JPH10100393A - マーキング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 搬送テーブル上を搬送される被マーキング材
に対して所定の印字、図形等のマーキングを精度よく行
うマーキング装置の提供。 【解決手段】 先端に塗料噴射口を有するマーキングヘ
ッドと、前記マーキングヘッドを収納保持するととも
に、マーキングヘッド先端面より設定量突出してマーキ
ングヘッドの前後に配設された回転ローラを備える筐体
と、パンタグラフ機構を介して前記筐体を支持する支持
フレームと、被マーキング材搬送方向に対し直交して配
設された軌条上を走行し、前記支持フレームを進退可能
に支持する走行架台と、前記走行架台を走行せしめる駆
動装置とから構成されたことを特徴とするマーキング装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、搬送テーブル上を
搬送される被マーキング材に対して所定の印字、図形等
のマーキングを行うマーキング装置に関するものであ
り、特にＨ形鋼、Ｉ形鋼、溝形鋼等の重量物である鋼材
に対しオンライン上で精度よく安定したマーキングを可
能とするマーキング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】前述したＨ形鋼、Ｉ形鋼、溝形鋼等の鋼
材には、製造者名や、鋼種等を印字して出荷することが
多くある。図１３（ａ），（ｂ）は周知のＨ形鋼に印字
されたマーキングの一例を示すもので、製造者名（例え
ば、ＡＢＣ ＳＴＥＥＬ）と鋼種（例えば、ＳＮ４００
Ｂ）がＨ形鋼のウェブの高さ方向中心位置に、その端面
から５００mm以内のところから約１ｍピッチで繰り返し
印字されている。

【０００３】このようなマーキングを行う手段として従
来は、倉庫等のオフラインで液体塗料吹き付けノズルと
被マーキングの間にステンシルを設け、前記ノズルから
塗料を吹き付けマーキングする手段、ローラーに印字し
たいマークを予め刻印しておき、この部分にインクを塗
布し、被マーキング材に押し当ててマーキングする手段
等が一般的に採用されていた。

【０００４】一方、搬送過程のオンライン状態でマーキ
ングする手段も、例えば実開昭６２−１１５２４号公報
等で提案されている。しかしながら本発明が対象とする
前述した鋼材等は重量物であり、しかも搬送中の振動、
頻繁な起動・停止時のスリップ等があり、斜行状態で搬
送されることも多々ある。このような鋼材等に対してオ
ンラインで連続的に精度よく目的とするマーキングを行
うことは、前述した従来の手段では至難であった。この
ためマーキング装置の前後に、強固な被マーキング材誘
導装置の設置を余儀なくされていた。またこのような誘
導装置を設置しない場合は周知の矯正装置等と組合わせ
るか、その内部に収納する等して対応されており、複雑
な構造となる上に、種々の制約が生じ、保守点検の上か
らも多くの問題を抱えていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前述した従来
のマーキング手段における問題点の抜本的な解決を図
り、多くの外乱を受けるオンライン状態で、安定した品
質のマーキングを可能とするマーキング装置の提供をそ
の課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を効果的に解決
する本発明は、先端に塗料噴射口を有するマーキングヘ
ッドと、前記マーキングヘッドを収納保持するととも
に、マーキングヘッド先端面より設定量突出してマーキ
ングヘッドの前後に配設された回転ローラを備える筐体
と、パンタグラフ機構を介して前記筐体を支持する支持
フレームと、被マーキング材搬送方向に対し直交して配
設された軌条上を走行し、前記支持フレームを進退可能
に支持する走行架台と、前記走行架台を走行せしめる駆
動装置とから構成されたことを特徴とするマーキング装
置である。

