专利名称：仿真方法、仿真装置以及仿真程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及在对成形对象的木材进行压缩之前模拟地提取需要切削的部位的仿真方法、仿真装置以及仿真程序。
背景技术：
近年来，作为自然原料的木材倍受瞩目。木材具有各种各样的木纹，所以根据从原木取下的部位而产生个体差异，该个体差异成为每个产品的个性。并且，由于长期使用而产生的伤痕和色调的变化本身也成为独特的风格，有时会令使用者产生亲切感。基于这些理由，作为在使用合成树脂和轻金属的产品中所没有的、能够创造出个性化且富有趣味的产品的原料，木材倍受瞩目，其成形技术也取得了飞跃性的进步。以往，作为该木材的成形技术，公知有如下技术对吸水软化后的一张木材进行压缩，在与压缩方向大致平行地切割该木材而得到板状的一次固定品后，一边使该一次固定品加热吸水一边将其成形为规定的三维形状(例如参照专利文献1)。并且，还公知有如下技术临时固定在软化处理后的状态下压缩的一张木材，将该木材放入模中使其恢复，从而进行模成形(例如参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特许第3078452号公报专利文献2 日本特开平11-77619号公报
发明内容
发明要解决的课题但是，在上述专利文献1和2所记载的现有技术中，在成形对象的木材中包含节的情况下，木材的节的部分的硬度高，当施加压缩力时，大多产生压曲或破裂等不良情况，所以无法进行适当的压缩成形。其结果，容易产生材料的浪费，成为妨碍成品率提高的原因之
ο本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供如下的仿真方法、仿真装置以及仿真程序即使是具有节的木材，也能够进行适当的压缩成形，能够实现成品率的提高。用于解决课题的手段为了解决上述课题并实现目的，本发明的仿真方法在对木材进行压缩之前使具有存储单元的计算机模拟地提取应该切削的部位，该存储单元存储与应该从原木取下的坯料的形状有关的信息、与通过对该坯料进行压缩而得到的所述木材的最终形状有关的信息、 以及通过拍摄从原木取下的坯料的表面而得到的图像数据，该仿真方法的特征在于，具有以下步骤节检测步骤，读出所述存储单元存储的图像数据，通过进行使用了该读出的图像数据的图像识别，检测在所述坯料的表面呈现出的节；节形状估计步骤，在所述节检测步骤中检测到节的情况下，通过参照所述存储单元存储的所述坯料的形状信息，估计该节的形状；以及切削方式决定步骤，根据在所述节形状估计步骤中估计出的节的形状，决定所述坯料的切削部位和切削形状，使得包含该节的一部分且该节的部分的厚度与对所述坯料进行压缩后的厚度大致相等。并且，本发明的仿真方法的特征在于，在上述发明中，所述坯料呈大致碗状，在所述切削方式决定步骤中，将所述切削部位设置在所述坯料的内侧面侧。并且，本发明的仿真方法的特征在于，在上述发明中，所述切削形状呈如下的凹状在底面包含在所述节形状估计步骤中估计出的节的剖面，具有面积大于该底面的面积的开口面，并且将所述底面的缘部作为外缘而大致沿着所述坯料的厚度方向延伸的柱状区域不与除了所述底面以外的切削面交叉。并且，本发明的仿真方法的特征在于，在上述发明中，该仿真方法具有间隙容积估计步骤，在该间隙容积估计步骤中，在所述节形状估计步骤估计出的节与该节周围的木质部之间存在间隙的情况下，估计该间隙的容积，在所述切削方式决定步骤中，还参照所述间隙容积估计步骤估计出的间隙的容积来决定所述切削部位的形状。并且，本发明的仿真方法的特征在于，在上述发明中，该仿真方法还具有以下步骤仿真图像生成步骤，生成模拟地显示在所述切削方式决定步骤中决定的切削部位和切削形状的仿真图像；以及显示步骤，显示在所述仿真图像生成步骤中生成的仿真图像。