JP3373473B2 - 高速応答マーキング装置およびマーキング付き薄鋼板の製造方法 - Google Patents
高速応答マーキング装置およびマーキング付き薄鋼板の製造方法Info
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Description
金属材の連続製造ライン等において、金属材に生じた疵
部や特異部に、市販のマーカーペンでマーク表示を付す
る高速応答マーキング装置およびマーキング付き薄鋼板
の製造方法に関するものである。
等において、金属材に生じた疵部や特異部にマーキング
する手段として、インクジェットプリンター装置やイン
クドットマーキング装置のような装置が市販されてい
る。
場合、インクを荷電させる等の制約から、特殊なインク
を必要とするために、インクの種類や色は自ずから限定
されている。しかしながら、製造される金属材が自動車
向け鋼板等の場合には、客先検査の都合で、インクの性
能や色が指定されることがある。
と、塗油をしても滲まないこと、青色であること等のよ
うに、インクに種々の制約があると、これらの客先の制
約条件に合わせた特殊なインクを開発しなければなら
ず、これらのインクの開発のために、膨大な日数および
費用が必要になって、現実的に対応することが困難にな
る。
に保つ必要があることから、その保全のためにも、相当
の費用と時間を必要としている。このように、インクジ
ェットプリンター装置を使用する場合には、特殊なイン
クを採用せざるを得ないので、インクの色や種類等を容
易には変更することができない。
等を使用し自動的にマーキングすることができる装置と
して、実開平3−39143号公報には、走行する金属
材の欠陥部を探傷機で検出し、欠陥部近傍をマーキング
する装置において、マーキングペンをスライドガイドに
取付け、マーキングペン内部には弁開閉機構を設け、待
機時にはペン体を金属材から離間させて弁機構を閉鎖
し、作動時にはペン体を金属材に押し当て弁機構を開口
するようにしたマーキング装置(以下、先行技術1とい
う)が開示されている。
取りヘッドにマーキングペンを移動自在に保持し、マー
キングペンを駆動する第1駆動手段(ロータリーソレノ
イド)および第2駆動手段(ソレノイド)を設け、第1
駆動手段によってマーキングペンを第1待機位置から第
2待機位置まで駆動し、第2駆動手段によってマーキン
グペンを、第2待機位置からマーキング位置まで駆動す
るマーキング装置(以下、先行技術2という)が開示さ
れている。
は、移動自在に支承されたマーキングヘッドの円筒部材
に、マーキングペンが着脱自在に把持されたペンホルダ
ーを装着し、流体圧装置によりペンホルダーを押圧、吸
引してマーキングペンを円筒部材より出入させると共
に、マーキングペン先端を閉塞保持するキャップが開閉
自在に設けられているマーキング装置(以下、先行技術
3という)が開示されている。
と、疵部をトラッキングし、マーキングし、疵部をトラ
ッキングしてマークセンサで疵部がマークセンサに到達
した時±Lの範囲で良否を判定している。この方法で
は、長い疵が存在した場合その先端部に関してのみの判
定である。即ち、特公平7−36003号公報は、疵部
の先端部にのみマーキングするものと解される。
いないが、1)マークセンサの作動範囲(±L)内にマ
ークが有ったか否かのみの判定、若しくは、2)マーク
センサの作動範囲(±L)内にマークが占める割合で評
価するのが一般的である。
た場合等において、2)の場合、マークが占める割合が
変化し、正確な良否判定ができなくなる。
長さ設定がなされていない。(以下、先行技術4とい
う)。
液状のインクが軸筒に封入され、マーキング時には、適
量のインクがペン体に送り込まれるようになっている
が、このような液状のインクをペン体に送り込む方式で
は、移動速度が高速で可変(0〜600mpm)する薄
鋼板等の連続生産ライン等においては、液漏れ、インク
のかすれ等の問題が生ずるため実用化は困難である。
ングペンが取り付けられたスライドガイドがソレノイド