【０００７】また前記マーキング装置において、支持フ
レームがクランク機構式押出装置を介して走行架台に装
着されていることを他の特徴とするものであり、さらに
筐体が支持フレームに昇降可能に支持されていることを
別の特徴とするものである。さらにまた前記マーキング
装置において、被マーキング材搬送路に被マーキング材
検出器を配設するとともに、回転ローラにパルス発振器
を連設し、前記被マーキング材検出器とパルス発振器か
らの信号に基づき被マーキング材の位置および搬送速度
を検出する位置検出装置を付設したことを別の特徴と
し、さらに予め設定入力された被マーキング材への印字
パターン、印字部位、印字ピッチ等と、位置検出装置か
らの位置信号に基づき走行装置および押出装置の駆動開
始、退避並びに印字開始・停止等の制御を行う制御装置
を付設したことを別の特徴とするものである。

【０００８】また支持フレームおよび搬送路の側部に搬
送中被マーキング材との離隔距離を検出する距離センサ
ーを設け、該距離センサーの検出信号に基づき筐体の位
置制御を行うことを別の特徴とするものである。

【０００９】また前述したマーキング装置の筐体に、マ
ーキングヘッド塗料噴射口を指向する圧縮気体もしくは
洗浄媒体噴射ノズルを取付けたことを別の特徴とし、さ
らに前記筐体に、マーキングヘッド塗料噴射口を被覆す
るフェルトで構成された覆板を開閉可能に装着するとと
もに前記覆板への洗浄液供給装置を付設したことを特徴
とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】前述した本発明に基づく手段の具
体的な構成について、以下実施例を示す図に基づいて詳
細に説明する。

【００１１】図１は本発明に基づくマーキング装置の全
体構成を示す側面図であり、図２は図１の平面図であ
る。本実施例における被マーキング材はＨ形鋼であり、
以下このＨ形鋼へのマーキングを例にとって説明する。

【００１２】Ｈ形鋼ｈは適宜間隔でローラーｒが配設さ
れた搬送路ｙを矢印ａで示す方向へ搬送されている。Ｈ
形鋼ｈへのマーキングは通常そのウェブ面ｈ1 に対して
行われることから例えばＨ字姿勢で搬送されてきたＨ形
鋼ｈは上流工程に設置された反転機ｋでエ字姿勢となっ
て搬送路ｙに搬送されてくる。

【００１３】本発明のマーキング装置１は、前記搬送路
ｙに近接して配置され、Ｈ形鋼ｈの搬送方向（矢印ａ）
に対し直交して配設された軌条２、該軌条２上を走行す
る走行架台３、該走行架台３を走行せしめる駆動装置
４、後述する図３および図４に示すマーキングヘッド５
や回転ローラ６を備える筐体７、該筐体７をパンタグラ
フ機構８を介して支持する支持フレーム９とから構成さ
れている。

【００１４】本実施例における支持フレーム９はパンタ
グラフ機構８の後端部を支持する支持ブラケット９ａと
走行架台３に連接される支持部材９ｂとから構成され、
支持ブラケット９ａは支持部材９ｂに内蔵された昇降機
構により上下方向に昇降可能な構造となっている。

【００１５】昇降機構は本実施例ではサーボモーター９
ｃと、このサーボモーター９ｃに連接されたネジ棒９
ｄ、ネジ棒９ｄに螺合するムッター９ｅとから構成さ
れ、サーボモーター９ｃを駆動することによりが回転
し、ムッター９ｅに連接された支持ブラケット９ａが昇
降する構成となっている。

【００１６】駆動装置４はサーボモーター４ａ、スプロ
ケット４ｂ，４ｃ、およびスプロケット４ｂ，４ｃ間に
懸架されたチェーン４ｄとから構成され、サーボモータ
ー４ａの回転力をスプロケット４ｂに伝達し、両端が走
行架台３に固定され、スプロケット４ｂ，４ｃ間に懸架
されたチェーン４ｄを介して走行架台３を前進または後
進させる構造となっている。

【００１７】図３は前記筐体７の詳細構造を示す平面図
であり、図４は図３の正面図である。この筐体７は先端
に塗料噴射口５ａを有するマーキングヘッド５を収納保
持し、またマーキングヘッド５の先端面５ｂより設定量
ｔ突出してマーキングヘッド５の前後に回転ローラ６が
配設されている。マーキングヘッド５はパターン制御機
構を内蔵しており、かつ塗料供給装置１０が連接されて
いる。後述する制御装置の指令に基づき塗料供給装置１
０が作動を開始すると塗料がマーキングヘッド５へ供給
され、後述するコントローラー１５の制御信号に基づき
パターン制御機構が制御され、目的とするマーキングに
対応した所定パターンで塗料がＨ形鋼ｈ表面に噴射さ
れ、マーキングが行われる構成となっている。

