JPS61213154A - Method and apparatus for printing inner surface of pipe - Google Patents

Method and apparatus for printing inner surface of pipe

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JPS61213154A
JPS61213154A JP5402185A JP5402185A JPS61213154A JP S61213154 A JPS61213154 A JP S61213154A JP 5402185 A JP5402185 A JP 5402185A JP 5402185 A JP5402185 A JP 5402185A JP S61213154 A JPS61213154 A JP S61213154A
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JP
Japan
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tube
printing
pipe
detection sensor
print head
Prior art date
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Pending
Application number
JP5402185A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Sakurada
桜田 和之
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
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Publication of JPS61213154A publication Critical patent/JPS61213154A/en
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Abstract

PURPOSE:To automatically print the inner surface of a pipe by a method in which the position and dimensions of a pipe are calculated on the basis of pipe detection signals obtained by a sensor to be moved by a multi-joint robot, and a printing head is moved along the inner surface of the pipe and printing is carried out. CONSTITUTION:Action indicating signals to select given programs on inside diameters calculated by an arithmetic unit for the position and dimensions of a pipe are put in a controller 11 for a robot 10, in which action contents according to the inside diameter of the pipe are input as programs. The action indicating signals include, besides selection signals, information on the end face 52 and central position of the pipe 50 in relation to the spatial coordinate axis of tips of joins 12 of the robot 10. The controller 11, therefore, moves a printing head inside the pipe for printing on the basis of the action indicating signals. Upon printing actions of the printing head 30, jet timing is controlled by the controller 31 for printing.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は、管内面印字方法及び装置に係り、特に、鋼管
、プラスチック管等の各積管の内面に文字、記号等を印
字するのに好適な、管内面印字方法及び装置に関する。
The present invention relates to a tube inner surface printing method and apparatus, and more particularly to a tube inner surface printing method and apparatus suitable for printing characters, symbols, etc. on the inner surface of each stacked tube such as a steel pipe or a plastic pipe.

【従来の技術】[Conventional technology]

各種管類には、製品区分、種別、寸法、用途等を明示す
るために文字、記号等の印字が行われる。 例えば、管外面に印字するものとしては、特開昭58−
163465等に開示されているように、ステンシルに
塗料を吹付けることによりステンシルに刻まれた文字、
図形等を被マーキング部材としての管にマーキングする
ステンシル方式によるものや、その他、スタンプ方式、
ドツトマトリックス方式によるもの等の各種印字装置が
提案され、実用化されている。
Characters, symbols, etc. are printed on various types of pipes to clearly indicate product classification, type, dimensions, usage, etc. For example, for printing on the outer surface of the tube, JP-A-58-
163465 etc., characters engraved on a stencil by spraying paint on the stencil,
There is a stencil method for marking figures etc. on a pipe as a member to be marked, and a stamp method.
Various printing devices, such as those using a dot matrix method, have been proposed and put into practical use.

【発明が解決しようとする問題点】[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、管の外面に文字等を印字すると、管が多
数積重ねられた場合には、管外面に印字した文字が隠れ
て読取れなくなる。又、管外面に印字した文字が搬送や
保管の際に擦れて読み辛(なったり、極端な場合には消
滅することがある等の問題点を有する。 そのため、管の端面付近の内面に印字する必要があった
。このような要請に対し、比較的大径管に限って、ステ
ンシル方式、スタンプ方式等による手作業で印字を行っ
ているのが現状である。 これは、印字作業を行う印字ヘッドを自動的に管内部に
挿入して、管内壁と所定の距離を保ちながら管内壁に沿
って移動させる適切な方法がなかったことと、印字ヘッ
ドが比較的小径の管の内部に挿入可能であるほどに小型
化されていなかったことに起因する。 更には、管の内面に自動的に印字するには、管の端面の
位置及び管の寸法等を正確に把握する必要があり、しか
も、印字する場所が管の内面という極めて限定された部
分であるため、印字ヘッドの挿入及び移動を精度良く行
わなければならないということに起因する。 従って、管の内面への印字を自動化することは、困難を
伴うという問題点を有していた。
However, if letters or the like are printed on the outer surface of the tube, if a large number of tubes are stacked, the letters printed on the outer surface of the tube will be hidden and cannot be read. In addition, there are problems in that the characters printed on the outside surface of the tube may rub off during transportation or storage, making them difficult to read (or in extreme cases, disappearing). In response to these requests, the current practice is to print manually using stencils, stamps, etc. only on relatively large diameter pipes. There was no suitable method for automatically inserting the print head into the tube and moving it along the tube wall while maintaining a predetermined distance from the tube wall, and the print head was not inserted into the tube with a relatively small diameter. This is due to the fact that it was not as compact as possible.Furthermore, in order to automatically print on the inner surface of a tube, it is necessary to accurately grasp the position of the end surface of the tube and the dimensions of the tube. Moreover, since the printing area is extremely limited on the inner surface of the tube, the insertion and movement of the print head must be performed with high precision.Therefore, it is necessary to automate the printing on the inner surface of the tube. had the problem of being difficult.

