JP7012886B2 - Marking device - Google Patents
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Description
本発明は、マーキング装置、および突起付き製品の製造方法に関し、特に、ディスペンサを用いてドット状の突起をマーキングするマーキング装置、およびディスペンサを用いてドット状の突起をマーキングすることで突起付き製品を製造する突起付き製品の製造方法に関する。 The present invention relates to a marking device and a method for manufacturing a product with protrusions, and in particular, a marking device for marking dot-shaped protrusions using a dispenser, and a product with protrusions by marking dot-shaped protrusions using a dispenser. Regarding the manufacturing method of the product with protrusions to be manufactured.
従来、この種のマーキング装置として、例えば特許文献1には、ディスペンサを用いて点字を描画して点字表示板を作成する点字表示板作成装置が開示されている。具体的には、特許文献1に開示された点字表示板作成装置では、描画ツールを使用して樹脂で墨画を描画し硬化させた後、ディスペンサを用いて樹脂の点字を描画し硬化させている。
Conventionally, as a marking device of this type, for example,
しかしながら、特許文献1に開示された技術では、インラインで搬送されるワークに対して、ワークを停止させたり逆転させたりすることなく、視覚障害者が利用する点字等のドット状の突起をマーキング(形成)することは難しい。特に、インラインで一定方向に高速搬送されるワークに対して、点字の要件を満たす厚みを有するドット状の突起をディスペンサによってマーキングすることは難しい。
However, in the technique disclosed in
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、インラインで搬送されるワークにドット状の突起をオンデマンドでマーキングすることができるマーキング装置、およびドット状の突起が形成された突起付き製品の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and a marking device capable of marking dot-shaped protrusions on demand on a workpiece transported in-line, and dot-shaped protrusions are formed. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a product with a protrusion.
上記目的を達成するために、本発明に係るマーキング装置の一態様は、搬送路により連続搬送される複数のワークの各々に、液滴を吐出することでドット状の突起をマーキングするマーキング装置であって、一定の周期で前記液滴を非接触で吐出することができるジェット式のディスペンサと、前記突起のマーキングパターンに基づいて、前記一定の周期ごとの複数のタイミングを前記ディスペンサに前記液滴を吐出させる吐出タイミングと前記ディスペンサに前記液滴を吐出させない非吐出タイミングとに分けて、前記吐出タイミングにおいて吐出指令を前記ディスペンサに送信する制御部とを備え、前記ディスペンサは、前記制御部から受信した前記吐出指令に基づき前記液滴を吐出する。 In order to achieve the above object, one aspect of the marking device according to the present invention is a marking device that marks dot-shaped protrusions by ejecting droplets on each of a plurality of workpieces continuously transported by a transport path. Therefore, based on a jet-type dispenser capable of ejecting the droplets in a non-contact manner at a fixed cycle and a marking pattern of the protrusions, the droplets are given to the dispenser at a plurality of timings at each fixed cycle. A control unit for transmitting a discharge command to the dispenser at the discharge timing is provided separately for a discharge timing for discharging the liquid and a non-discharge timing for not discharging the droplet to the dispenser, and the dispenser receives from the control unit. The droplet is ejected based on the ejection command.
また、本発明に係る突起付き製品の製造方法の一態様は、一定の周期で液滴を非接触で吐出することができるジェット式のディスペンサを用いて、搬送路により搬送されるワークにドット状の突起をマーキングすることで、突起付き製品を製造する突起付き製品の製造方法であって、前記突起のマーキングパターンに基づいて、前記一定の周期ごとの複数のタイミングを前記ディスペンサに前記液滴を吐出させる吐出タイミングと、前記ディスペンサに前記液滴を吐出させない非吐出タイミングとに分けて、前記吐出タイミングにおいて吐出指令を前記ディスペンサに送信する制御ステップと、前記吐出指令に基づき、前記ディスペンサから前記液滴を吐出する吐出ステップとを含む。 Further, one aspect of the method for manufacturing a product with protrusions according to the present invention is to use a jet-type dispenser capable of non-contactly ejecting droplets at regular intervals, and to form dots on a workpiece conveyed by a transport path. It is a method of manufacturing a product with protrusions by marking the protrusions of the above, and the droplets are sent to the dispenser at a plurality of timings at a fixed cycle based on the marking pattern of the protrusions. The liquid is discharged from the dispenser based on the control step of transmitting the discharge command to the dispenser at the discharge timing and the non-discharge timing of not discharging the droplet to the dispenser. Includes a ejection step that ejects a drop.
インラインで搬送されるワークにドット状の突起をオンデマンドでマーキングすることができる。 Dot-shaped protrusions can be marked on demand on workpieces transported in-line.
(本発明の一態様を得るに至った経緯)
ワークに突起をマーキングする方法としては、裏打ちによるエンボス加工を利用する方法が知られている。例えば飲料缶の天面には、アルコール飲料とその他とを区別するための点字が、上記の方法によりマーキングされている。しかしながら上記の方法は、裏打ちにより変形可能な材料、および厚みであること等の制限がある。また上記の方法は、生産ラインとは別にエンボス加工の工程を設ける必要があるため煩雑である。(Background to Obtaining One Aspect of the Present Invention)
As a method of marking protrusions on a work, a method of using embossing by lining is known. For example, on the top surface of a beverage can, Braille for distinguishing between alcoholic beverages and others is marked by the above method. However, the above method has restrictions such as a material that can be deformed by the lining and a thickness. Further, the above method is complicated because it is necessary to provide an embossing process separately from the production line.
また、上記の方法とは別に、樹脂材料を塗布してワークに突起をマーキングする方法が知られている。これは例えば、突起をマーキングしたい形状に孔が設けられた板状のスクリーンを用いて、樹脂材料を孔に合わせて塗布、および硬化させることにより、突起をマーキングするシルクスクリーンとして知られる。この方法も生産ラインを止めることなくインラインで実施するには、処理能力等の制限があり、別途樹脂材料を塗布する工程を設けることが一般的である。 Further, apart from the above method, a method of applying a resin material and marking protrusions on the work is known. This is known as, for example, a silk screen for marking protrusions by applying and curing a resin material according to the holes using a plate-shaped screen having holes in a shape for which the protrusions are to be marked. In order to carry out this method in-line without stopping the production line, there are restrictions on the processing capacity and the like, and it is common to provide a separate step of applying a resin material.
また例えば、樹脂材料の塗布方法としては、特許文献1に開示されるような、突起をマーキングしたい位置に沿って移動するノズルから樹脂材料を吐出する方法がある。この場合、樹脂材料が繰り出されたディスペンサ先端を、被マーキング面に接触させて塗布する接触式が用いられる。しかしながら、このような接触式のディスペンサを用いるには、被マーキング面とディスペンサとが接触している期間、両者の相対的な位置関係が一定に保たれる必要がある。
Further, for example, as a method for applying the resin material, there is a method as disclosed in
このため、生産ラインに組み込む(言い換えると、インラインで実施する)には、生産ラインを一度停止させる、または生産ラインと同期してディスペンサを可動式にするといった方法が必要となる。塗布される樹脂材料が立体形状を保つための粘性を有するため、相対的な位置関係が崩れた場合には、ディスペンサ側に引きずられた樹脂材料がワークの他の位置にも塗布される可能性がある。 Therefore, in order to incorporate it into the production line (in other words, it is carried out in-line), it is necessary to stop the production line once or make the dispenser movable in synchronization with the production line. Since the resin material to be applied has viscosity to maintain the three-dimensional shape, if the relative positional relationship is broken, the resin material dragged to the dispenser side may be applied to other positions of the work. There is.
さらに、大量生産されるワークのそれぞれには製造ばらつきがあり、被マーキング面の位置が安定しない。このため例えば、ワークの天面に樹脂材料を塗布する場合、天面よりも上側から樹脂材料を繰り出すディスペンサがワークに接触すること、および接触面積のばらつきにより樹脂材料の塗布量が安定しないといった問題が生じる。このような理由から、上記の接触式のディスペンサを用いる場合は、ワークとディスペンサとの位置が厳密に管理される必要がある。 Further, each of the mass-produced workpieces has manufacturing variations, and the position of the surface to be marked is not stable. Therefore, for example, when the resin material is applied to the top surface of the work, there is a problem that the dispenser that feeds out the resin material from above the top surface comes into contact with the work, and the amount of the resin material applied is not stable due to the variation in the contact area. Occurs. For this reason, when the above-mentioned contact type dispenser is used, the positions of the work and the dispenser need to be strictly controlled.
そこで、本願発明者が鋭意検討した結果、エンボス加工、シルクスクリーン、および接触式のディスペンサに代えてジェット式のディスペンサを用いることで、インラインで搬送されているワークに対して、ワークを停止させたり逆転させたりすることなく、点字等のドット状の突起をオンデマンドでマーキングすることができるという知見を得た。 Therefore, as a result of diligent studies by the inventor of the present application, by using a jet-type dispenser instead of the embossing, silk screen, and contact-type dispensers, the work can be stopped for the work being conveyed in-line. We obtained the finding that dot-shaped protrusions such as Braille can be marked on demand without reversing.
本発明に係るマーキング装置、およびワークに突起がマーキングされた突起付き製品の製造方法は、このような知見に基づいてなされたものである。 The marking device according to the present invention and the method for manufacturing a product with protrusions on which protrusions are marked on the work are based on such knowledge.
