CN100540324C - 标记装置及标记方法 - Google Patents

Abstract

一种标记装置，其能不拘钢材温度而进行适当的标记处理。本发明包含：一喷涂喷嘴(27)，其在受印字对象的钢材的印字面上喷涂耐热性涂料；一雷射打标机(14)，其用雷射照射喷涂喷嘴(27)在印字面上所喷涂的涂料，藉剥离该涂料的一部分露出钢材表面，形成钢材表面与涂料的对比以印上可识别的文字；及一控制部(40)，其依受印字对象的钢材温度，而调节喷涂喷嘴(27)的涂料喷涂量。

Description

标记装置及标记方法

技术领域

本发明涉及一种对钢材进行印字的标记装置及标记方法。

背景技术

以往，例如为管理钢材生产线而对钢材进行标记(印字)。

对钢材的标记是以先在钢材印字面涂布涂料，后对该涂料照射雷射使涂料的一部份剥离而露出钢材表面的方式进行。

亦即，依该标记方式的进行，在钢材的印字面上，藉钢材表面与涂料的对比形成可识别的文字。

可是，就钢材的生产线而言，包含处理高温钢材的生产线和处理常温钢材的生产线，然而依习知技术，并无法依不同的钢材温度条件而进行适当的标记处理。此乃因以下(1)及(2)的理由所致。

(1)因习知的标记处理所使用的涂料耐热温度低，无法适当的附着在高温钢材的表面。

(2)即使将一定量的涂料附着于印字面，由于钢材在高温的情况下涂料膜厚会变薄，而钢材在常温的情况下涂料膜厚却会变厚。因此，当雷射打标机以固定的动作速度形成文字时，在常温的情况下会因雷射照射不足而无法适当的形成文字。

又，一般而言对钢板等的标记多在钢材表面进行。然而，钢板在标记后的下游步骤中多由堆叠装置等堆积起来，此时，表面的标记文字会因遮盖而无法目视。故以前除了标记以外，尚多并用标签或贴纸等方式管理钢材，进而产生管理钢材更费工夫及成本的问题。

发明内容

本发明是为解决上述问题点而生，以提供一种标记装置及标记方法为目的，其能不拘钢材温度而进行适当的标记处理，甚而更能减低管理钢材所费的工夫及成本。

为解决上述问题，本发明的标记装置包含：一涂料喷涂机构，其用以在受印字对象的钢材印字面上喷涂耐热性涂料；一雷射打标机，其用雷射照射该涂料喷涂机构在印字面上所喷涂的涂料，藉剥离该涂料的一部分露出钢材表面，形成钢材表面与涂料的对比以印上可识别的文字；及一涂料喷涂量调节机构，其依受印字对象的钢材温度，而调节该涂料喷涂机构的涂料喷涂量。

该雷射打标机以文字形状剥离该涂料喷涂机构所喷涂的涂料，留下形成文字背景的涂料为一适例。

或者，该雷射打标机，就该涂料喷涂机构在印字面上所喷涂的涂料范围内，仅剥离背景部分而留下文字部分亦可。

本发明的标记装置中，宜更具备一在以该涂料喷涂机构喷涂涂料前，对印字面除锈的除锈机构。

本发明的标记装置中，该涂料喷涂机构相对于钢材以一定速度边移动边间歇的反复涂料的喷涂动作，除固定该反复周期外，宜藉调节各个喷涂动作的持续时间长短，而调节涂料的喷涂量。

本发明的标记装置适宜对钢板侧面部分进行印字。

本发明的标记装置中，宜包含一翘曲测量机构，其用以测量受印字对象的钢板的翘曲量；及一雷射照射位置修正机构，其用以依该翘曲测量机构所测量的结果而修正该雷射打标机的雷射照射位置。

本发明的标记装置中，更宜具备一温度测量机构，其用以测量受印字对象的钢板的温度，而使该涂料喷涂量调节机构依该温度测量机构所测量的温度，而调节该涂料喷涂机构的涂料喷涂量。