【発明の目的] 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、被印字材である管の管端の位置のばらつき、管の中心軸位置の変動及び管の寸法の変化等がある場合においても、管の内面に自動的に印字することができる管内面印字方法及び装置を提供することを目的とする。 【問題点を解決するための手段】[Purpose of the invention] The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the conventional art, and is applicable when there are variations in the position of the end of the tube that is the printing material, fluctuations in the central axis position of the tube, changes in the dimensions of the tube, etc. Another object of the present invention is to provide a tube inner surface printing method and apparatus that can automatically print on the inner surface of a tube. [Means to solve the problem]

本発明は、第1図にその要旨を示す如く、管の内面に印
字プる管内面印字方法において、管検出センサを、管の
中心線に直交し且つ管の端面に近接する面上で多関節ロ
ボットにより移動し、該管検出センサにより管検出信号
を得ると共に、咳管検出信号が得られた位置を、三次元
空間の座標信号として得て、これら管検出信号及び空間
座標信号により、管の位置及び寸法を演算し、該演算結
果に基づいて、管検出センサの近傍に設けられる印字ヘ
ッドをロボットにより管の内面に沿って移動させると共
に、該印字ヘッドを作動させて印字するようにすること
により、前記目的を達成したものである。 又、本発明の実m態様は、前記管検出センサの、管の中
心線に直交し且つ管の端面に近接する面上での、多関節
ロボットによる移動を、その移動軌跡を2本の交差する
直線により構成した折曲線とすることにより、管の位置
・寸法検出のための移動に無駄をなくし、短時間に蕾の
位置・寸法検出を行えるようにして、前記目的を達成す
るものである。 又、本発明の実施態様は、前記印字ヘッドの。 印字時における管の内面に沿う移動を、等速度運動とす
ることにより、印字ヘッドの印字タイミング制御を簡素
にして容易に行えるようにして、前記目的を達成するも
のである。 又、本発明は、管内面印字装置を、複数の関節を有し、
該関節の先端部を三次元空間の任意位置に移動自在とす
る多関節ロボットと、該多関節ロボットの関節の先端部
に取付けられた、印字対象管の端面を検出する管検出セ
ンサと、該管検出センサを、管の中心線に直交し、且つ
管の端面に近接する面上において移動させる管検出セン
サ移動制御手段と、前記管検出センサの検出信号と、管
検出センサが取付けられた関節の前記検出信号の得られ
た三次元空間座標信号に基づいて、管の端面位置、管の
中心線位置、管の内径を演算する管の位置・′寸法演算
手段と、前記管検出センサが取付けられた関節に取付け
られた、管の内面に印字する印字ヘッドと、前記管の位
置・寸法演算手段の信号に基づいて、管の内側で前記印
字ヘッドを管内面との距離を一定に保持しつつ内面に沿
って移動させると共に印字ヘッドを制御する印字制御手
段と、から構成することにより、同じく前記目的を達成
するものである。
As summarized in FIG. 1, the present invention is a method for printing on the inner surface of a tube. The articulated robot moves, the tube detection sensor obtains a tube detection signal, the position where the cough tube detection signal is obtained is obtained as a coordinate signal in three-dimensional space, and these tube detection signals and spatial coordinate signals are used to detect the tube. The position and dimensions of the tube are calculated, and based on the calculation results, a print head provided near the tube detection sensor is moved along the inner surface of the tube by a robot, and the print head is operated to print. In this way, the above objective has been achieved. Further, in a practical aspect of the present invention, the movement of the pipe detection sensor by the articulated robot on a plane perpendicular to the center line of the pipe and close to the end face of the pipe is performed by moving the movement locus of the sensor on a plane that intersects two lines. By using a folded line composed of straight lines, the above object is achieved by eliminating waste in movement for detecting the position and dimensions of the tube, and by making it possible to detect the position and dimensions of the bud in a short time. . Further, an embodiment of the present invention includes the print head. By making the movement along the inner surface of the tube during printing a constant speed motion, the printing timing control of the print head can be simplified and easily performed, thereby achieving the above object. Further, the present invention provides a tube inner surface printing device having a plurality of joints,
A multi-joint robot that can move the tip of the joint to any position in three-dimensional space; a tube detection sensor that detects the end surface of the tube to be printed, which is attached to the tip of the joint of the multi-joint robot; A tube detection sensor movement control means for moving the tube detection sensor on a plane perpendicular to the center line of the tube and close to the end surface of the tube, a detection signal of the tube detection sensor, and a joint to which the tube detection sensor is attached. pipe position/dimension calculation means for calculating the end face position of the pipe, the center line position of the pipe, and the inner diameter of the pipe based on the obtained three-dimensional spatial coordinate signal of the detection signal; and the pipe detection sensor is installed. A print head is attached to the joint that is attached to the tube and prints on the inner surface of the tube, and the distance between the print head and the inner surface of the tube is maintained constant inside the tube based on signals from the tube position/dimension calculation means. and a print control means for moving the print head along the inner surface and controlling the print head, thereby achieving the same object.

【作用】[Effect]

本発明は、管の内面に印字するに際して、管検出センサ
を、管の中心線に直交し且つ管の端面に近接する面上で
多関節ロボットにより移動し、該管検出センサにより管
検出信号を得ると共に、該管検出信号が得られた位置を
、三次元空間の座標信号として得て、これら管検出信号
及び空間座標信号により、管の位置及び寸法を演算し、
該演算結果に基づいて、管検出センサの近傍に設けられ
る印字ヘッドをロボットにより管の内面に沿って移動さ
せると共に、該印字ヘッドを作動させて印字するように
している。従って、管の位置及び寸法を正確に把握する
ことができ、この管の位置及び寸法に基づいて印字ヘッ
ドを管の内部へ拝大して移動することが精度良く行える
。この結果、管の端面の位置のばらつき、管の中心線位
置の変動及び管の内径、肉厚変化等がある場合において
も、管の内面に自動的に印字することができる。
In the present invention, when printing on the inner surface of a tube, a tube detection sensor is moved by an articulated robot on a plane perpendicular to the center line of the tube and close to the end surface of the tube, and the tube detection signal is detected by the tube detection sensor. At the same time, the position where the tube detection signal is obtained is obtained as a coordinate signal in a three-dimensional space, and the position and dimensions of the tube are calculated based on the tube detection signal and the spatial coordinate signal,
Based on the calculation results, a robot moves a print head provided near the tube detection sensor along the inner surface of the tube, and operates the print head to print. Therefore, the position and dimensions of the tube can be accurately grasped, and based on the position and dimensions of the tube, the print head can be moved a large distance into the tube with high accuracy. As a result, even if there are variations in the position of the end face of the tube, fluctuations in the center line position of the tube, changes in the inner diameter and wall thickness of the tube, etc., it is possible to automatically print on the inner surface of the tube.