さらに本発明により、マーキングするのか否かをワークごと、または製造ロットや品種ごとに任意に設定することができる。このような設定にしたがって本発明に係るマーキング装置は、インラインで搬送されるワークにドット状の突起をオンデマンドでマーキングすることができる。 Further, according to the present invention, it is possible to arbitrarily set whether or not to mark for each work, or for each production lot or product type. According to such a setting, the marking device according to the present invention can mark dot-shaped protrusions on demand on a work to be conveyed in-line.
以下、本発明の実施の形態に係るマーキング装置、および突起付き製品の製造方法について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, a marking device according to an embodiment of the present invention and a method for manufacturing a product with protrusions will be described with reference to the drawings.
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的、または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置、および接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素の内、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 It should be noted that all of the embodiments described below are comprehensive or specific examples. The numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions of the components, connection forms, steps, the order of steps, etc. shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the present invention. Further, among the components in the following embodiments, the components not described in the independent claims will be described as arbitrary components.
また説明に用いられる各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては、同一の符号を付し、重複する説明は省略、または簡略化される場合がある。 Further, each figure used in the explanation is a schematic view and is not necessarily exactly illustrated. Further, in each figure, substantially the same configuration may be designated by the same reference numerals, and duplicate explanations may be omitted or simplified.
(実施の形態1)
[マーキング装置]
はじめに、図1、および図2を用いて実施の形態1に係るマーキング装置について説明する。図1は、実施の形態1に係るマーキング装置100の概略構成図である。図1にはそれぞれ互いに直交するx軸、y軸、およびz軸が示されている。マーキング装置100は、搬送路のベルト面(つまり搬送面)がxy平面上、かつワーク20の移動方向がx軸プラス方向となるように配置されている。また以降では、搬送路のベルト面に垂直なz軸方向において、ワーク20が載置される側をz軸プラス方向(または上方向)、逆側をz軸マイナス方向(または下方向)として説明する。(Embodiment 1)
[Marking device]
First, the marking device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
図1の(a)は、マーキング装置100を含む生産ライン200を上面視した図である。また図1の(b)は、マーキング装置100を含む生産ライン200を横(y軸マイナス方向)から見た図である。また図2は、実施の形態1に係るマーキング装置100の機能ブロック図である。なお、図1の(a)においてはワーク20、およびエンコーダ11の隠れた一部分は、破線で示している。また、図1の(b)ではワーク20の隠れた一部分は、破線で示している。
FIG. 1A is a top view of the
なお、実施の形態においては突起付き製品の製造を想定して説明する。以降においては、生産ライン200上にあるものをワーク20、突起がマーキングされ出荷可能な状態のものを突起付き製品として説明する。
In the embodiment, the description will be made on the assumption that a product with protrusions is manufactured. Hereinafter, the product on the
図1に示すように、本実施の形態におけるマーキング装置100は、ワーク20の生産ライン200に設置され、生産ライン200において搬送されるワーク20のキャップ20aに樹脂材料を吐出し、硬化させることでドット状の突起をマーキングする。ワーク20の生産ライン200とは、例えば、ワーク20の内容物である液体を充填した後のキャップ20aの取り付け作業が行われるラインであり、キャップ20aが取り付けられた複数のワーク20が連続搬送されるものである。特に本実施の形態では、内容物の液体を飲料として説明する。なお内容物は、例えば油脂、洗剤、または塗料等、飲料以外の液体であってもよい。
As shown in FIG. 1, the marking
本実施の形態においては、取り付けられたキャップ20aの天面を被マーキング面として、複数のワーク20の各々について被マーキング面にドット状の突起をマーキングする構成を説明する。キャップ20aの天面は、搬送路の搬送面と平行な面である。したがって、本実施の形態におけるワーク20は、被マーキング面が搬送路の搬送面と平行な面であるものとして説明する。
In the present embodiment, a configuration will be described in which the top surface of the attached
なお、ワーク20は、物品の本体、内容物が充填された容器、または物品が外装箱等にパッケージングされたもの等である。生産ライン200は、上記の容器が準備される内容物の充填前のライン、または外装箱等にパッケージングされた後のライン等であってもよい。したがってマーキング装置100は、一連の突起付き製品の生産におけるいずれの工程に対応する生産ライン200に設置されてもよい。
The
また、物品の本体、内容物が充填された容器、または外装フィルム、もしくは外装箱などのパッケージ等、いずれかの表面(被マーキング面)に対して硬化前の樹脂材料(すなわち液滴)を塗布できれば、ワーク20の形態は、どのようなものであってもよい。また、樹脂材料の定着性を向上させるためのコーティング等の表面加工を適宜実施してもよい。
In addition, a resin material (that is, droplets) before curing is applied to any surface (marked surface) such as the main body of an article, a container filled with contents, an exterior film, or a package such as an exterior box. If possible, the form of the
図2に示すように、本実施の形態におけるマーキング装置100は、エンコーダ11と、検出部12と、ディスペンサ13と、制御部14と、取得部15と、バーティカルベルト16と、硬化部17とを備える。
As shown in FIG. 2, the marking
マーキング装置100は、生産ライン200において、ワーク20を搬送する搬送路に設置される。搬送路とは、具体的にはベルト式のコンベア21である。なお搬送路はこれに限らず、ローラ式、またはリニア式等のコンベアであってもよく、搬送用ロボット等であってもよい。ワーク20をあらかじめ決められた順路に沿って移動させる構成であれば、搬送路はどのような構成であってもよい。
The marking
コンベア21は、一例として、ベルト面21aに載置されるワーク20を400mm/sの速度で、図1に1点鎖線で示す移動方向(x軸プラス方向)に移動させる。なおコンベア21によるワーク20の移動速度(つまり、コンベア21の搬送速度)は、これに限らず、400mm/sより速くてもよく、遅くてもよい。このようなワーク20の移動速度についての制限は、後述するディスペンサ13と併せて説明する。
As an example, the
また、コンベア21のベルト面21aには、ワーク20が平均200mm間隔(つまりピッチ)で複数載置されている。本実施の形態におけるマーキング装置100は、これら複数のワーク20の各々にドット状の突起をマーキングすることができる。つまり、マーキング装置100は、1分あたりに120個のワーク20に突起をマーキングすることができる。なお、ワーク20の載置される間隔も、上記に限らず、200mmよりも広くてもよく、狭くてもよい。ワーク20の載置される間隔についても、ワーク20の移動速度とともにディスペンサ13と併せて後述する。なお、樹脂材料が吐出されるワーク20は、一定間隔に配置されていてもよく、間隔にばらつきのある不揃いな配置であってもよい。
Further, a plurality of
検出部12と、ディスペンサ13と、制御部14と、取得部15とを含むマーキング装置100の本体部10は、コンベア21のベルト面21aから上側に所定距離だけ離間して設置される。所定距離とは、コンベア21により搬送されるワーク20が通過可能な距離であり、マーキング装置100を適用したいワーク20のz軸方向の大きさに合わせて設定される。また、所定距離は、ワーク20の被マーキング面のz軸方向における位置ぶれに対応可能なように構成される。一例として、ワーク20の被マーキング面がz軸方向に2~3mm程度のぶれを有する場合、所定距離は、樹脂材料を吐出するディスペンサ13のノズル13aの下側先端が、ワーク20の被マーキング面と5~10mm程度離間するような値に設定される。マーキング装置100の本体部10は、例えばコンベア21をy軸方向に挟む両側に、上下方向に延在する支柱を設け、当該支柱に支持されることでコンベア21の上側に所定距離だけ離間して設置される。
The
例えば、当該支柱が上下方向に伸縮可能な機構を有すれば、ワーク20の大きさに合わせて本体部10の上下方向における位置を適宜設定可能となる。これにより本体部10の上下方向における位置が所定距離の条件を満たすような、ワーク20ごとの支柱の設計が不要となる。
