JP2014106615A

JP2014106615A - 個体認識装置

Info

Publication number: JP2014106615A
Application number: JP2012257531A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Morikawa; 将史森川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2012-11-26
Publication date: 2014-06-09
Anticipated expiration: 2032-11-26
Also published as: JP5971475B2

Abstract

【課題】鋳造等の生産ラインの悪環境下でも長期間の使用が可能であり、信頼性の高い個体認識用二次元コードを備えた個体認識装置を提供する。
【解決手段】個体認識装置は、個体認識用二次元コード２が刻印された刻印プレート４と、金型と刻印プレート４との間に配置された中間プレートとからなる情報記録媒体と、情報記録媒体の情報を読取る情報読取装置とを備える。情報記録媒体の読取りは、投光部から光を情報記録媒体に照射させ、照射された光が、情報記録媒体で反射し、受光部で受光する。このとき、刻印プレート４は、中間プレートより表面粗さが細かいため反射光が強く、中間プレートは、刻印プレート４よりも表面粗さが粗いため反射光が弱まる。そして、光の受光量に基いて演算部で記録情報を読取る。これにより、金型３交換時のセット間違えを防ぐことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、砂型造型用等の金型を識別する個体認識用二次元コードを備えた個体認識装置に関する。

文字や英数字等の情報データを図形パターン化した一次元コード及び二次元コードの情報コードが知られている。特に、二次元コードは、文字や英数字等の情報データを二次元の図形で表現することで、一次元コードよりも多くの情報量を記録することができる。一般的に、このような情報コードを読込むために、バーコードリーダー、イメージリーダー等の読込装置を用いて情報を読込んでいる。

例えば、特許文献１には、各種の情報を記録する情報記録媒体及び情報再生装置が開示されている。この記録情報媒体は、遮光性の材料により形成された平板に所定の記録情報に対応する多数の透孔が選択的に形成されている。そして、情報再生装置の平面発光素子から光を平板に照射して、平板の各透孔を通過した光を受光素子で受光し、各透孔における光の透過の有無を検出して各透孔の形成位置を読取ることにより、各透孔の形成位置に対応した記録情報を再生している。

特開２００２−７９８１号公報

例えば、鋳造等の生産ラインにおいて、金型の個体識別管理を行う場合、印字装置や刻印装置を用いて情報コードを金型に直接刻印して、読取装置を用いて情報コードを読取り、金型の個体識別をして管理している。しかしながら、大型の金型への情報コードの直接的な印字や刻印は、印字装置や刻印装置の設置位置が限定されるため、印字や刻印場所が制限される。更に、刻印形状が円錐状である場合、鋳造成形工程などにおける異物の付着等の外乱因子、摩耗等により刻印部が削られるため、刻印部の品質維持が困難になる。また、ＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification)等のＩＤチップ無線式電子機器の使用は、造型時及び搬送時の衝撃により破損する虞があるため使用することが困難である。

特許文献１の情報記録媒体では、鋳造成形工程などに使用する際、粉塵、離型剤及びベントナイト等の添加剤が混合された砂等の異物が情報記録媒体の透孔に詰まることで、受光量が変化するため読取精度が低下する虞がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、鋳造等の生産ラインの悪環境下でも長期間の使用が可能であり、信頼性の高い個体認識用二次元コードを備えた個体認識装置を提供することを目的とする。

（発明の態様）
以下に、本発明において特許請求が可能と認識される発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の（１），（２），（３）及び（５）の内容がそれぞれ請求項１乃至４に対応する。