【００１８】図５はパンタグラフ機構８の詳細構造とそ
の作用状況を説明する構造図である。このパンタグラフ
機構８はアーム８ａ，８ｂが回動ピン８ｅを介して筐体
７に、アーム８ｃ，８ｄが回動ピン８ｆ，８ｇを介して
前記アーム８ａ，８ｂに、回動ピン８ｈ，８ｉを介して
支持フレーム９にそれぞれ回動自在に連結されている。
さらに回動ピン８ｆ，８ｇと筐体７とはコイルバネ８
ｊ，８ｋで連結され、アーム８ｃ，８ｄと支持フレーム
９とはコイルバネ８ｌ（エル），８ｍで連結されてい
る。

【００１９】図５（ａ）はパンタグラフ機構８がコイル
バネ８ｊ〜８ｍの引張り力で伸長した状態を示し、図５
（ｂ）はＨ形鋼ｈが支持フレーム９方向に蛇行するなど
して、圧縮された状態を示す。而して図５（ａ）と図５
（ｂ）の差がパンタ吸収代となり、マーキング開始に当
たって回転ローラ６をＨ形鋼ｈに接触させる際に回転ロ
ーラ６と支持フレーム９間を前記パンタ吸収代の中間く
らいとなるようにしておけば搬送中のＨ形鋼ｈが蛇行し
たり、振動したりしてもそれを効果的に吸収し、回転ロ
ーラ６を常に一定の圧力でＨ形鋼ｈに押しつけることが
でき、従ってＨ形鋼ｈの表面とマーキングヘッド先端面
との距離を一定に保つことが可能となる。

【００２０】さて、前述したマーキング装置１で、Ｈ形
鋼ｈのウェブ面ｈ1 にマーキングを行うには、例えばＨ
形鋼ｈの先端が図２に示す破線ｂ1 の位置に到達した時
点で駆動装置４を駆動し、走行架台３を搬送路ｙに接近
するよう前進させる。次にＨ形鋼ｈが破線ｂ2 に達した
らさらに走行架台３を前進させて、回転ローラ６をＨ形
鋼ｈのウェブ面ｈ1 に接触させる。以後回転ローラ６は
ウェブ面ｈ1 に接触して回転し、この状態でウェブ面ｈ
1 とマーキングヘッド先端面５ｂとの間隙を設定量ｔに
保持する。回転ローラ６は前述したようにパンタグラフ
機構８の緩衝機能によりＨ形鋼ｈの振動や蛇行を吸収
し、常に一定の押力でウェブ面ｈ1 に接触して回転す
る。

【００２１】図２において２０ａはマーキング装置１の
支持フレーム９に装着された距離センサーであり、２０
ｂは搬送路ｙの側部所定位置に固定された距離センサー
である。距離センサー２０ｂはＨ形鋼ｈの搬送方向ａに
直交する方向の搬送路ｙにおける位置、正確にはＨ形鋼
ウェブ面ｈ1 との離隔距離を検出し、距離センサー２０
ａは前記ウェブ面ｈ1 とパンタグラフ機構８の後端部と
の離隔距離を検出している。而して距離センサー２０ｂ
の検出信号に基づいて駆動装置４が制御され、マーキン
グ装置１を所定の位置まで正確に前進させることができ
る。一方距離センサー２０ｂの検出信号を常時監視して
おくことにより搬送中のＨ形鋼ｈが前述したようにパン
タ吸収代以上に蛇行する現象を捉え、マーキング装置１
を全体的に前進または後退させるよう構成することが可
能となる。