For example, if the support column has a mechanism that can be expanded and contracted in the vertical direction, the position of the
なお、このような支柱を設けず、本体部10を上から吊り下げる機構で構成してもよい。このような吊り下げ機構は、例えば生産ライン200を有する建物の天井等からチェーン等の手段で吊り下げて構成すればよい。
It should be noted that a mechanism for suspending the
以下ではさらに、マーキング装置100を構成する各構成要素について詳細に説明する。
Hereinafter, each component constituting the marking
[エンコーダ]
エンコーダ11は、コンベア21を動作させる駆動部21bに設けられ、後述する制御部14と通信可能に接続される。エンコーダ11は、例えばサーボモータによって実現される。エンコーダ11は、コンベア21の動作を検出し、動作に対応するパルスを発生(出力)する。発生されたパルスは、パルスの波数がカウントされることで、駆動部21bの駆動量に換算され、コンベア21の動作量(言い換えると、ワーク20の移動量)が算出される。したがって、エンコーダ11によりワーク20の移動量を検出できる。[Encoder]
The
エンコーダ11の発生するパルスは、制御部14において受信され、当該パルスの周期がマスタクロック(つまり、一定の周期)として用いられる。したがって、マスタクロックのカウントにより、制御部14は、ワーク20の移動量を算出できる。なお、エンコーダ11の発生するパルスは、後述するディスペンサ13による樹脂材料の吐出における最大の吐出周波数よりも周波数が大きい。
The pulse generated by the
つまり、エンコーダ11の発生するパルスは、ディスペンサ13による樹脂材料の吐出よりも分解能が高い。したがって、エンコーダ11から発生されるパルスを基に制御される樹脂材料の吐出は、ディスペンサ13からの樹脂材料の吐出に十分な精度で制御される。またエンコーダ11は、設置される箇所もコンベア21の駆動部21bに限定されず、例えばコンベア21のベルト面21aに接して、ワーク20の移動を検出するロータリエンコーダで構成されてもよい。
That is, the pulse generated by the
[検出部]
検出部12は、マーキング装置100の本体部10に含まれ、コンベア21上に載置されたワーク20が、コンベア21の動作に伴って搬送される際のワーク20の位置を検出する。より具体的には検出部12は、カメラと、プロセッサと、メモリとを用い、画像認識等の手段により実現される。例えば検出部12は、ワーク20がカメラによって取得された画像内のどの位置にあるかを、メモリに格納されたソフトウェアを用いて検出する。このような画像認識は、あらかじめソフトウェアに登録されたワーク20の特徴(またはワーク20に付されたマーカー)を認識することで行われる。[Detection unit]
The
このような検出部12は、例えば後述するディスペンサ13の上流側(x軸方向マイナス側)に設置される。さらに検出部12は、搬送面に垂直な方向を撮影し、ワーク20の位置を検出することで樹脂材料を精度よく吐出することができる。つまり、ワーク20が検出部12に対応する位置にあることを検知し、検出部12の設置された位置からディスペンサ13から吐出される樹脂材料の着弾位置までの移動に要する時間だけ経過した後、ディスペンサ13から樹脂材料を吐出させる。
Such a
なお上記のカメラは、下流側に設置されたディスペンサ13が吐出する樹脂材料の着弾位置を撮影できる構成であってもよい。つまり上記のカメラは、当該着弾位置が画角内に入るような広角のレンズを用いて構成すればよい。また、上記のカメラは、上流側に設置されて下流側の着弾位置に向けてレンズの軸方向が傾いて配置される構成であってもよく、下流側に設置されて上流側の着弾位置に向けてレンズの軸方向が傾いて配置される構成であってもよい。上記のカメラの画角内に着弾位置が入るような構成であれば、検出部12の配置はいずれの箇所であってもよい。この場合においては、検出部12が検出したワーク20の位置があらかじめ設定された位置と一致した時に、ディスペンサ13から樹脂材料を吐出させる。
The above camera may have a configuration capable of photographing the landing position of the resin material discharged by the
検出部12は、制御部14と通信可能に接続されており、検出したワーク20の位置を、制御部14へと送信する。検出部12は、ワーク20の単純な位置を送信してもよく、あらかじめ設定された位置と、検出したワーク20の位置とが一致したことを送信する構成であってもよい。
The
なお、検出部12はカメラに替えて、音波、または赤外線の反射を用いた距離センサによって構成されてもよい。また、コンベア21によるワーク20の搬送方向と直交する方向(y軸方向)に、当該コンベア21を挟むように配置された赤外線の送信ユニット、および受信ユニットによるワーク20の通過センサによって構成されてもよい。このような通過センサを用いる場合は、あらかじめ設定された位置(つまり、搬送方向上における通過センサの設置位置)をワーク20が通過したことを制御部14に送信する構成を用いる。
The
[ディスペンサ]
ディスペンサ13は、マーキング装置100の本体部10に含まれ、ワーク20に非接触で樹脂材料を吐出する装置である。ディスペンサ13は、ジェット式により、一定の周期で樹脂材料を吐出することができる。ディスペンサ13からの樹脂材料の吐出は、ピエゾジェット式により行われるが、サーマルジェット式であってもよい。また、応答性高く非接触で樹脂材料を吐出できる構成であれば、どのような方式を用いてもよい。ディスペンサ13は、制御部14と通信可能に接続され、制御部14から受信した、ディスペンサ13に樹脂材料を吐出させる吐出指令に基づき、樹脂材料を吐出する。[Dispenser]
The
より具体的には、ディスペンサ13は、樹脂材料を貯留する貯留室と、ピエゾ素子と、ノズル13aとを有する。制御部14から吐出指令が受信されると、ピエゾ素子の内部電極に電圧が印加され、ピエゾ素子が変形する。ピエゾ素子は、貯留室に当接しており、変形することで貯留室の当接面を押圧する。当該押圧によって貯留室の容積は小さくなり、貯留室の内圧が高まる。これにより貯留室と外部とを連通するノズル13aへと内圧が逃げ、その際に貯留室内の樹脂材料の一部が吐出される。ピエゾ素子の内部電極への電圧印加が解除されると、ピエゾ素子は、もとの形状に復元して貯留室の内圧が低下するため、ノズル13aとは異なって貯留室に連通する樹脂材料の供給管を介して貯留室に樹脂材料が再充填される。
More specifically, the
ディスペンサ13は、このような吐出動作を、吐出指令を受信するごとに繰り返し、各吐出指令ごとに1打滴の樹脂材料を吐出する。ここで、ディスペンサ13より吐出される樹脂材料は例えば、粘度が10Pa・s以上、かつ2000Pa・s以下の高粘度材料である。より好ましくは、樹脂材料の粘度は、15Pa・s以上、かつ2000Pa・s以下の高粘度材料である。このような高粘度材料を用いることで、被マーキング面に吐出された樹脂材料は、硬化前に形状が崩れることなく、ドット状の立体形状を保つことができる。よって、硬化により、触覚で感知可能な突起をマーキングすることができる。
The
ここで、ディスペンサ13による樹脂材料の吐出における最大吐出周波数について説明する。本実施の形態では、突起のマーキングパターンによって、ディスペンサ13に要求される吐出周波数(つまり、1秒間に何打滴の樹脂材料の吐出を行えるか)が異なる。
Here, the maximum discharge frequency in the discharge of the resin material by the
1つのワーク20に対して一打滴のみを行う場合、突起をマーキングしたいワーク20の数に依存して要求される吐出周波数が決定される。要求される吐出周波数以上の最大吐出周波数を有するディスペンサ13であれば好適に用いることができる。例えば、1つのワーク20に対して一打滴のみを行う構成、かつ1分あたりに120個のワーク20に突起をマーキングしたい場合、最大吐出周波数が120個÷60秒=2Hz以上のディスペンサ13を用いればよい。同様に600個のワーク20に突起をマーキングするには、600個÷60秒=10Hz以上のディスペンサ13であればよい。
When only one drop is performed on one
またコンベア21上に載置される複数のワーク20それぞれの間隔は、ワーク20の移動速度、およびマーキングしたいワーク20の数によって規定される。一例として400mm/sで移動し、1分あたりに120個のワーク20に突起がマーキングされる場合は、平均200mm間隔でワーク20が配置される。ワーク20の移動速度は、同じ時間内に同じ数のワーク20に突起をマーキングする場合、ワーク20の載置される間隔と比例関係にあり、移動速度が2倍になれば、載置される間隔も2倍になる。
The distance between each of the plurality of
さらに、1つのワーク20に対して、二打滴以上を行う場合、コンベア21によるワーク20の移動速度と、1つのワーク20における各打滴の間隔とに依存して要求される吐出周波数が決定される。要求される吐出周波数以上の最大吐出周波数を有するディスペンサ13であれば好適に用いることができる。例えば、1つのワーク20に対して二打滴以上を行う構成、かつコンベア21によるワーク20の移動速度が400mm/s、かつ各打滴の間隔が2mmである場合、400mm/s÷2mm=200Hz以上のディスペンサ13を用いればよい。同様に移動速度が1000mm/s、かつ各打滴の間隔が1mmであれば、1000mm/s÷1mm=1000Hz以上のディスペンサ13であればよい。
Further, when two or more drops are performed on one
本実施の形態では、マーキング装置100は、一例として1000Hzの最大吐出周波数を有するディスペンサ13を備えるものとして説明する。つまり、1つのワーク20に対して一打滴のみを行う構成であれば、1分間に60000個のワーク20に突起をマーキングできる。また1つのワーク20に対して二打滴以上を行う構成、かつ各打滴の間隔が2.1mmであれば、2100mm/sのワーク20の移動速度に対応可能である。
In the present embodiment, the marking
なお、ディスペンサ13は、前述したように高粘度の樹脂材料を吐出する。したがって、加温装置を貯留室内、または樹脂材料のタンク等に設けて樹脂材料の粘度を下げ、吐出性能を向上させる構成であってもよい。また、冷却装置を貯留室内、または樹脂材料のタンク等に設けて樹脂材料の粘度を上げ、被マーキング面への着弾後に樹脂材料が立体形状を維持しやすくさせる構成であってもよい。このような付加的な装置は、マーキングに用いるディスペンサ13、および樹脂材料の仕様に合わせ、適宜構成すればよい。また樹脂材料が、高いチキソ性を有する材料で構成される場合、ディスペンサ13は、貯留室、または樹脂材料のタンク等に攪拌装置を設けてもよい。
The
[制御部]
制御部14は、プロセッサと、メモリとによって構成される処理装置であり、マーキング装置100の本体部10に含まれる。制御部14は、エンコーダ11から受信したパルスに基づくワーク20の移動量、および検出部12から受信したワーク20の位置をもとに、樹脂材料を吐出させる吐出指令をディスペンサ13に送信する。[Control unit]
