JP2619148B2 - 金属コイルに模様を施す方法及び装置 - Google Patents

金属コイルに模様を施す方法及び装置

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JP2619148B2
JP2619148B2 JP3089757A JP8975791A JP2619148B2 JP 2619148 B2 JP2619148 B2 JP 2619148B2 JP 3089757 A JP3089757 A JP 3089757A JP 8975791 A JP8975791 A JP 8975791A JP 2619148 B2 JP2619148 B2 JP 2619148B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属コイルにパターン即
ち模様を形成する方法及びこれに関連する装置に関し、
より具体的には、金属コイルから製品を作る際、金属コ
イルの利用効率を高めるために、精密にコントロールし
ながら模様を形成できるようにしたシステムに関する。
【０００２】
【従来技術の説明】金属コイルに印刷物の模様を繰り返
して形成し、次に模様単位毎に金属コイルを切断し、こ
れを成形して製品を作ることが従来から行なわれてい
る。このようなコイルは多くの用途を有しているが、そ
の中でも缶のエンドストックやドア等のパッケージ製品
や建築用品の製造に広く使用されている。
【０００３】このようなコイルに関する問題の１つとし
て、長手方向の公差又は許容誤差から僅かでも外れる
と、その累積誤差は大きくなり、最終ユーザーは材料を
かなり無駄にせねばならないことが挙げられる。最終ユ
ーザーは、通常の場合、コイルの所定位置の部分を穴あ
けできるようにパンチプレスを調整するから、欠陥製品
ができることになってしまう。なぜなら、もし模様が所
定位置からずれていると、穴あけした金属部分中に、模
様が完全な状態で含まれなくなってしまうからである。
【０００４】この問題は、母材として比較的短い長さの
シート材を用いるようにすれば、模様の穴明け加工を公
差内で簡単に行なうことはできるが、長い金属コイルを
使用した場合の上記不都合を解消できない。
【０００５】
【発明の要旨】本発明は上記の不都合を解消するもので
ある。
【０００６】本発明の方法は、模様を施すアプリケータ
ロール手段及び該アプリケータロール手段に回転を与え
る駆動手段を用いて、金属コイルに所定の模様を作るも
のである。コイル材は、連続的に繰り出され、アプリケ
ータロール手段に接し、該アプリケータロール手段によ
って、移動するコイル上の所定位置に模様が施される。
コイルの模様長さは、コイルのライン速度と同じように
測定される。測定された模様は、所定の模様長さと比較
される。比較した結果、所定の模様長さからのずれが予
め決められた量を超えているとき、アプリケータロール
手段の回転速度を変えて模様長さの調節を行なう。測定
した模様長さが所定の模様長さよりも小さいとき、模様
を施すアプリケータロール手段の回転速度を遅くする。
同じようにして、測定した模様長さが所定の模様長さよ
りも長いとき、アプリケータロール手段の回転速度を速
くする。
【０００７】金属コイルに模様を施すための装置は、移
動する金属コイルに模様を施すためのアプリケータロー
ル手段、コイルを連続的に移動させてアプリケータロー
ル手段に接触させるための手段、及びアプリケータロー
ル手段に回転を与える駆動手段を備えている。コイルの
ライン速度をモニターする手段、模様長さをモニターす
る手段、及びモータ速度をモニターする手段が設けられ
る。所望の模様長さに関する情報を含むマイクロプロセ
ッサーを設け、種々のモニター手段の二次システムから
の情報を受けることができるようにしている。
【０００８】本発明は、金属コイル上に所定の模様を正
確にコントロールしながら施すことのできる装置を提供
することを目的とする。
【０００９】本発明は、印刷(printing)、コーティン
グ、コイニング及び金属表面に模様を個々に形成するこ
とのできるその他の手段を使用することができるように
した装置を提供することを他の目的とする。
【００１０】本発明は、コイルの長手方向及び横方向の
両方向における許容誤差をコントロールし得る装置を提
供することを他の目的とする。
【００１１】本発明は、適当なサーボ機構及び関連する
マイクロプロセッサーを有する装置を提供することを他
の目的とする。
【００１２】本発明は、既存のコイル処理装置に改善を
加えることが容易な装置を提供することを更に目的とす
る。
【００１３】本発明のこれらの目的及びその他の目的
は、添付の図面に基づく本発明の説明から完全に理解さ
れるであろう。
【００１４】
【望ましい実施例の説明】本明細書中で使用する「パタ
ーン又は模様」とは、印刷、コーティング、コイニン
グ、又はこれらの組合せにより、又はコイルの局部的な
