示することができる。
【００１９】
本発明は、トーチ移動軌跡作成手段によって細線閉曲線形状図形が取得されるように構成しているので、ガス溶断機によるガス切断をするに際して、被加工材の加工の精度を確保し、被加工材が簡単な形状であることに対応させて、容易にかつ経済的に三次元加工ができるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例であるガス切断機の構成をブロック図で示す全体概略図である。
【図２】図１のガス切断機の機械的な構成の例を示す全体外略図である。
【図３】本発明の実施例であるガス切断機による、スキャナの構成の例を示す図である。
【図４】本発明の実施例であるガス切断機による、スキャナの構成の別の例を示す図である。
【図５】本発明の実施例であるガス切断機による、トーチ移動手段とトーチの構成の例を示す図である。
【図６】本発明の実施例であるガス切断機による、トーチ軌跡生成手段による処理手順をフロー図で示した図である。
【図７】（ａ）は、本発明の実施例であるガス切断機による細線化処理における画面表示例を示し、（ｂ）は、データベースにも格納される元となる材料形状を示す図である。
【図８】本発明の実施例であるガス切断機による、水平方向の１ドット細線化処理の状態を画面で表示した図である。
【図９】本発明の実施例であるガス切断機による、垂直方向の１ドット細線化処理の状態を画面で表示した図である。
【図１０】図８の処理手順をフロー図で示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。また、以下同一構造の部品には同一符号で表して説明する。なお、以下本発明の実施例で用いられる画像データはモノクロ２値画像が適用される。
【実施例】
【００２２】
図１は、本発明の実施例である（以下、本実施例と略称する。）ガス切断機の構成を示す全体概略斜視図である。本実施例におけるガス切断機１００は、画像入力手段１０と、この画像入力手段１０から取り込んだ画像から、ガス切断を行うトーチ８２の移動軌跡を作成するトーチ移動軌跡作成手段２０と、作成された移動軌跡に対応して、トーチ８２を移動させるトーチ移動手段８１とを備えている。このガス切断機１００は、丸棒や角材等の立体的形状をなす被加工材に対して、閉曲線形状図形の元となる材料形状に対応した形状の製品をガス切断するものである。多くの場合、簡単形状の被加工材は閉曲線形状としてとらえることができる。
【００２３】
また、画像入力手段１０が、元となる材料の形状１を該形状の倣い動作によって三次元で読み込むスキャナ１２で構成され、画像入力手段１０によってスキャンされた元となる材料形状１が、三次元閉曲線形状図形の原図２に転写され、転写された原図２の三次元閉曲線形状図形データ３１がトーチ移動軌跡作成手段２０に送信される。
【００２４】
また、トーチ移動軌跡作成手段２０によって、スキャンされた原図２の三次元閉曲線形状図形の図形線２Ａを細線化する処理が施されて、細線化された図形線で生成された細線閉曲線形状図形が生成され、元となる材料の形状１の閉曲線形状図形で形成された図形によって定まる図形面積１Ｂに、細線閉曲線形状図形で形成された図形の図形面積が実質同一であると判定された時に、当該細線閉曲線形状図形が取得され、取得された細線閉曲線形状図形データ５３がトーチ移動手段８１に送信される。
【００２５】
また、画像表示手段７０が、スキャンされた原図２の閉曲線形状図形の図形線２Ａを細線化する処理が施されて、細線化された図形線で生成された複数の細線閉曲線形状図形を表示し、複数の細線閉曲線形状図形から、元となる材料の形状の閉曲線形状図形で形成された図形によって定まる図形面積１Ｂに、細線閉曲線形状図形で形成された図形の図形面積が実質同一である細線閉曲線形状図形を表示する。以上により本実施例のガス切断機１００が構成される。このガス切断機１００について、以下詳述する。
【００２６】
本実施例のガス切断機１００は、被加工材としては、ガス切断をすることができる鋼材等の金属材料からなる丸棒や角材等の立体的形状をなす材料を対象としている。
【００２７】