The
より詳しくは、制御部14は、エンコーダ11から取得したパルスの周期をマスタクロックとして用い、樹脂材料の吐出タイミングを決定して、吐出指令をディスペンサ13に送信する。さらに具体的には、制御部14は、エンコーダ11からパルスの周期を取得し、周期ごとの複数のタイミングを吐出タイミングと、非吐出タイミングとに分ける。この際、制御部14は、後述する取得部15において取得した突起のマーキングパターンに基づいて、吐出タイミング、および非吐出タイミングを分ける。なお、吐出タイミングは、ディスペンサ13に樹脂材料を吐出させるタイミングであり、非吐出タイミングは、ディスペンサ13に樹脂材料を吐出させないタイミングである。
More specifically, the
制御部14は、このようにして複数のタイミングから分けられた吐出タイミングと、非吐出タイミングとを含むタイミングチャートを生成し、タイミングチャート上の吐出タイミングにおいてディスペンサ13へと吐出指令を送信する。これにより、制御部14は、突起のマーキングパターンにしたがった樹脂材料の吐出をディスペンサ13に行わせる。
The
[取得部]
取得部15は、マーキングパターンを示す情報を取得する装置であり、マーキング装置100の本体部10に含まれる。取得部15は、取得したマーキングパターンを示す情報を制御部14へと送信する。したがって、取得部15は、制御部14と通信可能に接続され、また、マーキングパターンを示す情報を生成する外部の装置22とも通信可能に接続されている。図2に示すように、取得部15は、無線により外部の装置22と通信可能に接続されるが、有線により接続されてもよい。[Acquisition department]
The
外部の装置22とは例えば、マーキング装置100に備えられたタッチパネル等のユーザインタフェースである。タッチパネルを介してユーザによって入力された突起のマーキングパターンは、マーキングパターンを示す情報に含まれ、取得部15により取得される。なお外部の装置22は、携帯端末であってもよく、携帯端末に格納されたアプリケーションによって生成されたマーキングパターンを示す情報を取得部15へと送信する構成であってもよい。
The
[バーティカルベルト]
バーティカルベルト16は、ベルト面が互いに向かい合う少なくとも2つのベルト16aと、少なくとも2つのベルト16aを回転させるプーリ16bとを有する。バーティカルベルト16は、コンベア21とワーク20とが重なる方向(つまり上方向)からみた上面視において、コンベア21によるワーク20の移動方向と直交する方向(y軸方向)における両側から、少なくとも2つのベルト16aのベルト面によってワーク20を挟持するよう配置される。[Vertical belt]
The
バーティカルベルト16は、上記構成によって、ワーク20を挟持し、コンベア21によるワーク20の移動等に伴う被マーキング面のぶれを抑制する。なお、バーティカルベルト16は、コンベア21によるワーク20の移動と同期していることが望ましい。つまり、バーティカルベルト16のプーリ16bは、コンベア21によるワーク20の移動速度と対応する速度で少なくとも2つのベルト16aを回転させる構成である。
With the above configuration, the
なお、バーティカルベルト16のプーリ16bは、コンベア21の駆動部21bと同期するため、ギア等の適切な動力伝達手段によって駆動力を共通化した構成であってもよい。
Since the
また例えば、被マーキング面が十分の広さ、かつ被マーキング面のどの位置に突起がマーキングされてもよい場合、このようなy軸方向におけるワーク20のぶれを抑制する必要がないことがある。よってこのような場合においては、バーティカルベルト16は備えられなくてもよい。また、バーティカルベルト16に代えて、y軸方向におけるワーク20のぶれを一部抑制するガイドレールを設ける構成であってもよい。
Further, for example, when the surface to be marked is sufficiently wide and the protrusion may be marked at any position on the surface to be marked, it may not be necessary to suppress such blurring of the
[硬化部]
硬化部17は、吐出された樹脂材料による立体形状を硬化させるための硬化手段を備える装置である。ここで、本実施の形態においては、飲料を生産するラインであるため、加温による樹脂の硬化を用いないことが望ましく、例えば樹脂材料は、紫外光硬化性樹脂によって構成される。つまり、樹脂材料が硬化されるには紫外光が照射される必要がある。したがって、硬化部17は、ワーク20の被マーキング面に吐出された樹脂材料による立体形状に対して紫外光を照射する光源を含む。また硬化部17は、ワーク20の被マーキング面に対して吐出された樹脂材料の量に合わせ、必要な時間だけ紫外光が照射されるように、コンベア21によるワーク20の移動方向に沿って延在している。[Hardened part]
The curing
また、硬化部17は、制御部14によって制御されてもよい。より具体的には制御部14は、吐出された樹脂材料の量とワーク20の位置とにより、硬化部17の紫外光照射範囲にワーク20が進入した時点から、必要な硬化時間のみ硬化部17の光源を点灯し、当該硬化時間が経過した時点で、光源を消灯する構成であってもよい。また、制御部14は、光源の発光強度を制御してもよい。
Further, the curing
また硬化部17は、樹脂材料の硬化特性に合わせ、適宜樹脂材料を硬化させるために作用する装置に代えられてもよい。
Further, the cured
[マーキング装置の動作]
次に、図3を用いて、以上に説明したマーキング装置100の動作について説明する。図3は、実施の形態1に係るマーキング装置100の動作を説明するフローチャートである。[Operation of marking device]
Next, the operation of the marking
はじめに、取得部15は、突起付き製品においてマーキングされる突起のマーキングパターンを示す情報を取得する(S101)。これは、外部の装置22と通信することにより、外部の装置22の有するマーキングパターンを示す情報を取得部15が受信して行われる。取得されたマーキングパターンを示す情報は、さらに制御部14へと送信され、制御部14の有するメモリに格納される。
First, the
制御部14は、格納されたマーキングパターンを示す情報を読み出し、吐出タイミングと、非吐出タイミングとを、マーキングパターンにしたがって配列したタイミングチャートを生成する。
The
制御部14は、エンコーダ11が発生するパルスから、ワーク20の移動量を検出する(S102)。具体的には、エンコーダ11から送信されるパルスを受信し、当該パルスの周期をマスタクロックとして、マスタクロックのカウントにより、制御部14は、コンベア21によって移動するワーク20の移動量を検出する。制御部14は、生成したタイミングチャートを、検出したワーク20の移動量を基に更新する。より具体的には、タイミングチャートに含まれる吐出タイミング、または非吐出タイミングである複数のタイミングそれぞれの間の長さを設定し、各吐出または非吐出から、次の吐出または非吐出までの間にワーク20が移動する距離を設定する。
The
また上記のようなエンコーダ11による移動量の検出は、継続的に実行される。よって制御部14は、ワークの移動量検出を開始し、以降継続的にワーク20の移動量を検出している。つまり、コンベア21の動作量の変動があった際、制御部14では、周期の変動したパルスが受信され、これに同期してマスタクロックが変動する。ここで、タイミングチャート上に設定される複数のタイミングそれぞれの間のワーク20の移動する距離は、マスタクロックに基づいて指定される。つまり、タイミングチャートは、樹脂材料の吐出または非吐出から次の吐出または非吐出までの間にエンコーダ11が発生するパルスの波数がいくつであるかを指定している。このため、制御部14は、マスタクロックの変動からワーク20の移動量の変動を検出し、タイミングチャートを更新することで、コンベア21の動作量の変動に左右されず正確に樹脂材料の吐出を制御することができる。
Further, the detection of the movement amount by the
言い換えると、制御部14は、ここまでの処理によりマスタクロック上の複数のタイミングを、マーキングパターンに基づいて吐出タイミングと非吐出タイミングとに分けて、樹脂材料を正確に吐出できる吐出タイミングを含むタイミングチャートを生成している。
In other words, the
ここで、検出部12は、コンベア21によって移動するワーク20の位置を、画像認識により検出する(S103)。より具体的には、ワーク20の上面(キャップ20aの取り付けられた面)のうち、キャップ20aよりもx軸方向プラス側の一部の箇所にあらかじめ印刷されたマーカーを画像認識により認識し、取得される画像内でマーカーの位置がどこにあるかを基にワーク20の位置を検出する。検出されたワーク20の位置は、制御部14へと送信される。このようなワーク20の位置の検出は、継続的に実行される。よって検出部12は、ワークの位置検出を開始し、以降継続的にワーク20の位置を送信している。
Here, the
例えば、マーキングパターンに少なくとも2つの吐出タイミングが関連付けられていた場合を説明する。これら少なくとも2つの吐出タイミングのうち1回目の吐出タイミングは、検出部12によって検出されたワーク20の位置と、あらかじめ設定された所定の位置とが一致した時点に基づく。つまり、所定の位置からディスペンサ13のノズル13aに対応する位置までワーク20が移動するのに要する時間が経過した時点が1回目の吐出タイミングである。このような移動に要する時間は、エンコーダ11から受信するパルスに基づくワーク20の移動量をもとに計算される。
For example, a case where at least two discharge timings are associated with the marking pattern will be described. The first ejection timing of these at least two ejection timings is based on the time when the position of the
したがって、検出部12により検出されたワーク20の位置が、あらかじめ設定された所定の位置と一致し、ワーク20が移動するのに要する時間が経過した後、制御部14は、タイミングチャート上の1回目の吐出タイミングにおける吐出指令をディスペンサ13へと送信する制御ステップ(S104)を実施する。ディスペンサ13は、受信した吐出指令にしたがってワーク20に非接触で樹脂材料を吐出する吐出ステップ(S105)を実施する。ここで、樹脂材料の吐出量は、一例として、マーキングされた突起の高さが少なくとも0.5mmよりも高くなるように、硬化の際に揮発する溶剤、および流動性に起因する樹脂材料による立体形状の径方向への広がり等を考慮して設定される。
Therefore, after the position of the
なお、所定の位置とは、タイミングチャートの生成、更新、送受信、および受信してから樹脂材料の吐出動作に入るまでの処理時間、ならびに樹脂材料が吐出されてから着弾されるまでの飛翔時間等、タイムラグを考慮して設定される。したがって所定の位置は、ディスペンサ13のノズル13aに対応する位置までの距離に加え、タイムラグ内におけるワーク20の移動距離に対応する距離だけ、x軸方向の上流側(マイナス側)に設定される。