【実施例】【Example】

以下、図面を参照して、本発明が採用された管内面印字
装置の実施例を詳細に説明する。 本実施例は、第21i!!l及び第3図に示す如(、工
業用ロボットとして広く知られている多関節ロボット1
0と、該多関節ロボット1oの関1i12の先端に取付
けられる管検出センサとしての距離センサ20及び印字
ヘッド3oと、これら多関節ロボット10.距離センサ
20及び印字ヘッド30を制御する制御装置40とによ
り構成される。 前記距離センサ20は、投光するレーザ光線が関節12
の軸線と平行となるようにして多関節ロボット10の関
節12の先端部に取付けられるものであり、前記印字ヘ
ッド30は、管50内挿入時にマーキングノズルの先端
が管50の内面58と対峙すべく関節12の軸線に対し
マーキングノズルの軸線が垂直となるよう、距離センサ
2oの後部に位置されて前記間Wi12に取付けられる
。 前記多関節ロボット10は、複数の関節を有し、前記関
節12の先端部を三次元空間の任意位置に移動自在とす
るよう構成される。 なお、前記多関節ロボット10としては、特にこだわら
ないが、例えばファナック社製の工業用り、1?’/ト
rFANUc  ROBOT  5−MoDEL  1
J等を用いることができる。 前記管検出センサとしての距離センサ20は、レーザ光
を用いて、三角測量原理によって対栗物までの距離を測
定するレーザ距離計により構成される。この距離センサ
2oは、第4図に示す如く、距離を測定しようとする対
象物である管50の端面52の表面上に輝点を設けるた
めのレーザダイオード22と、該レーザダイオード22
により発生された光を管50の端面52へ投光するため
のレンズ24と、端面52の表面で散乱された反射光を
検出するための光検出素子26と、該光検出素子26へ
反射光を結像させる結像レンズ28とから構成される。 前記光検出素子26は、反射光が受光面のどの位置に入
射しているかを電気出力として得るものであり、端面5
2の位置によって光検出素子26の電気出力は変化する
ようになつている。従って、光検出素子26の電気出力
信号を信号変換手段21で解析することにより、該距離
センサ20と管50の端面52との距離を計測すること
ができる。 なお、前記距離センサ20としては、安置電気(株)製
、あるいは5ELCO〜1〈株)製のレーザ距離計を用
いることができる。 前記印字ヘッド30は、公知のドツトマトリックス印字
ヘッドを用いる。即ち、例えば実開昭58−12865
8等で提案されているような、電はソレノイドによって
ドツト状の塗料又はインクを選択的に噴!)11するマ
ーキングノズルを複数個組合わせたドツトマトリックス
印字ヘッドを用いる。 該印字ヘッド30は、第3図に示す印字ヘッド制tin
装置31により制御される。 従って、それぞれのマーキングノズルの噴射状態を適宜
制御することで、被印字対象物との相対運動の間に所望
の文字又は記号の印字を行うことができる。 前記制御Il装置40は、前記距離センサ20を、管5
0の中心線54に直交し、且つ管50の端面52に近接
する面上において移動さ、せるべく、ロボット制御lI
v&M11に指令する距離センサ移動制御手段としての
機能と、前記距離センサ20の検出信号と、距離センサ
20が取付けられた関1lff12の前記検出信号の博
られた三次元空間位置の座標信号に基づいて、管50の
端面52位置、管50の中心II!54位置、管5oの
内径を演算する管の位置・寸法演算手段としての機能と
、該管の位置・寸法演算手段の出力に基づいて、管50
の内側で前記印字ヘッド30を管50内面との距離を一
定に保持しつつ内面に沿って移動させると共に、前記印
字ヘッド制m+装置31に指令を発する印字制御手段と
しての機能を含んでいる。 以下、第5図及び第6図を参照して、本実施例の作用を
説明する。 管5oが所定の位置に搬送装a<図示省略)によって搬
送されてきたなら、多関節ロボット10の関節12に取
付けられた距離センサ20を、第゛5図に示す如く、端
面52に平行で且つ近接する面上の予め指定された2本
の交差する直線L1、LZ上で、端面52に対して垂直
を保持しつつ移動させる。即ち、管50の中心線54に
直交し且つ管50の端面52に近接する面上で距離セン
サ20を、直41 L +の起点P1から直線L1とL
2の交点P6を介し直線L2の終点P ++へ移動させ
る。 この移動中に距離センサ20を作動させ、その測定信号
の変化、即ち、距離センサ20が測定する距離の変化か
ら直線L1.L2上のP2〜P 10の各空間座標を求
める。このP2〜P 10の各点の空間座1票は、直I
IL +及び直線L2上に位置する距離センサ20が端
面52を検出する時の多関節ロボット10の関節12の
先端部の座標信号を読取ることによって得ることができ
る。なお、点P2は直線L1と管50の外面56との一
方の交点、点P3は直線L1と管50の内面58との一
方の交点、点P4は直11L+と管50の内面58との
他方の交点、点P5は直線[1と管50の外面56との
他方の交点である。又、同様に、点P7、PIoは直I
I L 2と管50の外面56との交点、点Pa、P9
は直線L2と管50の内面58との交点である。なお、
Cは、距離センサ20の管50の位置・寸法演算のため
のデータ採取時の移動平面と管50の中心線54との交
点、つまり管50の中心点を示す。 又、多量Iiロボット10は、一般に、市販の産業用ロ
ボットにおいてはパルスコーダ等を内蔵しているため、
前記関節12の先端部の空間座標位置は自動的に検出が
可能であり、従って、前記点P2〜P s 、点P7〜
P toは座標信号としてロボット制till装置11
から自動的に検出が可能である。 次に、座標信号が1尋られた点P3、P−1pH、P9
の座標信号を用いてこれら点P3、Pa、Pa、P9を
通る円の中心点Cの座標位置とその直径dを演算によっ
て求める。 演算方法としては特に拘わらないが、例えば次のように
して行う。まず、線分(Pa、Pa)の中点q1を通っ
て線分(Pa、Pa)に直交する直WAJ2+と、線分
(Pa、P9)の中点q2を通つて線分(Pg、Ps)
に直交する直線12との交点として管50の内面58に
相当する円の中心点Cを求め、次に、点P3の座標と前
記内の中心点Cの座標を円の方程式に代入して内m58
に相当する円の直径dを求める。 又、直線L1と管50の内面58との交点P3、P4と
、直線L2と管5oの内面58との交点P専の3点の座
標を円の方程式に代入し、これら各点の座標を代入した
方程式を連立させて解くことによって、内面58に相当
する円の中心点C及び円の直径dを求めてもよい。又、
管50の端面52の位置は、第5図において、直11L
tと管50の外面56及び内面58との交点P2、Ps
の2点間においての距離センサ20の信号出力から計測
が可能である。 次に、このようにして求めた管50の端面52位置、管
50の中心aCの位置及び管50の内径のデータを基に
して、管50の内面58に印字する作動を説明する。 前記印字ヘッド30を制御する印字ヘッド制御装置31
には、前記印字制御手段からの印字開始タイミング信号
及び印字データ信号がロボット制御装置11を介し入力
される。 多関節ロボット10のロボット制御M]装置11には、
予め被印字対象としての管50の内径に応じた動作内容
がプログラムとして入力されており、該ロボット1iI
I [装置11には、前記管の位置・寸法演算手段によ
って演算された内径に基づいて所定のプログラムを選択
する動作指示信号が印字制御手段から入力される。この
動作指示信号には、前記プログラム選択信号の他に、多
関節ロボット1oの関節12先端部の空間座標軸上の原
点(予め多関節ロボット10の電源立上げ時に決められ
た空間上の点ンに対する管50の端面52及び管50の
中心点Cそれぞれの位置の情報も含まれる。 従って、ロボット制御装置11は該動作指示信号に基づ
いて、印字をするための印字ヘッド管内移動を行う。 この印字ヘッド30の管内移動は次のようにして行う。 まず、管50の内ldに応じたプログラムが選択され、
管50の中心点Cのデータ及び管50の端面52と前記
点P nとの距離データに応じて、第6図に示す如く、
関節12の先端部は点P u、Az 、A2、As、A
s、HPを順次通過する移動軌跡を辿って移動する。 即ち、点P nにあった印字ヘッド30は、管50の中
心軸54に沿う位置A1まで移動軌跡K。 のように移動し、次いで、管50の中心軸54に沿い管
5oの内部点A2まで移動軌跡に2のように前進移動す
る。点A2の位置は、予め実測された点P nと管50
端面52の間の距離を基に端面52から所定の長さだけ
離れた管50の内部に印字ヘッド30が挿入されるよう
にして決定される。 次いで、印字ヘッド30は管50の内rjn58に沿っ
てその周方向に点A3まで移動軌跡に3のように旋回移
動する。この移動軌跡に3上を移動中に、印字ヘッド3
0は動作して管50の内面58に所定の印字が行われる
。 印字ヘッド3oの印字動作にあたっては、複数の噴射ノ
ズルの噴射タイミングを印字ヘッドtfil m装置3
1によって制御することにより、必要な印字を行うもの
である。この場合の噴射タイミングは、印字ヘッド30
と被印字対象たる管5oとの相対運動に同期して行われ
る。 なお、通常の印字装置においては、印字ヘッドの移動量
をロータリーエンコーダのような移動量検出器により検
出してドツトの噴射タイミングを制−している。しかし
、印字ヘッド30の担持体として工業用ロボットを使用
する場合は、その運動は、第7図に示す如く、移動開始
直後及び移動停止直前の極めて短時間を除き、はぼ目標
値■の等速度運動をすることに着目し、予め設定された
所定時間でのタイミング制御をもって、正確なドツトマ
トリックス印字を実施することができる。 次に、点A3で印字が終了した後、印字ヘッド30は、
管50の中心軸54に沿って点A4まで移動軌跡に4の
ように移動する。次いで、この点A4から基準点HPに
移動して復帰し、一連の印字動作を終了する。前記基準
点HPは、予め定められた待機位置であり、管50が図
示しない搬送装置によって搬送される際に、多関節ロボ
ット10の関節12、印字ヘッド30、距離センサ20
が管50及び搬送装置と干渉しない位置とする。 従って、本実施例によれば、管50の位置及び寸法を正
