JP2004098567A - Device and method for marking article - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物品の外面にマーキング器具で文字、模様などを自動的にマーキングする物品マーキング装置および物品マーキング方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
金属や樹脂などの外面に文字や模様をマーキングするために、振動ペン、レーザーマーカ、インクジェットマーカなど各種のマーキング器具が利用されている。このような物品の外面に文字や模様を自動的にマーキングする装置の例として、平面状物品に対してはマーキング器具を平面2軸方向に移動させて、自動的にマーキングする装置がある。また、円柱状物品に対しては、マーキング器具を軸方向に移動させ物品を回転(揺動)させる装置も用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの従来のマーキング装置は、平板や角柱などの平面状物品専用、あるいは円柱状物品専用であったため、平面状物品と円柱状物品の両方に利用できなかった。また、従来のマーキング装置は単独の物品にマーキングをする装置であり、複数個の物品に連続して効率良くマーキングすることが出来なかった。本発明は、従来技術におけるこれらの問題を解決して、マーキングする文字や模様の情報を入力すれば、平面状物品だけでなく円柱状物品の外周面にもマーキングが出来て、かつ対象とする複数個の物品に対しても連続して効率よくマーキングが出来るマーキング装置および物品マーキング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】
請求項1の発明は、物品の外面に文字、模様などをマーキングするマーキング装置であって、複数個の物品を整列状態で収容・保持する物品保持具と、物品保持具を物品の整列方向(X方向)に移動させて物品をマーキング位置に順次位置決めする保持具移動機構と、物品の整列方向(X方向)側方に配置されてマーキング位置の加工対象物品にマーキングを行うマーキング器具と、加工対象物品の遠近方向(Y方向)並びに物品の整列方向の直角方向(Z方向)にマーキング器具を移動させるマーキング器具移動機構とを備えたことを特徴とする物品マーキング装置を提供することを要旨とする。
【0005】
請求項2の発明は、請求項1において、マーキングを行う位置で加工対象物品を把持してZ軸中心に回転(揺動)させる物品把持回転機構を備えたことを特徴とする物品マーキング装置を提供することを要旨とする。
【0006】
請求項3の発明は、請求項1ないし2において、マーキングする文字や模様などの形態情報を電子信号として入力する情報信号入力手段と、入力した電子信号を処理して、物品保持具のX方向の移動、位置決め、物品の把持、および物品のZ軸中心の回転角度、並びにマーキング器具のY方向およびZ方向移動の制御信号として出力する信号処理出力手段とを備えたことを特徴とする物品マーキング装置を提供することを要旨とする。
【0007】
請求項4の発明は、複数個の物品の外面に文字、模様などを順次マーキングするマーキング方法であって、物品保持具に整列状態で複数個の物品を収容・保持し、物品保持具を保持具移動機構で物品の整列方向(X方向)に移動して順次物品をマーキング位置に位置決めして物品列の側方に配置したマーキング器具と対応させた後、マーキング器具を物品に対して遠近方向(Y方向)並びに物品の整列方向(X方向)の直角方向(Z方向)に移動させるとともに、平面状物品にマーキングを行う場合には物品を物品保持具で固定してX方向に移動させてマーキングを行い、また円柱状物品にマーキングを行う場合には円柱状物品を把持してZ軸中心に回転(揺動)させてマーキングを行うことにより、平面状物品および円柱状物品にマーキングを行うことを可能としたことを特徴とする物品マーキング方法を提供することを要旨とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下,この発明を具体化した実施例について図1〜図8により説明する。図1は本発明の物品マーキング装置の全体を示す斜視図、図2は図1の主要部で、円柱状物品をマーキングする詳細部分を示す斜視図、図3は図1のA−A断面図、図4は図1のB−B断面図、図5は複数個の円柱状物品を収納する物品保持具の斜視図、図6は複数個の平板状物品を収納する物品保持具の斜視図、図7は図6のC−C断面、図8は本発明の制御システムの概念を示すブロック図である。
【0009】
図1に物品マーキング装置の実施例を示す。マーキング装置1において、架台16上には物品5を収容する物品保持具2が把持具移動機構3上に固定されている。また物品5の側方には垂直移動装置6に支持されたマーキング器具7が配置されている。マーキング位置には物品押え装置17と連動して物品5を把持して回転(揺動)させる物品把持回転機構4が配置されている。なお、架台16には、操作スィッチ盤45、キーボード43、モニタ44、コンピュータ46(図示省略)が設置されている。なお、供給コンベヤ42は物品保持具2や物品5の供給に利用する。また、物品5の形状が円柱形の場合には円柱状物品5a、平板形の場合は平板状物品5bと表す。物品保持具2も同様に円柱状物品保持具2a、平板状物品保持具2bと表す。
【0010】
以下、物品マーキング装置1の主要部を示す図2の斜視図において、円柱状物品5aにマーキングを行う場合の装置構成を説明する。これは、マーキング器具7として振動ペン34を用いて物品5aにマーキングを行う場合の装置の実施例である。円柱状物品保持具2aはホルダ受けプレート24aと、円柱状物品5aを保持する複数個の円柱状物品ホルダ51aを備え、保持具移動機構3によりX軸上の矢印Dの方向に搬送され、順次円柱状物品5aをマーキング位置に位置決めする。
【0011】
マーキング位置の側方に配置されている振動ペン34は、LMガイド20で前後(Y軸)方向に自由に動けるように支持されている。振動ペン34はエアシリンダ19により前後(Y軸)方向に移動し、詳細後述の垂直移動装置6で上下(Z軸)方向に駆動される。また、マーキング位置には物品押え装置17と連動して円柱状物品5aを把持して回転(揺動)させる物品把持回転機構4が配置されている。
