(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光線を発振するレーザ発振器と、被加工物を載置する加工テーブルと、上記レーザ発振器から発振されたレーザ光線を被加工物にむけて照射する加工ヘッドと、上記加工テーブルと加工ヘッドとを相対的に移動させて被加工物に切断加工を施させるＣＡＤ／ＣＡＭ装置とを備え、
上記ＣＡＤ／ＣＡＭ装置は、最外側の無端状切断線で囲まれた切断部品と、該最外側の無端状切断線の中に配置された、無端状切断線で囲まれた１又はそれ以上の切断部品とを切断するようになっており、
このＣＡＤ／ＣＡＭ装置は、先ず、各切断部品が囲まれる無端状切断線による囲われ数を検索して各切断部品ごとにそれぞれの囲われ数を求め、
次に、最大の囲われ数を有する切断部品について切断順序を決定したら、順次１つ少ない囲われ数を有する階層の切断部品について、既に決定した切断順序に続く次の切断順序を、１つ少ない囲われ数を有する階層の切断部品の順に決定するとともに、各階層において複数の切断部品がある場合には当該複数の切断部品の切断順序を各階層内で連続して決定し、最後に最小の囲われ数を有する切断部品について最後の切断順序を決定することを特徴とするレーザ加工における切断部品の切断順序決定方法。
【請求項２】
上記ＣＡＤ／ＣＡＭ装置は、最外側の無端状切断線が２以上ある場合に、最外側の無端状切断線の切断順を決定し、第１番目の最外側の無端状切断線に囲まれたすべての切断部品について切断順序を決定した後に、これに続けて、順次最外側の無端状切断線に囲まれたすべての切断部品について切断順序を決定することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工における切断部品の切断順序決定方法。
【請求項３】
上記ＣＡＤ／ＣＡＭ装置は、複数の切断部品について同一階層で切断順序を決定する場合には、予め定めた経路パターンに沿った順番で、切断順序を決定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザ加工における切断部品の切断順序決定方法。
【請求項４】
上記ＣＡＤ／ＣＡＭ装置は、けがき線とスリットとの少なくともいずれか一方がある場合に、それらについては最初に加工順序を決定することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のレーザ加工における切断部品の切断順序決定方法。
【請求項５】
上記ＣＡＤ／ＣＡＭ装置は、１つの無端状切断線の内側に両端部が該無端状切断線に接続された切断線を有する場合には、内側に切断開始点がある製品とはならない不要部品から切断順序を決定することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のレーザ加工における切断部品の切断順序決定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、レーザ加工における切断部品の切断順序決定方法に関し、より詳しくは、無端状切断線で囲まれた切断部品の内側に、さらに１又はそれ以上の切断部品を有する場合における各切断部品の切断順序を決定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被加工物から無端状切断線で囲まれた切断部品を切抜く場合には、予めオペレータによって個々の部品の形状ならびに部品の配置、さらに個々の部品の切断開始点等のデータをレーザ加工機のＣＡＤ／ＣＡＭ装置に入力している。そしてこのＣＡＤ／ＣＡＭ装置は、入力されたデータに基づいて切断部品の切断順序を決定することができるようになっている。
上記切断部品の切断順序の決定方法としては、例えば各切断部品に設定されている切断開始点と切断終了点とに基づいて、加工ヘッドの原点から最も近い切断開始点を有する切断部品を選択し、先ずこの切断部品を最初に切断する部品とする。次にこの切断部品の切断終了点から最も近い切断開始点を有する部品を選択し、この部品を第２番目の切断部品とする。以後、これを繰返して切断部品の切断順序を決定するようにしたものが知られている。
また、切断部品の切断時に生じる熱の影響を考慮して切断部品の切断順序を決定する方法も知られている（特開平４−５５０７６号公報）。