確に把握できると共に、印字ヘッド30の管50内移動
が精度良く行える。従って、管50の内面の所定位置に
自動的に且つ極めて効率よく、被印字対象管の種別、寸
法、向は先、用途等の所要文字、記号を印字することが
できるようになる。しかも、印字ヘッド30の挿入可能
な範囲で任意の小径管から極めて大径管まで任意組合わ
せの文字、記号を自動的に印字することができる。 なお、前記実施例においては、管検出センサはレーザ光
を用いた距離計により構成されるが、本発明はこれに限
定されることなく、例えば電磁界の強度によって対象物
までの距離を測定する渦電流式距離計を用いるようにし
てもよい。又、管50の搬送装置が常に管50の端面5
2を一定位置に位置させることができるものであれば、
前記距離センサ20は距離計の機能を備える必要はなく
、単に管5oの端面52を検出できるもので構成するよ
うにしてもよい。 又、前記実施例においては、管5oの端面52位置及び
寸法を検出するため、距離センサ2oを管50の中心線
54に直交し且っ管5oの端面52に近接する面上で移
動する際、その移動軌跡は、交差する2つの直線Ll、
L2で構成する折曲線としたが、本発明はこれに限定さ
れることなく、例えば2つの平行な直線で構成するよう
にしてもよい。 又、前記実施例においては、印字ヘッド30をドツトマ
トリックス印字ヘッドで構成したが、本発明はこれに限
定されることなく、ロボット10の関節12により管5
0内に挿入可能なものであれば他の方式の印字ヘッドで
構成してもよい。 又、前記実施例においては、印字する際、多関節ロボッ
ト10の関[12の先端が等速度運動をすることに着目
して、時間を基準として印字ヘッド30のタイミング制
御を行っているが、本発明はこれに限定されることなく
、例えば、ロータリーエンコーダにより印字ヘッド30
の実際の移動量を検出して、これを基に印字ヘッド30
のタイミング制御を行うようにしてもよい。但し、この
場合には、印字ヘッド30は管50の内′面58の周方
向に沿うよう移動する旋回運動をするため、この旋回運
動半径が管50の内径により変動するので、通常の直線
運動や単純な回転運動の場合に比較して、?!!雑な構
造を必要とする。 又、前記実施例において、印字ヘッド制御装置31に入
力される印字データは人手により入力することも可能で
あるが、例えば、管製造ライン内で印字を行う場合には
、ラインを制御する上位コンピュータ(図示省略)によ
って入力すれば、更に一層の自動化を図ることができる
。 又、本発明の適用範囲は管の内面印字に限定されること
なく、例えば、円柱体の端面の任意の位置に印字するこ
とも可能である。この場合には、円柱体の直径及び中心
軸の位置検出は、本発明の管の位置・寸法検出方法から
その変形として容易に求めることができる。又、印字を
しないまでも、管の外径、内径、肉厚等を求めることは
本発明の変形で容易に可能であり、管の寸法の自動検査
を行うこともできる。例えば管の肉厚を求めるには、前
述のようにして求めた管50の内径dとその中心点Cと
、管50の外面56と直111LI、L2との交点P2
、P5、P7、PIO等の座標から求めた管50の外面
56に相当する円の方程式を求め、該円の方程式と、前
述した管5oの内面に相当する円の方程式とから、算出
することができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a tube inner surface printing device to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. In this example, the 21i! ! As shown in Figure 1 and Figure 3, an articulated robot 1 widely known as an industrial robot
0, a distance sensor 20 as a tube detection sensor attached to the tip of the joint 1i12 of the articulated robot 1o, and a print head 3o, and these articulated robots 10. It is composed of a distance sensor 20 and a control device 40 that controls the print head 30. The distance sensor 20 is configured such that the projected laser beam is connected to the joint 12.
The printing head 30 is attached to the tip of the joint 12 of the multi-joint robot 10 so as to be parallel to the axis of the tube 50, and the printing head 30 is attached so that the tip of the marking nozzle faces the inner surface 58 of the tube 50 when inserted into the tube 50. It is located at the rear of the distance sensor 2o and attached to the gap Wi12 so that the axis of the marking nozzle is perpendicular to the axis of the joint 12. The articulated robot 10 has a plurality of joints, and is configured such that the tip of the joint 12 can be moved to any position in three-dimensional space. The articulated robot 10 is not particularly limited, but for example, an industrial robot manufactured by FANUC, 1? '/trFANUc ROBOT 5-MoDEL 1
J etc. can be used. The distance sensor 20 serving as the tube detection sensor is constituted by a laser rangefinder that measures the distance to the object based on the principle of triangulation using laser light. This distance sensor 2o, as shown in FIG.
a lens 24 for projecting the light generated by the light onto the end face 52 of the tube 50; a photodetecting element 26 for detecting the reflected light scattered on the surface of the end face 52; and an imaging lens 28 that forms an image. The photodetecting element 26 obtains as an electrical output the position on the light receiving surface at which the reflected light is incident, and outputs an electrical output from the end surface 5.
The electrical output of the photodetecting element 26 changes depending on the position of the photodetecting element 26. Therefore, the distance between the distance sensor 20 and the end surface 52 of the tube 50 can be measured by analyzing the electrical output signal of the photodetecting element 26 with the signal converting means 21. As the distance sensor 20, a laser distance meter manufactured by Anki Denki Co., Ltd. or 5ELCO-1 Co., Ltd. can be used. The print head 30 uses a known dot matrix print head. That is, for example, Utility Model Application No. 58-12865
As proposed in 8 etc., electricity selectively sprays dots of paint or ink using a solenoid! ) A dot matrix print head combining a plurality of marking nozzles (11) is used. The print head 30 has a print head system shown in FIG.
It is controlled by device 31. Therefore, by appropriately controlling the jetting state of each marking nozzle, a desired character or symbol can be printed during the relative movement with the object to be printed. The control Il device 40 connects the distance sensor 20 to the tube 5.