(電磁式)と連結されているため、ペンの下降衝撃によ
ってペン先が損耗したり、マーキングされた薄鋼板に凹
状の疵が付く等の問題があり、高速で可変する薄鋼板等
の連続生産ラインなどには実用化することができず、ラ
イン速度とペン動作とを同期させるようにもなっていな
い。
ソレノイドを高速で下降させ、第2段のソレノイドを低
速で下降させることにより、ペン先が板面に強く当た
り、その寿命が短くなることを防止しているが、高速で
可変する0.4〜3.0mmの厚さの薄鋼板等の連続生
産ライン等において、マーキングのトラッキングや高速
応答が要求されている場合、その実用化は難しい。
か、または低速で移動している金属帯の外周に文字を書
く装置であるため、高速で可変する連続生産ライン等で
は、トラッキングや高速応答等の問題から使用すること
はできない。
報)によると、長い疵が存在した場合でも疵部の先端部
にのみマーキングするため、ユーザ側では、位置は判る
が、どの範囲が不良部であるかを認識できない。従っ
て、不良部の範囲を目視で判断しなくてはならない。ま
た、不良部の切断処理が確実に実施できなかった場合、
後工程でのプレストラブル等を引き起こす等の問題があ
る。
いないが、疵位置トラッキングが多少変化した場合等に
おいて、正確な良否判定ができないといった問題があ
る。
を解決し、金属材の連続製造ラインにおいて、検査装置
により検出された金属材の疵部、特異部等をマーキング
するに際し、次工程や客先での検査時に疵部や特異部を
容易に認識することができ、市販のマーカーペン等を使
用し、インクの種類や色にこだわることなく容易にマー
キングが可能で、しかも、ペンの下降衝撃によってペン
先が損耗したり、マーキングされた金属材に疵の生ずる
ことがなく、マーキングのトラッキングや高速応答が要
求されるラインなどに適用して、金属材に生じた疵部や
特異部等を正確にマーキングすることができ、しかも保
全性に優れ安価で経済的である高速応答マーキング装置
およびマーキング付き薄鋼板の製造方法を提供すること
にある。
移動速度が高速で可変する薄鋼板の連続製造ラインにお
いて検査装置により検出された薄鋼板の疵部や特異部を
マーキングするマーキング装置であって、マーカーペン
が着脱自在に取り付けられたペンホルダーと、前記ペン
ホルダーを前記マーカーペンと共に昇降させるためのも
のであって、前記薄鋼板のマーキング点に追従してマー
キングさせるために、マーキング待機指令を受けて前記
マーカーペンが待機位置に位置するように前記ペンホル
ダーを低速で下降させると共に、次いで、マーキング指
令に基づいて、前記ペンホルダーを高速で下降させるペ
ンホルダー昇降機構とを備えることに特徴を有するもの
である。
可変する薄鋼板の連続製造ラインにおいて検査装置によ
り検出された薄鋼板の疵部や特異部をマーキングするマ
ーキング装置であって、マーカーペンが着脱自在に取り
付けられると共に前記マーカーペンの押付け圧制御機構
を有するペンホルダーと、前記ペンホルダーを前記マー
カーペンと共に昇降させるためのペンホルダー昇降機構
と、前記マーカーペンのペン先と対向させ、マーキング
される薄鋼板の被マーク面と反対側の面に配置されてい
るマーキング受けロールとを備えることに特徴を有する
ものである。
のペン先を保護する開閉可能な保護キャップと、前記ペ
ンホルダー昇降機構と連動させて前記保護キャップを開
閉するシャッター機構とを備えることに特徴を有するも
のである。
された疵部や特異部を自動的にマーキングし得るよう
に、マーキング点のトラッキング機構が設けられている
ことに特徴を有するものである。
キングされたマーキング画像を撮像する画像採取用カメ
ラと、前記マーキング点を照明する照明装置とを備え、
前記画像採取用カメラによって撮像されたマーキング画
像信号によってマーキングの良否を判定する判定ロジッ
クを有することに特徴を有するものである。
ア、および、前記マーキングエリアの前後のエリアを撮
像するようになっており、これによりマーキング位置の