The predetermined position includes the processing time from the generation, update, transmission / reception, and reception of the timing chart to the start of the resin material ejection operation, and the flight time from the ejection of the resin material to the impact. , Set in consideration of the time lag. Therefore, the predetermined position is set on the upstream side (minus side) in the x-axis direction by the distance corresponding to the moving distance of the
さらに制御部14は、タイミングチャート上の吐出タイミングごとに吐出指令を送信し(S104)、ディスペンサ13に樹脂材料を吐出させる動作(S105)を実施させる。また、前述したようにコンベア21の動作量の変動、つまりワーク20の移動量の変動が検出された際には、ディスペンサ13は、更新されたタイミングチャートに基づく吐出タイミングにおいて制御部14から送信された吐出指令を受信し、樹脂材料の吐出を実施する。このようにして、マーキング装置100は、マーキングパターンにしたがって樹脂材料を被マーキング面に吐出する。したがって、マーキング装置100は、インラインで搬送されるワーク20にドット状の突起をオンデマンドでマーキングすることができる。
Further, the
一方、例えば、マーキングパターンに、1つの吐出タイミングが関連付けられていた場合を説明する。この場合、上記同様に検出部12により検出されたワーク20の位置が、あらかじめ設定された所定の位置と一致し、ワーク20が移動するのに要する時間が経過した後、制御部14は、吐出指令をディスペンサ13へと送信する制御ステップ(S104)を実施してもよい。
On the other hand, for example, a case where one discharge timing is associated with the marking pattern will be described. In this case, similarly, the position of the
また例えば、コンベア21上における複数のワーク20の載置される間隔が一定である条件においては、一定の間隔でディスペンサ13から樹脂材料が吐出されればよい。したがって、検出部12によらず、エンコーダ11から送信されるパルスに基づき一定間隔でディスペンサ13に吐出指令を送信する(S104)構成であってもよい。この場合、ワーク20を整列する整列装置を備え、当該整列装置によって複数のワーク20それぞれの位置をディスペンサ13による樹脂材料の吐出間隔に整合する構成であってもよい。
Further, for example, under the condition that the intervals at which the plurality of
このような整列装置は例えば、等間隔に並ぶ櫛歯状の複数のホルダそれぞれにより、コンベア21の動作に逆らって複数のワーク20それぞれの移動を等間隔に止めることで実現される。その後、複数のホルダを同時に解除することで、ワーク20を再度コンベア21の駆動による移動に戻す。この複数のホルダの解除のタイミングをディスペンサ13の吐出のタイミングと整合することで、マーキング装置100は、このような構成においてもインラインで搬送されるワーク20にドット状の突起をオンデマンドでマーキングすることができる。
Such an alignment device is realized, for example, by stopping the movement of each of the plurality of
以上の動作によりワーク20の被マーキング面に吐出された樹脂材料は、上記で説明したように高粘度の材料であるため、立体形状を有したままコンベア21によって移動を継続する。コンベア21によるワーク20の移動方向下流には、さらに硬化部17が設置されており、樹脂材料が吐出され終えたワーク20は、コンベア21の動作に伴って硬化部17に対応する位置へと移動し、樹脂材料による立体形状が硬化される。より詳しくは、硬化部17は、紫外光を照射する光源を備え、常に点灯状態となっている。本実施の形態における樹脂材料は、前述したように紫外光硬化性樹脂であり、硬化部17に対応する位置を通過した際に紫外光が照射されるため(S106)、被マーキング面上の樹脂材料による立体形状は、硬化される。
Since the resin material discharged to the marked surface of the
樹脂材料が硬化し形成された突起の色は、例えば被マーキング面と同色であるが、これに限定されない。形成された突起は、被マーキング面と異なる色であってもよい。例えば、形成された突起は透明であり、当該突起が透過されて被マーキング面が健常者により視認できる構成でもよい。この場合、被マーキング面に対して配色、および濃淡により健常者が視認可能な情報が印刷されていてもよい。つまり被マーキング面の色についても、限定なく任意の配色を構成できる。 The color of the protrusions formed by curing the resin material is, for example, the same color as the surface to be marked, but is not limited thereto. The formed protrusions may have a different color from the surface to be marked. For example, the formed protrusions may be transparent, and the protrusions may be transmitted through the protrusions so that the surface to be marked can be visually recognized by a healthy person. In this case, information that can be visually recognized by a healthy person may be printed on the surface to be marked by the color scheme and shading. That is, any color scheme can be configured without limitation for the color of the surface to be marked.
なお、以上では、1つのワーク20に対してドット状の突起が1つ、または複数である構成を説明した。特に複数の突起をマーキングする構成について、ディスペンサ13が、上面視におけるワーク20の移動方向と直交する方向(y軸方向)に走査可能に構成されていれば、ドット状の突起を3行2列の6点についてマーキングすることができる。つまり、ワーク20の被マーキング面に複数、かつ3行2列の6点を単位とする突起をマーキングし、これらの突起により6点点字が構成されることも可能である。
In the above, the configuration in which one or more dot-shaped protrusions are provided for one
以上の動作が、生産ライン200を流れる複数のワーク20のそれぞれに対して順次実施される。したがって、マーキング装置100は、大量生産される突起付き製品の生産ライン200に組み込まれ、インラインで搬送されるワーク20のそれぞれに対してドット状の突起をワーク20の移動、および突起のマーキングパターンに基づいてオンデマンドでマーキングすることができる。
The above operation is sequentially performed for each of the plurality of
[効果]
以上説明したように、本実施の形態におけるマーキング装置100は、ジェット式のディスペンサ13と、突起のマーキングパターンに基づいて、一定の周期ごとの複数のタイミングを吐出タイミングと非吐出タイミングとに分け、吐出タイミングにおいて吐出指令をディスペンサ13に送信する制御部14とを備え、ディスペンサ13は、受信した吐出指令に基づき樹脂材料を吐出する。[effect]
As described above, the marking
ジェット式のディスペンサ13により、マーキング装置100は、高速に樹脂材料の吐出が実行でき、マーキングパターンから吐出、および非吐出のタイミングを設定してディスペンサ13を制御することで、高速にマーキングパターンに基づく樹脂材料の吐出を実現できる。よって、マーキング装置100は、生産ライン200に組み込まれ(インラインで)、かつ生産性を低下させることなく、搬送されているワーク20にオンデマンドでドット状の突起をマーキングできる。
The jet-
また例えば、マーキング装置100はさらに、コンベア21に設けられ、ワーク20の移動に対応するパルスを出力するエンコーダ11を備え、一定の周期は、エンコーダ11の出力するパルスの周期であってもよい。
Further, for example, the marking
これにより、エンコーダ11から送信されたパルスをもとにコンベア21の動作量、つまり載置されたワーク20の移動量を検出できる。よって、ワーク20の移動量の変動があった際にも、変動に対応して正確にワーク20の被マーキング面に樹脂材料を吐出できる。
Thereby, the operating amount of the
また例えば、マーキング装置100はさらに、ワーク20の位置を検出する検出部12を備え、マーキングパターンは、少なくとも2つの吐出タイミングと関連付けられ、少なくとも2つの吐出タイミングのうち1回目の吐出タイミングは、検出部12によって検出されたワーク20の位置と、あらかじめ設定された所定の位置とが一致した時点に基づいてもよい。
Further, for example, the marking
これにより、コンベア21により移動するワーク20の位置を検出し、検出したワーク20の位置をもとに樹脂材料の吐出を行うことができる。よって、コンベア21に載置されたワーク20の載置間隔にばらつきがあってもワーク20の位置を起点として、正確にワーク20の被マーキング面に樹脂材料を吐出することができる。
As a result, the position of the
また例えば、マーキング装置100はさらに、マーキングパターンを示す情報を取得する取得部15を備えてもよい。
Further, for example, the marking
これにより、既存の入力装置等、または携帯端末等にアプリケーションを導入すること等により構成される外部の装置22において指定されたマーキングパターンを取得することができる。よってマーキングパターンの指定のための装置を新たに備える必要がなく、簡便なマーキング装置100を実現できる。
As a result, it is possible to acquire the marking pattern specified by the
また例えば、突起の高さは、少なくとも0.5mmであるとよい。 Further, for example, the height of the protrusion may be at least 0.5 mm.