并且，本发明的仿真装置的特征在于，该仿真装置具有存储单元，其存储与应该从原木取下的坯料的形状有关的信息、与通过对该坯料进行压缩而得到的木材的最终形状有关的信息、以及通过拍摄从原木取下的坯料的表面而得到的图像数据；节检测单元，其读出所述存储单元存储的图像数据，通过进行使用了该读出的图像数据的图像识别，检测在所述坯料的表面呈现出的节；节形状估计单元，其通过参照所述存储单元存储的所述坯料的形状信息，估计所述节检测单元检测到的节的形状；以及切削方式决定单元，其根据所述节形状估计单元估计出的节的形状，决定所述坯料的切削部位和切削形状，使得包含该节的一部分且该节的部分的厚度与对所述坯料进行压缩后的厚度大致相等。并且，本发明的仿真装置的特征在于，在上述发明中，所述坯料呈大致碗状，所述切削方式决定单元将所述切削部位设置在所述坯料的内侧面侧。并且，本发明的仿真装置的特征在于，在上述发明中，所述切削形状呈如下的凹状在底面包含所述节形状估计单元估计出的节的剖面，具有面积大于该底面的面积的开口面，并且将所述底面的缘部作为外缘而大致沿着所述坯料的厚度方向延伸的柱状区域不与除了所述底面以外的切削面交叉。并且，本发明的仿真装置的特征在于，在上述发明中，该仿真装置具有间隙容积估计单元，该间隙容积估计单元在所述节形状估计单元估计出的节与该节周围的木质部之间存在间隙的情况下，估计该间隙的容积，所述切削方式决定单元还参照所述间隙容积估计单元估计出的间隙的容积来决定所述切削部位的形状。并且，本发明的仿真装置的特征在于，在上述发明中，该仿真装置还具有仿真图像生成单元，其生成模拟地显示所述切削方式决定单元决定的切削部位和切削形状的仿真图像；以及显示单元，其显示所述仿真图像生成单元生成的仿真图像。并且，本发明的仿真程序的特征在于，该仿真程序使所述计算机执行上述任意一项所述的仿真方法。
发明效果根据本发明，由于读出存储单元存储的图像数据，通过进行使用了该读出的图像数据的图像识别，检测在坯料的表面呈现出的节，在检测到节的情况下，通过参照存储单元存储的坯料的形状信息，估计该节的形状，根据该估计结果，决定坯料的切削部位和切削形状，使得包含该节的一部分且该节的部分的厚度与对坯料进行压缩后的厚度大致相等，所以在对具有节的坯料进行压缩时，能够辅助切削为几乎不对坯料的节的部分施加压缩力的形状。因此，即使是具有节的木材，也能够进行适当的压缩成形，能够实现成品率的提高。
图1是示出本发明的实施方式1的仿真装置的功能结构的框图。图2是示出本发明的实施方式1的仿真装置的形状信息存储部存储的坯料的形状的平面图。图3是图2的A-A线剖面图。图4是图2的B-B线剖面图。图5是示出本发明的实施方式1的仿真方法的处理的概要的流程图。图6是示出本发明的实施方式1的仿真方法中的坯料的外侧面的图像数据的显示例的图。图7是示出本发明的实施方式1的仿真方法中的坯料的内侧面的图像数据的显示例的图。图8是示出本发明的实施方式1的仿真装置的节形状估计部估计出的节的形状的剖面图。图9是与图8正交的方向的剖面图。图10是示出本发明的实施方式1的仿真装置的切削方式决定部决定的切削形状的一部分的剖面图。图11是与图10正交的方向的剖面图。图12是示出本发明的实施方式1的仿真方法中的坯料的内侧面的仿真图像的显示例的图。图13是示出本发明的实施方式1的仿真方法中的坯料的剖面的仿真图像的显示例的图。图14是示出与图13正交的方向的坯料的剖面的仿真图像的显示例的图。图15是示出坯料的压缩工序的概要并示出在压缩工序中使用的一对模具的结构的图。图16是示出在坯料的压缩工序中一对模具开始对坯料施加压缩力的状态的图。图17是示出在坯料的压缩工序中坯料的变形完成后的状态的图。图18是示出通过对坯料进行压缩成形而得到的压缩木材的外侧面的结构的平面图。图19是图18的E-E线剖面图。图20是图18的F-F线剖面图。图21是示出本发明的实施方式2的仿真装置的功能结构的框图。