（１）被認識対象物に着脱可能に取付けられ、所定の記録情報に対応する貫通孔が形成された第１プレートと、前記被認識対象物と前記第１プレートとの間に介在された第２プレートとからなる情報記録媒体と、
前記第１プレート及び前記第２プレートに光を投射する投光部と、前記第１プレート及び前記第２プレートで反射する光を受光する受光部と、該受光部で受光された光に基いて、前記所定の記録情報を読取る演算部とを備えた情報読取装置と、を備える個体認識装置であって、
前記第２プレートの表面粗さは、前記第１プレートの表面粗さより粗いことを特徴とする個体認識装置。
（１）項の個体認識装置では、第１プレート（例えば、刻印プレート）は、被認識対象物に着脱可能に取付けることができるため、取付位置を自由に選択することができる。第１プレートは、スチール材を用いることで、鋳造成形時の衝撃等に強い。第２プレート（例えば、中間プレート）の表面粗さを第１プレートの表面粗さより粗くすることで、光の受光量を安定的に減衰させることができる。
（２）前記貫通孔は、前記第１プレートを貫通し、深さが、１．６ｍｍ以上であることを特徴とする（１）に記載の個体認識装置。
（２）項の個体認識装置では、貫通孔の深さを１．６ｍｍ以上にすることで、貫通孔に対する粉塵、離型剤及び砂等の異物の詰まりがよくなる。これにより、異物の流動を確保することができ、貫通孔の耐摩耗性が向上する。
（３）前記第１プレートの表面には、メッキ処理が施されていることを特徴とする（１）に記載の個体認識装置。
（３）項の個体認識装置では、第１プレートの表面に、例えば、Ｎｉ−Ｐメッキ処理を施すことで耐食性及び耐磨耗性が向上する。
（４）前記第１プレートは、汎用工作機械で成形することを特徴とする（１）に記載の個体認識装置。
（４）項の個体認識装置では、第１プレートを汎用工作機械、例えば、旋盤、ドリル等を利用して任意な寸法で製作することができ、更に、容易に製作することができる。
（５）前記所定の記録情報に対応する貫通孔の周辺には、前記貫通孔の直径の３倍以上の余白を設けていることを特徴とする（１）に記載の個体認識装置。
（５）項の個体認識装置では、所定の記録情報に対応する貫通孔の周辺に余白を設けることで、異物による読取精度のばらつけを防ぐことができる。

本発明によれば、鋳造等の生産ラインの悪環境下でも長期間の使用が可能であり、信頼性の高い個体認識用二次元コードを備えた個体認識装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る個体認識用二次元コードを備えた刻印プレートの平面図である。図１に示す個体認識用二次元コードの周辺拡大図である。図１に示す刻印プレートを金型に取付けた状態を示す平面図である。図３に示す刻印プレート、中間プレート及び金型の断面図である。刻印プレートの刻印ドットに異物が詰まっていない状態を示す断面図である。刻印プレートの刻印ドットに異物が詰まった状態を示す断面図である。刻印プレートの異物の流動を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１（ａ）に、本発明の一実施形態に係る個体認識用二次元コード２を備えた刻印プレート４の表面の平面図を示し、図１（ｂ）に、刻印プレート４の裏面の平面図を示し、図１（ｃ）に、刻印プレート４の側面図を示し、図２に、個体認識用二次元コード２の周辺拡大図を示し、図３に、刻印プレート４を金型３に取付けた状態を示す平面図を示し、図４に、刻印プレート４、中間プレート５及び金型３の断面図を示す。図１及び図２に示すように、刻印プレート４に刻印した個体認識用二次元コード２は、鋳造成形工程において、金型３交換時に各金型３の個体認識をするものである。

図５及び図６に示すように、個体認識装置１は、個体認識用二次元コード２（所定の記録情報）が刻印された刻印プレート４（第１プレート）と、金型３（被認識対象物）と刻印プレート４との間に介在された中間プレート５（第２プレート）とからなる情報記録媒体１１と、この情報記録媒体１１の個体認識用二次元コード２の情報を読取る情報読取装置１２と、を備えている。

図１及び図２に示すように、刻印プレート４に形成された個体認識用二次元コード２は、形状が略正方形であり、マトリックス型のData Matrixを使用している。この個体認識用二次元コード２は、複数の刻印ドット６（貫通孔）を刻印プレート４に刻印することで記録情報を記録している。具体的に、個体認識用二次元コード２を形成する刻印ドット６は、Ｌ字型のアライメントパターンの刻印ドット６ａと、アライメントパターンの刻印ドット６ａの反対側に形成された点線状のＬ字型のタイミングセルの刻印ドット６ｂと、記録情報となる複数の刻印ドット６ｃとで構成される。刻印ドット６ｃは、アライメントパターンの刻印ドット６ａとタイミングセルの刻印ドット６ｂとの中に刻印されている。刻印ドット６（６ａ，６ｂ，６ｃ）は、略円形状であり、刻印プレート４を貫通する貫通孔を形成するように形成されている。また、刻印ドット６ａ，６ｂ，６ｃの周辺には、読取精度のばらつきを防ぐためにマージン７（余白、図２の斜線部）が設けられている。なお、個体認識用二次元コード２は、Data Matrixを用いているが、ＱＲコード（登録商標）等の他の二次元コードを使用することもできる。