【0012】
図3において、振動ペン34はLMガイド20をガイドとしてエアシリンダ19により前後(Y軸)方向に移動される。垂直移動装置6はLMガイド20を上下動させるサーボモータ27および垂直ガイド37で構成され、サイドフレーム29に配置されている。また、上部フレーム28に取付けられた物品押え装置17を構成するエアシリンダ9が、シャフト10をガイドとして受けブロック8を下降させて円柱状物品5aの上部を押える。下方のエアシリンダ14が円柱状物品ホルダ51aと一緒に円柱状物品5aを上昇させて、円柱状物品5aを受けブロック8との間に挟み込んで高さ方向の位置決めを行う。なお、軸受けブロック30の中にある軸受けによって受けブロック8は物品押え軸18と一緒に回転出来る。
【0013】
また、物品把持回転機構4を構成する昇降プレート26および一体に取付けられた物品受けハウジング25は、シャフト38をガイドとしてエアシリンダ14により円柱状物品ホルダ51aとともに昇降する。また、物品受けハウジング25に回転自在に支持されたホルダ回転軸15の端部と円柱状物品ホルダ51aの下端部には、回転を伝達可能にする図示省略の凹凸溝が設けられている。
【0014】
図4に示すように、昇降プレート26に取付けられたサーボモータ21、プーリ22a、22bはエアシリンダ14により一緒に上下(Z軸)方向に移動する。サーボモータ21はタイミングベルト23を介してホルダ回転軸15を回転させる。また、ホルダ受けプレート24はスライドプレート11に固定されていて、スライドプレート11はガイドシャフト13を案内とし、リニアアクチュエータ12によりX軸方向に往復駆動される。なお、スライドプレート11、ガイドシャフト13、リニアアクチュエータ12が保持具移動機構3を構成する。
【0015】
図5において、円柱状物品保持具2aはホルダ受けプレート24aと円柱状物品ホルダ51aから構成される。ホルダ受けプレート24aはスライドプレート11に対して位置決め穴55と対応するピンで位置決めされ、着脱が容易にできるように両端のトグルクランプ33により固定されている。
【0016】
図6および図7において、平板状物品5bに対してマーキングする際に利用する物品保持具2の実施例を示す。平板状物品保持具2bは、ホルダ受けプレート24b、背当て板31、落下防止板32から構成され、平板状物品5bは弾性板52、押え板53を介して締付具54により固定されている。また、ホルダ受けプレート24bは物品マーキング装置1のホルダ受けプレート24aの場合と同じように、スライドプレート11に固定されて保持具移動機構3により往復駆動される。
【0017】
図8の制御システムの概念を示すブロック図において、キーボード43からコンピュータ46に入力されたマーキング情報は、情報処理されてアンプ47〜49からリニアアクチュエータ12、振動ペン34、サーボモータ21、27他、本装置を構成する各装置の制御信号として出力される。
【0018】
以下、本発明による複数の物品へのマーキング工程を説明する。マーキング実施に先立ち、マーキング対象品の物品が円柱状であるか、平板状であるかを決定する。また、物品にマーキングする文字などのマーキング内容やマーキング位置などを決定する。これらのマーキング仕様を、図8のブロック図に示すように、キーボード43により入力し、本発明の物品マーキング装置1を構成する各装置の運転条件を決定する。また、マーキング装置の事前準備として、対象とする物品に合わせてあらかじめ物品保持具2をスライドプレート11に取り付け、複数の物品5を挿入保持可能な状態にしておく。
【0019】
以下、具体例として図2により円柱状物品へのマーキング工程を説明する。円柱状物品保持具2aに円柱状物品5aを所定個数挿入して保持させ、操作スイッチ盤45を操作して物品マーキング装置1を起動させる。円柱状物品保持具2aは保持具移動機構3により矢印D(X軸)の方向に移動し、まず1個目の円柱状物品5aを振動ペン34に対応するマーキング位置に位置決めする。
【0020】
次に振動ペン34はマーキングを行うために指定された高さまでZ軸方向に移動し、マーキングの条件を整える。この後、振動ペン34は公知の手段によりマーキングのための振動を開始し、マーキングに関する入力条件にしたがってZ軸方向の移動と円柱状物品5aへの接触・離間(Y軸方向移動)を行う。一方これに連動して、物品把持回転機構4と物品押さえ装置17は円柱状物品5aを上下より把持して回転(揺動)させ、前述の振動ペン34の動き(Y軸、Z軸)と合わせて円柱状物品5aの外周に所定のマーキングを行う。
【0021】
1個目の円柱状物品5aのマーキングが終了した後、物品保持具2aを保持具移動機構3により矢印Dに移動させて、次の円柱状物品5aを位置決めしてマーキングを行い、順次所定個数の円柱状物品5aの加工を完了させる。この後、オペレータは安全確認を行ってマーキングされた円柱状物品5aを取り出す。この後、オペレータは新規の円柱状物品5aを挿入して次ロットのマーキングを継続する。
【0022】
また、対象とする物品が板状の場合には、図2の円柱状物品保持具2aに替えて図6に示した平板状物品保持具2bをあらかじめ取り付けておく。次に複数の平板状物品5bを挿入して、締め付け具54により平板状物品5bを固定する。その後、円柱状物品のマーキングと同様に、入力条件にしたがって振動ペン34をY軸およびZ軸方向に動かし、保持具移動機構3をマーキング内容に対応してX方向に動かしてマーキングを行う。すなわち、円柱状物品の加工に対しては円柱状物品を回転(揺動)させてマーキングを行い、平板状物品に対しては平板状物品をX軸方向に動かして所定のマーキングを行う。
【0023】
なお、上記の実施例において、マーキング器具として振動ペンを利用した場合の説明を行ったが、マーキング器具をレーザーマーカやインクジェットマーカなどの現在利用されている他のマーキング器具に変更することも可能である。また、振動ペン34によるマーキングに際しては振動ペンの先端を物品に接触させたが、レーザーマーカ34aなどでは接触させる必要はなく使用するマーキング器具の種類に応じて対象とする物品とマーキング器具の距離は適宜指定する。また、マーキング位置に複数のマーキング器具を装着して、これらを目的に応じて切替えて使用する事も出来る。
