JP2021109422A - 印字装置及び印字設備 - Google Patents

Abstract

【課題】狭い隙間であっても被被印字材の下面に印字するのに適した印字装置と、この印字装置を用いた印字設備を提供する。【解決手段】コンベアによって搬送されている金属加工に用いられる板状の被印字材の下面に印字するための印字装置Ａであって、搬送方向に離隔させた離隔部１２を有するコンベア１１と、コンベアの離隔部１２に該コンベアの搬送面よりも下方に且つ該コンベアを横断する方向に設置されたガーター２と、ガーターに搭載されコンベアを横断する方向に横行可能に構成された横行キャリッジ３と、横行キャリッジに搭載されコンベアによる搬送方向に移動可能に構成されると共に昇降可能に構成されコンベアによって搬送される鋼板１３の下面に対して印字する複数の印字ヘッド１と、を有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、コンベアによって搬送されている金属加工に用いられる板状の被印字材の下面に対し文字や数字或いは記号又は線を含む図形等を印字するための印字装置と、この印字装置を用いた印字設備に関するものである。

造船業や鉄構業或いはシヤリング業では、鋼板の表面に切断や溶接に関する情報となる文字や数字或いは線などを印字（又はマーキング）することが行われている。鋼板に印字する場合、該鋼板を作業領域に停止させておき、印字ヘッドを二次元的に移動させつつ、予め設定された文字や数字或いは線などを印字するのが一般的である。このような印字を行うための印字装置は、鋼板を載置する定盤と、定盤に沿って走行する台車と、台車に搭載され定盤を横断する方向に横行するキャリッジと、キャリッジに搭載された印字ヘッドを有して構成されている（例えば特許文献１参照）。

一方、特許文献２に記載された発明は、搬送装置によって搬送されている板材に対してマーキングを行えるようにした罫書装置に関するものである。この罫書装置は、搬送装置によって搬送される板材を検出する、板厚検出センサ、板耳検出センサと板面高さ検出センサ、及び板材にマーキングするドットマーキングヘッドを有して構成されている。ドットマーキングヘッドは、移動中の板材の全幅にわたって同時にマーキングができるように、マーキング装置の下面の全面に搬送装置を横断する方向に配置されている。

そして、板厚検出センサによって検出した板厚に対応させてドットマーキングヘッドを昇降させて最適な高さを保持し、板耳検出センサによって検出した板耳の位置に対応させてドットマーキングヘッドを搬送装置を横断する方向に移動させ、この状態で板材に対するマーキングを実行している。特に、板面高さ検出センサはドットマーキングヘッドと同様にマーキング装置の下面に配置されており、板材に対するマーキングの直前で該板材の局部的変化を検出してこの変化に対応させるようにマーキング装置を追従させている。

特許文献２には、搬送装置の上流側には、ショッププライマー塗装乾燥機が配置された構成が記載されている。このため、板材に対するショッププライマーの塗装、乾燥、及び乾燥後のマーキングを一連の作業として行うことが可能となる。従って、マーキングのための特別な作業スペースや板材の運搬設備などが不要となり、合理的な作業を行うことができる。

特許第４５７４１１０号公報 特許第２７３６６０４号公報

板材が構造部材であるような場合、この板材の両面に他の部材が溶接を含む固定手段で取り付けられるのが一般的である。このため、最近では板材の上面と下面に異なる文字や数字或いは線などを印字するこが要求されるようになってきている。

特許文献１に記載された発明は、鋼板の上面に印字することを目的としており、鋼板の下面に印字し得るように構成されたものではない、また、特許文献２に記載された発明も板材の上面にマーキングすることを目的としており、板材の下面にマーキングし得るように構成されたものではない。このため、特許文献１、２に記載された装置によって上下両面に印字するには板材を反転させる必要があり、大掛かりな反転装置が必要になるという問題がある。

コンベアによって搬送されている板材の下面に印字する場合、下から上に向けてインク等の印字塗料を噴射しつつ板材と同期して搬送方向に移動する必要があるため、印字装置を設置する部位にはコンベアに充分な隙間を設けておくことが必要となる。そして、この隙間を被印字材が円滑に通過するためには、例えば被印字材が隙間を通過する間この被印字材を保持する設備のような補助設備を設けることも必要となり、大掛かりとなる。

このため、隙間の小さい既存のコンベアであっても、大掛かりな設備を設置することなく被印字材の下面に印字することができる印字装置の開発が要求されている。

本発明の目的は、狭い隙間であっても被印字材の下面に印字するのに適した印字装置と、この印字装置を用いた印字設備を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る印字装置は、コンベアによって搬送されている金属加工に用いられる板状の被印字材の下面に印字するための印字装置であって、搬送方向に離隔させた離隔部を有するコンベアと、前記コンベアの離隔部に該コンベアの搬送面よりも下方に且つ該コンベアを横断する方向に設置されたガーターと、前記ガーターに搭載され前記コンベアを横断する方向に横行可能に構成された横行キャリッジと、前記横行キャリッジに搭載され前記コンベアによる搬送方向に移動可能に構成されると共に昇降可能に構成され前記コンベアによって搬送される被印字材の下面に対して印字する複数の印字ヘッドと、を有するものである。

上記印字装置に於いて、前記横行キャリッジは分割可能に構成された複数の横行部材を連結して構成されると共に、夫々の横行部材には一又は複数の印字ヘッドが搭載されていることが好ましい。