外観又は輪郭を変えることのできるその他の手段を用い
ることにより、金属コイル上に略同一の相対的な間隔で
形成した一連の部分を意味するものとする。
【００１５】本明細書中で使用する「パターン単位又は
模様単位(pattern unit)」とは、単一の模様部分を意味
するものとし、この模様単位が繰り返されて１つの模様
が作り出される。
【００１６】本明細書中で使用される「形成された模様
(registered pattern)」とは、模様単位どうしが予め決
められた寸法関係にて繰り返し作られた模様単位、又は
模様単位がコイルに対して予め決められた寸法関係にて
繰り返し作られた模様単位、又は模様単位が他の模様単
位及びコイルの両者に対して予め決められた寸法関係に
て繰り返し作られた模様単位を意味するものとする。
【００１７】本明細書中で使用される「パターン長さ又
は模様長さ」とは、長手方向に隣り合う模様単位どうし
の同一部分における距離を意味するものとする。
【００１８】図１を参照すると、幅Ｗの金属コイルの細
長い部分(2)を示している。この細長部(2)は、複数の模
様単位(4)(6)(8)(10)(12)(14)(16)(18)(20)(22)(24)(2
6)からなる模様を有している。これらの模様単位は、所
望の手段を用いて金属片(30)に任意の形状又は大きさに
作ることができる。図示の模様の場合、その模様長さＡ
は、模様単位(6)の端部と模様単位(12)の対応する端部
との間の距離として示している。２つの模様の横方向の
距離を「模様幅」として表わし、図１では、模様単位(1
6)と(18)との間の距離Ｄとして示している。模様単位
(8)のエッジ部とコイルの縁部(32)との間の距離を符号
Ｂとして示し、模様単位(4)のエッジ部とコイルの縁部
(34)との間の距離を符号Ｃで示している。模様間の距
離、又は模様とコイル縁部間の距離を測定する際、所望
の基準点(reference point)を模様上に設けることがで
きることは理解されるべきである。
【００１９】本発明の方式に基づいて形成した模様が所
定位置からずれていないかどうかをモニターするため
に、予め決められた模様長さＡ及び模様幅Ｄを、実際に
測定した模様長さ又は幅と比較して判断することができ
る。
【００２０】図１に示すように、コイルには更に見当マ
ーク(registration mark)(40)を設けている。これは、
コイルと最終ユーザーの処理装置との位置合せを容易な
らしめるためのもので、模様が付されたコイルを個々の
製品に作り上げる最終ユーザーの段階で形成してもよ
い。この見当マーク(40)は、コイルの長手方向に所定の
間隔をあけて複数位置に設けることもできる。或はま
た、模様の一部を基準点として利用して処理装置を調整
することもできる。
【００２１】図２は、性質の異なる模様単位を複数個有
するコイルの一部分を示している。この実施例にかかる
模様単位は、外像(44)の中に内像(46)が形成されてい
る。これら２つの像は、異なる形態をとることができ
る。例えば、模様要素(44)を一の色又は一のグラフィッ
ク画とし、模様要素(46)を他の色又は他のグラフィック
画にすることができる。或は又、２つの要素(44)(46)の
内の１つを、コイニング等の金属変形によって形成し、
他方は異なる材料を用い、これにコーティング又は印刷
を施して形成することもできる。このような関係にある
場合、真ん中の模様間を測った模様長さＰを基準として
機械の割出し位置を決める(indexing)ことができるし、
又は、模様要素(48)の中心と模様要素(50)の外周との間
の距離Ｒを維持する等によって、一方の要素と他方の要
素との関係をモニターすることもできる。
【００２２】金属コイルに模様を形成するためのコイル
処理ラインの代表例を図３に示している。コイル片(60)
は、アイドルロール(62)、ステアリングロール(64)(66)
に支承されて矢印で示す方向に進む。コイルに模様が付
された後、オーブン(70)に入って模様の乾燥が行なわれ
る。もし、コーティングや金属成形によって模様を形成
する場合のように、加熱を必要としないときは、オーブ
ン(70)を省略することができる。
【００２３】模様付けを行なう装置部分において、コイ
ル片(60)は、一対の光センサー(72)(74)の間を次々に通
過し、このセンサーによって進路調整、即ちロールの横
方向の位置決めが行なわれる。光センサー(72)(74)の間
を通過させてコイル片の横方向の位置制御を行なうが、
このときのステアリング装置は当該分野で公知のものを
用いることができる。適当な装置として、ノースアメリ
カンステアリング又はファイフェコーポレイションのど
ちらかのものを挙げることができる。これらの装置は、
２ロールの側部−側部ステアリング手段から構成され、
コイル片の芯出し用光学機器を装置を備えている。光学
装置はコイルの横位置を検出し、高速動力ユニットを通
じて信号を伝達する。該動力ユニットは、公差範囲から