图22是示出本发明的实施方式2的仿真方法的处理概要的流程图。图23是示出本发明的实施方式2的仿真方法中的坯料的外侧面的图像数据的显示例的图。图M是示出本发明的实施方式2的仿真方法中的坯料的内侧面的图像数据的显示例的图。图25是示出本发明的实施方式2的仿真装置的节形状估计部估计出的节的形状的剖面图。图沈是与图25正交的方向的剖面图。图27是示出本发明的实施方式2的仿真装置的切削方式决定部决定的切削形状的一部分的剖面图。图观是与图27正交的方向的剖面图。图四是示出本发明的实施方式2的仿真方法中的坯料的内侧面的仿真图像的显示例的图。图30是示出本发明的实施方式2的仿真方法中的坯料的剖面的仿真图像的显示例的图。图31是示出与图30正交的方向的坯料的剖面的仿真图像的显示例的图。
具体实施例方式下面，参照
用于实施本发明的方式(以下称为“实施方式”)。另外，在以下说明中参照的附图是示意图，在不同附图中示出相同物体的情况下，有时尺寸和比例尺等不同。(实施方式1)图1是示出本发明的实施方式1的仿真装置的结构的框图。该图所示的仿真装置 1是如下的装置检测从原木取下的坯料有无节，在检测到节的情况下，根据该节的位置进行应该切削的部位和形状的仿真。仿真装置1具有输入部2，其受理来自外部的信息的输入；图像处理部3，其对拍摄坯料表面而得到的图像数据实施图像处理；显示部4，其使用液晶、等离子体或有机EL等实现，显示包含仿真结果的各种信息；存储部5，其存储包含供图像处理部3参照的图像数据的各种信息；以及控制部6，其控制仿真装置1的动作。图像处理部3具有节检测部31，其通过图案匹配检测在坯料表面呈现出的节；以及仿真图像生成部32，其生成模拟地显示针对坯料的切削部位和切削形状的仿真图像。存储部5具有形状信息存储部51，其存储与预先设定的坯料的形状有关的信息以及与对坯料进行压缩后的形状有关的信息；图像数据存储部52，其存储对从原木取下的坯料的表面进行拍摄而得到的图像数据；图案信息存储部53，其存储节检测部31进行图案匹配时参照的节的图案；以及程序存储部M，其存储包含本实施方式1的仿真程序在内的各种程序。存储部5使用固定设置在仿真装置1内部的闪存或RAM等半导体存储器实现。 另外，存储部5针对从外部装配的存储卡等记录介质记录信息，另一方面，也可以具有作为读出记录介质记录的信息的记录介质接口的功能。并且，本实施方式1的仿真程序能够记录在硬盘、软盘、CD-ROM等计算机可读取的记录介质中广泛流通。
控制部6具有节形状估计部61，其通过参照形状信息存储部51存储的坯料的形状信息，估计节检测部31检测到的节在坯料内部的形状；以及切削方式决定部62，其根据节形状估计部61估计出的节的形状，决定坯料的切削部位和切削形状。控制部6使用 MPU(Micro Processing Unit 微处理器)等实现，经由总线与作为控制对象的仿真装置1 的各结构部位连接。具有以上结构的仿真装置1通过一个或多个计算机实现。其中，在通过多个计算机实现仿真装置1的情况下，除了直接连接发挥该仿真装置1的至少一部分功能的计算机彼此的情况以外，还包含经由适当的通信线路(因特网、专用网、电话网等)相互连接计算机彼此的情况。图2是示出形状信息存储部51存储的坯料的形状的平面图。并且，图3是图2的 A-A线剖面图，图4是图2的B-B线剖面图。图2 图4所示的坯料100呈大致碗状，具有预先增加了由于进行压缩成形而减少的量的体积而得到的体积。在坯料100中，与A-A线剖面平行的剖面呈与图3大致相似的形状，另一方面，与B-B线剖面平行的剖面呈与图4大致相似的形状。关于坯料100的原材料，从丝柏、扁柏、桐、杉、松、樱、榉、黑檀、紫檀、竹、柚木、红木、花梨木等中，根据包含压缩成形后的用途的各种条件选择最佳材料即可。图5是示出本实施方式1的仿真方法的处理概要的流程图。在图5中，首先，节检测部31从图像数据存储部52中读出所取下的坯料的表面的图像数据，检测存在于坯料表面的节(步骤Si)。更具体而言，节检测部31从图像数据存储部52中读出坯料的表面的图像数据，并且，读出图案信息存储部53存储的节的图案，通过图案匹配来判定图像数据中是否存在与该读出的节的图案一致的节。图6和图7是示出与坯料的表面的图像数据对应的图像的显示例的图。利用数字照相机等摄像装置分别拍摄以具有与坯料100相同的形状的方式从原木取下的坯料10的外侧面和内侧面，从而生成这些图所示的图像数据。具体而言，图6是外侧面的图像数据， 另一方面，图7是内侧面的图像数据。