また、本発明に係る印字設備は、金属加工に用いられる板状の被印字材を搬送すると共に搬送方向に離隔させた離隔部を有するコンベアと、前記コンベアの離隔部に該コンベアの搬送面よりも下方に且つ該コンベアを横断する方向に設置されたガーターと、前記ガーターに搭載され前記コンベアを横断する方向に横行可能に構成された横行キャリッジと、前記横行キャリッジに搭載され前記コンベアによる搬送方向に移動可能に構成されると共に昇降可能に搭載され前記コンベアによって搬送される被印字材の下面に対して印字する印字ヘッドと、を有する印字装置と、前記印字装置よりもコンベアによる搬送方向上流側に配置されて被印字材の搬送速度を検出する搬送速度検出装置と、予め印字すべき被印字材の板厚を含む被印字材データ及び該被印字材に対する印字データを記憶し、前記記憶した印字データに基づいて前記印字装置を制御する制御装置と、を有するものである。

上記印字設備に於いて、前記印字装置よりもコンベアによる搬送方向上流側に、被印字材の長さ方向の端部を検出する長さ方向端部検出部材と、該長さ方向端部検出部材よりも搬送方向上流側に配置されて被印字材の幅方向の端部を検出する幅方向端部検出部材と、を有し、前記長さ方向端部検出部材による被印字材の長さ方向の端部の検出と前記幅方向端部検出部材による被印字材の幅方向の端部の検出を同期させることで被印字材の傾きを検出する傾き検出部が配置されており、該傾き検出部によって検出した被印字材の傾きに応じて前記制御部では記憶した印字データの座標を変換して前記印字装置を制御するように構成することが好ましい。

また、上記何れかの印字装置に於いて、前記搬送速度検出装置は、コンベアによって搬送される被印字材の表面と接触して該被印字材の移動に伴って回転する回転体を有し、該回転体の回転を検出して被印字材の搬送速度を検出することが好ましい。

本発明に係る印字装置では、搬送方向に離隔させた離隔部が狭い隙間である既存のコンベアであっても、該コンベアによって搬送されている金属加工に用いられる板状の被印字材（例えば鋼板や銅板、アルミニウム板等）の下面に文字や数字或いは記号又は線を含む図形などを正確に印字することができる。

即ち、コンベアを横断する方向に横行可能に構成された横行キャリッジに、搬送方向に移動可能に構成されると共に昇降可能に構成された複数の印字ヘッドを搭載したので、個々の印字ヘッドの搬送方向への移動距離を小さくすることができる。このため、コンベアに於ける離隔部（隙間）の寸法が小さくとも、コンベアによって搬送される被印字材の下面に対して印字することができる。

また、横行キャリッジが分割可能に構成された複数の横行部材を連結して構成されると共に、夫々の横行部材には一又は複数の印字ヘッドが搭載されている。このため、個々の印字ヘッドが印字すべきコンベアを横断する方向の寸法（横行寸法）を小さくすることができる。従って、コンベアの搬送速度、被印字材の幅寸法などの条件に対応させて印字ヘッドの数を設定することで、コンベアの隙間が小さくとも確実に印字することができる。また、印字ヘッドのメンテナンスを行う際には、横行キャリッジを分割してコンベアの両側に退避させることができ、コンベアに対する進入及び退避に要する移動時間を短くすることができる。

また、本発明に係る印字設備では、印字ヘッドが、横行キャリッジに搭載されてコンベアによる搬送方向と交差する方向に横行すると共に、搬送方向に移動可能に且つ昇降可能に構成されている。このため、被印字材に対する印字を実行する過程で、検出された被印字材の両端部分の高さや厚さ方向の歪に追従することができる。

また、傾き検出部が、長さ方向端部検出部材による被印字材の下流側の端部を検出するのと同期して幅方向の端部を検出するので、確実に被印字材の傾きを検出することができる。

また、搬送速度検出装置が、被印字材の表面と接触して該被印字材の移動に伴って回転する回転体を有し、該回転体の回転を検出して被印字材の搬送速度を検出するので、検出した搬送速度に応じて印字ヘッドの移動速度を制御して印字を実行することができる。

本実施例に係る印字装置の構成を説明する模式正面図である。 本実施例に係る印字装置の構成を説明する模式側面図である。 本実施例に係る印字設備の構成を説明する模式平面図である。 図３の側面図である。 厚さ検出部の構成を説明する模式正面図である。 両端側高さ検出部の構成を説明する模式正面図である。 制御部の構成を説明するブロック図である。

本発明に係る印字装置は、コンベアによって搬送されている金属加工に用いられる板状の被印字材、例えば鋼板や銅板、アルミニウム板（以下単に、「被印字材」又は「鋼板」という）の下面に文字や数字或いは記号又は線を含む図形などを印字するための装置である。

特に、印字装置は、既に設置されているローラコンベアに於けるローラ間、上流側ベルトコンベアと下流側ベルトコンベアの間のように、隣接するローラやコンベアベルトの離隔部分の隙間を利用して印字し得るように構成されている。そして、稼働中の除錆ラインや塗装ラインに対し、大規模な改造を必要とせずに組み込むことを実現したものである。