The robot control lI moves on a plane perpendicular to the center line 54 of the tube 50 and close to the end surface 52 of the tube 50.
Based on the function as a distance sensor movement control means that instructs the v&M 11, the detection signal of the distance sensor 20, and the coordinate signal of the three-dimensional spatial position obtained from the detection signal of the sensor 1lff 12 to which the distance sensor 20 is attached. , the position of the end surface 52 of the tube 50, the center II of the tube 50! 54 position and the inner diameter of the pipe 5o, and based on the output of the pipe position/dimension calculation means, the pipe 50
It moves the print head 30 along the inner surface of the tube 50 while maintaining a constant distance from the inner surface of the tube, and also functions as a print control means for issuing commands to the print head control device 31. The operation of this embodiment will be explained below with reference to FIGS. 5 and 6. Once the pipe 5o has been transported to a predetermined position by the transport device a (not shown), the distance sensor 20 attached to the joint 12 of the articulated robot 10 is moved parallel to the end surface 52 as shown in FIG. In addition, it is moved on two prespecified intersecting straight lines L1 and LZ on adjacent surfaces while maintaining the vertical direction to the end surface 52. That is, the distance sensor 20 is placed on a surface perpendicular to the center line 54 of the tube 50 and close to the end surface 52 of the tube 50, from the starting point P1 of the straight line 41 L+ to the straight lines L1 and L.
2 to the end point P ++ of the straight line L2. During this movement, the distance sensor 20 is activated, and from the change in the measurement signal, that is, the change in the distance measured by the distance sensor 20, the straight line L1. Find each spatial coordinate of P2 to P10 on L2. The space locus 1 vote for each point of P2 to P10 is the direct I
It can be obtained by reading the coordinate signal of the tip of the joint 12 of the articulated robot 10 when the distance sensor 20 located on IL + and the straight line L2 detects the end face 52. Note that point P2 is one intersection of the straight line L1 and the outer surface 56 of the tube 50, point P3 is one intersection of the straight line L1 and the inner surface 58 of the tube 50, and point P4 is the other intersection of the straight line 11L+ and the inner surface 58 of the tube 50. The intersection point P5 is the other intersection point of the straight line [1 and the outer surface 56 of the tube 50. Similarly, points P7 and PIo are straight I
Intersection of I L 2 and the outer surface 56 of the tube 50, point Pa, P9
is the intersection of the straight line L2 and the inner surface 58 of the tube 50. In addition,
C indicates the intersection of the center line 54 of the tube 50 and the moving plane of the distance sensor 20 when collecting data for calculating the position and dimensions of the tube 50, that is, the center point of the tube 50. In addition, since the mass Ii robot 10 generally has a built-in pulse coder etc. in commercially available industrial robots,
The spatial coordinate position of the tip of the joint 12 can be automatically detected, and therefore the points P2 to Ps and the points P7 to
P to is used as a coordinate signal for the robot system till device 11.
Automatic detection is possible from Next, the point P3, P-1pH, P9 where the coordinate signal is 1
Using the coordinate signals of , the coordinate position of the center point C of a circle passing through these points P3, Pa, Pa, and P9 and its diameter d are determined by calculation. Although the calculation method is not particularly limited, it is performed as follows, for example. First, a straight line WAJ2+ passing through the midpoint q1 of the line segment (Pa, Pa) and orthogonal to the line segment (Pa, Pa), and a line segment (Pg, Ps) passing through the midpoint q2 of the line segment (Pa, P9). )
Find the center point C of the circle corresponding to the inner surface 58 of the tube 50 as the intersection with the straight line 12 perpendicular to m58