本发明的标记装置中，宜使该涂料照射该雷射后变色。

本发明更提供一种标记方法，包含一喷涂步骤，其用以在受印字对象的钢材的印字面上喷涂耐热性的涂料；一印字步骤，其用雷射照射该印字面上所喷涂的该涂料，使该涂料部分剥离而露出该钢材的表面，并藉该钢材表面与该涂料的对比以印上可识别文字；及一调节步骤，其用以依受印字对象的该钢材的温度，而调节该涂料的喷涂量。

本发明的标记方法更宜包含一测量步骤，其用以测量受印字对象的该钢板的翘曲量；及一修正步骤，其用以依该翘曲量的测量结果，而修正该雷射的照射位置。

(发明的效果)

若依本发明，则由于涂料使用耐热性物质且是依受印字对象的钢材的温度以调节印字面上涂料的喷涂量，故可不拘钢材温度适当进行标记。

又，若对钢板侧面部分进行印字，则即使在标记后的下游步骤中钢板处于堆积状态，亦能容易的读取标记，故而无并用标签或贴纸的必要。如是，管理钢材所费工夫及成本便能减低。

附图说明

图1是表示实施方式的标记装置的构造的立体图；

图2是表示实施方式的标记装置的构造的方块图；

图3是说明动作的流程图。

图中，A～G-移动方向；10-标记部；10A-本体部；10B-头部；11-前后推进机构部；12-横移机构部；13-升降机构部；14-雷射打标机；15-雷射打标机控制器；16-板翘曲检测位移计(翘曲测量机构)；17-板检测辊单元(翘曲测量机构)；17A-旋转部；17B-梁状支撑体；20-除锈/涂料喷涂部；20A-本体部；20B-头部；21-前后推进机构部；22-横移机构部；23-升降机构部；24-除锈刷(除锈机构)；25-刷驱动机构(除锈机构)；26-板侧面位置检测器；26a-可动杆部；27-喷涂喷嘴(涂料喷涂机构)；28-温度检测感应器(温度测量机构)；29-板侧面位置检测器前后推进机构部；30-操作部；40-控制部(涂料喷涂量调节机构、翘曲测量机构、雷射照射位置修正机构)；50-涂料供给单元；60-压缩空气供给装置；70-喷嘴洗净箱；100-标记装置；200-钢板运送台；201-H型钢板；202-转动滚筒。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

图1是表示本实施方式的标记装置100的构造的立体图，图2是表示标记装置100的构造的方块图。

如图2所示，本实施方式的标记装置100，包含：一标记部10，其对钢板(图示省略)侧面以雷射进行印字(标记)；一除锈/涂料喷涂部20，其对印字面进行涂料喷涂及除锈；一涂料供给单元50，其对除锈/涂料喷涂部20所备的喷涂喷嘴27供给涂料；一压缩空气供给装置60，其对该涂料供给单元50供给压缩空气；一喷嘴洗净箱70，其是为洗净除锈/涂料喷涂部20的喷涂喷嘴27；一操作部30，其是给操作者进行操作之用；及一控制部40，其依对于该操作部30的操作而对标记部10、除锈/涂料喷涂部20及压缩空气供给装置60进行动作控制。

其中除锈/涂料喷涂部20包含本体部20A与由该本体部20A所支撑的头部20B。

除锈/涂料喷涂部20的本体部20A包含：一前后推进机构部21，其使头部20B向前后方向(图1的箭号A方向及B方向)移动；一横移机构部22，其使头部20B向横方向(图1的箭号C方向及D方向)移动；及一升降机构部23，其使头部20B升降(向图1的箭号E方向及F方向移动)。前后推进机构部21、横移机构部22及升降机构部23由例如伺服马达所构成。

除锈/涂料喷涂部20的头部20B包含：一喷涂喷嘴27，其对受印字对象的钢板(图示省略)的印字面上喷涂耐热性涂料；一钢丝式的除锈刷24，其在以喷涂喷嘴27喷涂涂料之前对印字面进行除锈(除去氧化锈皮)；一刷驱动机构部25，其驱动该除锈刷24旋转；一板侧面位置检测器26，其依钢板板幅差异检测侧面基准位置；一板侧面位置检测器前后推进机构部29，其使该板侧面位置检测器26向前后方向移动；一温度检测感应器28，其检测钢板温度。