画像入力手段１０の読み込み対象である元となる材料の形状１は、閉曲線形状図形であればよく、手書きによる閉曲線形状図形をも適用することができる。また、この元となる材料の形状１は転写される原図２の元となる図であり、転写された原図２が、後述する画像の細線化処理等のデータ処理に用いられ、元となる材料の形状１自体は、画像処理等のデータ処理には用いられない。この元となる材料の形状１や原図２は、画像データとして後述する演算処理手段４０により通信手段５を介してデータベース５０に格納することができる。
【００２８】
また、画像入力手段１０による元となる材料の形状１のスキャンは、スキャナ１２によって元となる材料の形状１を走査して画像データとして読み込むことでなされる。このスキャナ１２としては、元となる材料の形状１の閉曲線形状図形を三次元の画像データとして読み込むことができるものであれば、どのような構造のものであってもよい。
【００２９】
転写された原図２の三次元閉曲線形状図形データ３１のトーチ移動軌跡作成手段２０への送信は、通信手段５を介してトーチ移動軌跡作成手段２０が有する入力手段３０へ三次元閉曲線形状図形データ３１が送信されることでなされる。
【００３０】
入力手段３０へ送信された三次元閉曲線形状図形データ３１は、通信手段５を介して演算処理手段４０に送信される。演算処理手段４０は、送信された三次元閉曲線形状図形データ３１について、細線化処理Ｓ４１、細線閉曲線形状図形の生成Ｓ４２、面積演算処理Ｓ４３、判定処理Ｓ４４、制御用データの取得Ｓ４５および出力指示Ｓ４６のステップを備えており、これらのステップにより、細線化図形データが取得されて、通信手段５を介して取得された細線化図形データがトーチ移動手段８１に送られることになる。
【００３１】
ここで、細線化処理Ｓ４１は、線を細くするような画像処理を行う細線化のアルゴリズムが用いられる。この細線化のアルゴリズムには、１次微分によるエッジ検出等の方式が用いられるが、例えばＨｉｌｄｉｔｃｈ、田村の方法、Ｚｈａｎｇ  Ｓｕｅｎなどの手法が用いられる。その他、細線化できるアルゴリズムがあれば他の手法を用いてもよい。このように、画像の細線化方法およびこの画像の細線化方法を利用して画像の所定領域を切り出す画像処理手法・方法はよく知られている。
【００３２】
データベース５０は、元となる材料の形状データ５１として閉曲線形状図形と図形面積のデータ、原図データ５２として転写された閉曲線形状図形のデータ、および取得制御データ５３として制御用細線閉曲形状図形データが格納される。このデータベース５０へのデータの送信やデータベースに対するデータの書き込み・読み込み命令は、演算処理手段４０により通信手段５を介して行われる。
【００３３】
出力手段６０は、例えばプリンタ等の機器が適用され、上記の図形データ等のデジタルデータを紙印刷にて出力ができるものである。この出力手段６０へのデータの送信やデータ出力命令は、演算処理手段４０により通信手段５を介して行われる。
【００３４】
画像表示手段７０は、ディスプレイ７２を備えており、図形表示Ｓ７１のステップにより、複数の細線閉曲線図形や制御用細線閉曲線図形等をディスプレイ７２に画面表示することができる。この画像表示手段７０へのデータの送信や画像出力命令は、演算処理手段４０により通信手段５を介して行われる。
【００３５】
トーチ移動手段８１は、ガス切断手段８０に備えられており、同じくガス切断手段８０に備えられるトーチ８２の移動の制御を行う。このトーチ移動手段８１へのデータの送信やトーチの移動命令は、演算処理手段４０により通信手段５を介して行われる。
【００３６】
図２は、図１のガス切断機の機械的な構成の例を示す全体外略図である。本実施例のガス切断機１００は、図２に示すように、画像入力手段１０としてスキャナ１２、トーチ移動軌跡生成手段２０としてパーソナルコンピュータ、トーチ移動手段８１およびトーチ８２を備えるガス切断手段８０により構成される。以下、スキャナ１２とガス切断手段８０の構成例について説明する。
【００３７】
図３は、本発明の実施例であるガス切断機による、スキャナの構成の例を示す図である。この例のスキャナ１２は、超音波発生部９２が設けられ、このスキャナ１２は、支持部材１０により支持される。超音波発生部９２より被加工材７に対して超音波を発生させ、被加工材７の外表面５で反射する超音波を検出することで、材料の上下方向の形状を検出し、三次元形状として被加工材の材料形状を検出する。このように、この例でのスキャナ１２は、超音波センサとしての機能を有する。