【００２２】回転ローラ６をより効率的に、かつ迅速に
ウェブ面ｈ1 に接触させるために、支持フレーム９にク
ランク機構式押出装置を連接することが好ましい。図６
は前記クランク機構式押出装置１１の一例を示す側面図
であり、図７は図６の平面図である。図において１１ｆ
は支持フレーム９を構成する支持部材９ｂに連結された
ブラケットであり、１１ｂは前記ブラケット１１ｆとク
ランクアーム１１ａをピン１１ｄ，１１ｅを介して回転
可能に連結するコンロッドである。クランクアーム１１
ａはモーター１１ｇの回転駆動力をタイミングベルト１
１ｈおよび減速機１１ｃを介して伝達することにより回
転され、コンロッド１１ｂを介してブラケット１１ｆお
よび支持フレーム９を前後進させる。

【００２３】而して前述したマーキングの開始に当たっ
ては、先ず駆動装置４を駆動して走行架台３を搬送路ｙ
に接近するよう前進させ、その状態で走行架台３を待機
させる。次いでマーキング開始指令が発せられると同時
にクランク機構式押出装置１１を作動させて支持フレー
ム９を前進させ、回転ローラ６をＨ形鋼ｈに押し付け
る。このような２段階制御により回転ローラ６を短時間
で精度よくＨ形鋼ｈに押し付けることができ、しかも回
転ローラ６がＨ形鋼ｈに接触するときおよび退避すると
きの衝撃を大幅に減少させることが可能となる。

【００２４】次に、搬送路ｙにＨ形鋼ｈの位置を検出す
るための被マーキング材検出器を搬送路に配設するとと
もに、回転ローラにパルス発振器を連設することが以下
に示すように目的とするマーキングを正確に、精度よく
行う上から効果的な手段である。図８はこれらの検出信
号に基づく制御手段の一例を示すブロック図である。本
例における被マーキング材検出器は図２に示す破線ｂ
１，ｂ２，ｂ３に光電管式の検出器１２ａ，１２ｂ，１
２ｃが配設されており、Ｈ形鋼ｈの通過で光遮断のタイ
ミングを捉えてそれぞれの部位へＨ形鋼ｈの到達したこ
とを検出する構成となっている。勿論検出器１２ａ，１
２ｂ，１２ｃとしては光電管式に限定するものではな
く、例えば周知の近接センサー、超音波センサー等を用
いることも可能である。しかしながら本発明者等の経験
では光電管式のものが低コストで長期間精度の高い検出
ができこと、本発明のマーキング装置には適していた。
検出器１２ａ，１２ｂ，１２ｃによる検出信号はシーケ
ンサー１３におよびコントローラー１５自動的に入力さ
れる。

【００２５】回転ローラ６には、例えば前記図３に示す
ようにパルス発振器１４が連接されている。つまりＨ形
鋼ｈに接触し回転する回転ローラ６の回転数、回転速度
をパルス発振器１４により検出することによりマーキン
グヘッド５に対するＨ形鋼ｈの位置やその状態における
搬送速度等を検出することが可能となる。パルス発振器
１４の検出信号はマーキング装置コントローラー１５に
入力される。このコントローラー１５には当該操業時の
Ｈ形鋼ｈに対する印字パターン、印字部位、印字ピッチ
等が設定され入力されている。

【００２６】而して検出器１２ａでＨ形鋼ｈの到達が検
出されたら、そのときに距離センサー２０ｂの検出信号
とにに基づきシーケンサ１３より駆動装置４への駆動指
令が発せられ、またＨ形鋼のウェブ高さに応じてマーキ
ングヘッド５の高さが前述したサーボモーター９ｃによ
って調整される。それに基づき走行架台３は前進し筐体
７が搬送路ｙに近接した所定位置で待機する。次いで検
出器１２ｂから検出信号が発せられたら筐体７の待機位
置にＨ形鋼ｈの先端が到達したことを意味し、それから
所定遅れでクランク機構式押出装置１１への作動指令が
シーケンサ１３より発せられ、回転ローラ６がＨ形鋼ｈ
に押し付けられる。コントローラー１５では回転ローラ
６に連接されたパルス発振器１４および前記検出器１２
ａ，１２ｂからの信号に基づいてＨ形鋼ｈの先端を基準
とした位置を判断し、マーキングすべき所定の位置に達
したらパターン制御装置が制御され、マーキングが開始
される。コントローラー１５では搬送速度も把握してお
り、速度変化が生じた場合にはそれに応じてコントロー
ラー１５に制御指令が発せられ、塗料吹出しタイミング
等が制御される。