标记部10是包含本体部10A与由该本体部10A所支撑的头部10B。

标记部10的本体部10A包含：一前后推进机构部11，其使头部10B向前后方向(图1的箭号A方向及B方向)移动；一横移机构部12，其使头部10B向横方向(图1的箭号C方向及D方向)移动；及一升降机构部13，其使头部10B升降(向图1的箭号E方向及F方向移动)。前后推进机构部11、横移机构部12及升降机构部13由例如伺服马达所构成。

标记部10的头部10B包含：一雷射打标机14，其用雷射照射印字面上所喷涂的涂料以印上文字；一雷射打标机控制器15，其控制雷射打标机14的动作以印出所期望的文字；及一板检测辊单元17与一板翘曲检测位移计16，其为检测钢板的翘曲。

雷射打标机14是具备，例如CO₂雷射，其照射出雷射光以剥离印字面上所涂布涂料一部份，所构成。

涂料供给单元50内所存积的涂料，藉压缩空气供给装置60所供给的压缩空气推压供应给喷涂喷嘴27。

喷涂喷嘴27具备一电磁线圈，其在控制部40的控制下开启(ON)/关闭(OFF)自喷涂喷嘴27间歇吐出的涂料。亦即，藉该电磁线圈使喷涂喷嘴27的吐出口处于开启的状态(涂料的吐出ON)时，涂料随压缩空气的推压自喷涂喷嘴27的吐出口吐出，而藉电磁线圈使喷涂喷嘴27的吐出口处于关闭的状态(涂料的吐出OFF)时，涂料的吐出则停止。

喷涂喷嘴27的电磁线圈，是以一定频率(例如，25Hz)反复ON/OFF，而各周期中处于ON状态的时间长短(通电脉冲时间)可变。

具体而言，例如，若钢板在常温的情况下设定通电脉冲时间为2msec(2微秒)，而钢板在高温(例如600℃的程度)的情况下设定通电脉冲时间为15msec(15微秒)，则钢板在高温的情况下于单位时间内涂料的吐出量较多。

亦即，喷涂喷嘴27在对电磁线圈所输入的各个通电脉冲期间内实施涂料的喷涂动作，该喷涂动作是在一定周期(例如，25Hz)内间歇的反复进行。然后，藉依钢板温度改变通电脉冲时间，而调节各个喷涂动作的持续时间长短，进而调节对印字面涂料的喷涂量。

又，涂料自喷涂喷嘴27前端所设的喷嘴头(图示省略)吐出并经其外部的气帽雾化成雾状后喷涂于钢板上。

本实施方式所用涂料，例如，耐热温度约1000℃的白色涂料。

如图1所示，板检测辊单元17包含一旋转部17A，其呈圆盘状且可在垂直面上旋转；及一梁状支撑体17B，其支撑该旋转部17A使之能在前端部位旋转。

板检测辊单元17的支撑体17B以可升降的状态由头部10B所支撑着，并以既定推压力向上方推压。

板检测辊单元17其旋转部17A的上端部位，藉既定推压力呈抵接于钢板底面的状态，其并以该状态随钢板朝搬送方向(图1箭号G方向)的移动而旋转。

若钢板有翘曲，则板检测辊单元17其旋转部17A与支撑体17B依该翘曲量一起升降。

板翘曲检测位移计16以高精确度检测板检测辊单元17其支撑体17B的垂直位置，并将该检测结果输出给控制部40。

控制部40则依板翘曲检测位移计16所输入的检测结果演算，以求出钢板的翘曲量。

板侧面位置检测器26依检测除锈/涂料喷涂部20其头部20B所设的可动杆部26a(图1)朝箭号B方向的押入量，控制头部10B、20B朝箭号A方向的前进量，并随之在某基准范围内校合头部10B所备雷射打标机14其照射光的焦点。

该等标记装置100，如图1所示，旁设钢板运送台200。

如图1所示，钢板运送台200是包含：一支撑架台，其具备例如左右一对的H型钢板201(下部图示省略)；及复数的转动滚筒202，其间隔架设于一对H型钢板201上面。

未经图示的钢板，以水平姿态支撑于复数的转动滚筒202上，朝运送方向(图1箭号G方向)运送。

又，控制部40透过未经图示的上位控制装置接收标记资料，基于该标记资料向雷射打标机控制器15发送动作指令。标记资料包含了指示该印何等文字或受印字对象的钢板厚度等的资讯。