すなわち、先ず、最初の切断部品を切断する際に生じる熱が及ぶ影響範囲を算出し、この算出した熱の影響範囲が他の切断部品の領域内に及んでいるか否かを判定する。ここで予め前述した方法によって切断順序を決定した部品について、熱の影響が及ばず、かつ、最も切断優先順位が高い部品を次の切断部品とする。次に、当該切断部品を切断する際に生じる熱が及ぶ影響範囲を算出し、この算出した熱の影響範囲が他の切断部品の領域内に及んでいるか否かを判定し、上記切断優先順位と照らし合わせて、熱影響が及ばず、かつ、最も切断優先順位が高い部品を次の切断部品とする。そしてこれを繰り返して、切断部品の切断順序を決定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述した従来の切断順序決定方法においては、最外側の無端状切断線で囲まれた切断部品と、該最外側の無端状切断線の中に配置された、無端状切断線で囲まれた１又はそれ以上の切断部品とを有する場合は考慮されておらず、そのような場合には切断順序を決定することができなかった。
そして従来は、そのような場合にはオペレータ自身が切断部品の切断順序を決定し、それをＣＡＤ／ＣＡＭ装置に入力する必要があった。
本発明は上述した事情に鑑み、切断部品が多重に配置されている場合であっても切断部品の切断順序を決定することができる切断順序決定方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、レーザ光線を発振するレーザ発振器と、被加工物を載置する加工テーブルと、上記レーザ発振器から発振されたレーザ光線を被加工物にむけて照射する加工ヘッドと、上記加工テーブルと加工ヘッドとを相対的に移動させて被加工物に切断加工を施させるＣＡＤ／ＣＡＭ装置とを備え、
上記ＣＡＤ／ＣＡＭ装置は、最外側の無端状切断線で囲まれた切断部品と、該最外側の無端状切断線の中に配置された、無端状切断線で囲まれた１又はそれ以上の切断部品とを切断するようになっており、
このＣＡＤ／ＣＡＭ装置は、先ず、各切断部品が囲まれる無端状切断線による囲われ数を検索して各切断部品ごとにそれぞれの囲われ数を求め、
次に、最大の囲われ数を有する切断部品について切断順序を決定したら、順次１つ少ない囲われ数を有する階層の切断部品について、既に決定した切断順序に続く次の切断順序を、１つ少ない囲われ数を有する階層の切断部品の順に決定するとともに、各階層において複数の切断部品がある場合には当該複数の切断部品の切断順序を各階層内で連続して決定し、最後に最小の囲われ数を有する切断部品について最後の切断順序を決定することを特徴とするレーザ加工における切断部品の切断順序決定方法。
【０００５】
【作用】
上記切断順序決定方法によれば、最大の囲われ数を有する切断部品を最初に、最小の囲われ数を有する切断部品を最後に切断するようにその切断順序を決定するので、多重に配置されている切断部品についてはその内側から切断するようになり、したがって外側の切断部品を切断して切抜いてしまった後に、内側の切断部品を切断しようとするような事態が生じることがなく、多重に配置されている全ての切断部品を確実に切断することができる。
【０００６】
【実施例】
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１において、レーザ加工機は、レーザ光線Ｌを発振するレーザ発振器１と、被加工物２を載置する加工テーブル３と、上記レーザ発振器１から発振放射されたレーザ光線Ｌを被加工物２にむけて照射する加工ヘッド４とを備えており、上記加工テーブル３と加工ヘッド４とはＸ’−Ｙ’方向に相対的に移動されて、被加工物２にレーザ加工を施すことができるようになっている。ＣＡＤ／ＣＡＭ装置５で作成した加工データはオンライン、フロッピーディスク又はＩＣカード等で制御装置６へ伝達され、この制御装置６が上記加工テーブル３と加工ヘッド４とをＸ’−Ｙ’方向に相対的に移動させるようになっている。
【０００７】
図２は被加工物２に施されるレーザ加工の一例を示したもので、被加工物２の中で斜線部分が製品として必要な部分となっている。図２の例では、それぞれ最外側となる無端状切断線で囲まれた３つの切断部品Ａ、Ｑ、Ｘを有している。各切断部品Ａ、Ｑ、Ｘをレーザ加工により切断する際のそれぞれの切断開始位置ａ、ｑ、ｘは、図２の斜線で示してあるようにそれぞれの切断部品Ａ、Ｑ、Ｘが製品として必要な部品なので、各切断部品Ａ、Ｑ、Ｘを囲む無端状切断線の外側に設けてある。
上記切断部品Ａの中には、それぞれ無端状切断線で囲まれた２つの切断部品Ｂ、Ｉがあり、さらに一方の切断部品Ｂ内にそれぞれ無端状切断線で囲まれた２つの切断部品Ｃ、Ｈがある。そしてさらに、切断部品Ｃ内にそれぞれ無端状切断線で囲まれた２つの切断部品Ｄ、Ｅがある。