トラッキングが多少変化した場合においてもマーキング
の良否を判定可能であることに特徴を有するものであ
る。
撮像する画像採取用カメラの出力を監視するためのモニ
タ装置を備えることに特徴を有するものである。
は退避機能を備え、前記薄鋼板の穴、めくれ疵及び溶接
部等のような前記マーカーペンを疵付ける部位が通過す
る場合において前記マーカーペンが退避可能であること
に特徴を有するものである。
ってマーキング後にマークインクを乾燥させるための乾
燥機を備えることに特徴を有するものである。
のうちの何れか1項に記載の高速応答マーキング装置に
よって薄鋼板の疵部や特異部にマーキングする工程を有
することに特徴を有するものである。
材に生じた疵部や特異部等にマーキング指令が発せられ
ると、その指令が制御装置に入力され、マーキング指令
入力点からマーキング点までの間をトラッキングし、所
要のマーキング点前でペンキャップが開かれ、マーキン
グペンを待機位置まで下降させる。そして、マーキング
点がマーキングペン直下を通過する直前に、マーキング
ペンを金属材の被マーキング部位に押し付けてマーキン
グが行われる。
元の位置に戻され、ペンキャップによりマーキングペン
が覆われてその乾燥が防止される。従って、マーキング
のトラッキングや高速応答が要求されるラインなどに適
用して、金属材に生じた疵部や特異部を正確にマーキン
グすることができる。
みではなく、疵部を包合するようにマークを施すもの
で、このマーク範囲を明示しているため、ユーザ側で
は、どの範囲が不良部であるかを容易に認識できる。従
って、不良部の切断処理を確実に実施でき、後工程での
トラブルを回避できる。
ーキングエリア(α1+疵長さ+α2)にマーキングす
るもので、疵部をトラッキングするものではない。上位
疵検出器からマーキングエリア情報を受信し、マーキン
グエリアをトラッキングする。
(α1+疵長さ+α2)より更に長い(α3+マーキン
グエリア+α4)範囲内のマーキング実績を取り込み、
マークセンサの作動範囲(α3+マーキングエリア+α
4)内にマークが占める割合で評価する。このため疵位
置トラッキングが多少変化した場合等においても何ら問
題無くマーキングの良否を判定できる。
の被検査体、例えば、紙、フィルム、ゴム、塩化ビニー
ル、布等に適用することができる。
照しながら説明する。図1はこの発明の装置の概略垂直
断面図、図2はその平面図、図3はその側面図である。
図面に示すように、この発明のマーキング装置23は、
スライドテーブル10に支持された筒状のペンホルダー
2と、ペンホルダー2内に着脱自在に挿入されたマーカ
ーペン4と、スライドテーブル10によってマーカーペ
ン4をペンホルダー2と共に高速で昇降させるための、
支持板11に設けられたペンホルダー昇降機構としての
流体圧シリンダー5と、ペンホルダー2が支持されてい
るスライドテーブル10を、支持板11に沿って低速で
昇降させるための、同じくペンホルダー昇降機構として
のラックピニオン6および昇降用モータ12と、そし
て、マーカーペン4のペン先を保護するための、開閉可
能な開口を有する保護キャップ15と、保護キャップ1
5の開口を、ペンホルダー昇降機構である流体圧シリン
ダー5およびラックピニオン6の駆動に連動させて自動
的に開閉するシャッター8とからなっている。
開放されている筒体であって、その中に、マーカーペン
4が、そのペン先9をペンホルダー2の下端開口面から
突出させて着脱自在に嵌挿されている。マーカーペン4
は、ペンホルダー2の上面に取り付けられたスプリング
3によって係止されていると共に、その押し付け圧が調
整される。マーカーペン4は、市販のものをインクの色
や種類にこだわることなく使用し、そして、これを容易
に着脱し得るようになっている。
テーブル10は、流体圧シリンダー5の作動により、支
持板11に形成されたガイド14に案内されて高速で昇
降する。支持板11の一側端面にはラック6aが設けら
れており、ラック6aは、本体13に設けられたモータ
12により回転するピニオン6bに係合している。従っ