刻印プレート４は、スチール材を用い、旋盤、ドリル等の汎用工作機械を用いてプレート形状に成形されている。この刻印プレート４は、ビス等の締結部材（図示せず）を用いて金型３（図３参照）に着脱可能に締結されている。また、刻印プレート４は、略中央部に個体認識用二次元コード２、すなわち、複数の刻印ドット６（６ａ，６ｂ，６ｃ）を形成する貫通孔が設けられ、四方の角部にビス等の締結部材を挿通させる挿通穴８及びザグリ穴９が設けられている。また、刻印プレート４の表面には、Ｎｉ―Ｐメッキ処理が施されている。これにより、耐食性及び耐磨耗性を向上させることができる。

図４に示すように、中間プレート５は、刻印プレート４と略同一形状で成形され、金型３と刻印プレート４との間に介在されている。また、中間プレート５の四方の角部には、ビス等の締結部材を挿通する挿通穴（図示せず）が設けられている。また、この中間プレート５は、刻印プレート４の表面よりも表面粗さが粗いものを使用する。具体的に、刻印ドット６（６ａ，６ｂ，６ｃ）を形成する貫通孔に侵入する粉塵、離型剤及び砂等の異物１０による表面粗さと同等の粗さのものを使用する。そして、金型３の表面には、刻印プレート４及び中間プレート５が任意の位置に取付けられている。

図５及び図６に示すように、情報読取装置１２は、光を刻印プレート４及び中間プレート５に向かって照射する投光部（図示せず）と、刻印プレート４及び中間プレート５で反射された光を受光する受光部（図示せず）と、それぞれ反射された光の受光量から記録情報を読取る演算部（図示せず）とで構成されている。この情報読取装置１２は、例えば、投光部の光源として赤色光ＬＥＤと、受光部としてＣＯＭＳイメージセンサを備えた二次元バーコードリーダーを利用することができる。

次に、個体認識用二次元コード２及び刻印プレート４の各部の寸法について説明する。本実施形態では、一例として、図１（ａ），（ｃ）及び図２を参照して、個体認識用二次元コード２のマトリクスサイズ（縦×横）は、ｎ×ｎ＝１４．４ｍｍ×１４．４ｍｍ、刻印プレート４の長さは、Ｌ＝４０ｍｍ、刻印プレート４の幅は、ｗ＝２５ｍｍ、刻印プレート４の厚さは、ｔ＝１．６ｍｍ、刻印ドット４の深さは、ｂ＝１．６ｍｍ、刻印ドット４の直径は、Ｄ１＝１．２ｍｍ、挿入穴８の直径は、Ｄ２＝１〜４．５ｍｍ、ザグリ穴９の直径は、Ｄ３＝４〜９ｍｍ、マージン７のサイズは、ｐ≧３．６ｍｍにそれぞれ設定している。なお、刻印プレート４の各部の寸法は一例であり、刻印プレート４の長さは、Ｌ≧（Ｄ１×ｎ）＋３Ｄ１、刻印プレート４の幅は、ｗ≧（Ｄ１×ｎ）＋３Ｄ１、刻印ドット４の深さは、ｂ≧１．６ｍｍ及びマージン７のサイズは、ｐ≧（Ｄ１×３）の設計寸法とすることが好ましい。

以上のように構成した個体認識用二次元コード２の記録情報の読取方法について次に説明する。
まず、図３を参照して、刻印プレート４をビス等の締結部材によって金型３に取付ける。この場合、刻印プレート４と金型３との間に中間プレート５を介在させ、刻印プレート４と共に金型３に取付ける。刻印プレート４に設けられた個体認識用二次元コード２は、刻印プレート４が着脱可能に取付けられているため、自由に設定して金型３に配置することができる。なお、刻印プレート４は、スチール材を用いているため、鋳造成形時の衝撃に強い。