【００３８】
図４は、本発明の実施例であるガス切断機による、スキャナの構成の別の例を示す図である。この例のスキャナ１２は、ローラ９６とこのローラ９６を回転できるようにして支持するローラ支持部９４により構成され、このローラ支持部９４は、支持部材１０により支持される。ローラ支持部９４は上下方向に移動できるようになっており、ローラ９６を被加工材７の外表面５で接触させることで追従してローラ支持部９４を上下移動させてこの上下移動量を検出することで、材料の上下方向の形状を検出し、三次元形状として被加工材の材料形状を検出する。
【００３９】
図３の例では、超音波センサである超音波発生部９２を用いて材料の形状を検出する手段を構成し、図４の例では、ローラ９６を用いて材料の形状検出する手段を構成しているが、材料の形状を検出する手段としては、光センサ、接触式プローブ等の手段を用いて、形状の倣い動作によって三次元情報を直接的に取り込むことができる。よって、これらによってもスキャナ１２を構成することができる。画像入力手段に入力した画像に基づいて閉曲線評価を実行することがよく知られている。
【００４０】
また、図３および図４の例の支持部材１０は、トーチ移動手段８１に連結されており、トーチ８２をも支持する構造となっている。従い、トーチ移動手段８１の移動制御信号に基づいて支持部材１０が移動し、この支持部材１０の移動に伴ってトーチ８２や超音波発生部９２が移動する。なお、支持部材１０の移動は、トーチ移動軌跡生成手段２０であるパーソナルコンピュータ３によって、図示しないモータ等の駆動源の駆動によって制御される。
【００４１】
図５は、本発明の実施例であるガス切断機による、トーチ移動手段とトーチの構成の例を示す図である。トーチ移動手段８１は、移動制御部８８と、この移動制御部８８に連結されたトーチ８２により構成されている。これらトーチ移動手段８１とトーチ８２によって、上述のガス切断手段８０が構成される。
【００４２】
本実施例のガス切断機１００は、以上の構成であるスキャナ１２により、原図を取り込み、取り込んだ画像はコンピュータに送られる。コンピュータは、送られた原図に細線化処理を施し、制御用細線閉曲形状図形データを生成し、トーチ移動手段８１に送信する。そして、トーチ移動手段８１の図示しないモータを制御用細線閉曲形状図形データに基づいて制御し、トーチ８２を移動させ、被加工材の加工を行う。
【００４３】
図６は、本発明の実施例であるガス切断機による、トーチ軌跡生成手段による処理手順をフロー図で示した図である。まず、Ｓ４１にて、スキャンされた原図の三次元閉曲線形状図形の図形線を細線化する処理が施される。次に、Ｓ４２で細線化された図形線で生成された三次元の細線閉曲線形状図形が生成される。細線化された図形線４１Ａ〜４６Ａで生成された三次元の細線閉曲線形状図形４１〜４６が生成される。次に、Ｓ４３で三次元の細線閉曲線形状図形の図形面積の演算が行われる。
【００４４】
次に、Ｓ４４で、元となる材料形状の閉曲線形状図形で形成された図形によって定まる図形面積に、三次元の細線閉曲線形状図形で形成された図形の図形面積が実質同一かどうかの判定が行われる。実質同一と判定された場合は、Ｓ４５もしくはＳ４６のステップへと移行する。実質同一でないと判定された場合には、Ｓ４１のステップに移行する。
【００４５】
ここでいう実質同一とは、予め定めたしきい値以下になったことを示す。また、この実質同一であるということは、ガス切断機による被加工材の切断がなされた時に、元となる材料形状に対応したガス切断がなされることを示す。また、このことを高い精度を確保しているという。この実質同一であるかとの判定は、元となる材料形状の図計面積との三次元の細線閉曲線形状図形の図形面積のいずれかの図形面積との面積の比較演算がトーチ移動軌跡作成手段により行われることでなされる。
【００４６】
Ｓ４５では、三次元の細線閉曲線形状図形の細線が予め定めた１ドットで表わされる線図に細線化されたかの判定を行う。１ドットで表わされる線図に細線化されたと判定された場合は、Ｓ４６のステップへと移行する。
【００４７】