て、支持板11は、回転するピニオン6bにより、ガイ
ド板14′に案内されて低速で昇降する。
ーカーペン4は、ラックピニオン6により低速で且つ流
体圧シリンダー5により高速で2段階により昇降するの
で、マーキング動作を迅速に行うことができると共に、
マーカーペン4のペン先を傷めることもない。ペンホル
ダーの昇降機構は、上記の低速昇降と高速昇降の2段、
または、3段以上の昇降機構としてもよい。なお、上述
した流体圧シリンダー5およびマーカーペン4をペンホ
ルダー2に係止するスプリング3は、また、マーカーペ
ン4の押し付け圧調整機構としての機能をも有してい
る。
状であって、その内径は、ペンホルダー2の外径とほぼ
等しく、ペンホルダー2の下部がマーカーペン4と共に
嵌挿されるようになっている。保護キャップ15の底面
には、ペンホルダー2の下部がマーカーペン4と共に出
没し得る開口が形成されており、この開口を開閉するた
めの、上記開口とほぼ同一径の開口8aを有するシャッ
ター8が、シャッターシリンダー7によって水平移動可
能に設けられている。16は保護キャップ15の内周面
に取り付けられたブッシュ、17は、その上端開口周縁
に取り付けられたシール材である。
ー8を水平移動し、その開口8aを保護キャップ15の
底面開口と合致させることにより、マーカーペン4のペ
ン先9を、ペンホルダー2と共にシャッター8の開口8
aから突出させることができ、また、シャッター8によ
って保護キャップ15の底面開口を閉鎖することによ
り、マーカーペン4のペン先9を保護することができ
る。このようなシャッター8による保護キャップ15の
開口の開閉が、ペンホルダー昇降機構としての流体圧シ
リンダー5およびラックピニオン6と連動して自動的に
行われるようにシーケンスに組み込まれている。
降を確認するためのセンサーであり、図2および図3に
おいて、30は、マーキング画像を撮像するための、本
体13内に設けられたCCDカメラ、31はマーキング
部の照明装置である。
板製造ラインの概略図である。図面に示すように、矢印
の方向に連続的に移動する薄鋼板1の移動ラインに沿っ
て、薄鋼板1の疵や特異部を検出するための、疵検査装
置、幅検査装置、厚さ検査装置等のような検査装置2
0、手動でマーキング指定する場合の入力スイッチ2
1、マーキング制御装置22およびマーキング装置23
が設けられている。
鋼板1の被マーク面の反対側に、マーカーペン4のペン
先9と対向させて、マーキング受けロール25が設けら
れている。このようなマーキング受けロール25によっ
て、マーキングの際に、マーカーペン4の下降衝撃によ
りペン先が損耗したり、マーキングされた薄鋼板1の表
面に疵の生ずることが防止される。
の疵や特異部の信号、または、入力スイッチ21からの
マーキング指定信号は、マーキング制御装置22に送ら
れる。マーキング制御装置22は、ライントラッキング
用パルスジェネレータ24からのトラッキングパルスを
受け、薄鋼板1に対するマーキングすべき位置をトラッ
キングする。マーキング装置23は、マーキング制御装
置22から、トラッキングした結果のマーキング指令を
受け、薄鋼板1の疵や特異部に対しマーキングを行う。
装置の作動を説明する。マーキング制御装置22から、
マーキング待機指令を薄鋼板1のマーキング指定点の数
m手前で出力する。この待機指令を受けて、マーキング
装置23の昇降用モータ12を駆動させ、図5(a)の
収納位置にある、ペンホルダー2が取り付けられている
スライドテーブル10を、図5(b)に示す如く、マー
カーペン4のペン先9が保護キャップ15の開口から突
出し、待機位置に位置するように、ラックピニオン6に
より、スライドテーブル10の支持板11を低速で下降
させると共に、これと連動させてシャッターシリンダー
7を自動的に作動させ、シャッター8を移動して保護キ
ャップ15の開口を開く。
ーキング指令に基づいて、流体圧シリンダー5を作動さ
せ、スライドテーブル10に支持されているペンホルダ
ー2を、図5(c)に示す如く下降限の位置まで高速で