これにより、マーキング装置100によってマーキングされるドット状の突起は、触覚で容易に識別可能な形状となる。よって、視覚障害者における判読性の高い突起をマーキングすることができる。
As a result, the dot-shaped protrusions marked by the marking
また例えば、コンベア21の搬送速度は、400mm/s以上であってもよい。
Further, for example, the transport speed of the
これにより、少なくとも400mm/sの搬送速度の生産ライン200にマーキング装置100を組み込むことができる。よって、生産ライン200の生産性を一定以上に保つことができる。
As a result, the marking
また例えば、ワーク20は、コンベア21上に複数載置され、マーキング装置100は、1分あたりに少なくとも120個のワーク20に突起をマーキングしてもよい。
Further, for example, a plurality of
これにより、少なくとも1分あたりに120個のワーク20が生産される生産ライン200にマーキング装置100を組み込むことができる。よって、生産ライン200の生産性を一定以上に保つことができる。
As a result, the marking
また例えば、マーキング装置100は、ワーク20に複数の突起をマーキングし、複数の突起により点字が構成されてもよい。
Further, for example, the marking
これにより、マーキング装置100は、生産ライン200の生産性を大きく損なうことなく、ワーク20の被マーキング面に対して点字を構成できる。よって、視覚障害者において判別可能かつ、より多くの情報を有するドット状の突起をマーキングできる。
As a result, the marking
また例えば、樹脂材料は、紫外光硬化性樹脂によって構成され、マーキング装置100は、ワーク20に吐出された樹脂材料による立体形状に紫外光を照射し、樹脂材料を硬化させる硬化部17をさらに備えてもよい。
Further, for example, the resin material is composed of an ultraviolet photocurable resin, and the marking
これにより、マーキング装置100は、紫外光照射により迅速に樹脂材料による立体形状を硬化させることができ、生産ライン200の生産性を大きく損なうことなく、ドット状の突起をマーキングすることができる。
As a result, the marking
また例えば、樹脂材料は、粘度が10Pa・s以上、かつ2000Pa・s以下の高粘度材料であってもよい。 Further, for example, the resin material may be a high-viscosity material having a viscosity of 10 Pa · s or more and 2000 Pa · s or less.
これにより、ワーク20の被マーキング面に吐出された樹脂材料は、立体形状を有したまま硬化される。よって、ドット状の突起をマーキングすることができる。
As a result, the resin material discharged to the marked surface of the
さらに以上の構成により、マーキング装置100は、生産ライン200の停止や加減速を伴うもの、ワーク20の載置間隔(ピッチ)が一定でなく、不揃いにワークが配置されたものを含む、幅広い生産ライン200に適合可能である。したがって、マーキング装置100は、各種製品を生産する既存の生産ライン200に、付加的に導入することができる。このような各種製品の生産ライン200に対して、本発明のマーキング装置100を導入することで、例えば、視覚障害者において、触覚により判読可能な点字等のドット状の突起を容易にマーキングすることができる。
Further, with the above configuration, the marking
(実施の形態1の変形例1)
次に、実施の形態1の変形例1に係るマーキング装置について説明する。(
Next, the marking device according to the first modification of the first embodiment will be described.
前述した実施の形態1では、ワーク20の被マーキング面が、コンベア21のワーク20が載置される搬送面と平行な面である例について説明した。これに対し、本変形例では、ワークの被マーキング面が、コンベア21のワークが載置される搬送面に対して傾斜している面である例について説明する。すなわち、本変形例では、以上のような搬送面に対して被マーキング面が傾斜しているワークにドット状の突起をマーキングできるマーキング装置について説明する。
In the first embodiment described above, an example in which the marked surface of the
図4は、実施の形態1の変形例1に係るマーキング装置101を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a
図4の(a)は、実施の形態1におけるワーク20とディスペンサ13との相対的な位置関係を示している。図4の(b)は、変形例1におけるワーク23とディスペンサ13との相対的な位置関係を示している。なお、本変形例では、マーキング装置101のうちディスペンサ13に着目して図示し、その他については省略する。
FIG. 4A shows the relative positional relationship between the
図4の(a)に示すように、実施の形態1におけるワーク20の被マーキング面は、液体飲料が充填される容器のキャップ20aにおける天面であり、コンベア21のワーク20が載置される搬送面と平行な面である。このような被マーキング面に対して、ディスペンサ13は、ノズル13aの軸方向が、被マーキング面の鉛直方向と略一致する構成である。したがってノズル13aの軸方向は、ワーク20の搬送面においても鉛直方向と略一致する関係にある。これは、ワーク20の被マーキング面が、搬送面に対して平行な面であるため、重力方向にしたがう方向に樹脂材料を吐出させる構成が、樹脂材料の着弾位置の精度が高くなるため最も好適な構成であることによる。
As shown in FIG. 4A, the marked surface of the
図4の(b)に示す本変形例におけるワーク23の被マーキング面は、液体飲料が充填される容器のキャップ23aにおける天面である点で前述の実施の形態1と共通している。しかしながら当該天面は、コンベア21のワーク23が載置される搬送面と所定の角度をなす面である点で実施の形態1とは異なっている。被マーキング面が搬送面に対して傾斜しているワーク23に、図4の(a)に示した搬送面の鉛直方向とノズル13aの軸方向とが略一致する構成を適用した場合、被マーキング面に対して傾斜した方向から樹脂材料が進入するため、着弾ずれに対する許容範囲が狭くなる。つまり、要求される着弾位置の精度がより高くなる。
The marked surface of the
また、吐出された樹脂材料の推進力が、被マーキング面の傾斜方向に慣性として作用するため、着弾後、樹脂材料が傾斜方向に向かって被マーキング面上を流れ、立体形状を維持できずドット状の突起がマーキングできない可能性がある。吐出された樹脂材料の進行を停止させるためには、吐出された樹脂材料の進行方向に対して垂直な面で樹脂材料が着弾される被マーキング面であることが望ましい。 In addition, since the propulsive force of the discharged resin material acts as inertia in the inclined direction of the marked surface, the resin material flows on the marked surface in the inclined direction after landing, and the three-dimensional shape cannot be maintained. It may not be possible to mark the shaped protrusions. In order to stop the progress of the discharged resin material, it is desirable that the surface to be marked is such that the resin material is landed on a surface perpendicular to the traveling direction of the discharged resin material.
よって、図4の(b)に示すように本変形例におけるディスペンサ13は、樹脂材料の進行方向を被マーキング面に対して鉛直方向となるように傾斜して配置される。このような配置により、ディスペンサ13は、ノズル13aの軸方向と、被マーキング面の鉛直方向とが略一致する。ノズル13aから吐出される樹脂材料は、進行方向がノズル13aの軸方向と略一致し、被マーキング面に対して鉛直方向から侵入する。よって、搬送面に対して傾斜した被マーキング面を有するワーク23に対しても着弾位置の精度が高く、正確にドット状の突起をマーキングできるマーキング装置101を実現できる。
Therefore, as shown in FIG. 4B, the
なお、ノズル13aの軸方向が被マーキング面の鉛直方向と略一致すれば、同様の効果が得られる。したがって、ディスペンサ13とノズル13aとを傾斜させてノズル13aの軸方向を搬送面に対して傾斜させてもよい。また、本体部10とディスペンサ13とを傾斜させてノズル13aの軸方向を搬送面に対して傾斜させてもよい。また、マーキング装置101と本体部10とを傾斜させてノズル13aの軸方向を搬送面に対して傾斜させてもよい。さらに、ノズル13aが重力方向に樹脂材料を吐出し、当該重力方向と直交する水平面に対して搬送面が傾斜することで、被マーキング面の傾斜を緩和する構成であってもよい。このような構成はコンベア21、またはバーティカルベルト16を傾斜させることで実現してもよい。
If the axial direction of the
以上説明したように、本変形例におけるマーキング装置101において、コンベア21により搬送されるワーク23は、ワーク23が載置される搬送面に対して、突起が形成される被マーキング面が傾斜しており、ディスペンサ13は、被マーキング面の鉛直方向と、樹脂材料が吐出されるノズル13aの軸方向とが一致するよう、搬送面に対して傾斜して配置される。
As described above, in the
これにより、マーキング装置101は、搬送面に対して傾斜した被マーキング面を有するワーク23に対して、同様に傾斜したディスペンサ13を用いて樹脂材料の吐出を実施できる。よってマーキング装置101は、着弾位置の精度が高く、正確にドット状の突起をマーキングできる。本変形例におけるマーキング装置101は、前述した実施の形態1に対して、ワーク23の被マーキング面の傾斜に対応してディスペンサ13が傾斜するため、より多様なワークにドット状の突起をマーキングすることができる。
As a result, the marking
(実施の形態1の変形例2)
次に、実施の形態1の変形例2に係るマーキング装置について、図5を用いて説明する。図5は、実施の形態1の変形例2に係るマーキング装置102を説明する概略構成図である。(Modification 2 of Embodiment 1)
Next, the marking device according to the second modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating the marking
図5の(a)は、マーキング装置102を含む生産ライン201を上面視した図である。また図5の(b)は、マーキング装置102を含む生産ライン201を横から見た図である。なお、図1と同様に、図5の(a)、および図5の(b)においては、ワーク20の隠れた一部分は、破線で示している。なお、生産ライン201のコンベア21の硬化部17よりも上流側(x軸マイナス側)は、省略されている。また本変形例においては、樹脂材料の硬化により形成された突起の検査を行う。したがって、検査が完了するまでの生産ライン201上にあるものをワーク20、検査が完了し出荷可能と判断された状態のものを突起付き製品として説明する。
FIG. 5A is a top view of the
本変形例では、さらに、ワーク20上にマーキングされた突起に対して負荷を付与する負荷装置と、負荷装置によって負荷が付与された後の突起を観察する観察装置とを有し、ワーク20上の突起が所定の脱落耐性を有するか否かを検査する検査部を備えるマーキング装置102について説明する。