这些图像数据预先记录在图像数据存储部52中。坯料10是多个木纹G大致平行地延伸的直纹材，在表面呈现出节。节检测部31在图6所示的外侧面的图像数据中检测到节K1，另一方面，在图7所示的内侧面的图像数据中检测到节 K2。在节检测部31检测到节的情况下(步骤S2 是)，节形状估计部61估计节的形状 (步骤S3)。图8和图9是示意地示出节形状估计部61估计出的节的形状的图。其中，图8 对应于图6和图7的C-C线剖面。并且，图9对应于图6和图7的D-D线剖面。图8和图 9中虚线所示的节Ktl的形状是节形状估计部61进行基于节KpK2的外插而估计出的，呈沿着厚度方向贯通坯料10的柱状。接着，切削方式决定部62根据节形状估计部61的估计结果，针对坯料10决定应该切削的切削部位和切削形状(步骤S4)。此时，切削方式决定部62按照如下的方式决定切削部位和切削形状使得切削部位至少包含节的一部分，并且，节的部分的厚度与对坯料 10进行压缩后的厚度大致相等。图10和图11是示意地示出切削方式决定部62决定的切削形状的图，是利用分别与图8和图9相同的切断面进行观察的图。如图10和图11所示，由切削面IOC确定的切削形状呈如下的凹状在底面包含节形状估计部61估计出的节Ktl的剖面，具有面积大于该底面的面积的开口面，并且，将底面的缘部作为外缘而大致沿着坯料10的厚度方向延伸的柱状区域不与除了底面以外的切削面IOC交叉。并且，除了切削部分以外的节Ktl的厚度d 被设定为与压缩后的坯料10的厚度大致相等的值。上述切削形状的特征与切削部位无关，是始终必须满足的一般的特征。通过成为这种切削形状，在对坯料10进行压缩成形时，节Ktl以外的坯料10的成分几乎不会在节Ktl 的厚度方向上流动。因此，在对坯料10进行压缩时，能够防止对节Ktl施加过度的压缩力而产生破裂或压曲等不良情况。并且，由于以仅对坯料10的内侧面进行切削的方式确定切削面，所以容易调整切削的厚度，而且不会对外侧面的外观造成影响。接着步骤S4，仿真图像生成部32生成表示切削方式决定部62决定的切削部位和切削形状的仿真图像(步骤SQ。然后，显示部4显示所生成的仿真图像(步骤S6)。图12 图14是示出显示部4显示的仿真图像的显示例的图，是示出分别与图7 图9对应的仿真图像的显示例的图。仿真图像生成部32能够生成任意切断面中的仿真图像，在显示部4中，能够通过来自输入部2的选择输入来显示这些剖面。并且，在显示部4 中，还能够显示图10和图11所示的切削面IOC的放大图。仿真装置1在显示仿真图像后，结束一连串的处理。另外，在针对多个图像数据进行同样处理的情况下，也可以在步骤S5之后返回步骤Si，针对其他图像数据反复进行同样处理。此前，说明了在步骤S2中节检测部31检测到节的情况(步骤S2 是)，但是，在步骤S2中节检测部31没有检测到节的情况下(步骤S2 否)，显示部4显示表示不需要切削的信息(步骤S7)。然后，仿真装置1结束一连串的处理。接着，说明如上所述对切削方式进行了仿真后的坯料10的成形方法的概要。首先，切削装置根据切削方式的仿真结果进行坯料10的切削。此时，如果仿真装置1和切削装置具有能够彼此通信的功能，则能够向切削装置发送与切削方式决定部62决定的切削部位和切削形状有关的信息。该情况下，切削装置根据从仿真装置1接收到的切削面IOC 的信息，自动地对设置于规定位置的坯料10进行切削即可。接着，在与大气相比为高温高压的水蒸气氛围中以规定时间放置切削后的坯料10 而使其软化，然后，通过一对模具夹持并施加压缩力。这里的水蒸气的温度为100 170°C 左右，压力为0. 1 0. 8MPa(兆帕)左右。图15 图17是示出压缩工序的概要并示出在压缩工序中使用的一对模具的结构的图。另夕卜，在图15 图17中，利用标号K表示坯料10中的真的节。在图15中从坯料10 的下方施加压缩力的模具70是具有与压缩成形后的坯料10的形状的一部分对应地突起的凸部71的型芯模具。另一方面，在图15中从坯料10的上方施加压缩力的模具80是模穴模具，其具有凹部81，其与模具70的凸部71对置且与压缩成形后的木材的形状的一部分对应地凹陷；以及斜面部82，其与凹部81的开口端平滑地连接，随着远离凹部81的开口端，开口剖面积变大。凸部71或凹部81的剖面中的曲面的曲率小于对应的剖面中的坯料 10的曲率。图16是示出如下状态的图从图15所示的状态起使模具80以接近模具70的方式下降，开始由一对模具70、80对坯料10施加压缩力。然后，当接着使模具80下降时，坯料10由于压缩力而逐渐变形，最终变形为与模具80下降到最下部的状态下的凸部71与凹