下降させ、薄鋼板1をマーキングする。
指令はゲート信号であり、ゲート開の状態の間、マーキ
ングを実施する。ゲート信号が解除されると、流体圧シ
リンダー5の作動によってペンホルダー2を上昇させ待
機状態とする。
モータ12を作動させ、ペンホルダー2が取り付けられ
ている支持板11を、図5(a)に示す収納位置まで上
昇させた上、シャッターシリンダー7を作動させてシャ
ッター8により保護キャップ15の開口を閉塞し、マー
カーペン4のペン先9の乾きを防止する。
次のマーキング指令を受信した場合は、マーキング制御
装置22のロジックによって即座にマーキングが可能に
なるようになっている。
インクの充填状態等から、一義的には決定できないの
で、これを考慮し、スプリング3の張力調整または流体
圧シリンダー5の圧力調整等によって制御する。
されるので、CCDカメラ30のようなマーキング認識
装置が設けられており、マーキングの良否を判定するロ
ジックがマーキング制御装置22に組み込まれている。
画像採取用カメラとして、上記のCCDカメラやリニア
レイカメラ等を使用することができる。
直後にマーキングしたインク(以下、「マークインク」
という)を乾燥させるための乾燥機32を設置した状態
を示す概略図である。図6に示すように乾燥機32を設
置することで、マーキング直後にマークインクを効果的
に乾燥させることができ、後工程でのインク転写等を防
止できる。勿論マーキング直後が好ましいが、カメラの
前後でも良い。いずれにしてもマーキング後であれば良
い。
示す図面であり、実際のマーキングとマーキング線図を
対応させている。図7に示すように、移動する薄鋼板の
上下動、マーカーペン4のペン先状態等によって、本来
連続するマーキング線が、A1、A2、A3のように、
B2、B3の間隔をあけて途切れ、また、前後のB1、
B4のように、マーカーペン4のタッチ遅れでマーキン
グが薄くなりまたはマーキングされない部分が生ずる。
X1およびX2は不感帯である。
像をCCDカメラにより撮像してマーキング制御装置2
2に送り、マーキング制御装置22において、下記式に
よりマーキングの良否の判定を行う。
リアを(α1+疵長さ+α2)とし、マーキングゲート
信号を出力する。
は、更に、α3およびα4を付加した範囲が作動範囲と
なる。即ち、マークセンサゲート信号は、実際の疵長さ
Ldに(α1+α2+α3+α4)を付加した範囲とな
る。
るために、薄鋼板の種別毎にCCDカメラの出力信号閾
値を上位より設定し、マーキングの良否を判定する。こ
れらは、マーキングゲート信号のうち、不感帯部を除い
た部分と、マーキング検出部分の割合とから合否を判定
するロジックである。
メラの出力を監視するためのモニタ装置を設置すること
により、常時CCDカメラの出力を監視することができ
る。
ことにより、穴、めくれ疵及び溶接部等のマーカーペン
を疵付けるような特殊な部位が通過する場合に、マーカ
ーペンを一時退避させて損傷を回避し、装置を保護する
ことができる。
が、その他の被検査体、例えば、紙、フィルム、ゴム、
塩化ビニール、布等についても適用することができる。
薄鋼板等の金属材の連続生産ラインを経て出荷されるコ
イル等において、ライン内に設置された疵検査装置、幅
検査装置、厚さ検査装置等の検査装置が検出した疵部や
特異部を自動的にマーキングすることができ、これによ
って、次工程や客先での検査時における疵部や特異部の
認識を容易にし、これら疵部や特異部の自動切除等を行
うことができる。また、その他の被検査体の紙、フィル
ム、ゴム、塩化ビニール、布等広く適用することができ
る。更に、市販のマーカーペン等を、インクの種類や色
にこだわることなく容易に着脱することができるので、
保全性に優れ且つ安価で経済的である等、工業上、有用
な効果がもたらされる。
の概略図である。
た薄鋼板製造ラインの概略図である。
る。
Claims (10)
- 【請求項1】移動速度が高速で可変する薄鋼板の連続製
造ラインにおいて検査装置により検出された薄鋼板の疵