本発明に於いて、コンベアは被印字材を搬送するものである。このため、コンベアとしては、被印字材を載置して搬送する機能を有するものであれば構造を限定するものではない。このようなコンベアとしては、ローラコンベアやスラットコンベア或いはベルトコンベアなどがあるが、被印字材の重量や反りなどを考慮するとローラコンベアであることが好ましい。

また、本発明に係る印字設備は、上記印字装置を用い、被印字材の搬送方向に対する傾き、面外方向への反りや歪などを検出し、検出した傾き、反りや歪に対応させて印字ヘッドを作動させ、或いは印字することなく通過させるようにしたものである。

先ず、本実施例に係る印字装置について図１〜図３を用いて説明する。本実施例では、コンベアとして多数のローラを並列させると共に各ローラを駆動するローラコンベアを用い、被印字材として鋼板を用いている。

図に示す印字装置Ａは、コンベア１１に於ける隣接するローラ１１ａの間に構成された離隔部１２に配置されている。そして、コンベア１１によって矢印Ｘ方向（以下「下流方向」又は「搬送方向」ともいう）に搬送されている鋼板１３の下面の予め設定された位置に、予め設定された文字や数字或いは記号又は線を含む図形等を印字し得るように構成されている。

離隔部１２に於けるローラ１１ａの間隔、即ち離隔部１２の搬送方向の寸法は限定するものではない。しかし、本発明に係る印字装置Ａは既存のコンベア１１に適用することを目的としているため、既存のコンベア１１の幅寸法（特に印字すべき鋼板１３の最大幅寸法）、搬送速度、印字装置Ａに於ける印字速度などを含む諸条件に対応させて、印字ヘッドの数を適宜設定している。

また、鋼板１３の表面の状態を限定するものではなく、黒皮の状態や除錆した状態或いは塗装した状態であっても良い。本実施例では、鋼板１３として表面に防錆塗装が施されたものを対象としている。即ち、コンベア１１の搬送方向上流側にショットブラスト装置と塗装装置が設置されており、鋼板１３がこれらの装置を通過する過程で表面が除錆され、除錆された表面に防錆塗料が塗装されている。このため、鋼板１３はショットブラスト処理、塗装処理に適した速度で搬送されている。

印字装置Ａは、移動可能に構成された複数の印字ヘッド１（本実施例では４台）を有している。そして、これらの印字ヘッド１をコンベア１１を横断する方向及び搬送方向に移動させつつ駆動することで、搬送されている鋼板１３の下面の予め設定された位置に予め設定された文字や数字或いは記号又は線を含む図形など（以下「図形等」という）を印字することが可能である。

印字装置Ａは、コンベア１１に構成された離隔部１２の下方であって、該コンベア１１を横断する方向に設置されたガーター２を有している。このガーター２には、コンベア１１による搬送方向（矢印Ｘ方向）と交差する方向（Ｙ方向）に横行可能に構成された横行キャリッジ３が搭載されている。また、ガーター２にはＹ方向に直線ガイド２ａが配置されており、横行キャリッジ３は該直線ガイド２ａに沿ってＹ方向に直線往復し得るように構成されている。

本実施例に於いて、印字ヘッド１は表面に多数のノズルが形成されており、これらのノズルから選択的にインクを噴射することで鋼板１３に対して印字を実行する。このため、ノズルにインクが詰まることがあり、特に印字ヘッド１が動作していないときにインクが詰まり易くなり、これを防止するために、継続的な清掃が必須となる。この清掃を行う場合、すべての印字ヘッド１をＹ方向に移動させてコンベア１１から退避させる必要があり、コンベア１１の側方に横行キャリッジ３を退避させるための領域が必要となる。

横行キャリッジ３の長さ（Ｙ方向の寸法）は、鋼板１３の幅寸法に対応している。このため、鋼板１３の幅寸法が小さい場合、横行キャリッジ３を退避させるのに必要な領域の長さは小さい。しかし、鋼板１３の幅寸法が大きくなると、横行キャリッジ３の長さも大きくなり、コンベア１１の側方に必要な退避領域の長さが大きくなり、工場のレイアウトに悪影響を及ぼす虞が生じる。この場合、横行キャリッジ３を二つに分割してコンベア１１の両側に退避させることで、退避領域の長さを小さくすることが可能となる。

また、鋼板１３の幅寸法が小さい（たとえば印字許容幅寸法の半分以下）のときには、横行キャリッジ３を二つに分割した場合に、たとえば第１横行キャリッジ３ａを稼働させて印字動作させて、第２横行キャリッジ３ｂをコンベア１１から退避させることにより、横行キャリッジ３での無駄な動作を省くことが可能となる。

上記の如く、横行キャリッジ３は、印字すべき鋼板１３の幅寸法及びコンベア１１が設置されている周辺環境に対応させて単体で構成するか、複数に分割して構成するか、を選択することが好ましい。本実施例では、横行キャリッジ３は第１横行キャリッジ３ａと第２横行キャリッジ３ｂの２台に分割して構成されている。

横行キャリッジ３を第１横行キャリッジ３ａ、第２横行キャリッジ３ｂによって構成した場合、鋼板１３に対する印字を実行する際には、２台の横行キャリッジを連結し、この状態で第１横行モータ３ｃによってＹａ方向に横行させつつ、印字ヘッドを駆動する。また、印字ヘッド１の清掃を行う場合、第１横行キャリッジ３ａと第２横行キャリッジ３ｂの連結を解除し、第１横行モータ３ｃ、第２横行モータ３ｄによって夫々のキャリッジをＹｂ方向、Ｙａ方向に移動させてコンベア１１の側方に退避させる。