次に、金型３をプレス機等にセットする場合、金型３の個体認識するために、情報読取装置１２を用いて金型３に取付けられた情報記録媒体１１から記録情報を読取る。具体的に、図５に示すように、情報読取装置１２の投光部から光を情報記録媒体１１に照射させる（図５の実線矢印参照）。この照射された光は、刻印プレート４及び刻印ドット６を形成する貫通孔を介して中間プレート５で反射し、反射された光を情報読取装置１２の受光部で受光する（図５の破線矢印参照）。このとき、刻印プレート４は、中間プレート５より表面粗さが細かいため反射光が強く、中間プレート５は、刻印プレート４よりも表面粗さが粗いため反射光が弱まる。これにより、刻印プレート４と中間プレート５とで反射する受光量が異なる。そして、これらの受光した光に基いて演算部で個体認識用二次元コード２の記録情報を読取る。これにより、反射光の受光量の変化によって情報記録媒体１１から記録情報を読取ることができ、金型３交換時のセット間違えを防ぐことができる。

このような、鋳造成形工程を複数回行うことで、図７に示すように、粉塵、離型剤及び砂等の異物１０が刻印プレート４の表面に流動し、異物１０が個体認識用二次元コード２、すなわち、刻印ドット６の貫通孔に詰まることがある。この場合、図６に示すように、異物１０が詰まった刻印ドット６では、異物１０によって表面粗さが粗くなるので、照射された光の反射が弱まり、光の受光量が減衰する。この場合でも、刻印プレート４と、異物１０が詰まった刻印ドット４及び中間プレート６とで反射した光の受光量が異なるため、これらの受光した光に基いて演算部によって記録情報を読取ることができる。これにより、刻印ドット６の貫通孔に異物１０が詰まっていても詰まっていなくても、受光量のばらつきを防ぐことができ、精度良く記録情報を読取ることができ、金型３交換時のセット間違えを防ぐことができる。

また、図７に示すように、粉塵、離型剤及び砂等の異物１０を刻印ドット６の貫通孔に詰まらせることで、刻印プレート４の表面に異物１０が流動しても刻印ドット６の摩耗を防ぐことができる。また、異物が刻印ドット６の貫通孔から欠落しても、次のサイクルで異物１０を刻印ドット６の貫通孔に詰めることができるので刻印ドット６の摩耗を防ぐことができる。

このように、中間プレート６の表面粗さが刻印プレート４の表面粗さよりも粗いもの用いることで、投光部から照射された光の反射を弱くし、反射光の受光量を減衰させることができる。これにより、刻印ドット６に異物１０が詰まっていても詰まっていなくても、光の受光量のばらつきを防ぐことができ、情報記録媒体１１から記録情報を精度良く読取ることができるので、金型３交換時のセット間違えを未然防ぐことができる。
また、個体認識用二次元コード２が設けられた刻印プレート４は、スチール材を用いることで耐衝撃性が向上し、更に、表面をＮｉ−Ｐメッキ処理を施すことで耐食性、耐摩耗性を向上させることができる。これにより、悪環境下でも、信頼性の高い情報記録媒体１１を使用することができ、長期間使用することができる。
なお、情報記録媒体１１は、鋳造用金型３の識別以外に、プレス機、鍛造等で用いられる金型の識別にも同様に適用することができる。

１…個体認識装置、２…個体認識用二次元コード（所定の記録情報）、３…金型（被認識対象物）、４…刻印プレート（第１プレート）、５…中間プレート（第２プレート）、６…刻印ドット（貫通孔）、１１…情報記録媒体、１２…情報読取装置

Claims

被認識対象物に着脱可能に取付けられ、所定の記録情報に対応する貫通孔が形成された第１プレートと、前記被認識対象物と前記第１プレートとの間に介在された第２プレートとからなる情報記録媒体と、
前記第１プレート及び前記第２プレートに光を投射する投光部と、前記第１プレート及び前記第２プレートで反射する光を受光する受光部と、該受光部で受光された光に基いて、前記所定の記録情報を読取る演算部とを備えた情報読取装置と、を備える個体認識装置であって、
前記第２プレートの表面粗さは、前記第１プレートの表面粗さより粗いことを特徴とする個体認識装置。
前記貫通孔は、前記第１プレートを貫通し、深さが、１．６ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の個体認識装置。
前記第１プレートの表面には、メッキ処理が施されていることを特徴とする請求項１に記載の個体認識装置。
前記所定の記録情報に対応する貫通孔の周辺には、前記貫通孔の直径の３倍以上の余白を設けていることを特徴とする請求項１に記載の個体認識装置。