In this modification, a load device for applying a load to the protrusions marked on the
図5は、生産ライン201に設置されたマーキング装置102における硬化部17のさらに下流(x軸プラス側)を示している。図5に示すように、硬化部17の下流には、負荷ローラ31(負荷装置の一例)と、観察カメラ32(観察装置の一例)とが、この順で配置されている。負荷ローラ31、および観察カメラ32は、ワーク20上の突起が所定の脱落耐性を有するか否かを検査する検査部を構成している。
FIG. 5 shows a further downstream side (x-axis plus side) of the hardened
以下では、さらに負荷ローラ31、および観察カメラ32について詳細に説明する。
Hereinafter, the
[負荷ローラ]
負荷ローラ31は、モータと、モータの駆動により当該モータの回転軸回りに回転する円筒状のローラと、ローラの径方向に沿って形成された毛状部材を含むブラシとを有する。モータは所定の速度と力でブラシが形成されたローラを回転させる。ローラとともに回転されるブラシは、ワーク20に対してマーキングされた突起に毛状部材が接触する。負荷ローラ31は、モータの力(トルク)と毛状部材の硬度とにより、突起に対して付与する所定の負荷が設定されている。所定の負荷とは、生産された突起付き製品の取り扱い時に、突起に対して付与されうる負荷を仮想的に設定した値であり、突起付き製品の輸送中における振動に伴う負荷等が設定される。[Load roller]
The
なお、実際に突起に対して付与される負荷は、あらゆる方向の力を有するため、負荷ローラ31は、複数の方向の力を突起に付与できるよう、複数備えられてもよい。また、突起に対して付与されうる様々な負荷に合わせて、負荷ローラ31は、任意の突起脱落につながる負荷を付与する装置に代えられてもよい。
Since the load actually applied to the protrusion has a force in all directions, a plurality of
[観察カメラ]
観察カメラ32は、ワーク20上にマーキングされた突起が、突起のマーキングパターンにしたがって形成されているか否かを判定するための画像を取得するカメラである。観察カメラ32にはさらに、プロセッサと、メモリと、アプリケーションとにより構成される処理装置が備えられる。観察カメラ32は、当該処理装置により、取得された画像を解析することで、ワーク20上にマーキングされた突起が脱落しているか否かを判定する。[Observation camera]
The
なお、観察カメラ32は、負荷ローラ31による突起の脱落だけでなく、ディスペンサ13の吐出不良等による突起の形成不良を検出する機能を備えてもよい。
The
観察カメラ32はさらに、突起が脱落していると判定される画像を取得した際に、生産ライン201の管理者(例えば突起付き製品の製造責任者等)に対して警報を発する警報信号を出力する構成であってもよい。また、観察カメラ32は、突起が脱落していると判定される画像を取得した際に、生産ライン201を停止させる停止信号を出力する構成であってもよい。
The
以上説明したように、本変形例におけるマーキング装置102はさらに、ワーク20上にマーキングされた突起に対して負荷を付与する負荷ローラ31と、負荷ローラ31によって負荷が付与された後の突起を観察する観察カメラ32とを有し、ワーク20上の突起が所定の脱落耐性を有するか否かを検査する検査部を備える。
As described above, the marking
これにより、マーキング装置102はマーキングされた突起が正常に形成されているか否かを判定し、大量生産される複数の突起付き製品のそれぞれについて正確にドット状の突起をマーキングできていることを保証できる。なお、本変形例は、実施の形態1だけでなく前述の変形例1にも適用することができる。
As a result, the marking
(実施の形態2)
次に、図6を用いて実施の形態2に係るマーキング装置について説明する。図6は、実施の形態2に係るマーキング装置103を説明するディスペンサ40の拡大斜視図である。なお、本実施の形態においては、主としてディスペンサの構成が異なるため、主に実施の形態1におけるディスペンサ13との違いを説明し、その他の実質的に同一の構成要素については、説明を省略する。(Embodiment 2)
Next, the marking device according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an enlarged perspective view of a
[ディスペンサ]
本実施の形態におけるマーキング装置103は、複数のディスペンサ40を備える点で実施の形態1におけるマーキング装置100とは異なっている。図6には、複数のディスペンサ40と、被マーキング面を天面に有する、液体飲料が充填された容器のキャップ20aが図示されている。キャップ20aの天面には、複数のディスペンサ40から吐出された立体形状45が形成されている。また複数のディスペンサ40は、本説明ではディスペンサ41、ディスペンサ42、およびディスペンサ43の3つのディスペンサによって構成されているがこれに限られない。複数のディスペンサ40の数は、4つであってもよく、5つであってもよく、6つであってもよい。複数のディスペンサ40の数は、マーキングパターンに合わせ、また被マーキング面の広さなど、種々の制限を加味して適宜設定される。[Dispenser]
The marking
また、ディスペンサ41~43のそれぞれは、樹脂材料を吐出するノズル41a~43aを有する。
Further, each of the
ここで、複数のディスペンサ40のそれぞれには、制御部14から吐出指令が送信され、それぞれのディスペンサ41~43は、独立して樹脂材料を吐出できる。より具体的には、ディスペンサ41は、ディスペンサ41に樹脂材料を吐出させる吐出指令を、制御部14から受信する。また、ディスペンサ42は、ディスペンサ42に樹脂材料を吐出させる吐出指令を、制御部14から受信する。また、ディスペンサ43は、ディスペンサ43に樹脂材料を吐出させる吐出指令を、制御部14から受信する。
Here, a discharge command is transmitted from the
複数のディスペンサ40のうちそれぞれのディスペンサ41~43は、マーキングパターン上において樹脂材料を吐出する行がそれぞれ割り当てられている。つまりディスペンサ41~43は、ワーク20の移動方向と直交する方向の位置が固定され、当該直交する方向におけるそれぞれの位置での樹脂材料の吐出が割り当てられている。このため、それぞれのノズル41a~43aは、ワーク20の移動方向と直交する方向に、互いにずれるように配置され、各ディスペンサ41~43に割り当てられた、マーキングパターン上の第1行i~第3行iii(図6中の2点鎖線)に指定された行パターンにしたがって樹脂材料の吐出を実施する。
Of the plurality of
[マーキング装置の動作]
本実施の形態におけるディスペンサ40による樹脂材料の吐出について、図7を用いて説明する。図7は、実施の形態2に係るマーキング装置103の動作を説明する図である。[Operation of marking device]
The discharge of the resin material by the
図7には、複数のディスペンサ40と、キャップ20aの被マーキング面が示され、被マーキング面に対応するマーキングパターン400を仮想的に重ね合わせて示している。
FIG. 7 shows the plurality of
図7では、一例としてマーキングパターン400に示される突起の行列が3つのディスペンサそれぞれに1行ずつ(第1行i~第3行iii)割り当てられた際の樹脂材料の吐出を、一打滴ごとに区切って示している。また、図7では、マーキングパターン400の移動(つまりワーク20の被マーキング面の移動)は、紙面右側から左側に向けての方向の移動である。
In FIG. 7, as an example, when a matrix of protrusions shown in the
図7の(a)は、第1打滴における複数のディスペンサ40の動作を示している。また、図7の(b)は、第2打滴における複数のディスペンサ40の動作を示している。また、図7の(c)は、第3打滴における複数のディスペンサ40の動作を示している。また、図7の(d)は、第4打滴における複数のディスペンサ40の動作を示している。
FIG. 7A shows the operation of the plurality of
図7の(a)では、コンベア21の動作により移動しているワーク20において、第1行iに示される吐出タイミング(吐出位置)と、ディスペンサ41のノズル41aとの位置が一致している。このため、ディスペンサ41が樹脂材料を吐出して被マーキング面に第1打滴による樹脂材料の立体形状45aが形成されている。次に、図7の(b)では、ワーク20がさらに移動し、第2行iiに示される吐出タイミングと、ディスペンサ42のノズル42aとの位置が一致している。このため、ディスペンサ42が樹脂材料を吐出して被マーキング面に第2打滴の樹脂材料による立体形状45bが形成されている。
In FIG. 7A, in the
次に、図7の(c)では、ワーク20がさらに移動し、第1行iに示される吐出タイミングと、ディスペンサ41のノズル41aとの位置が一致している。このため、ディスペンサ41が樹脂材料を吐出して被マーキング面に第3打滴の樹脂材料による立体形状45cが形成されている。次に、図7の(d)では、ワーク20がさらに移動し、第3行に示される吐出タイミングと、ディスペンサ43のノズル43aとの位置が一致している。このため、ディスペンサ43が樹脂材料を吐出して被マーキング面に第4打滴の樹脂材料による立体形状45dが形成されている。
Next, in FIG. 7C, the
なお、前述したように図7の(a)に示す第1打滴は、検出部12によって検出されたワーク20の位置が、あらかじめ設定された所定の位置と一致した時点に基づいて実施される。また、図7の(b)~図7の(d)に示す第2~第4打滴は、第1打滴の時点におけるワーク20の位置を起点とし、エンコーダ11が送信したパルスに基づくワーク20の移動距離によって管理される。
As described above, the first droplet shown in FIG. 7A is performed based on the time when the position of the
このように、3個のディスペンサによるマーキング装置103の構成は、3行の行列状の突起のマーキングに特に好適に用いることができる。つまり、マーキング装置103は、3行2列の突起の行列によって表記される6点点字等の点字マーキングに用いることが用途として好適である。なお、マーキング装置103は、上記の点字マーキングに限らず、凸記号等のドット状の突起をマーキングするいかなる用途にも用いることができる。
As described above, the configuration of the marking
以上説明したように、本実施の形態におけるマーキング装置103はさらに、複数のディスペンサ40を備え、ワーク20とコンベア21とが重なる方向からみた上面視において、複数のディスペンサ40のそれぞれは、樹脂材料を吐出するノズル41a~43aがコンベア21の搬送方向と直交する方向に、互いにずれるように配置され、制御部14は、複数のディスペンサ40それぞれに吐出指令を送信する。
As described above, the marking
これにより、前述の実施の形態1に比べ、各ディスペンサ41~43が走査する機構を必要とせず、点字等を含む複数かつ、2次元面にわたる樹脂材料の吐出を実施できる。また、単一のディスペンサを用いる場合に比べ、複数のディスペンサ40に含まれるディスペンサの数に比例して、複数のディスペンサ40による見かけの吐出周波数が増加するため、マーキング装置103は、より微細なマーキングパターンにも適合できる。よってマーキング装置103は、生産ライン200に組み込まれ(インラインで)、かつ生産性を低下させることなく、搬送されるワーク20にオンデマンドでドット状の複数の突起をマーキングできる。
As a result, as compared with the first embodiment described above, each
<その他の実施の形態>
以上、実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。<Other embodiments>
Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments.