第１横行キャリッジ３ａと第２横行キャリッジ３ｂを連結する構造は特に限定するものではなく、一般的に利用されるクランプ機構やねじ機構などであって良い。

横行キャリッジ３にはＸ方向に移動可能に構成された複数（４台）の印字ヘッド１が搭載されている。複数の印字ヘッド１は、第１横行キャリッジ３ａ、第２横行キャリッジ３ｂが連結された横行キャリッジ３に対し、等しい間隔（ピッチ）を保持して配置されている。

従って、印字ヘッド１の数は、鋼板１３の最大幅、コンベア１１による搬送速度、印字ヘッド１による印字速度、コンベア１１に於ける離隔部１２の寸法、などの数値から設定されている。そして、本実施例では、第１横行キャリッジ３ａと第２横行キャリッジ３ｂに夫々２台の印字ヘッド１が搭載されている。

横行キャリッジ３に対する複数の印字ヘッド１の配置位置は特に限定するものではない。しかし、鋼板１３に対して印字を開始する際にＹ方向に余分な動きをしないことが好ましい。このため、複数の印字ヘッド１のうち、Ｙ方向の何れかの端部に配置される印字ヘッド１を予め設定された最大幅の印字すべき鋼板１３の幅方向の端部に対応する位置であって、搬送中に許容されるＹ方向のズレ寸法を考慮した位置に配置している。従って、横行キャリッジ３をＹ方向に対し印字ヘッド１の間隔分横行させることで、複数の印字ヘッド１によって鋼板１３の下面を横断することが可能である。

各第１横行キャリッジ３ａ、第２横行キャリッジ３ｂには、第１走行キャリッジ４ａ、第２走行キャリッジ４ｂが搭載されている。また、第１横行キャリッジ３ａ、第２横行キャリッジ３ｂにはＸ方向に直線ガイド３ｅが配置されており、夫々の直線ガイド３ｅに第１走行キャリッジ４ａ、第２走行キャリッジ４ｂが配置されている。そして、第１走行キャリッジ４ａは走行モータ４ｃによって、第２走行キャリッジ４ｂは走行モータ４ｄによって駆動されて矢印Ｘａ方向、Ｘｂ方向に往復走行し得るように構成されている。

印字ヘッド１のＸ方向への移動方式は特に限定するものではなく、各印字ヘッド１が夫々自走し得るように構成されていても良い。本実施例では、第１走行キャリッジ４ａ、第２走行キャリッジ４ｂに夫々２台の印字ヘッド１を搭載している。

各印字ヘッド１は、コンベア１１の垂直方向（矢印Ｚ方向、以下単に「垂直方向」ともいう）に昇降可能に構成されている。印字ヘッド１を昇降させる構造は特に限定するものではなく、各走行キャリッジ４ａ、４ｂにエアシリンダー、ねじ機構などを介して駆動されて昇降する昇降ブラケットを設け、この昇降ブラケットに印字ヘッド１を配置することが可能である。

本実施例では、各走行キャリッジ４ａ、４ｂに配置した印字ヘッド１に対応する位置にエアシリンダーなどからなる昇降部材５を取り付けておき、この昇降部材５によって個々の印字ヘッド１を昇降させるように構成している。

上記の如く構成された印字装置Ａによる鋼板１３の下面に対する印字動作について説明する。先ず、横行キャリッジ３を図３に示すＹｂ方向の初期位置に、各走行キャリッジ４ａ、４ｂを同図のＸｂ方向の初期位置に、昇降部材５を印字ヘッド１を降下させた初期位置に夫々設定する。

コンベア１１によって搬送されている鋼板１３が、該コンベア１１の離隔部１２に到達すると、昇降部材５によって印字ヘッド１を鋼板１３の下面から距離（以下、便宜的に「高さ」という）が予め設定された寸法となるまで上昇させる。次いで、各走行キャリッジ４ａ、４ｂ及び印字ヘッド１を横行キャリッジ３によって矢印Ｙａ方向（以下「コンベア１１の幅方向」ともいう）に横行させつつ、各走行キャリッジ４ａ、４ｂによって鋼板１３の搬送速度に対応させて矢印Ｘａ方向に移動させる。

この結果、図３に示すＹｂ方向の端部に配置された印字ヘッド１は、初期位置６ａから終点位置６ｂまで移動することとなる。従って、この移動過程で、予め設定された印字情報に従って印字ヘッド１を作動させることで、鋼板１３に対する印字を行うことが可能である。

次に本実施例に係る印字設備Ｂの構成について説明する。本実施例に係る印字設備Ｂは、前述の印字装置Ａを用い、該印字装置Ａの上流側に、鋼板１３の傾きを検出する傾き検出部Ｃと、鋼板１３の下流側端部１３ａの近傍で且つ幅方向両端部近傍１３ｂ１、１３ｂ２の高さを検出する両端側高さ検出部Ｄと、鋼板１３の厚さ方向の歪、例えば反りなどを検出する歪検出部Ｅと、鋼板１３の搬送速度を検出する搬送速度検出部Ｆと、を有して構成されている。