9部81之间的间隙相当的三维形状(参照图17)。然后，在与上述水蒸气氛围相比为更高温高压的水蒸气氛围中，通过模具70、80 对坯料10进行模紧固并在该状态下放置规定时间，由此，使坯料10的形状固定。进行该固定处理时的水蒸气氛围的温度为160 240°C左右，压力为0. 6 3. 4ΜΙ^左右。然后，将坯料10和模具70、80放出到大气中，使坯料10干燥，由此，坯料10的成形完成。另外，在进行坯料10的干燥处理时，也可以分开模具70和模具80以便促进坯料10的干燥。另外，由于木材的种类或形状，有时在干燥后的坯料10中产生尺寸的偏差等。在这种情况下，通过使用与模具70和80不同的一对加热整形用模具，也可以一边在大气中对干燥后的坯料10进行加热一边整形为最终形状。在该加热整形处理中使用的一对加热整形用模具能够调整模具温度，并且使两个模具抵接时的模具间的间隙呈坯料的最终形状。图18是示出通过如上所述对坯料10进行压缩成形而得到的压缩木材的外侧面的结构的平面图。图19是图18的E-E线剖面图，图20是图18的F-F线剖面图。图18 图 20所示的压缩木材11的体积比坯料10的体积小，并且，与坯料10相比，底面附近呈接近平板的形状。并且，由于以最初就与压缩后的厚度大致相等的方式对节K的部分进行切削，所以在压缩之后，节K的部分成为与周围的木质部相同的厚度，节K成为在厚度方向上贯通压缩木材11的状态。优选压缩木材11的厚度d为坯料10的厚度的30 50%左右。换言之，优选压缩工序中的坯料10在厚度方向上的压缩率(由于压缩而引起的木材的厚度的减少量AR与该木材的压缩前的厚度R的比值AR/R)的平均值为0.50 0.70左右。但是，该压缩率不包含节K的部分。通过以上说明的成形方法得到的压缩木材11的密度显著大于坯料10的密度。该压密化的结果为，与坯料10的强度相比，压缩木材11的强度显著提高。并且，即使处于节K 要从坯料10的其他部分脱落的状态，通过压缩，也成为节K的周围的木质部与节K紧密贴合的状态，所以在压缩木材11中，节K不可能脱落。压缩木材11例如用作数字照相机、便携电话等电子设备用外装体的一部分。更加优选此时的压缩木材11的厚度为1. 0 1. 6mm左右。根据以上说明的本发明的实施方式1，由于读出存储单元存储的图像数据，通过进行使用了该读出的图像数据的图像识别，检测在坯料的表面呈现出的节，在检测到节的情况下，通过参照存储单元存储的坯料的形状信息，估计该节的形状，根据该估计结果，决定坯料的切削部位和切削形状，使得包含该节的一部分且该节的部分的厚度与对坯料进行压缩后的厚度大致相等，所以在对具有节的坯料进行压缩时，能够辅助切削为几乎不对坯料的节的部分施加压缩力的形状。因此，即使是具有节的木材，也能够进行适当的压缩成形， 能够实现成品率的提高。并且，根据本实施方式1，如果是较小的节，则在强度方面不会造成较大的影响，所以通过活用具有这种节的木材进行压缩成形，能够制造具有更多种木纹图案的产品。(实施方式2)图21是示出本发明的实施方式2的仿真装置的结构的框图。该图所示的仿真装置201的控制部的结构与图1所示的仿真装置1不同。具体而言，仿真装置201的控制部9 除了节形状估计部61、切削方式决定部62以外，还具有间隙容积估计部91，该间隙容积估计部91在节与其周围的木质部之间存在间隙的情况下，估计该间隙的容积。像这样，在节与木质部之间产生间隙的情况主要是节为死节的情况。另外，除了控制部9以外的仿真装置201的结构与仿真装置1的结构相同。