上記切断部品Ａの無端状切断線で囲まれた２つの切断部品Ｂ、Ｉは製品ではなく不要部品となるので、それらの切断開始位置ｂ、ｉは各切断部品Ｂ、Ｉを囲む無端状切断線の内側に設けてある。他方、切断部品Ｂの無端状切断線で囲まれた２つの切断部品Ｃ、Ｈは製品となるので、それらの切断開始位置ｃ、ｈは各切断部品Ｃ、Ｈを囲む無端状切断線の外側で、上記切断部品Ｂを囲む無端状切断線の内側に設けてある。さらにまた、切断部品Ｃの無端状切断線で囲まれた２つの切断部品Ｄ、Ｅは不要部品となるので、それらの切断開始位置ｄ、ｅは各切断部品Ｄ、Ｅを囲む無端状切断線の内側に設けてある。
さらに上記切断部品Ａの中にスリットＪとけがき線Ｋとがあり、切断部品Ｃの中にもスリットＦとけがき線Ｇとがある。なお、スリットＪ、Ｆとは、例えば切断部品Ｉのように無端状切断線で囲まれたものではなく、１本の切断線からなるものである。これらスリットＪ、Ｆは、それぞれの一方の端部がレーザ加工の開始位置となる。
【０００８】
次に、上記切断部品Ｘの中にはそれぞれ無端状切断線で囲まれた２つの切断部品Ｙ、Ｚがあり、それら切断部品Ｙ、Ｚは不要部品となるので、それらの切断開始位置ｙ、ｚは各切断部品Ｙ、Ｚを囲む無端状切断線の内側に設けてある。
また切断部品Ｑ内には、１つの無端状切断線で囲まれた２つの切断部品Ｒ1 、Ｒ2 があり、両切断部品Ｒ1 、Ｒ2 は、両端部が両切断部品Ｒ1 、Ｒ2 を囲む無端状切断線に接続された１本の切断線ｒ’によって２つに区画されている。この２つの切断部品Ｒ1 、Ｒ2 は、一方の切断部品Ｒ1 が製品、他方の切断部品Ｒ2 が不要部品となっており、そのためこれら切断部品Ｒ1 、Ｒ2 を囲む無端状切断線の切断開始位置ｒは、不要部品である切断部品Ｒ2 内に設けてある。
【０００９】
上述した各部品の切断線等はオペレータによってＣＡＤ／ＣＡＭ装置５に入力されるが、切断順序はＣＡＤ／ＣＡＭ装置５によって自動的に決定されるようになっている。
すなわち、先ずＣＡＤ／ＣＡＭ装置５は、入力された各切断部品について、各切断部品が囲まれる無端状切断線による囲われ数を検索して各切断部品ごとにそれぞれの囲われ数を求める。
図２の例では、切断部品Ａ、Ｑ、Ｘは自己以外の他の無端状切断線によって囲われていないので、それぞれの囲われ数は０であり、他方、切断部品Ｂ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｙ、Ｚの囲われ数は１となる。また切断部品Ｃ、Ｈの囲われ数は２となり、切断部品Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇの囲われ数は３となる。
【００１０】
次にＣＡＤ／ＣＡＭ装置５は、図３に示すように、囲われ数０の各切断部品Ａ、Ｑ、Ｘ毎に、囲われ数を参照して各切断部品を階層別に整列する。
具体的には、囲われ数が０の切断部品Ａにおいてはこれが第０階層となり、囲われ数が１である切断部品Ｂ、Ｉ、Ｊ、Ｋが第１階層となる。そして囲われ数が２である切断部品Ｃ、Ｈが第２階層となり、囲われ数が３である切断部品Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇが第３階層となる。
同様に、囲われ数０の切断部品Ｑにおいてはこれが第０階層、囲われ数が１である切断部品Ｒ1 、Ｒ2 が第１階層となり、また囲われ数０の切断部品Ｘにおいてはこれが第０階層、囲われ数が１である切断部品Ｙ、Ｘが第１階層となる。
【００１１】
さらに、上記ＣＡＤ／ＣＡＭ装置５は、各切断部品が製品か不要部品かを判定する。この判定は、自己の切断部品を囲む無端状切断線内に当該無端状切断線の切断開始位置がない場合を製品、ある場合を不要部品と判断するようになっている。
例えば、切断部品Ａ、Ｃ、Ｒ1 等はそれぞれの切断部品を囲む無端状切断線内に当該無端状切断線における切断開始位置ａ、ｃ、ｒがないのでそれらを製品と判断する。他方、切断部品Ｂ、Ｙ、Ｒ2 等はそれぞれの切断部品を囲む無端状切断線内に当該無端状切断線における切断開始位置ｂ、ｙ、ｒがあるのでそれらを不要部品と判断することになる。
なお、少なくともけがき線は、オペレータによってその旨がＣＡＤ／ＣＡＭ装置５に入力されるようになっている。またスリットもけがき線と同様にオペレータによってその旨をＣＡＤ／ＣＡＭ装置５に入力してもよいが、スリットはそれ自体の切断線によって囲まれることがないので、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置５は自動的にスリットを特定することが可能である。