Find the diameter d of the circle corresponding to . Also, by substituting the coordinates of the three points exclusively for the intersections P3 and P4 between the straight line L1 and the inner surface 58 of the tube 50 and the intersection P between the straight line L2 and the inner surface 58 of the tube 5o into the equation of the circle, the coordinates of each of these points are calculated as follows. By solving the substituted equations simultaneously, the center point C of the circle corresponding to the inner surface 58 and the diameter d of the circle may be determined. or,
The position of the end surface 52 of the tube 50 is 11L in FIG.
Intersection points P2 and Ps between t and the outer surface 56 and inner surface 58 of the tube 50
Measurement is possible from the signal output of the distance sensor 20 between the two points. Next, the operation of printing on the inner surface 58 of the tube 50 will be described based on the data of the position of the end surface 52 of the tube 50, the position of the center aC of the tube 50, and the inner diameter of the tube 50 obtained in this way. a print head control device 31 that controls the print head 30;
, a print start timing signal and a print data signal from the print control means are inputted via the robot control device 11 . The robot control M] device 11 of the articulated robot 10 includes:
The operation contents according to the inner diameter of the tube 50 as the object to be printed are inputted in advance as a program, and the robot 1iI
I [To the device 11, an operation instruction signal for selecting a predetermined program based on the inner diameter calculated by the tube position/dimension calculation means is inputted from the printing control means. This operation instruction signal includes, in addition to the program selection signal, the origin of the distal end of the joint 12 of the articulated robot 1o on the spatial coordinate axis (a point in space determined in advance when the articulated robot 10 is powered up). Information on the respective positions of the end face 52 of the tube 50 and the center point C of the tube 50 is also included. Therefore, the robot control device 11 moves the print head within the tube for printing based on the operation instruction signal. This printing The movement of the head 30 within the tube is carried out as follows: First, a program corresponding to the inside of the tube 50 is selected;
As shown in FIG. 6, according to the data on the center point C of the tube 50 and the distance data between the end surface 52 of the tube 50 and the point Pn,
The tip of the joint 12 is the point P u, Az, A2, As, A
s, and moves along a trajectory that passes through HP sequentially. That is, the print head 30 at point Pn moves along the trajectory K to position A1 along the central axis 54 of the tube 50. Then, it moves forward as shown in 2 along the central axis 54 of the tube 50 to the internal point A2 of the tube 5o. The position of point A2 is between the point Pn and the pipe 50 which were actually measured in advance.
The distance between the end faces 52 is determined so that the print head 30 is inserted into the tube 50 at a predetermined distance from the end faces 52 . Next, the print head 30 rotates in the circumferential direction along the inner rjn 58 of the tube 50 to a point A3 on a movement locus 3 as shown in FIG. While moving on this movement trajectory 3, the print head 3
0 is operated to print a predetermined mark on the inner surface 58 of the tube 50. During the printing operation of the print head 3o, the ejection timing of the plurality of ejection nozzles is controlled by the print head tfilm device 3.
1, necessary printing is performed. In this case, the ejection timing is determined by the print head 30.
This is performed in synchronization with the relative movement of the tube 5o which is the object to be printed. In a typical printing device, the amount of movement of the print head is detected by a movement amount detector such as a rotary encoder to control the ejection timing of the dots. However, when an industrial robot is used as a carrier for the print head 30, as shown in FIG. Focusing on speed movement, accurate dot matrix printing can be performed by controlling the timing at a predetermined time set in advance. Next, after printing is completed at point A3, the print head 30
It moves along the central axis 54 of the tube 50 to a point A4 as shown in the movement trajectory 4. Next, it moves from this point A4 to the reference point HP and returns, completing the series of printing operations. The reference point HP is a predetermined standby position, and when the tube 50 is transported by a transport device (not shown), the joint 12 of the articulated robot 10, the print head 30, and the distance sensor 20