图22是示出本实施方式2的仿真方法的处理的概要的流程图。在图22中，首先， 节检测部31从图像数据存储部52中读出所取下的坯料的表面的图像数据，检测存在于坯料表面的节(步骤Sll)。更具体而言，节检测部31从图像数据存储部52中读出坯料的表面的图像数据，并且，读出图案信息存储部53存储的节的图案，通过图案匹配来判定图像数据中是否存在与该读出的节的图案一致的节。图23和图M是示出与坯料的表面的图像数据对应的图像的显示例的图。利用数字照相机等摄像装置分别拍摄以具有与图2 图4所示的坯料100相同的形状的方式从原木取下的坯料20的外侧面和内侧面，从而生成这些图所示的图像数据。具体而言，图23是外侧面的图像数据，另一方面，图M是内侧面的图像数据。这些图像数据预先记录在图像数据存储部52中。坯料20是多个木纹G大致平行地延伸的直纹材，在表面呈现出节。节检测部31在图23所示的外侧面的图像数据中检测到节H1，另一方面，在图M所示的内侧面的图像数据中检测到节H2。在节Hp H2与其周围的木质部之间产生间隙S。节检测部31 能够通过图案匹配来检测该间隙S。在节检测部31检测到节的情况下(步骤S12 是)，节形状估计部61估计节的形状(步骤Si； )。图25和图沈是示意地示出节形状估计部61估计出的节的形状的图。其中，图25对应于图23和图M的E-E线剖面。并且，图沈对应于图23和图M的F-F线剖面。图25和图沈中虚线所示的节Htl的形状是节形状估计部61进行基于节Hp H2的外插而估计出的。节形状估计部61还估计在节H1W2与其周围的木质部之间检测到的间隙S的形状。接着，在节检测部31检测到的节与木质部之间存在间隙的情况下(步骤S14: 是)，间隙容积估计部91通过外插来估计间隙的容积(步骤SM)。这里，“存在间隙的情况” 意味着存在节检测部31能够通过图案匹配来识别的程度的间隙的情况。与此相对，在步骤 S14中在节与木质部之间没有间隙的情况下(步骤S14 否)，仿真装置201进入步骤S16。另外，节检测部31进行的节与其周围的木质部之间的间隙的检测也能够通过图案匹配以外的方法来实现。例如，也可以使节检测部31具有如下功能在生成坯料20的外侧面/内侧面的图像数据时，从相反侧的内侧面/外侧面照射光，判定该照射的光是否透射。即，也可以由人目视判定节与其周围的木质部之间有无间隙，将该判定结果输入到仿真装置201。在人目视判定有无间隙的情况下，仿真装置201在步骤S14中，根据从输入部2 输入的与有无间隙有关的判定结果，进行以后的处理。在步骤S15之后，切削方式决定部62根据节形状估计部61的估计结果，针对坯料 20决定应该切削的切削部位和切削形状(步骤S16)。此时，切削方式决定部62按照如下的方式决定切削部位和切削形状使得切削部位至少包含节的一部分，并且节的部分的厚度与对坯料20进行压缩后的厚度大致相等。图27和图观是示意地示出切削方式决定部62决定的切削形状的图，是利用分别与图25和图沈相同的切断面进行观察的图。如图27和图观所示，由切削面20C确定的切削形状呈如下的凹状在底面包含节形状估计部61估计出的节Htl的剖面，具有面积大于该底面的面积的开口面，并且将底面的缘部作为外缘而大致沿着坯料20的厚度方向延伸的柱状区域不与除了底面以外的切削面20C交叉。并且，除了切削部分以外的节Htl的厚度 d被设定为与压缩后的坯料20的厚度大致相等的值。在图27和图观中，单点划线所示的切削面20C’表示在间隙S的部分也被节填充时设定的切削面。像这样，由于存在间隙S，与节的形状相同且不存在间隙的情况相比，切削部位的容积减小与间隙S的容积大致相等的量。另外，在图27和图观中，没有间隙S的一侧的切削面20C与切削面20C’相同而没有变化，但是，这只不过是一例。S卩，切削部位或切削形状根据节的位置或间隙的容积而变化。在本实施方式2中，由于按照如下的方式决定切削部位和切削形状使得切削部位至少包含节的一部分，并且节的部分的厚度与对坯料20进行压缩后的厚度大致相等，所以在对坯料20进行压缩成形时，节Htl以外的坯料20的成分几乎不会在节Htl的厚度方向上流动。