図３は、以上の処理が行なわれた結果を示している。
【００１２】
さらにＣＡＤ／ＣＡＭ装置５は、囲われ数０の各切断部品Ａ、Ｑ、Ｘについて、それぞれの階層の深い（大きい）順に、けがき線→スリット→不要部品→製品の順に切断順序を決定していく。
より具体的には、囲われ数０の切断部品Ａについて説明すれば、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置５は、先ず最大の囲われ数３を有する切断部品Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇについて上記順番に従ってけがき線Ｇ→スリットＦ→切断部品Ｄ又はＥ（共に不要部品）の順に切断順序を決定する。
次に、１つ少ない囲われ数２を有する切断部品Ｃ、Ｈについて、上記決定した切断順序に続いて、切断部品Ｃ又はＨ（共に製品）の順に切断順序を決定したら、さらに１つ少ない囲われ数１を有する切断部品Ｂ、Ｉ、Ｊ、Ｋについて、上記決定した切断順序に続いて、けがき線Ｋ→スリットＪ→切断部品Ｂ又はＩ（共に不要部品）の順に切断順序を決定する。
そして最後に、最小の囲われ数０を有する切断部品Ａについて、これを最後として切断順序を決定することになる。
【００１３】
このとき、上記切断部品ＤとＥ（共に不要部品）、切断部品ＣとＨ（共に製品）、および切断部品ＢとＩ（共に不要部品）とについては、上述した基準からでは順番を決定することができない。同様に、囲われ数０の切断部品Ａ、Ｑ、Ｘについても、その切断順番を決定することができない。
そこで本実施例では、以下に述べる一定の切断の経路パターンに基づいてそれらの間の順番を決定するようにしている。
図４は上記経路パターンの一例を示したもので、この経路パターンは加工ヘッド４の基本的な作動経路を示したものである。図示実施例では加工ヘッド４は被加工物２の底辺に沿ってその右側から左側へ移動し、左端となったら上方に移動してから左側から右側へ移動し、さらに左端となったら上方に移動して再び同様な作動を繰返すようになっている。
この経路パターンは、加工ヘッド４の無駄な移動をできるだけ少なくするためのもので、他の経路パターンとして図５ないし図１９のパターンを採用してもよく、或いはそれ以外の経路パターンを採用してもよいことは勿論である。
ところで、切断順番を決定するためには、上述した切断部品ＤとＥ（共に不要部品）とについて、切断部品ＣとＨ（共に製品）とについて、切断部品ＢとＩ（共に不要部品）とについて、さらに囲われ数０の切断部品Ａ、Ｑ、Ｘについて、上記経路パターンに基づいてそれぞれの順番を決定することが望ましい。
しかしながら、合計４回に渡ってそれぞれの順番を決定することは煩雑で時間がかかることになる。そこで、最も大きな切断部品となる囲われ数０の切断部品Ａ、Ｑ、Ｘについて上記経路パターンに基づいて切断順序を決定する際に、同時にその他の切断部品の順番を決定しておけば、その他の切断部品は上記囲われ数０の切断部品Ａ、Ｑ、Ｘに比較して小型なのでさほど加工ヘッド４の無駄な移動が大きくなるわけではない。
このような理由から、本実施例では囲われ数０の切断部品Ａ、Ｑ、Ｘについて上記経路パターンに基づいて切断順序を決定する際に、同時にその他の切断部品の順番を決定するようにしている。
【００１４】
すなわち、切断部品Ａ、Ｑ、Ｘについて上記経路パターンに基づいて切断順序を決定する際には、図２に示すように、先ず被加工物２の底辺から最も離れた各切断部品Ａ、Ｑ、Ｘの頂点Ａ1 、Ｑ1 、Ｘ1 をそれぞれ決定し、次に各頂点を通って底辺に平行な補助線Ａ2 、Ｑ2 、Ｘ2 を引く。
次に、上記経路パターンに従って、底辺とこれに最も近い補助線Ｑ2 との間にある切断開始点を左側から右側へと探してゆく。そして左端まで探したら、次に補助線Ｑ2 と補助線Ｘ2 との間にある切断開始点を右側から左へと探し、左端となったら補助線Ｘ2 と補助線Ａ2 との間を左から右へと探し、最後に補助線Ａ2 と被加工物２の上辺との間を右から左へと探すようになる。ただし、全ての切断開始点が見つかったら、その時点で探索を中止するようになっている。
図２の例では、切断開始点の発見順序が以下のとおりとなることは明らかであろう。
切断開始点ａ→ｄ→ｂ→ｃ→ｈ→ｑ→ｒ→ｚ→ｙ→ｘ→ｉ→ｅ
【００１５】
以上の切断開始点の発見順序に基づき、先ず囲われ数０の切断部品Ａ、Ｑ、Ｘについて、その切断の順番を切断部品Ａ→Ｑ→Ｘと決定する。