外れる前に、油圧シリンダーを作動させて、コイル片の
位置を修正する。
【００２４】コイルは次にロール(80)(82)の上を移動す
る。模様付けを行なうためのアプリケータロール手段
は、図示の実施例では、計測ロール(metering roll)(8
4)を備えており、ピックアップロール(86)と協同作用し
て、コイル片(60)の適当な位置に適量の材料を施すこと
ができるようにしている。ピックアップロール(86)は材
料溜め(90)からの材料を取り、これがアプリケータロー
ル(88)に供給され、その材料はアプリケータロール(88)
からコイル(60)に押し付けられてコイルに施される。必
要に応じて、追加のロール(92)(94)及び(96)(98)を更に
設けて、コイル辺(60)に追加の模様又はコーティングを
施すこともできる。このようにして、コイル部分(100)
に所定の模様が形成され、次にオーブンの中に入る。
【００２５】模様を形成するための本発明の方法を、図
４に基づいて説明する。本発明は模様長さの調整を極め
て精度良く行なうことができるから、最終ユーザーは、
コイルから個々の製品を複数個作り出しても、スクラッ
プ及び不良品を最少にすることができる。
【００２６】図示の実施例において、アプリケータロー
ル(88)はモータ(102)によって回転させられる。モータ
(102)は、適当なＤＣモータを使用しており、アプリケ
ータロールとは、ギヤボックス(104)を介し、適当な連
結ドライブシャフト(106)(108)を通じて繋がっている。
図示の実施例では、説明を簡略化するために、アプリケ
ータロール(88)は直接駆動するようになっている。実際
上は、ピックアップロール(86)の如きその他の機構をア
プリケータロールに噛合させ、モータ(102)によって駆
動する仕組となっている。何れの場合も、モータによっ
てアプリケータロール(88)の応答性回転(responsive ro
tation)が作り出される。コイル(60)のライン速度は基
準ロール(62)によってモニターされる。この基準ロール
(62)は、ロール上に固定基準点を有することが望まし
い。基準点を、１回転毎に光電管(110)の前を通過させ
ることにより、光電管はコイル(60)のライン速度に対応
する出力パルスを発することができる。同じようにし
て、光電管(114)は、模様を施すアプリケータロール手
段(88)からコイルに施される各模様の模様長さを測定
し、応答性出力パルスを発する。ライン速度と模様長さ
のデータは夫々、ライン(120)(122)を通じて、所定の模
様長さに関する情報を含むコンパレータ(126)に送られ
る。ここで、所定の模様長さと、測定された実際の模様
長さとが比較される。このとき、一定であるべきライン
速度に関する情報も考慮される。実際の模様長さと、所
定の模様長さとが異なっており、そしてその差異が設定
値を越えている場合、コンパレータ(126)はコントロー
ラ(130)に訂正信号を発する。もし、実際に測定した模
様長さが、所定の模様長さよりも短い場合、コンパレー
タ(126)はライン(132)を通じてコントローラ(130)に信
号を発し、模様を施すアプリケータロール手段(88)のロ
ール速度を遅くする。もし、測定した模様長さが所定の
模様長さよりも長い場合、コンパレータ(126)は、ライ
ン(134)を通じてコントローラ(130)に信号を発し、模様
を施すアプリケータロール手段(88)のロール速度を速く
する。適当なコンパレータとして、ニュージャージー州
のＨＢレジストレイションコーポレイションが、商標
名"Length-O-Trol II"の模様付け装置として販売するも
のを挙げることができる。
【００２７】コントローラ(130)は、タコメータ(140)に
よって、モータ(102)の回転速度に関する情報を受け
る。タコメータ(140)は、複数のパルス、例えばモータ
１回転当たり240パルスまでのオーダのパルスを、ライ
ン(142)を通じてコントローラ(130)に供給する。コント
ローラの出力信号は、コンパレータ(126)及びタコメー
タ(140)から受けた情報に応答し、ライン(144)を通じて
モータ(102)に送られ、所望の速度に変えられる。
【００２８】コントローラ(130)は、ゼネラルエレクト
リック社のコントローラを用いることができる。これは
直流用の第６シリーズＤＣ300駆動コントロールバライ
エティーである。
【００２９】コントローラ(130)は、基準ロール(62)、
及びこれに連繋したタコメータ(156)及びライン(152)を
介して、ライン速度に関する情報を受ける。タコメータ
(156)は、例えば１回転当たり2500パルスのオーダのパ
ルス形態の情報を供給する。コントローラ(130)は、こ
の情報を利用することにより、コイル片のライン速度を
非常に正確に決定することができる。
【００３０】模様付け方法の説明において、アプリケー
タロール手段を用いて説明したが、これに限定されるも