因此，在对坯料20进行压缩时，能够防止对节Htl施加过度的压缩力而产生破裂或压曲等不良情况。并且，由于以仅对坯料20的内侧面进行切削的方式确定切削面，所以容易调整切削的厚度，而且不会对外侧面的外观造成影响。而且，在本实施方式2中，为了填充节与其周围的木质部之间的间隙S，与没有间隙S的情况相比，仿真装置201具有减少切削量的功能。因此，即使是具有间隙的坯料，也能够决定适当的切削方式。接着步骤S16，仿真图像生成部32生成表示切削方式决定部62决定的切削部位和切削形状的仿真图像(步骤S17)。然后，显示部4显示所生成的仿真图像(步骤S18)。图四 图31是示出显示部4显示的仿真图像的显示例的图，是示出分别与图 23 图25对应的仿真图像的显示例的图。仿真图像生成部32能够生成任意切断面中的仿真图像，在显示部4中，能够通过来自输入部2的选择输入来显示这些剖面。并且，在显示部4中，还能够显示图27和图28所示的切削面20C的放大图。仿真装置201在显示了仿真图像后，结束一连串的处理。另外，在针对多个图像数据进行同样处理的情况下，也可以在步骤S18之后返回步骤S11，针对其他图像数据反复进行同样处理。接着，说明在步骤S12中节检测部31没有检测到节的情况(步骤S12 否)。该情况下，显示部4显示表示不需要切削的信息(步骤S19)。然后，仿真装置201结束一连串的处理。如上所述对切削方式进行了仿真后的坯料20的成形方法与在实施方式1中说明的坯料10的成形方法相同。通过该成形方法得到的压缩木材与压缩前的节的状态无关，与其周围的木质部紧密贴合。因此，即使在压缩前的节与其周围的木质部之间具有间隙，在压缩后也不可能脱落。根据以上说明的本发明的实施方式2，由于读出存储单元存储的图像数据，通过进行使用了该读出的图像数据的图像识别，检测在坯料的表面呈现出的节，在检测到节的情况下，通过参照存储单元存储的坯料的形状信息，估计该节的形状，根据该估计结果，决定坯料的切削部位和切削形状，使得包含该节的一部分且该节的部分的厚度与对坯料进行压缩后的厚度大致相等，所以在对具有节的坯料进行压缩时，能够辅助切削为几乎不对坯料的节的部分施加压缩力的形状。因此，即使是具有节的木材，也能够进行适当的压缩成形，能够实现成品率的提高。并且，根据本实施方式2，在节与其周围的木质部之间具有间隙的情况下，由于以填充该间隙的方式决定坯料的切削部位和切削形状，所以针对具有各种节的木材，也能够根据该节的状态进行适当的压缩成形。此前，详细叙述了用于实施本发明的最佳方式，但是本发明不应该仅由上述2个实施方式限定。例如，在节检测部检测节时，也可以应用基于边缘提取的区域分割法、基于聚类分析的统计图案识别法等的图像识别手法。这样，本发明可以包含这里没有记载的各种实施方式等，能够在不脱离由权利要求范围确定的技术思想的范围内实施各种设计变更等。标号说明1,201 仿真装置；2 输入部；3 图像处理部；4 显示部；5 存储部；6、9 控制部； 10,20,100 坯料；10C.20C 切削面；11 压缩木材；31 节检测部；32 仿真图像生成部； 51 形状信息存储部；52 图像数据存储部；53 图案信息存储部；54 程序存储部；61 节形状估计部；62 切削方式决定部；70、80 模具；71 凸部；81 凹部；82 斜面部；91 间隙容积估计部；G 木纹；H0, H1, H2, K, K0, K1, K2 节。
权利要求
1.一种仿真方法，在对木材进行压缩之前使具有存储单元的计算机模拟地提取应该切削的部位，该存储单元存储与应该从原木取下的坯料的形状有关的信息、与通过对该坯料进行压缩而得到的所述木材的最终形状有关的信息、以及通过拍摄从原木取下的坯料的表面而得到的图像数据，该仿真方法的特征在于，具有以下步骤节检测步骤，读出所述存储单元存储的图像数据，通过进行使用了该读出的图像数据的图像识别，检测在所述坯料的表面呈现出的节；节形状估计步骤，在所述节检测步骤中检测到节的情况下，通过参照所述存储单元存储的所述坯料的形状信息，估计该节的形状；以及切削方式决定步骤，根据在所述节形状估计步骤中估计出的节的形状，决定所述坯料的切削部位和切削形状，使得包含该节的一部分且该节的部分的厚度与对所述坯料进行压缩后的厚度大致相等。