ここで、１ドットで表わされる線図に細線化されたと判定された場合は、Ｓ４１のステップへと移行する。なお、このＳ４５のステップは、１ドットで表わされる線図まで細線化されたかどうかの判定を行うものであって、Ｓ４４の判定で図形面積が実質同一かの判定で充分である場合、すなわち線図が１ドットで表わされる線図まで細線化されなくてもよく、図形面積が実質同一であればよい程度である場合は、このステップＳ４５は設けなくても充分に、読み込んだ画像データの細線化を達成することができる。
【００４８】
Ｓ４６では、三次元の細線閉曲線形状図形が取得され、Ｓ４７で取得された三次元細線閉曲線形状図形データがトーチ移動手段に送信される。
【００４９】
トーチ移動手段８１は、上述のようにして取得された三次元細線閉曲線形状図形データに基づいて図示しないモータを制御してトーチ８２の移動を行い、材料のガス溶断による切断が行われる。
【００５０】
図７（ａ）は、本発明の実施例であるガス切断機による細線化処理における画面表示例を示し、図７（ｂ）は、データベースにも格納される元となる材料形状を示す図である。
【００５１】
図７に示す例の場合、画像表示手段７０が備えるディスプレイ７２には、スキャンされた原図の三次元閉曲線形状図形の図形線を細線化する処理が施されて、細線化された図形線４１Ａ〜４６Ａで生成された複数の三次元細線閉曲線形状図形４１〜４６が細線閉曲線形状図形の表示領域７３に表示され、複数の三次元細線閉曲線形状図形４１〜４６から、図計面積１Ｂと実質同一と判定された１つの三次元細線閉曲線形状図形４４が取得細線閉曲線形状図形の表示領域７４に表示される。
【００５２】
この元となる材料形状１の図形面積１Ｂは、予めトーチ移動軌跡作成手段２０により演算されてデータベース５０に格納されており、上記の細線化された図形線４１Ａ〜４６Ａで生成された複数の三次元細線閉曲線形状図形４１〜４６で形成された図形の図形面積４１Ｂ〜４６Ｂとの実質同一であるかとの判定が、上述で説明したステップにより行われることに供される。これら図形の図形面積４１Ｂ〜４６Ｂについても、トーチ移動軌跡作成手段２０により演算される。図７の例では、元となる材料形状１の図形面積１Ｂ、細線化された図形線４１Ａ〜４６Ａを図示するように星形形状で示しているが、丸形、楕円形、角形等の形状であって、閉鎖された形状のものも含まれる。
【００５３】
ここで、ディスプレイ７２には、上述の実質同一の判定がなされた時、判定がなされた三次元の細線閉曲線形状図形と元となる材料形状の図形とを同一画面で対比して表示してもよい。このようにすれば、作業者は、これら対比して表示された図形を視認しながらパーソナルコンピュータの操作を通じて細線閉曲線形状図形データをトーチ移動手段に送信することができる。本実施例のガス切断機は、このようにして細線閉曲線形状図形データを取得しトーチ移動手段に送信することができる。
【００５４】
図８は、本発明の実施例であるガス切断機による、水平方向の１ドット細線化処理の状態を画面で表示した図であり、図９は、本発明の実施例であるガス切断機による、垂直方向の１ドット細線化処理の状態を画面で表示した図であり、図１０は、図８、図９の処理手順をフロー図で示した図である。上述のステップＳ４５、Ｓ４６にて、線図が１ドットで表わされる線図まで細線化された三次元の細線閉曲線形状図形が適用される場合は、次に説明する処理が行われる。以下の例では、水平方向についての手順について説明するが、垂直方向においても同様の手順にて１ドット細線化処理が行われる。垂直方向については、始点９１の周りの８点は９１Ａ〜９１Ｉで表している。
【００５５】
まず、Ｓ７１で原図の閉曲線形状図形が画面に表示される。次にＳ７２で始点９１が探索され、Ｓ７３で始点９１の周りの８点９０Ａ〜９０Ｉが番号付けされて、右回りまたは左回りで閉曲線形状図形のドット線があるかが判定される。ドット線がある場合、Ｓ７４に移行する。ドット線がない場合は、Ｓ７２に移行する。
【００５６】
次に、Ｓ７４で探索点９５が決定され、Ｓ７５で探索点に移動する操作が行われる。Ｓ７６でて始点９１に到達したかどうかが判定される。到達していればＳ７７に移行して、細線化判定に供される細線閉曲線形状図形が取得される。始点９１に到達していない場合は、Ｓ７に移行して、探索点９５の周りの８点が番号付けされて、右回りまたは左回りで閉曲線形状図形のドット線があるかが判定される。