其次，参照图3的流程图说明动作步骤。

首先，受印字对象的钢板(图示省略)，例如在上位控制装置的控制下，自上游步骤运送到运送台200上，到达标记装置100旁。

另一方面，控制部40判定是否已自上位控制装置接收了标记资料，以及判定自上位控制装置而来的印字准备开始ON信号是否输入了外部介面(Interface；I/F)(步骤S1)。

当已自上位控制装置接收了标记资料，且外部I/F印字准备开始ON时(步骤S1的Yes)，控制部40会发送指令给除锈/涂料喷涂部20的前后推进机构部21以及标记部10的前后推进机构部11，并使头部20B、10B各自前进到离钢板既定距离的位置(步骤S2)。

于该前进过程中，可动杆部26a若碰到钢板侧面则会相对头部20B向箭号B方向被押入，在板侧面位置检测器26检测到头部20B、头部10B前进达第1既定位置之前，前后推进机构部21、11会使头部20B、10B以高速前进。又，当检测到其前进达第1既定位置后，前后推进机构部21、11则会改使头部20B、10B以低速前进。其后，可动杆部26a相对头部20B更进一步向箭号B方向被押入，当板侧面位置检测器26检测到头部20B、头部10B前进达第2既定位置后，前后推进机构部21、11会使头部20B、10B停止移动。此时雷射打标机14与钢材侧面的距离正好为该雷射打标机14的聚焦深度。

接着，控制部40向刷驱动机构部25发送指令，该刷驱动机构部25驱动除锈刷24旋转。藉此进行钢板印字面的除锈动作(步骤S20)。

接着，板侧面位置检测器前后推进机构部29在控制部40的控制下使杆部26a后退(向箭号B方向移动)到后退极限位置(步骤S3)。

接着，控制部40判定自上位控制装置而来的印字开始ON信号是否输入外部I/F(步骤S4)。

外部I/F印字开始ON时(步骤S4的Yes)，控制部40基于已接收的标记资料，判定受印字对象的钢板的厚度是否在既定厚度(例如，40mm)以上(步骤S5)。

当钢板厚度达既定厚度以上(40mm以上)时(步骤S5的Yes)，控制部40会对除锈/涂料喷涂部20的升降机构部23发送指令，使头部20B上升到极限位置(步骤S6)。

另外，当钢板厚度未达既定厚度(未满40mm)时(步骤S5的NO)，头部20B的垂直位置则留在基准位置不动。

接着，标记部10的板检测辊单元17，在控制部40的控制下上升，使板检测辊单元17的旋转部17A以既定推压力抵接于钢板底面(步骤S7)。

接着，控制部40依温度检测感应器28就所检测钢板的温度，决定喷涂喷嘴27电磁线圈的通电脉冲时间。

具体举例而言，钢板在常温下通电脉冲时间设定为2msec(2微秒)，而钢板在高温(600℃)下通电脉冲时间则设定为15msec(15微秒)。

接着，控制部40向压缩空气供给装置60发送指令，使之开始对涂料供给单元50供给压缩空气，并同时向喷涂喷嘴27的电磁线圈发送指令，使之开始对钢板侧面的印字面喷涂涂料(步骤S8)。

亦即，如上述般，依钢板温度而设定的通电脉冲时间(例如，2msec或15msec)将使电磁线圈以既定频率(例如，25Hz)间歇的ON/OFF。

如是边以喷涂喷嘴27进行涂料喷涂，标记部10的横移机构部12及除锈/涂料喷涂部20的横移机构部22边使头部10B、20B往横方向(图1箭号C方向或箭号D方向：具体举例而言，如箭号D方向)移动到横移极限位置(步骤S9)。又，该移动以一定速度进行。又，该移动无关通电脉冲时间的设定，以同一速度进行。