傾き検出部Ｃは印字装置Ａよりもコンベア１１による搬送方向上流側に配置されており、搬送されている鋼板１３の傾きを該鋼板１３が印字装置Ａに到達する以前に検出するものである。このため、傾き検出部Ｃは、鋼板１３の長さ方向の下流側の端部１３ａを検出する長さ方向端部検出部材１８と、該長さ方向端部検出部材１８よりも搬送方向上流側に配置されて被印字材の幅方向の端部となる幅方向の端面１３ｃを検出する一対の幅方向端面検出部材１９ａ、１９ｂとを有している。

長さ方向端部検出部材１８、幅方向端面検出部材１９ａ、１９ｂによる鋼板１３の検出機構は限定するものではなく、接触式センサや非接触式センサであっても良い。本実施例では、各検出部材として夫々非接触式のレーザセンサを用いている。

長さ方向端部検出部材１８はコンベア１１の上方であってコンベア１１により搬送されている鋼板１３の上面に対して垂直に検出可能な位置に配置されている。また、一対の幅方向端面検出部材１９ａ、１９ｂはコンベア１の幅方向一方側であってコンベア１１の搬送面よりも上方に且つ予め設定された距離離隔して該コンベア１１の中央方向に向けて平行に配置されている。そして、長さ方向端部検出部材１８による鋼板１３の長さ方向の端部１３ａの検出と幅方向端面検出部材１９ａ、１９ｂによる鋼板１３の幅方向の端面１３ｃの検出を同期させることで、鋼板１３の搬送方向に対する傾きを検出することが可能である。

傾き検出部Ｃで検出した鋼板１３の傾きに応じて、後述する制御部３５では、予め記憶している鋼板１３に対する印字データの座標を変換し、変換された印字データによって印字ヘッド１を駆動制御することが可能となる。

印字装置Ａよりもコンベア１１による搬送方向上流側に、厚さ検出部材２０が配置されており、コンベア１１によって搬送されている鋼板１３の厚さを該鋼板１３が印字装置Ａに到達する以前に検出し得るように構成されている。この厚さ検出部材２０はレーザセンサによって構成されており、コンベア１１の幅方向の略中央に垂直方向に配置されている。

厚さ検出部材２０で検出した鋼板１３の厚さｔに応じて、後述する制御部３５では、予め記憶している鋼板１３の厚さと検出した厚さｔを比較する。そして、記憶している厚さと検出した厚さｔが等しい場合、印字ヘッド１を鋼板１３の下面からの距離が印字を実行するのに最適な高さとなるように上昇させる。また、検出した鋼板１３の厚さｔが予め記憶している厚さと異なるような場合、印字対象の鋼板ではないと判断して印字装置Ａでは鋼板１３に対して印字することなく搬送のみを行って通過させるように制御する。

厚さ検出部材２０による鋼板１３の厚さｔの検出タイミングは特に限定するものではないが、前述した傾き検出部Ｃに於ける長さ方向端部検出部材１８による鋼板１３の長さ方向の端部１３ａの検出と同期させることが好ましい。

鋼板１３に対して印字を実行する際に、鋼板１３が幅、長さ方向にわたって平坦であれば、円滑な印字を実行することが可能である。しかし、鋼板１３が全面にわたって平坦であることの保証はない。そして、鋼板１３に幅方向の反りが生じているような場合、反り上がった鋼板１３の端部では印字ヘッド１からの距離が大きくなり、良好な印字を実行し得なくなる虞が生じる。このため、両端側高さ検出部Ｄによって鋼板１３の幅方向両端部近傍の高さを検出することで、該鋼板１３の反りを検出し得るように構成されている。

両端側高さ検出部Ｄは、印字装置Ａよりもコンベア１１による搬送方向上流側に配置され、搬送されている鋼板１３の下流側の幅方向の両端部近傍の高さを該鋼板１３が印字装置Ａに到達する以前に検出するものである。そして、検出した鋼板１３の幅方向の両端部近傍の高さｈｂ１、ｈｂ２と、厚さ検出部材２０で検出した鋼板１３の厚さｔとの差によって反り寸法を計算し、計算した反りの寸法に対応させて印字ヘッド１の高さを補正して印字を実行し得るように構成されている。

両端側高さ検出部Ｄはコンベア１１を横断する方向に移動可能に構成された一対の距離検出部材２３ａ、２３ｂを有しており、該一対の距離検出部材２３ａ、２３ｂによって鋼板１３の幅方向両端部近傍１３ｂ１、１３ｂ２の表面との距離を検出することでこれらの高さを検出し得るように構成されている。鋼板１３の幅方向の端部近傍とは、長さ方向の端部１３ａからの寸法及び幅方向の端面１３ｃからの寸法を厳密に限定するものではなく、略端部の近傍であれば良い。

このため、一対の距離検出部材２３ａ、２３ｂは、コンベア１１によって搬送される鋼板１３の幅方向の端部近傍に対向する位置まで移動し得るように構成されている。即ち、コンベア１１の搬送方向に沿った両側であって且つ対向する位置に夫々スタンド２４が設置されており、これらのスタンド２４には、駆動モータ２６ａ、２６ｂによって駆動されてコンベア１１を横断する方向に移動するアーム２５ａ、２５ｂが配置されている。そして夫々のアーム２５ａ、２５ｂの先端に距離検出部材２３ａ、２３ｂが取り付けられている。