また、上記実施の形態においてマーキング装置を構成する構成要素について例示したが、マーキング装置が備える構成要素の各機能は、マーキング装置を構成する複数の部分にどのように振り分けられてもよい。 Further, although the components constituting the marking device have been illustrated in the above embodiment, each function of the components included in the marking device may be distributed to a plurality of parts constituting the marking device in any way.
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素、および機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。 In addition, it can be realized by arbitrarily combining the components and functions in each embodiment to the extent obtained by applying various modifications to each embodiment that can be conceived by those skilled in the art, or to the extent that the gist of the present invention is not deviated. The form to be used is also included in the present invention.
上記実施の形態においては、硬化部17により樹脂材料を硬化させる構成について説明した。例えば、さらに樹脂材料が硬化されるまで、立体形状の維持を補助する冷却部を備えてもよい。これは、生産ライン200におけるディスペンサ13に対応する位置よりも下流側においてワーク20の周囲温度を低下させる構成で実現してもよい。またもしくは、ワーク20に吐出された樹脂材料による立体形状45に対して冷風をあて、当該樹脂材料による立体形状45を冷却する構成で実現してもよい。
In the above embodiment, the configuration in which the resin material is cured by the cured
また、上記実施の形態においては、被マーキング面と、ディスペンサ13のノズル13aの軸とが直交する位置関係であることを説明した。例えば、吐出速度の制御、および位置精度等が高精度である樹脂材料の吐出が可能なディスペンサ13を備える構成においては、被マーキング面とノズル13aの軸方向との位置関係は垂直でなくてもよい。
Further, in the above embodiment, it has been described that the surface to be marked and the axis of the
上記実施の形態においては、制御部14は、ディスペンサ13に吐出指令を送信する構成について説明した。例えば、制御部14は、ディスペンサ13にタイミングチャートを送信してもよい。その際、ディスペンサ13は、受信したタイミングチャートにしたがって、吐出タイミングにおいては樹脂材料を吐出し、非吐出タイミングにおいては樹脂材料を吐出しない制御を実施してもよい。
In the above embodiment, the
また、タイミングチャートは、マスタクロックの変動に伴い随時更新されるため、更新されたタイミングチャートの送信が必要となる。このようなタイミングチャートの送信は、タイミングチャートが更新されるごと、あらかじめ設定された期間ごと、または1打滴の吐出ごとにその時点の最新のタイミングチャートが送信される構成であってもよい。 Further, since the timing chart is updated at any time according to the fluctuation of the master clock, it is necessary to transmit the updated timing chart. The transmission of such a timing chart may be configured such that the latest timing chart at that time is transmitted every time the timing chart is updated, every preset period, or every discharge of one droplet.
また例えば、被マーキング面の融点が十分に高い金属等である場合、液滴として溶融金属、溶融ガラス等を用いてもよい。 Further, for example, when the melting point of the surface to be marked is a sufficiently high metal or the like, a molten metal, molten glass or the like may be used as the droplet.
また例えば、ワーク20がディスペンサ13による吐出における着弾のぶれよりも厳密に位置管理可能な構成であればエンコーダ11、および検出部12のいずれか一方、または両方を備えなくてもよい。
Further, for example, if the
また例えば、マーキングパターン400を取得部15により取得する構成を説明したが、マーキングパターン400をあらかじめマーキング装置内に有していてもよい。この場合は、取得部15を備えずにマーキング装置を実現することができる。
Further, for example, although the configuration in which the
また例えば、ディスペンサは、生産ライン200の複数個所に配置され、それぞれ被マーキング面の異なる箇所に樹脂材料による立体形状を形成してもよい。より具体的には、実施の形態2において複数のディスペンサ40は、1つのマーキングパターンを3分割してそれぞれのディスペンサ41~43に割り当てる構成を説明した。一方で、複数のディスペンサそれぞれが個別のマーキングパターンにしたがう樹脂材料の吐出を行ってもよい。
Further, for example, the dispensers may be arranged at a plurality of places on the
また例えば、突起の高さは、少なくとも0.5mmである例について説明したが、ディスペンサ13による樹脂材料の吐出量によって突起の高さを制御できるため、任意の高さの突起をマーキングしてもよい。
Further, for example, the example in which the height of the protrusion is at least 0.5 mm has been described, but since the height of the protrusion can be controlled by the amount of the resin material discharged by the
実施の形態に用いた樹脂材料は紫外光硬化性樹脂であり、紫外光を照射する硬化部17により樹脂材料を硬化させて突起を形成させた。例えば、樹脂材料を熱硬化、赤外光硬化、または放射光硬化による硬化性樹脂で構成し、硬化部をそれぞれの樹脂の硬化に必要な熱源、および光源を含めて構成してもよい。
The resin material used in the embodiment was an ultraviolet photocurable resin, and the resin material was cured by a cured
本発明におけるマーキング装置等は、インラインでワークに対して突起を形成でき、例えば、触覚により判読可能な記載等を製品に付与する用途等において有用である。 The marking device or the like in the present invention can form protrusions on the work in-line, and is useful, for example, in applications where a tactilely readable description or the like is given to a product.
10 本体部
11 エンコーダ
12 検出部
13、40、41、42、43 ディスペンサ
13a、41a、42a、43a ノズル
14 制御部
15 取得部
16 バーティカルベルト
16a ベルト
16b プーリ
17 硬化部
20、23 ワーク
20a、23a キャップ
21 コンベア
21a ベルト面
21b 駆動部
22 外部の装置
31 負荷ローラ
32 観察カメラ
45、45a、45b、45c、45d 立体形状
100、101、102、103 マーキング装置
200、201 生産ライン
400 マーキングパターン10
Claims (1)
一定の周期で前記液滴を非接触で吐出することができるジェット式のディスペンサと、
前記突起のマーキングパターンに基づいて、前記一定の周期ごとの複数のタイミングを前記ディスペンサに前記液滴を吐出させる吐出タイミングと前記ディスペンサに前記液滴を吐出させない非吐出タイミングとに分けて、前記吐出タイミングにおいて吐出指令を前記ディスペンサに送信する制御部とを備え、
前記ディスペンサは、前記制御部から受信した前記吐出指令に基づき前記液滴を吐出し、
前記搬送路により搬送される前記ワークは、前記ワークが載置される搬送面に対して、前記突起が形成される被マーキング面が傾斜しており、
前記ディスペンサは、前記被マーキング面の鉛直方向と、前記液滴が吐出されるノズルの軸方向とが一致するよう、前記搬送面に対して傾斜して配置される
マーキング装置。 It is a marking device that marks dot-shaped protrusions by ejecting droplets on each of a plurality of workpieces continuously transported by a transport path.
A jet-type dispenser that can eject the droplets in a non-contact manner at regular intervals,
Based on the marking pattern of the protrusion, the plurality of timings at regular intervals are divided into a ejection timing for ejecting the droplet to the dispenser and a non-ejection timing for not ejecting the droplet to the dispenser. It is equipped with a control unit that sends a discharge command to the dispenser at the timing.
The dispenser discharges the droplet based on the discharge command received from the control unit.
In the work transported by the transport path, the surface to be marked on which the protrusion is formed is inclined with respect to the transport surface on which the work is placed.
The dispenser is arranged at an angle with respect to the transport surface so that the vertical direction of the marked surface and the axial direction of the nozzle from which the droplet is ejected coincide with each other.
Marking device.
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