【0024】
なお、本発明の実施例において物品は縦に配置する構成としたが、物品を水平に配置するなど、前記XYZ軸の方向は自由に選定出来る。また、対象とする物品は円柱状、平板状の代表的な形状としたが、楕円形や、円柱状物品の一部としての平面にマーキングを行うなど本発明の主旨の範囲で各種形状の物品にマーキングを行うことが出来る。
【0025】
また、本発明の実施例において物品把持回転機構4は円柱状物品5aを上下ではさむ構成としたが、円柱状物品5aの一端で把持する構成とすることも可能であり、他の装置構成も特に実施例に限定されるものではなく本発明の主旨にしたがって各種の構成が利用出来る。
【0026】
本実施例では、円柱状物品5aはマーキング終了後オペレータが取り出して次ロットの物品5を物品保持具2に供給する構成としたが、あらかじめ円柱状物品5を装着した物品保持具2を複数個用意して供給コンベヤ42により自動的に供給して、スライドプレートを自動着脱するなど、本発明の物品マーキング装置は要求される生産性に応じて自動化することが可能である。
【0027】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、複数個の物品を収容する物品保持具を移動位置決めして物品を順次マーキング器具と対応させ、マーキング器具を対象物品の遠近方向(Y軸)並びに物品の整列直角方向(Z軸)に移動させ、物品の保持具移動機構を利用して、物品をX軸方向に移動させることにより、複数個の物品の平面部に文字または模様を自動的に効率良くマーキング出来る効果がある。
【0028】
請求項2に記載の発明によれば、円柱状物品を中心軸回りに回転させてマーキングを行うことが可能となり、円柱状物品の外周部において任意の位置に所定の文字または模様をマーキングすることができる。すなわち、請求項1の効果に加えて、装置の一部を変更することにより、平板状物品だけでなく円柱状物品に対してもマーキングが可能になる汎用性に富んだマーキング装置を提供することが出来る。
【0029】
請求項3に記載の発明によれば、各種の対象物品やマーキングパターンを、あらかじめコンピュータに入力してマーキングの制御を行うことにより、複数個の物品に効率良くマーキングを行うことが出来る。また、製造番号などの物品ごとに要求される文字や模様をマーキングすることも可能となる効果がある。
【0030】
請求項4に記載の発明によれば、複数個の物品に対して連続的に効率良く文字や模様をマーキングすることが可能になるとともに、装置の一部を変更することにより、平板状物品だけでなく円柱状物品に対してもマーキングが可能になる汎用性に富んだマーキング方法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の物品マーキング装置の全体を示す斜視図。
【図2】図1の主要部で、円柱状物品をマーキングする詳細部分を示す斜視図。
【図3】図1のA−A断面図。
【図4】図1のB−B断面図。
【図5】円柱状物品を収納する物品保持具の斜視図。
【図6】平板状物品を収納する物品保持具の斜視図。
【図7】図6のC−C断面。
【図8】本発明の制御システムの概念を示すブロック図。
【符号の説明】
1 物品マーキング装置
2 物品保持具
2a 円柱状物品保持具
2b 平板状物品保持具
3 保持具移動機構
4 物品把持回転機構
5 物品
5a 円柱状物品
5b 平板状物品
6 垂直移動装置
7 マーキング器具
8 受けブロック
9 エアシリンダ
10 シャフト
11 スライドプレート
12 リニアアクチュエータ
13 ガイドシャフト
14 エアシリンダ
15 ホルダ回転軸
16 架台
17 物品押え装置
18 物品押え軸
19 エアシリンダ
20 LMガイド
21 サーボモータ
22a タイミングプーリ
22b タイミングプーリ
23 タイミングベルト
24a ホルダ受けプレート
24b ホルダ受けプレート
25 物品受けハウジング
26 昇降プレート
27 サーボモータ
28 上部フレーム
29 サイドフレーム
30 軸受けブロック
31 背当て板
32 落下防止板
33 トグルクランプ
34 振動ペン
34a レーザーマーカ
35 エアシリンダ
36 LMガイド
37 垂直ガイド
38 シャフト
42 供給コンベア
43 キーボード
44 モニタ
45 操作スイッチ盤
46 コンピュータ
47 アンプ
48 アンプ
49 アンプ
50 物品保持具プレート
51a 円柱状物品ホルダ
51b 平板状物品ホルダ
52 弾性板
53 押え板
54 締付具
55 位置決め穴
56 電磁弁[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an article marking apparatus and an article marking method for automatically marking characters, patterns, and the like on an outer surface of an article with a marking device.
[0002]
[Prior art]