依此，即可以喷涂喷嘴27对钢板侧面的既定范围，亦即印字面喷涂涂料。又，由于上述喷涂喷嘴27电磁线圈的通电脉冲时间是依钢板温度进行调节，故能不拘钢板温度而使印字面上所喷涂涂料的膜厚一定。

又，如是边对印字面喷涂涂料，控制部40边基于自板翘曲检测位移计16所输入的检测值求出钢板的翘曲量。具体而言，例如，分别演算印字范围(如横幅110mm)横幅方向(图1箭号C及D方向)中左端、中央及右端计3处的钢板翘曲量(钢板底面的垂直位置)。换言之，基于自板翘曲检测位移计16所输入的检测值，在和印字范围横幅方向中左端、中央及右端各位置的对应时机信号相对应的时点，演算钢板的翘曲量(步骤S10)。

接着，控制部40向压缩空气供给装置60发送指令，使之停止对涂料供给单元50供给压缩空气，并同时向喷涂喷嘴27的电磁线圈发送指令，使之停止对钢板侧面的印字面喷涂涂料(步骤S11)。

另一方面，控制部40向除锈/涂料喷涂部20的升降机构部23发送指令，使头部20B下降到极限位置(步骤S12)，并同时向标记部10的升降机构部13发送指令，使头部10B下降到极限位置(步骤S13)。

接着，控制部40基于先前步骤S10所演算的钢板翘曲量，演算出雷射打标机14印字的最适当高度(垂直位置)，并将该演算结果发送给雷射打标机控制器15。具体而言，控制部40对应每个所印文字产生座标资料，并将该资料发送给雷射打标机控制器15(步骤S14)。

又，在此控制部40会将预先从上位控制装置所接收的标记资料中指示应印何等文字的资讯，发送给雷射打标机控制器15。

又，未经图示的上位控制装置会把钢板从涂料喷涂位置运送到标记位置。亦即，把钢板往箭号G方向运送以置印字面于标记部10的头部10B正面。

接着，雷射打标机控制器15基于自控制部40所接收关于印字垂直位置资料，以及指示应印何等文字的资讯二者，控制雷射打标机14的动作，对印字面进行印字。

亦即，雷射打标机14边射出雷射，边沿应形成指定文字的印字面动作，以剥离预先喷涂于印字面的涂料的一部分并使钢板侧面表面露出，藉钢材表面与涂料的对比以印上可识别文字(步骤S15)。

于此，雷射打标机14可对印字面上所喷涂涂料以剥离文字形状而残留文字背景的方式进行印字；相反的，亦可对印字面上所喷涂涂料以残留文字部分而仅剥离背景部分的方式进行印字。

又，对钢板侧面进行印字时考量以目视判读则文字尺寸大小宜在例如4mm左右。使用CO₂雷射的话则4mm左右的文字尺寸大小即可充分目视判读。又，为管理钢材所印资讯，除英数字外并用1次元条码或者2次元条码等即可达到读取自动化，进而能更正确的管理钢材出货、进货。

接着，控制部40向除锈/涂料喷涂部20的前后推进机构部21以及标记部10的前后推进机构部11发送指令，使头部20B、10B后退到极限位置(步骤S16)，并同时向除锈/涂料喷涂部20的横移机构部22以及标记部10的横移机构部12发送指令，使后退到极限位置(侍机位置)的头部20B、10B向横方向(图1箭号C方向或箭号D方向：具体举例而言，如箭号C方向)移动(步骤S17)。

接着，控制部40从外部I/F对上位控制装置输出侧面印字终了信号(步骤S18)。

接着，以喷嘴洗净箱70洗净喷涂喷嘴27(步骤S19)。

若依如上第1实施方式，由于使用耐热性涂料，进而依受印字对象的钢板的温度调节印字面的涂料喷涂量，故可不拘钢板温度而适当进行标记。

又，因为是对钢板侧面部进行印字，故标记后在下游步骤中即使钢板处于堆积状态亦能轻易读取标记。于是，即无并用标签或贴纸的必要，可降低管理钢材的工夫与成本。

再者，由于是对钢板侧面进行标记，故离若干距离看钢板的标记识别性增加。

又，习知标记技术无法在象钢板侧面这样狭小的地方进行印字，而仅能在钢板上面进行印字；本实施方式由于会检测钢板的翘曲，并依该检测结果修正雷射打标机14的雷射照射位置(垂直位置)，故即使在钢板厚度薄、印字范围狭小的地方甚至钢板有翘曲，亦能确实的在印字范围内进行标记。