2.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于， 所述坯料呈大致碗状，在所述切削方式决定步骤中，将所述切削部位设置在所述坯料的内侧面侧。
3.根据权利要求1或2所述的仿真方法，其特征在于，所述切削形状呈如下的凹状在底面包含在所述节形状估计步骤中估计出的节的剖面，具有面积大于该底面的面积的开口面，并且将所述底面的缘部作为外缘而大致沿着所述坯料的厚度方向延伸的柱状区域不与除了所述底面以外的切削面交叉。
4.根据权利要求1 3中的任意一项所述的仿真方法，其特征在于，该仿真方法具有间隙容积估计步骤，在该间隙容积估计步骤中，在所述节形状估计步骤估计出的节与该节周围的木质部之间存在间隙的情况下，估计该间隙的容积，在所述切削方式决定步骤中，还参照所述间隙容积估计步骤估计出的间隙的容积来决定所述切削部位的形状。
5.根据权利要求1 4中的任意一项所述的仿真方法，其特征在于， 该仿真方法还具有以下步骤仿真图像生成步骤，生成模拟地显示在所述切削方式决定步骤中决定的切削部位和切削形状的仿真图像；以及显示步骤，显示在所述仿真图像生成步骤中生成的仿真图像。
6.一种仿真装置，其特征在于，该仿真装置具有存储单元，其存储与应该从原木取下的坯料的形状有关的信息、与通过对该坯料进行压缩而得到的木材的最终形状有关的信息、以及通过拍摄从原木取下的坯料的表面而得到的图像数据；节检测单元，其读出所述存储单元存储的图像数据，通过进行使用了该读出的图像数据的图像识别，检测在所述坯料的表面呈现出的节；节形状估计单元，其通过参照所述存储单元存储的所述坯料的形状信息，估计所述节检测单元检测到的节的形状；以及切削方式决定单元，其根据所述节形状估计单元估计出的节的形状，决定所述坯料的切削部位和切削形状，使得包含该节的一部分且该节的部分的厚度与对所述坯料进行压缩后的厚度大致相等。
7.根据权利要求6所述的仿真装置，其特征在于，所述坯料呈大致碗状，所述切削方式决定单元将所述切削部位设置在所述坯料的内侧面侧。
8.根据权利要求6或7所述的仿真装置，其特征在于，所述切削形状呈如下的凹状在底面包含所述节形状估计单元估计出的节的剖面，具有面积大于该底面的面积的开口面，并且将所述底面的缘部作为外缘而大致沿着所述坯料的厚度方向延伸的柱状区域不与除了所述底面以外的切削面交叉。
9.根据权利要求6 8中的任意一项所述的仿真装置，其特征在于，该仿真装置具有间隙容积估计单元，该间隙容积估计单元在所述节形状估计单元估计出的节与该节周围的木质部之间存在间隙的情况下，估计该间隙的容积，所述切削方式决定单元还参照所述间隙容积估计单元估计出的间隙的容积来决定所述切削部位的形状。
10.根据权利要求6 9中的任意一项所述的仿真装置，其特征在于，该仿真装置还具有仿真图像生成单元，其生成模拟地显示所述切削方式决定单元决定的切削部位和切削形状的仿真图像；以及显示单元，其显示所述仿真图像生成单元生成的仿真图像。
11.一种仿真程序，其特征在于，该仿真程序使所述计算机执行权利要求1 5中的任意一项所述的仿真方法。
全文摘要
本发明提供如下的仿真方法、仿真装置以及仿真程序即使是具有节的木材，也能够进行适当的压缩成形，能够实现成品率的提高。为了实现该目的，读出存储单元存储的图像数据，通过进行使用了该读出的图像数据的图像识别，检测在坯料的表面呈现出的节，在检测到节的情况下，通过参照存储单元存储的坯料的形状信息，估计该节的形状，根据该估计结果，决定坯料的切削部位和切削形状，使得包含该节的一部分且该节的部分的厚度与对坯料进行压缩后的厚度大致相等。
文档编号B27M1/00GK102369091SQ201080014459
公开日2012年3月7日 申请日期2010年4月1日 优先权日2009年4月2日
发明者铃木达哉 申请人:奥林巴斯株式会社