夫々の距離検出部材２３ａ、２３ｂは、厚さ検出部材２０と同様にレーザセンサによって構成されており、コンベア１１の垂直方向に該コンベア１１による搬送面から予め設定された高さＨに配置されている。そして、予め設定された高さＨと鋼板１３の幅方向の両端部近傍の表面を検出したときの距離との差から該近傍の高さｈｂ１、ｈｂ２を検出し得るように構成されている。

両端側高さ検出部Ｄは、単に鋼板１３の幅方向の端部近傍のみの高さを検出するのみに限定するものではなく、アーム２５ａ又はアーム２５ｂをコンベア１１を横断する方向に繰り出して鋼板１３の幅方向に位置を変えて高さを検出し得るように構成することが好ましい。特に、鋼板１３に対する印字の進行に伴う印字ヘッド１の横行位置と、鋼板１３の搬送速度に関連つけて先行して鋼板１３の高さを検出しておくことで、検出した高さに対応させて印字ヘッド１の高さを補正することが可能となる。

歪検出部Ｅは印字装置Ａよりも搬送方向上流側に配置され、鋼板１３の幅方向の凹凸を検出することで厚さ方向の歪を検出するものである。即ち、前述したように鋼板１３が全面にわたって平坦であることの保証はなく、幅方向及び、又は長さ方向に波打つような歪が生じていることがある。鋼板１３に大きな歪が生じているような場合、この歪に対して印字ヘッド１が追従し得なくなる虞が生じたり、形成された印字の品質が低下してしまう虞が生じる。このため、鋼板１３に大きな歪が生じていることを検出した場合、この鋼板１３に対して、印字を中止して印字装置Ａを通過させることが好ましい。

歪検出部Ｅは、コンベア１１を横断して設置されたフレーム２８に予め設定された間隔を持って複数の距離検出部材２９を配置して構成されている。距離検出部材２９はレーザセンサを利用しており、コンベア１１の垂直方向に互いに同じ高さＨに設定されてフレーム２８に取り付けられている。隣接する距離検出部材２９どうしの間隔は特に限定するものではなく、予め設定された鋼板１３の最大幅寸法や想定した歪に応じて適宜設定することが好ましい。

鋼板１３は予め設定された速度で駆動されるコンベア１１によって搬送されている。しかし、鋼板１３とコンベア１１との間に滑りが生じる虞があり、コンベア１１の駆動速度と鋼板１３が実際に搬送されている速度とが一致しないことがある。この場合、鋼板１３に対して実行された印字が目的の位置からずれることとなる。このため、鋼板１３の実際の搬送速度を検出して、それに対応させて印字ヘッド１を作動させることが必要となる。

搬送速度検出部Ｆは鋼板１３の実際の搬送速度を検出するものであり、印字装置Ａよりもコンベア１１による搬送方向上流側であってコンベア１１により搬送されている鋼板１３を検出可能な位置に配置されている。搬送速度検出部Ｆは、搬送されている鋼板１３の表面に接触して該鋼板１３の搬送に伴って回転する回転体３１と、フレーム２８に支持されて該回転体３１を鋼板１３の表面に対して押圧する押圧部材３２を有している。

そして、回転体３１の回転を図示しないロータリーエンコーダによって検出することで鋼板１３の搬送速度を検出し得るように構成されている。特に、回転体３１は押圧部材３２によって略一定の力で鋼板１３の表面に押圧されている。このため、回転体３１と鋼板１３の表面との間で滑りが生じる虞がなく、且つ鋼板１３の長手方向に凹凸が生じているような場合でもこの凹凸に追従することが可能であり、鋼板１３の実際の搬送速度を検出することが可能となる。

本実施例では、回転体３１は鋼板１３の上面に接触することで、該鋼板１３の搬送に伴って回転するように構成されている。しかし、回転体３１が接触する表面は鋼板１３の上面にのみ限定するものではなく、下面であっても側面であっても良い。

また、本実施例では、搬送速度検出部Ｆは、印字装置Ａよりもコンベア１１による搬送方向上流側にのみに配置されているが、より着実で正確な実際の搬送速度を検出するのに、搬送速度検出部Ｆを当該搬送方向下流側にも追加して配置してもよい。

制御部３５は入力装置３６から入力された印字データを記憶する印字データ記憶部３５ａと、印字設備Ｂを構成する印字装置Ａ、傾き検出部Ｃ、厚さ検出部Ｄ、両端側高さ検出部Ｅ、歪検出部Ｆ、搬送速度検出Ｇの動作プログラムを記憶するプログラム記憶部３５ｂと、比較判別演算部３５ｃを有して構成されている。

印字データ記憶部３５ａには、予め入力装置３６から目的の鋼板１３の板厚や幅寸法、長さ寸法などの仕様情報や印字すべき印字情報が入力され、仕様データ、印字データとして記憶されている。また、プログラム記憶部３５ｂにはコンベア１１の上流側から供給された鋼板１３に対する印字装置Ａ及び各部Ｃ〜Ｆの動作プログラムが予め記憶されている。

次に、上記の如く構成された印字設備Ｂにより鋼板１３に対する印字の進行について説明する。

コンベア１１の上流側から鋼板１３が供給され、該鋼板１３の仕様情報がコンベア１１の上流側に配置された例えばショットブラスト装置から制御部３５に伝達され、或いは入力されると、鋼板１３に設定された仕様データや印字データが記憶される。