次に、切断部品Ａに属する全ての階層について、上記切断開始点の発見順序を参照しながら、階層の深い順に、けがき線→スリット→不要部品→製品の順に切断順序を決定していく。
具体的には、上述したように、最大の囲われ数３を有する切断部品Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇについてけがき線Ｇ→スリットＦ→切断部品Ｄ又はＥ（共に不要部品）の順に切断順序が決定されるが、この際、切断部品ＤとＥについては切断開始点はｄ→ｅの順番であるので、切断部品Ｄ→切断部品Ｅとその順番を決定する。
同様に、囲われ数２を有する切断部品Ｃ、Ｈについては切断部品Ｃ→切断部品Ｈの順に、囲われ数１を有する切断部品Ｂ、Ｉについては切断部品Ｂ→切断部品Ｉの順に切断順序を決定する。
したがって、切断部品Ａに属するグループについての最終切断順序は、Ｇ→Ｆ→Ｄ→Ｅ→Ｃ→Ｈ→Ｋ→Ｊ→Ｂ→Ｉ→Ａの順番となる
同様にして、切断部品Ｑに属するグループについての最終切断順序は、Ｒ2 →Ｒ1 →Ｑの順になり、切断部品Ｘに属するグループについての最終切断順序は、Ｙ→Ｚ→Ｘの順になる。
そして上述したように、囲われ数０の切断部品Ａ、Ｑ、Ｘの切断順序はＡ→Ｑ→Ｘとなっているので、全体の切断順序は以下のとおりに決定される。
（Ｇ→Ｆ→Ｄ→Ｅ→Ｃ→Ｈ→Ｋ→Ｊ→Ｂ→Ｉ→Ａ）→（Ｒ2 →Ｒ1 →Ｑ）→（Ｙ→Ｚ→Ｘ）
なお、上記実施例では、切断部品Ｑに属するグループの最終切断優先順序を、Ｒ2 →Ｒ1 →Ｑとしているが、Ｒ1 →Ｒ2 →Ｑの順としてもよい。
【００１６】
なお、上記実施例では、同一階層、同一部品については経路パターンを利用して順番を決定するようにしているが、その経路パターンを利用して順番を決定する部分についてはこれに限定されるものではなく、例えばＣＡＤ／ＣＡＭ装置５への図形の入力順にその順番を決定してもよく、或いはランダムに決定してもよい。
また、けがき線とスリットは、必ずしも上述した切断順序決定方法に従う必要はなく、それらを切断部品についての切断加工の前に、最初にまとめて加工してもよい。特にけがき線はレーザ出力を変更する必要があるので、けがき線のみを最初にまとめて加工することが望ましい。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、切断部品が多層に配置されている場合であっても、それら全ての切断部品を確実に切断することができるように切断順序を決定することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザ加工機の概略を示した斜視図。
【図２】被加工物２に切断部品を配置した状態を示す平面図。
【図３】切断部品を階層別に整理した状態を示した図。
【図４】経路パターンの一例を示す平面図。
【図５】他の経路パターンの一例を示す平面図。
【図６】他の経路パターンの一例を示す平面図。
【図７】他の経路パターンの一例を示す平面図。
【図８】他の経路パターンの一例を示す平面図。
【図９】他の経路パターンの一例を示す平面図。
【図１０】他の経路パターンの一例を示す平面図。
【図１１】他の経路パターンの一例を示す平面図。
【図１２】他の経路パターンの一例を示す平面図。
【図１３】他の経路パターンの一例を示す平面図。
【図１４】他の経路パターンの一例を示す平面図。
【図１５】他の経路パターンの一例を示す平面図。
【図１６】他の経路パターンの一例を示す平面図。
【図１７】他の経路パターンの一例を示す平面図。
【図１８】他の経路パターンの一例を示す平面図。
【図１９】他の経路パターンの一例を示す平面図。
【符号の説明】
２…被加工物
５…ＣＡＤ／ＣＡＭ装置
６…制御装置
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｈ、Ｉ、Ｑ、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｑ、Ｙ、Ｚ、Ｘ…切断部品
Ｆ、Ｊ…スリット
Ｇ、Ｋ…けがき線
【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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【図１８】
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【図１９】
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