The position is such that it does not interfere with the pipe 50 or the conveying device. Therefore, according to this embodiment, the position and dimensions of the tube 50 can be accurately grasped, and the print head 30 can be moved within the tube 50 with high precision. Therefore, required characters and symbols such as the type, size, direction, and purpose of the tube to be printed can be printed automatically and extremely efficiently at predetermined positions on the inner surface of the tube 50. Moreover, any combination of characters and symbols can be automatically printed on any small-diameter tube to extremely large-diameter tube within the insertable range of the print head 30. In the above embodiment, the tube detection sensor is configured with a distance meter that uses a laser beam, but the present invention is not limited to this, and the distance to the object can be measured by, for example, the intensity of the electromagnetic field. An eddy current distance meter may also be used. Further, the conveying device for the tube 50 always keeps the end surface 5 of the tube 50
If it is possible to position 2 in a certain position,
The distance sensor 20 does not need to have a distance meter function, and may simply be configured to be able to detect the end surface 52 of the tube 5o. Furthermore, in the embodiment described above, in order to detect the position and dimensions of the end surface 52 of the tube 5o, when the distance sensor 2o is moved on a plane perpendicular to the center line 54 of the tube 50 and close to the end surface 52 of the tube 5o, , its movement trajectory is two intersecting straight lines Ll,
Although the folding line is made up of L2, the present invention is not limited to this, and may be made of two parallel straight lines, for example. Further, in the embodiment described above, the print head 30 is configured as a dot matrix print head, but the present invention is not limited to this.
Any other type of print head may be used as long as it can be inserted into the 0. Furthermore, in the embodiment described above, when printing, the timing of the print head 30 is controlled based on time, focusing on the fact that the tip of the joint 12 of the articulated robot 10 moves at a constant speed. The present invention is not limited thereto; for example, the print head 30 can be controlled by a rotary encoder.
Detects the actual amount of movement of the print head 30 based on this.
The timing control may be performed. However, in this case, since the print head 30 makes a turning motion that moves along the circumferential direction of the inner surface 58 of the tube 50, the radius of this turning movement varies depending on the inner diameter of the tube 50, so it is not a normal linear movement. Or compared to the case of simple rotational motion? ! ! Requires a crude structure. Further, in the embodiment described above, the print data input to the print head control device 31 can be input manually, but for example, when printing is performed within a tube manufacturing line, the print data may be input manually by a host computer that controls the line. (not shown), further automation can be achieved. Further, the scope of application of the present invention is not limited to printing on the inner surface of a tube, and it is also possible to print on any arbitrary position on the end face of a cylindrical body, for example. In this case, the diameter of the cylindrical body and the position of the central axis can be easily determined as a modification of the tube position/dimension detection method of the present invention. Furthermore, even without printing, it is easily possible to determine the outer diameter, inner diameter, wall thickness, etc. of a tube with a modification of the present invention, and it is also possible to automatically inspect the dimensions of a tube. For example, to determine the wall thickness of a tube, the inner diameter d of the tube 50 determined as described above and its center point C, and the intersection point P2 of the outer surface 56 of the tube 50 and the straight line 111LI, L2.
, P5, P7, PIO, etc., and calculate from the equation of the circle corresponding to the outer surface 56 of the tube 50 and the equation of the circle corresponding to the inner surface of the tube 5o described above. I can do it.