コンベア１１によって搬送された鋼板１３の長手方向下流側の端部１３ａが傾き検出部Ｃの長さ方向端部検出部材１８によって検出されると、同時に、幅方向端面検出部材１９ａ、１９ｂによって鋼板１３の幅方向の端面１３ｃまでの距離が検出されて制御部３５に送られる。制御部３５では、夫々の幅方向端面検出部材１９ａ、１９ｂによって検出した端面１３ｃまでの距離の差に基づいて鋼板１３の傾きを算出し、この算出結果に基づいて記憶した印字データの座標を変換する。

長さ方向端部検出部材１８による鋼板１３の長手方向の端部１３ａの検出と同時に、厚さ検出部材２０によって鋼板１３の表面までの距離を検出し、検出した距離ｈが制御部３５に送られる。制御部３５では、コンベア１１から厚さ検出部材２０の高さＨと検出した距離ｈとから得た鋼板１３の厚さｔを予め記憶した鋼板１３の仕様データと比較し、両者の差が許容範囲にあれば目的の鋼板であると判断する。

供給された鋼板１３が印字対象となる目的の鋼板であると判断した場合、搬送方向下流側に後続する両端側高さ検出部Ｄ、歪検出部Ｅ、搬送速度検出部Ｆ及び印字装置Ａを夫々予め設定された動作プログラムに従って制御する。このとき、印字装置Ａの昇降部材５には、印字ヘッド１を鋼板１３の下面から離隔させるべき高さが指定される。

また、鋼板１３の厚さｔが予め記憶した仕様データから逸脱している場合、供給された鋼板１３は目的の鋼板ではないと判断し、印字対象ではないとして搬送方向下流側に後続する両端側高さ検出部Ｄ、歪検出部Ｅ、搬送速度検出部Ｆ及び印字装置Ａを通過させる。

コンベア１１によって搬送されている鋼板１３が印字対象である場合、制御部３５からの指令に基づいて両端側高さ検出部Ｅの駆動モータ２６ａ、２６ｂが回転してアーム２５ａ、２５ｂを夫々コンベア１１を横断する方向に繰り出す。アーム２５ａ、２５ｂの繰り出しによって、距離検出部材２３ａ、２３ｂを鋼板１３の幅方向の端部１３ｂ１、１３ｂ２の近傍に対向させる。

そして、各距離検出部材２３ａ、２３ｂによって鋼板１３の幅方向の両端近傍の高さｈｂ１、ｈｂ２を検出して制御部３５に送る。制御部３５では、距離検出部材２３ａ、２３ｂによって検出した鋼板１３の幅方向の両端近傍の高さｈｂ１、ｈｂ２と、厚さ検出部材２０で検出した鋼板１３の厚さｔとを比較する。

両者に差が生じている場合、この差が許容範囲内であれば、この差に基づいて印字装置Ａの昇降部材５に対し印字ヘッド１の鋼板１３の下面からの高さを補正する。また、両者の差が許容範囲を逸脱しているような場合、鋼板１３に対して、印字を実行することが不可能と判断して後続する搬送速度検出部Ｆ及び印字装置Ａを通過させる。

コンベア１１によって搬送されている印字対象となる鋼板１３が歪検出部Ｅに到達すると、該歪検出部Ｅに配置された複数の距離検出部材２９によって同時に鋼板１３の表面までの距離が検出されて制御部３５に送られる。制御部３５では送られた各距離検出部材２９からの距離どうしを比較することで、鋼板１３の幅方向に於ける鋼板表面の歪、即ち鋼板１３の凹凸の具合を検出する。そして、歪の具合が許容範囲内であれば、この歪に基づいて印字装置Ａの昇降部材５に対し印字ヘッド１の鋼板１３の表面からの高さの値を補正する。また、両者の差が許容範囲を逸脱しているような場合、鋼板１３に対して、印字を実行することが不可能と判断して後続する搬送速度検出部Ｆ及び印字装置Ａを通過させる。

コンベア１１によって搬送されている印字対象となる鋼板１３が搬送速度検出部Ｆに到達すると、押圧部材３２によって回転体３１が鋼板１３の表面に押圧され、該回転体３１は鋼板１３の搬送に伴って回転する。回転体３１の回転は該回転体３１に内蔵又は接続されたロータリーエンコーダによって検出されて制御部３５に送られ、該制御部３５で鋼板１３の実際の搬送速度が検出される。そして、検出された実際の鋼板１３の搬送速度に基づいて、印字装置Ａの横行キャリッジ３の駆動モータ３ｃ、各走行キャリッジ４ａ、４ｂの駆動モータ４ｃ、４ｄの駆動が制御される。

コンベア１１による鋼板１３の更なる搬送に伴って、該鋼板１３の下流側の端部１３ａが印字装置Ａが配置された離隔部１２に到達すると、制御部３５では、厚さ検出部材２０で検出された鋼板１３の厚さｔに基づいて印字ヘッド１の鋼板１３の下面からの高さを設定し、傾き検出部Ｃで検出した鋼板１３の傾きに対応させて印字データの座標を変換し、更に、搬送速度検出部Ｆで検出された鋼板１３の実際の搬送速度に基づいて横行キャリッジ３、各走行キャリッジ４ａ、４ｂを夫々駆動することで、鋼板１３の下面に対して目的の印字を実行することが可能である。そして、両端側高さ検出部Ｄ、歪検出部Ｅで検出された高さの違いに基づいて印字ヘッド１の高さを補正することで、明瞭な印字を実行することが可能である。