【００２７】検出器１２ａでＨ形鋼ｈが通り抜けたこと
が検出されるか、Ｈ形鋼ｈの終端に達する前にマーキン
グが完了したことが確認されたらシーケンサー１３より
後退指令信号が発せられ、クランク機構式押出装置１１
および駆動装置４が順次作動し、マーキング装置１は搬
送路ｙより後退し、次回のマーキングまで待機する。本
発明において、予め設定入力された被マーキング材（Ｈ
形鋼ｈ）への印字パターン、印字部位、印字ピッチ等
と、位置検出装置からの位置信号に基づき走行駆動装置
４および押出装置１１の駆動開始、退避並びに印字開始
・停止等の制御を行う制御装置とは、シーケンサー１３
およびコントローラー１５を総称して言うものである。

【００２８】さて次に図９および図１０は本発明に基づ
きマーキングヘッド５の先端部、特に塗料噴射口５ａ近
傍への塗料やダスト等の付着を防止する実施例を示すも
ので、筐体７に前記塗料噴射口５ａを指向する噴射ノズ
ル２１を取り付けたものである。噴射ノズル２１には図
示はしていないが圧縮媒体供給装置が連接されており、
マーキング装置が待機しているとき、あるいは１サイク
ルのマーキングが終了し、次回マーキングまでの間等
に、圧縮された空気、窒素等の圧縮気体、または高圧
水、高圧の洗浄液等の圧縮媒体が塗料噴射口５ａ近傍へ
噴射されて、噴射口の詰まりを防止する。

【００２９】図１１および図１２は塗料噴射口５ａの詰
まりや狭小化をさらに確実に防止せんとするもので筐体
７に、塗料噴射口５ａを被覆する覆板２２が開閉可能に
装着されている。覆板２２は鉄板等の表面にフェルトを
被覆させか、あるいはフェルトのみで構成されており、
この覆板２２に洗浄液を供給する洗浄液供給装置２３が
筐体７に取り付けられている。而して洗浄液供給装置２
３から覆板２２に洗浄液が適宜供給され、覆板２２はフ
ェルトで構成されていることから適度な湿潤状態を維持
する。この覆板２２を塗料噴射口５ａに押し当てると噴
射口近傍に付着していた塗料やダスト等が洗浄され、塗
料噴射口５ａの詰まりを防止できる。覆板２２の開閉操
作は前述した制御装置と連動し、マーキング完了後に自
動的に複数回の開閉操作を繰り返し洗浄効果を高めると
共に待機時には閉状態を維持するよう構成することも可
能である。また前述した噴射ノズル２１と併用して用い
ることでも支障はない。

【００３０】

【発明の効果】本発明のマーキング装置は、被マーキン
グ材であるＨ形鋼が蛇行・斜行や振動したり、起動・停
止等の異常搬送状態にも柔軟に対応できることから高価
な誘導装置を装備することなく所望するマーキングが高
精度で生産性を低下させることなく可能となった。ま
た、パンタグラフ機構や、クランク機構式押出装置の適
用によりマーキング開始時や、終了時のセット、オフセ
ットの処理時間を大幅に短縮するとともにその際のマー
キングヘッドに作用する衝撃を著しく軽減できた。この
結果、従来困難であったＨ形鋼の先端部分から搬送速度
を低下させることなく即マーキング可能となり、図１３
に示す先端面からマーキング開始までの距離を短くでき
ユーザーからの高い評価に繋がっている。さらにマーキ
ングヘッドや、塗料噴射口の塗料詰まりやダスト付着も
殆どなくメンテナンスフリーで高い信頼性を維持するこ
とが可能となった。なお、被マーキング材としてはＨ形
鋼を例に説明したが、前述したようにＩ形鋼、溝形鋼、
あるいは類似の断面形状をした搬送路を連続的に供給さ
れてくる総てのものに適用できることは前述の説明から
明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づくマーキング装置の全体構成を示
す側面図。