又，上述实施方式是就板检测辊单元17的旋转部17A以既定推压力抵接钢板底面的例说明之，惟板检测辊单元17的旋转部17A以板检测辊单元17的自重或者以既定推压力而抵接于钢板上面亦可。

又，上述实施方式是就仅备一雷射打标机14的例说明之，惟若备复数雷射打标机14，以该等复数雷射打标机14并行标记动作，则可缩短标记所需时间。

又，上述实施方式是对钢板侧面进行印字的例说明之，惟亦可对钢板表面或反面进行印字，另对钢板以外的钢材进行印字亦无不可。

又，温度检测感应器28不限任何地方，只要配置在可以测定到钢板温度的位置即可，例如，设于运送设备该侧亦无不可。

上述实施方式中，是自钢板印字面剥离涂料一部份，露出钢板表面，以钢板表面与涂料的对比印上所划定文字，惟若替换该涂料，而使用雷射照射后会变色的涂料亦可。例如，可使用雷射照射后会变黑色的涂料。

藉使用该等涂料，仅照射雷射即可区分识别出受雷射照射领域与未受雷射照射领域，并能以受雷射照射领域与未受雷射照射领域之间的对比，在钢板上印上文字。

又，文字以受雷射照射范围划定之亦可，或者，以雷射照射文字以外的范围划定之亦可。

Claims (10)

1.一种标记装置，包含：

一涂料喷涂机构，其用以在受印字对象的钢材印字面上喷涂耐热性涂料；

一温度测量机构，其用以测量该钢材的温度；

一雷射打标机，其用雷射照射该涂料喷涂机构在印字面上所喷涂的涂料，藉剥离该涂料的一部分露出钢材表面，形成钢材表面与涂料的对比以印上可识别的文字；及

一涂料喷涂量调节机构，其依该温度测量机构所测量的温度，而调节该涂料喷涂机构的涂料喷涂量，

该涂料喷涂机构以一定速度相对于该钢材相对移动，同时间歇地反复进行涂料的喷涂动作。

2.如权利要求1所述的标记装置，其中，

该雷射打标机以文字形状剥离该涂料喷涂机构所喷涂的涂料，留下形成文字背景的涂料。

3.如权利要求1所述的标记装置，其中，

该雷射打标机仅剥离该涂料喷涂机构在印字面上所喷涂涂料的背景部而留下文字部分。

4.如权利要求1所述的标记装置，其中，

更具备一除锈机构，其在以该涂料喷涂机构喷涂涂料之前，对印字面进行除锈。

5.如权利要求1至4项中任一所述的标记装置，其中，

该涂料喷涂量调节机构除令该涂料的喷涂动作的反复周期固定外，藉调节各个喷涂动作的持续时间长短，而调节涂料的喷涂量。

6.如权利要求1至4项中任一所述的标记装置，其中，

该标记装置对钢板侧面部分进行印字。

7.如权利要求6所述的标记装置，更包含：

一翘曲测量机构，其用以测量受印字对象的钢板的翘曲量；及

一雷射照射位置修正机构，其用以依该翘曲测量机构所测量的结果而修正该雷射打标机的雷射照射位置。

8.如权利要求1至4项中任一所述的标记装置，其中，

该涂料照射该雷射后变色。

9.一种标记方法，包含：

一喷涂步骤，其在受印字对象的钢材的印字面上喷涂耐热性涂料；

一印字步骤，其用雷射照射该印字面上所喷涂的该涂料，藉剥离该涂料的一部分露出该钢材表面，形成该钢材表面与该涂料的对比以印上可识别的文字；及

一调节步骤，其依受印字对象的该钢材的温度，而调节该涂料的喷涂量。

10.如权利要求9所述的标记方法，更包含：

一测量步骤，其用以测量受印字对象的该钢板的翘曲量；及

一修正步骤，其用以依该翘曲量的测量结果，而修正该雷射的照射位置。

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