のでなく、コイル上に物質を施すことのできる全ての手
段が含まれる。例えば、エンボスロール又は金属のコイ
ニングロールの如き金属成形装置を用いることもでき
る。
【００３１】ライン速度を求めるのに使用される基準ロ
ール(62)の円周(circumference)として、17.125インチ
のオーダを例示することができる。ギヤボックス(104)
の比率は1839/2.02.1、プーリの比率は１：１、模様を
施すアプリケータロールの円周は24.75インチを例示す
ることができる。エンボス加工又はコイニングを行なう
場合、基準ロール(62)の円周は14.460インチ、ギヤボッ
クスの比率は1900/136、プーリの比率は3.11：１、エン
ボスロールの円周は80.75インチを例示することができ
る。一般的に、金属コイルはアルミニウム若しくはスチ
ール又はその合金が使用され、肉厚は約0.005〜0.85イ
ンチ、その幅は1/2インチ〜72インチの範囲である。本
発明の方式によれば、形成される模様の公差は±1/64イ
ンチ以下の範囲に収めることができる。
【００３２】必要に応じて、例えば、コンパレータ(12
6)、コントローラ(130)及び連結手段から構成されるマ
イクロプロセッサー手段に、当該分野で周知な適当な手
段を用いてプログラミングしてもよい。また、必要に応
じて、マイクロプロセッサー手段には、所定の模様長さ
からの逸脱量を当該コイル部分に記録するための手段を
設けることもできる。このようにして記録されたコイル
の履歴は最終のユーザーに送られると、ユーザーではこ
の情報を利用し、コイルの公差を超えた部分については
製造設備の方でこれをとばして加工することもできる。
【００３３】本発明を具体的な実施例を掲げて説明した
が、当該分野の専門家であれば特許請求の範囲に記載さ
れた発明から逸脱することなく、その細部について種々
の変形をなすことはできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例であって、模様を付したコイル
の一形態の一部を示す平面図である。
【図２】本発明の他の実施例であって、模様を付したコ
イルの一形態の一部を示す平面図である。
【図３】本発明に使用されるコイル処理システムの一実
施例を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施例のシステムのフローチャート
図である。
【符号の説明】
(2) 金属コイル (4)(6)(8)(10)(12)(14)(16)(18)(20)(22)(24)(26) 模
様単位 (40) 目印マーク (44)(46) 模様要素 (60) コイル片 (70) オーブン (72)(74) 光センサー (84) 計測ロール (86) ピックアップロール (88) アプリケータロール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラルフ キャンプベル アメリカ合衆国 15236 ペンシルベニ ア，ピッツバーグ・トゥラ ドライブ 270

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 模様を施すためのアプリケータロール手
    段及び該アプリケータロール手段に回転を与えるための
    駆動手段を配備し、金属コイルを連続的に進ませてアプ
    リケータロール手段に接触させ、移動するコイル上にア
    プリケータロール手段によって模様を施し、模様長さを
    測定し、測定した模様長さを所定の模様長さと比較し、
    測定した実際の模様長さと、所定の模様長さとのずれが
    設定値を超えている場合はアプリケータロール手段の回
    転速度を調節する、工程から構成されることを特徴とす
    る金属コイルに模様を施す方法。
  2. 【請求項２】 コイルのライン速度をモニターする工程
    を有している請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 模様長さが所定の模様長さよりも短いと
    きは、アプリケータロールの速度を遅くし、模様長さが
    所定の模様長さよりも長いときは、アプリケータロール
    の速度を速くする請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 測定した模様長さと所定の模様長さとの
    比較はマイクロプロセッサー手段を用いて行なわれる請
    求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 ライン速度の測定は、光センサー手段と
    基準ロールの協同作用によって行なわれ、模様長さの測
    定は、光センサー手段を用いて行なわれる請求項４に記
    載の方法。
  6. 【請求項６】 駆動手段はモータ手段を備えており、該