【００５７】
この場合にドット線がないと判定された場合は、図形が閉曲線図形でないため、強制ステップ終了となる。ドット線がある場合、Ｓ７４に移行し、上述のステップが繰り返し行われる。
【００５８】
このようにして、それぞれ求められた水平方向と垂直方向の１ドット細線化処理された細線閉曲線形状図形データによって、１ドット細線化処理された三次元細線閉曲線形状図形データが取得される。そして、トーチ移動手段８１が三次元細線閉曲線形状図形データに基づいてモータを制御してトーチ８２の移動を行い、材料のガス溶断による切断が行われる。
【００５９】
本実施例のガス切断機１００は、また、データベース５０に、取得した１ドットで表わされた三次元の細線閉曲線形状図形が元となる材料形状の閉曲線形状図形と対応して格納され、ガス切断機１００が板材から、閉曲線形状図形の元となる材料形状に対応した形状の製品をガス切断する時に、元となる材料形状の閉曲線形状図形と対応した、予め格納された三次元細線閉曲線形状図形データがトーチ移動手段に出力されることが好ましい。
【００６０】
このようにしておけば、このデータを用いることにより、スキャナにより画像を読み込んで新たに原図を形成する必要が無くなり、速やかに材料の切断加工が行える。また、原図として記憶しておけば拡大・縮小したものからトーチの移動軌跡を求めることにより、加工物を様々な大きさで切断することが可能になる。
【００６１】
また、本実施例のガス切断機１００は、細線化の処理には、エッジ抽出を用いた細線化を適用してもよく、この場合は細線化処理の結果ドット数が十分細くなったかどうかを調べた上で、十分細いと判定されれば外部にのみエッジ検出をかけることで、これにより外周を１ドットの線で表すことができ、トーチの移動軌跡を求めることができる。
【００６２】
本実施例のガス遮断器１００は、上述の構成であるので、手書き図面である元となる材料形状を用いたとしても、ガストーチ軌跡生成手段によって、細線閉曲線形状図形データが生成され、これがトーチの移動に用いられるので、高い精度を確保した材料の加工を行うことができる。
【００６３】
また、上述の構成であるガス切断機１００は、元となる材料形状の図形面積と細線化処理した図形面積との実質同一判定という単純な方法で行うために、演算処理能力は高いものを必要とせず、経済的なガス切断機１００を提供することができる。また、演算処理能力は高いものを必要としないので、演算処理に時間を要せず、速やかな細線閉曲線形状図形データが生成され、もって、速やかな材料のガス切断の加工を行うことができる。
【００６４】
本実施例によれば、画像表示手段が、スキャンされた原図の閉曲線形状図形の図形線を細線化する処理が施されて、細線化された図形線で生成された複数の細線閉曲線形状図形を表示し、複数の細線閉曲線形状図形から、元となる材料形状の閉曲線形状図形で形成された図形によって定まる図形面積に、細線閉曲線形状図形で形成された図形の図形面積が実質同一である細線閉曲線形状図形を表示することができる。
【００６５】
また、本実施例によれば、元となる材料形状をスキャンすることでトーチの移動軌跡を速やかに取得することができるので、ガス切断機を操作する作業者が熟練技術を持たなくても作業することができ、ガス溶断機によるガス切断をするに際して、被加工材の加工の精度を確保し、被加工材が簡単な形状であることに対応させて、容易にかつ経済的に三次元加工ができるガス切断機を提供することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１…元になる材料形状、１Ａ…元になる材料形状の図形線、１Ｂ…元になる材料形状の図形（図形面積）、２…原図、２Ａ…原図の図形線、１Ｂ…原図の図形（図形面積）、１０…画像入力手段、１２…スキャナ、２０…トーチ移動軌跡作成手段、４０…演算処理手段、５０…データベース、５３…三次元細線閉曲線形状図形データ、７０…画像表示手段、７２…ディスプレイ、８０…トーチ移動手段、９１…始点、９５…探索点、１００…ガス切断機。
【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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