部や特異部をマーキングするマーキング装置であって、 マーカーペンが着脱自在に取り付けられたペンホルダー
と、前記ペンホルダーを前記マーカーペンと共に昇降さ
せるためのものであって、前記薄鋼板のマーキング点に
追従してマーキングさせるために、マーキング待機指令
を受けて前記マーカーペンが待機位置に位置するように
前記ペンホルダーを低速で下降させると共に、次いで、
マーキング指令に基づいて、前記ペンホルダーを高速で
下降させるペンホルダー昇降機構とを備えることを特徴
とする高速応答マーキング装置。 - 【請求項2】移動速度が高速で可変する薄鋼板の連続製
造ラインにおいて検査装置により検出された薄鋼板の疵
部や特異部をマーキングするマーキング装置であって、 マーカーペンが着脱自在に取り付けられると共に前記マ
ーカーペンの押付け圧制御機構を有するペンホルダー
と、前記ペンホルダーを前記マーカーペンと共に昇降さ
せるためのペンホルダー昇降機構と、前記マーカーペン
のペン先と対向させ、マーキングされる薄鋼板の被マー
ク面と反対側の面に配置されているマーキング受けロー
ルとを備えることを特徴とする高速応答マーキング装
置。 - 【請求項3】前記マーカーペンのペン先を保護する開閉
可能な保護キャップと、前記ペンホルダー昇降機構と連
動させて前記保護キャップを開閉するシャッター機構と
を備える請求項1または2に記載の装置。 - 【請求項4】前記薄鋼板の検出された疵部や特異部を自
動的にマーキングし得るように、マーキング点のトラッ
キング機構が設けられている、請求項1から3のうちの
何れか1項に記載の装置。 - 【請求項5】前記薄鋼板にマーキングされたマーキング
画像を撮像する画像採取用カメラと、前記マーキング点
を照明する照明装置とを備え、前記画像採取用カメラに
よって撮像されたマーキング画像信号によってマーキン
グの良否を判定する判定ロジックを有する、請求項1か
ら4のうちの何れか1項に記載の装置。 - 【請求項6】前記画像採取用カメラは、疵部や特異部お
よびその前後のエリアからなるマーキングエリア、およ
び、前記マーキングエリアの前後のエリアを撮像するよ
うになっており、これによりマーキング位置のトラッキ
ングが多少変化した場合においてもマーキングの良否を
判定可能である請求項5に記載の装置。 - 【請求項7】マーキング画像を撮像する画像採取用カメ
ラの出力を監視するためのモニタ装置を備える請求項5
または6に記載の装置。 - 【請求項8】前記マーカーペンは退避機能を備え、前記
薄鋼板の穴、めくれ疵及び溶接部等のような前記マーカ
ーペンを疵付ける部位が通過する場合において前記マー
カーペンが退避可能である請求項1から7のうちの何れ
か1項に記載の装置。 - 【請求項9】マーカーペンによってマーキング後にマー
クインクを乾燥させるための乾燥機を備える請求項1か
ら8のうちの何れか1項に記載の装置。 - 【請求項10】請求項1から9のうちの何れか1項に記
載の高速応答マーキング装置によって薄鋼板の疵部や特
異部にマーキングする工程を有することを特徴とするマ
ーキング付き薄鋼板の製造方法。
Priority Applications (12)
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EP00909637A EP1178301B1 (en) | 1999-03-18 | 2000-03-15 | Defect marking method and device |
CA002365879A CA2365879C (en) | 1999-03-18 | 2000-03-15 | Method for marking defect and device therefor |
EP07016537A EP1857811A3 (en) | 1999-03-18 | 2000-03-15 | Method for marking defect and device therefor |
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