一連の印字作業が終了し、印字ヘッド１に対する清掃を行う場合、先ず、横行キャリッジ３を構成する第１横行キャリッジ３ａと第２横行キャリッジ３ｂの連結を解除する。そして、第１横行モータ３ｃ、第２横行モータ３ｄを駆動して、第１横行キャリッジ３ａ、第２横行キャリッジ３ｂを夫々コンベア１１の側方に退避させる。

第１横行キャリッジ３ａ、第２横行キャリッジ３ｂの退避により、各走行キャリッジ４ａ、４ｂに搭載された印字ヘッド１はコンベア１１の側方に移動するため、この状態で各印字ヘッド１に対する清掃を行うことが可能である。

本発明に係る印字装置及び印字設備はコンベアによって搬送される板状の被印字材の下面に対して印字する際に利用して有利である。

Ａ 印字装置
Ｂ 印字設備
Ｃ 傾き検出部
Ｄ 両端側高さ検出部
Ｅ 歪検出部
Ｆ 搬送速度検出部
１ 印字ヘッド
２ ガーター
２ａ 直線ガイド
３ 横行キャリッジ
３ａ 第１横行キャリッジ
３ｂ 第２横行キャリッジ
３ｃ 第１横行モータ
３ｄ 第２横行モータ
３ｅ 直線ガイド
４ａ 第１走行キャリッジ
４ｂ 第２走行キャリッジ
４ｃ、４ｄ 走行モータ
５ 昇降部材
１１ コンベア
１１ａ ローラ
１２ 離隔部
１３ 鋼板
１３ａ 下流側端部
１３ｃ 端面
１８ 長さ方向端部検出部材
１９ａ、１９ｂ 幅方向端面検出部材
２０ 厚さ検出部材
２３ａ、２３ｂ 距離検出部材
２４ スタンド
２５ａ、２５ｂ アーム
２６ａ、２６ｂ 駆動モータ
２８ フレーム
２９ 距離検出部材
３１ 回転体
３２ 押圧部材
３５ 制御部
３５ａ 印字データ記憶部
３５ｂ プログラム記憶部
３５ｃ 比較判別演算部
３６ 入力装置

Claims (5)

1. コンベアによって搬送されている金属加工に用いられる板状の被印字材の下面に印字するための印字装置であって、
   搬送方向に離隔させた離隔部を有するコンベアと、
   前記コンベアの離隔部に該コンベアの搬送面よりも下方に且つ該コンベアを横断する方向に設置されたガーターと、
   前記ガーターに搭載され前記コンベアを横断する方向に横行可能に構成された横行キャリッジと、
   前記横行キャリッジに搭載され前記コンベアによる搬送方向に移動可能に構成されると共に昇降可能に構成され前記コンベアによって搬送される被印字材の下面に対して印字する複数の印字ヘッドと、
   を有することを特徴とする印字装置。
2. 前記横行キャリッジは分割可能に構成された複数の横行部材を連結して構成されると共に、夫々の横行部材には一又は複数の印字ヘッドが搭載されていることを特徴とする請求項１に記載した印字装置。
3. 金属加工に用いられる板状の被印字材を搬送すると共に搬送方向に離隔させた離隔部を有するコンベアと、
   前記コンベアの離隔部に該コンベアの搬送面よりも下方に且つ該コンベアを横断する方向に設置されたガーターと、前記ガーターに搭載され前記コンベアを横断する方向に横行可能に構成された横行キャリッジと、前記横行キャリッジに搭載され前記コンベアによる搬送方向に移動可能に構成されると共に昇降可能に搭載され前記コンベアによって搬送される被印字材の下面に対して印字する印字ヘッドと、を有する印字装置と、
   前記印字装置よりもコンベアによる搬送方向上流側に配置されて被印字材の搬送速度を検出する搬送速度検出装置と、
   予め印字すべき被印字材の板厚を含む被印字材データ及び該被印字材に対する印字データを記憶し、前記記憶した印字データに基づいて前記印字装置を制御する制御装置と、
   を有することを特徴とする印字設備。
4. 前記印字装置よりもコンベアによる搬送方向上流側に、被印字材の長さ方向の端部を検出する長さ方向端部検出部材と、該長さ方向端部検出部材よりも搬送方向上流側に配置されて被印字材の幅方向の端部を検出する幅方向端部検出部材と、を有し、前記長さ方向端部検出部材による被印字材の長さ方向の端部の検出と前記幅方向端部検出部材による被印字材の幅方向の端部の検出を同期させることで被印字材の傾きを検出する傾き検出部が配置されており、該傾き検出部によって検出した被印字材の傾きに応じて前記制御部では記憶した印字データの座標を変換して前記印字装置を制御するように構成したことを特徴とする請求項３に記載した印字設備。
5. 前記搬送速度検出装置は、コンベアによって搬送される被印字材の表面と接触して該被印字材の移動に伴って回転する回転体を有し、該回転体の回転を検出して被印字材の搬送速度を検出することを特徴とする請求項３又は４に記載した印字設備。

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