【図２】図１の平面図。

【図３】本発明に基づく筐体の詳細構造を示す平面図。

【図４】図３の正面図。

【図５】（ａ）および（ｂ）は本発明に基づくパンタグ
ラフ機構の詳細構造とその作用状況を説明する構造図。

【図６】本発明に基づくクランク機構式押出装置の一例
を示す側面図。

【図７】図６の平面図。

【図８】本発明に基づく検出信号に基づく制御手段の一
例を示すブロック図。

【図９】本発明に基づきマーキングヘッド５の先端部へ
のダスト等の付着を防止する装置の実施例を示す側面
図。

【図１０】図９の平面図。

【図１１】塗料噴射口の詰まりや狭小化を防止する装置
の実施例を示す側面図。

【図１２】図１１の平面図。

【図１３】Ｈ形鋼への一般的なマーキングの一例を示す
説明図であり、（ａ）は正面、（ｂ）は側面を示す。

【符号の説明】

１：マーキング装置 ２：軌条 ３：走行架台 ４：駆動装置 ５：マーキングヘッド ６：回転ローラ ７：筐体 ８：パンタグラフ機構 ９：支持フレーム １０：塗料供給装置 １１：クランク機構式押出装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花谷 瑛 大阪府大阪市淀川区西中島５丁目４番20号 株式会社ジェイアール西日本テクノス内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に塗料噴射口を有するマーキングヘ
   ッドと、前記マーキングヘッドを収納保持するととも
   に、マーキングヘッド先端面より設定量突出してマーキ
   ングヘッドの前後に配設された回転ローラを備える筐体
   と、パンタグラフ機構を介して前記筐体を支持する支持
   フレームと、被マーキング材搬送方向に対し直交して配
   設された軌条上を走行し、前記支持フレームを進退可能
   に支持する走行架台と、前記走行架台を走行せしめる駆
   動装置とから構成されたことを特徴とするマーキング装
   置。
2. 【請求項２】 支持フレームがクランク機構式押出装置
   を介して走行架台に装着されていることを特徴とする請
   求項１記載のマーキング装置。
3. 【請求項３】 筐体が支持フレームに昇降可能に支持さ
   れていることを特徴とする請求項１あるいは２記載のマ
   ーキング装置。
4. 【請求項４】 被マーキング材搬送路に被マーキング材
   検出器を配設するとともに、回転ローラにパルス発振器
   を連設し、前記被マーキング材検出器とパルス発振器か
   らの信号に基づき被マーキング材の位置および搬送速度
   を検出する位置検出装置を付設したことを特徴とする請
   求項１乃至３の何れか１項に記載のマーキング装置。
5. 【請求項５】 予め設定入力された被マーキング材への
   印字パターン、印字部位、印字ピッチ等と、位置検出装
   置からの位置信号に基づき走行装置および押出装置の駆
   動開始、退避並びに印字開始・停止等の制御を行う制御
   装置を付設したことを特徴とする請求項４記載のマーキ
   ング装置。
6. 【請求項６】 支持フレームおよび搬送路の側部に搬送
   中被マーキング材との離隔距離を検出する距離センサー
   を設け、該距離センサーの検出信号に基づき筐体の位置
   制御を行うことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１
   項に記載のマーキング装置。
7. 【請求項７】 筐体に、マーキングヘッド塗料噴射口を
   指向する圧縮気体もしくは洗浄媒体噴射ノズルを取付け
   たことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載
   のマーキング装置。
8. 【請求項８】 筐体に、マーキングヘッド塗料噴射口を
   被覆するフェルトで構成された覆板を開閉可能に装着す
   るとともに前記覆板への洗浄液供給装置を付設したこと
   を特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のマー
   キング装置。