In order to mark characters and patterns on the outer surface of a metal or resin, various marking devices such as a vibrating pen, a laser marker, and an inkjet marker have been used. As an example of an apparatus for automatically marking a character or a pattern on the outer surface of such an article, there is an apparatus for automatically marking a planar article by moving a marking instrument in a plane biaxial direction. Further, for a columnar article, a device for moving a marking instrument in the axial direction and rotating (swinging) the article is also used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since these conventional marking devices are exclusively used for flat articles such as flat plates and prisms, or for exclusive use of columnar articles, they cannot be used for both flat articles and columnar articles. Further, the conventional marking device is a device for marking a single article, and it has not been possible to continuously and efficiently mark a plurality of articles. The present invention solves these problems in the prior art, and by inputting information on characters and patterns to be marked, marking can be performed not only on a planar article but also on the outer peripheral surface of a columnar article, and is targeted. An object of the present invention is to provide a marking device and an article marking method capable of continuously and efficiently marking a plurality of articles.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0005]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an article marking apparatus according to the first aspect, further comprising an article gripping / rotating mechanism for gripping an object to be processed at a position where marking is performed and rotating (swinging) about the Z axis. The point is to provide.
[0006]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, information signal input means for inputting form information such as characters or patterns to be marked as an electronic signal, and processing the input electronic signal so that the X direction of the article holder is changed. And a signal processing output means for outputting as control signals for movement, positioning, gripping of the article, rotation angle of the article about the Z axis, and movement of the marking instrument in the Y and Z directions. The gist is to provide a device.
[0007]
The invention according to
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing the whole of the article marking apparatus of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a main part of FIG. 1 and a detailed portion for marking a columnar article, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 1, FIG. 5 is a perspective view of an article holder for storing a plurality of columnar articles, and FIG. 6 is a perspective view of an article holder for storing a plurality of flat articles. 7 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 6, and FIG. 8 is a block diagram showing the concept of the control system of the present invention.