    モータ手段の速度をタコメータ手段によってモニターす
    る工程、及びモータ速度に対応するタコメータからのパ
    ルスをマイクロプロセッサーに送る工程を有している請
    求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 模様付けは印刷又は金属コイニングによ
    って行なわれる請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 マイクロプロセッサー手段内のコンパレ
    ータ手段によって比較を行ない、アプリケータロール手
    段の回転速度の調節が必要なときは、コンパレータ手段
    からの出力信号がマイクロプロセッサー手段内のコント
    ローラ手段に送られ、アプリケータロール手段の速度調
    節は、モータ速度を調節するコントローラからの出力信
    号によって行なわれる請求項４に記載の方法。
  9. 【請求項９】 金属コイルに対して連続的に模様を施す
    ためのアプリケータロール手段と、アプリケータロール
    手段に接触するように金属コイルを進ませる手段と、ア
    プリケータロール手段に回転を与える駆動手段と、金属
    コイルのライン速度をモニターするためのコイルライン
    速度モニター手段と、模様長さを測定するための模様長
    さモニター手段と、モータの回転速度を測定するための
    モータ速度モニター手段と、コイルライン速度モニター
    手段、模様長さモニター手段及びモータ速度モニター手
    段からの情報を受けるマイクロプロセッサー手段を備え
    ており、マイクロプロセッサー手段は、所定の模様長さ
    に関する情報を含んでおり、マイクロプロセッサー手段
    は前記情報の全てを利用してモータ速度の調節を行なう
    べきか否かを判断し、所定の模様長さと、測定した実際
    の模様長さとのずれが、予め設定した値を超えていると
    きに調節を開始させる手段を備えていることを特徴とす
    る金属コイルに模様を施す装置。
  10. 【請求項１０】 金属コイルのライン速度をモニターす
    るためのライン速度モニター手段を備え、マイクロプロ
    セッサー手段は、該ライン速度モニター手段からの情報
    を受ける手段と、ライン速度情報を利用して調節を行な
    う必要があるかどうかを判断する手段を備えている請求
    項９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 コイルライン速度モニター手段は、基
    準ロールと光センサー手段を有しており、模様長さをモ
    ニターする手段は光センサー手段を有している請求項１
    ０に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 モータ速度モニター手段はタコメータ
    手段を備えており、模様を施すアプリケータロール手段
    は、金属コイルに印刷又は金属コイニングする手段を有
    している請求項１１に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 マイクロプロセッサー手段は、ライン
    速度、模様長さに関する情報を受けるためのコンパレー
    タ手段を備えており、測定した模様長さと所定の模様長
    さとの比較を行なうために、所定の模様長さに関する情
    報を含んでいる請求項１２に記載の装置。
JP3089757A 1990-03-29 1991-03-27 金属コイルに模様を施す方法及び装置 Expired - Lifetime JP2619148B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US502107 1990-03-29
US07/502,107 US5037665A (en) 1990-03-29 1990-03-29 Method of creating a registered pattern on a metal coil and associated apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04224031A JPH04224031A (ja) 1992-08-13
JP2619148B2 true JP2619148B2 (ja) 1997-06-11

Family

ID=23996369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3089757A Expired - Lifetime JP2619148B2 (ja) 1990-03-29 1991-03-27 金属コイルに模様を施す方法及び装置

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