【発明の効果】【Effect of the invention】

以上説明した通り、本発明によれば、管の内面に印字す
るに際し、複雑な位置決めが容易に行え且つ印字ヘッド
の管内移動が正確に行えるため、自動化が図れるもので
あり、これにより、省力化及び製品の工程管理の効率化
が期待できる等の優れた効果を有する。
As explained above, according to the present invention, when printing on the inner surface of a tube, complicated positioning can be easily performed and the print head can be accurately moved within the tube, so automation can be achieved, thereby saving labor. It has excellent effects such as improving the efficiency of product process control.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明に係る管内面印字方法の要旨を示す流
れ図、第2図は、本発明に係る管内面印字装置の実施例
〜の構成を示す側面図、第3図は、前記実施例で用いら
れている制WAi装置の構成を示すブロック線図、第4
図は、管検出センサの検出原理を示す側面図、第5図は
、管の位置・寸法を検出するための原理を示す正面図、
第6図は、印字ヘッドによる印字動作を示す側面図、M
7図は、多関節ロボットの関節移動を時間と速度との関
係から示す線図である。 10・・・多関節ロボット、 20・・・距離センサ、 3o・・・印字ヘッド、 40・・・制御l装置、 50・・・管、 52・・・端面。
FIG. 1 is a flowchart showing the gist of the tube inner surface printing method according to the present invention, FIG. 2 is a side view showing the configuration of embodiments of the tube inner surface printing apparatus according to the present invention, and FIG. Block diagram showing the configuration of the control WAi device used in the example, Part 4
The figure is a side view showing the detection principle of the pipe detection sensor, and Fig. 5 is a front view showing the principle for detecting the position and dimensions of the pipe.
FIG. 6 is a side view showing the printing operation by the print head, M
FIG. 7 is a diagram showing joint movement of an articulated robot in terms of the relationship between time and speed. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Articulated robot, 20... Distance sensor, 3o... Print head, 40... Control device, 50... Tube, 52... End surface.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)管の内面に印字する管内面印字方法において、 管検出センサを、管の中心線に直交し且つ管の端面に近
接する面上で多関節ロボットにより移動し、 該管検出センサにより管検出信号を得ると共に、該管検
出信号が得られた位置を、三次元空間の座標信号として
得て、 これら管検出信号及び空間座標信号により、管の位置及
び寸法を演算し、 該演算結果に基づいて、管検出センサの近傍に設けられ
る印字ヘッドをロボットにより管の内面に沿って移動さ
せると共に、該印字ヘッドを作動させて印字するように
したことを特徴とする管内面印字方法。
(1) In a tube inner surface printing method for printing on the inner surface of a tube, a tube detection sensor is moved by an articulated robot on a surface perpendicular to the center line of the tube and close to the end surface of the tube, and the tube detection sensor is used to print on the tube. Obtain the detection signal and obtain the position where the tube detection signal was obtained as a coordinate signal in a three-dimensional space, calculate the position and dimensions of the tube using these tube detection signals and the spatial coordinate signal, and calculate the position and dimensions of the tube based on the calculation result. A method for printing on the inner surface of a tube, characterized in that a print head provided near a tube detection sensor is moved along the inner surface of the tube by a robot, and the print head is operated to print.
(2)前記管検出センサの、管の中心線に直交し且つ管
の端面に近接する面上での、多関節ロボットによる移動
は、その移動軌跡を2本の交差する直線により構成した
折曲線とした特許請求の範囲第1項記載の管内面印字方
法。
(2) The movement of the tube detection sensor by the articulated robot on a surface perpendicular to the center line of the tube and close to the end surface of the tube is performed on a bending line whose movement trajectory is formed by two intersecting straight lines. A tube inner surface printing method according to claim 1.
(3)前記印字ヘッドの、印字時における管の内面に沿
う移動は、等速度運動とした特許請求の範囲第1項又は
第2項記載の管内面印字方法。
(3) The tube inner surface printing method according to claim 1 or 2, wherein the print head moves along the inner surface of the tube during printing at a constant velocity.
(4)複数の関節を有し、該関節の先端部を三次元空間
の任意位置に移動自在とする多関節ロボットと、 該多関節ロボットの関節の先端部に取付けられた、印字
対象管の端面を検出する管検出センサと、該管検出セン
サを、管の中心線に直交し、且つ管の端面に近接する面
上において移動させる管検出センサ移動制御手段と、 前記管検出センサの検出信号と、管検出センサが取付け
られた関節の前記検出信号の得られた三次元空間座標信
号に基づいて、管の端面位置、管の中心線位置、管の内
径を演算する管の位置・寸法演算手段と、 前記管検出センサが取付けられた関節に取付けられた、
管の内面に印字する印字ヘッドと、前記管の位置・寸法
演算手段の信号に基づいて、管の内側で前記印字ヘッド
を管内面との距離を一定に保持しつつ内面に沿って移動
させると共に印字ヘッドを制御する印字制御手段と、 を備えたことを特徴とする管内面印字装置。
(4) An articulated robot that has a plurality of joints and can move the tips of the joints to arbitrary positions in three-dimensional space, and a tube to be printed attached to the tips of the joints of the articulated robot. a tube detection sensor for detecting an end surface; a tube detection sensor movement control means for moving the tube detection sensor on a surface perpendicular to the center line of the tube and close to the end surface of the tube; a detection signal of the tube detection sensor; and pipe position/dimension calculation for calculating the end face position of the pipe, the center line position of the pipe, and the inner diameter of the pipe based on the three-dimensional spatial coordinate signal obtained from the detection signal of the joint to which the pipe detection sensor is attached. means attached to the joint to which the tube detection sensor is attached;
A printing head that prints on the inner surface of the tube, and moving the printing head inside the tube along the inner surface while maintaining a constant distance from the inner surface of the tube based on signals from the tube position/dimension calculation means. A tube inner surface printing device comprising: a printing control means for controlling a printing head;
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6786591B2 (en) * 2002-10-24 2004-09-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid ejector apparatus and methods
KR100660517B1 (en) 2006-08-31 2006-12-22 유명일 Inner face printing device for pipe
CN102896886A (en) * 2012-11-13 2013-01-30 吴江久升纸业有限公司 Interior printing device for paper tubes

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6786591B2 (en) * 2002-10-24 2004-09-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid ejector apparatus and methods
KR100660517B1 (en) 2006-08-31 2006-12-22 유명일 Inner face printing device for pipe
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