[0009]
FIG. 1 shows an embodiment of an article marking device. In the
[0010]
Hereinafter, in a perspective view of FIG. 2 showing a main part of the
[0011]
The
[0012]
In FIG. 3, the
[0013]
The
[0014]
As shown in FIG. 4, the
[0015]
In FIG. 5, the
[0016]
6 and 7 show an embodiment of the
[0017]
In the block diagram illustrating the concept of the control system in FIG. 8, the marking information input to the
[0018]
Hereinafter, a process of marking a plurality of articles according to the present invention will be described. Prior to performing the marking, it is determined whether the article to be marked is cylindrical or flat. In addition, a marking content such as a character to be marked on the article and a marking position are determined. As shown in the block diagram of FIG. 8, these marking specifications are inputted by the
[0019]
Hereinafter, a marking process on a columnar article will be described with reference to FIG. 2 as a specific example. A predetermined number of
[0020]
Next, the vibrating
[0021]
After the marking of the first
[0022]
When the target article is in the form of a plate, the
[0023]
In the above embodiment, the description has been given of the case where the vibrating pen is used as the marking device, but it is also possible to change the marking device to another currently used marking device such as a laser marker or an inkjet marker. is there. Further, the tip of the vibrating pen was brought into contact with the article when marking with the vibrating
[0024]
In the embodiment of the present invention, the articles are arranged vertically, but the direction of the XYZ axes can be freely selected such as the articles are arranged horizontally. In addition, although the target article has a typical shape of a columnar shape or a flat shape, an article of various shapes within the scope of the present invention, such as marking an elliptical shape or a plane as a part of a columnar product, is provided. Can be marked.
[0025]
Further, in the embodiment of the present invention, the article gripping
[0026]
In the present embodiment, the operator removes the
[0027]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the article holder for accommodating a plurality of articles is moved and positioned to sequentially correspond the articles to the marking instrument, and the marking instrument is moved in the near-far direction (Y-axis) of the target article and the article. By moving the articles in the X-axis direction using the article holder moving mechanism by moving the articles in the direction perpendicular to the alignment (Z axis), characters or patterns can be automatically and efficiently placed on the plane portions of a plurality of articles. It has the effect of marking.
[0028]
According to the invention as set forth in
[0029]
According to the third aspect of the present invention, a plurality of articles can be efficiently marked by inputting various target articles and marking patterns into a computer in advance and controlling the marking. Further, there is an effect that it is possible to mark a character or a pattern required for each article such as a production number.
[0030]
According to the invention as set forth in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing the entire article marking device of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a detailed portion for marking a columnar article in a main part of FIG. 1;
FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1;
FIG. 4 is a sectional view taken along line BB of FIG. 1;
FIG. 5 is a perspective view of an article holder for storing a columnar article.
FIG. 6 is a perspective view of an article holder for storing a flat article.
FIG. 7 is a sectional view taken along the line CC of FIG. 6;
FIG. 8 is a block diagram showing the concept of the control system of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
物品保持具を物品の整列方向(X方向)に移動させて物品をマーキング位置に順次位置決めする保持具移動機構と、
マーキング位置において物品の整列方向の側方に配置され物品にマーキングを行うマーキング器具と、
加工対象物品の遠近方向(Y方向)並びに物品の整列方向の直角方向(Z方向)にマーキング器具を移動させるマーキング器具移動機構とを備えたことを特徴とする物品マーキング装置A marking device for marking characters, patterns, and the like on the outer surface of an article, and an article holder for accommodating and holding a plurality of articles in an aligned state,
A holder moving mechanism for moving the article holder in the alignment direction (X direction) of the article and sequentially positioning the article at the marking position;
A marking device that is arranged on the side in the alignment direction of the article at the marking position and performs marking on the article,
An article marking apparatus, comprising: a marking instrument moving mechanism for moving a marking instrument in a perspective direction (Y direction) of the article to be processed and a direction (Z direction) perpendicular to the direction in which the articles are aligned.
入力した電子信号を処理して、物品保持具のX方向の移動、位置決めおよび物品の把持、物品のZ軸中心の回転角度、並びにマーキング器具とY方向およびZ方向移動を制御する制御信号を出力する信号処理出力手段を備えたことを特徴とする物品マーキング装置3. An information signal input unit according to claim 1, wherein form information such as characters and patterns to be marked is input as an electronic signal.
Processes the input electronic signal and outputs control signals for controlling the movement of the article holder in the X direction, positioning and gripping of the article, the rotation angle of the article about the Z axis, and the movement of the marking instrument and the Y and Z directions. Article marking device provided with signal processing output means for performing
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