鋼板印字システム
【課題】一対のレールの間で鋼板印刷エリアの片側に片寄せして位置決めされた鋼板に正確に印字を行うこと。
【解決手段】被印字鋼板Ａを鋼板搬送エリアＡＲ２の片側に片寄せして搬送する鋼板搬送装置２と、鋼板印字エリアＡＲ３の両側のレール５の間に設置され、該被印字鋼板をエリア片側の片寄せ位置でレールに平行に位置決め停止させる鋼板位置決め装置３と、レールに沿って走行する走行台車６に搭載されたレール直交方向に横行する横行キャリッジ７と、横行キャリッジに設けられた複数の印字ヘッド８と、走行台車を走行させると共に、印字ヘッドが被印字鋼板を通過する毎に横行キャリッジを所定寸法横行させる走行駆動装置２２，２７と、走行駆動装置によって走行台車が走行する毎に、被印字鋼板にドット印字データを基に、各印字ヘッドにより印字するよう制御する印字制御装置３１とを備えてなる。
【解決手段】被印字鋼板Ａを鋼板搬送エリアＡＲ２の片側に片寄せして搬送する鋼板搬送装置２と、鋼板印字エリアＡＲ３の両側のレール５の間に設置され、該被印字鋼板をエリア片側の片寄せ位置でレールに平行に位置決め停止させる鋼板位置決め装置３と、レールに沿って走行する走行台車６に搭載されたレール直交方向に横行する横行キャリッジ７と、横行キャリッジに設けられた複数の印字ヘッド８と、走行台車を走行させると共に、印字ヘッドが被印字鋼板を通過する毎に横行キャリッジを所定寸法横行させる走行駆動装置２２，２７と、走行駆動装置によって走行台車が走行する毎に、被印字鋼板にドット印字データを基に、各印字ヘッドにより印字するよう制御する印字制御装置３１とを備えてなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋼板印字システム、更に詳しくは例えば被印字鋼板の表面に正確に印字することが出来る鋼板印字システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、造船所などでは、鋼板を切断し、折り曲げ、溶接する作業が中心である。このため、鋼板の表面に該鋼板の引当情報や対応する図面番号、或いは切断線や溶接線及び溶接相手の部材情報や図面情報などの情報を印字することが行われている。
このような印字は、数値制御（ＮＣ）切断装置に印字ヘッドを搭載しておき、このＮＣ切断装置の印字機能と切断機能とを選択的に利用して行うのが一般的である。
【０００３】
最近では、印字を専用に行うマーキング装置も開発されて利用されている。
このようなマーキング装置は、平行に走る一対のレールと、これらレールの上をレール同方向に移動するガーダと、ガーダにその長手方向に沿ってスキャン・データのスキャン数に対応して等間隔に一直線上に配列された多数のマーキング手段とから主に構成されている。
そして、マーキングの対象物たる鋼板は一対のレールの間に設置され、その鋼板上をガーダが鋼板の長手方向に移動することにより、ガーダに搭載されている多数のマーキング手段が鋼板上を移動しつつ、鋼板上にマーキングしていくものである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭５４−１３４９００号公報（第３頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記マーキング装置は、マーキングの対象物たる鋼板は一対のレールの間に設置され、その鋼板上をガーダが鋼板の長手方向に移動することにより、ガーダに搭載されている多数のマーキング手段が鋼板上を移動しつつ、鋼板上にマーキングしていくものであるが、実際には一対のレールの間に設置された鋼板の一端部及び一側面の交差位置をマーキング座標の基準位置として求め、それに基づいて多数のマーキング手段がマーキングを開始するものである。
そのため、一対のレールの間の所定の位置に鋼板を設置することが要求されるが、鋼板は重量があるため、鋼板を所定の位置に設置することはなかなか困難であった。
そこで、ある程度の鋼板の傾きを予想し、マーキング座標の基準位置を求めるためには鋼板の一端部及び一側面を検出するセンサを設ける必要があり、これらセンサの検出信号を演算処理してマーキング座標の基準位置を求めているが、一対のレールの間に設置された鋼板の両側面がレールに対して平行でなく、大きく傾いている場合には多数のマーキング手段のうち、両端側にマーキング手段の下方に鋼板が位置しなくなるため正確にマーキングできなくなるという問題があった。
本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、印字専用ラインで印字を行う鋼板印字システムであって、一対のレールの間に鋼板を設置する場合に鋼板の一側面をレールに対して平行に位置決めし、センサは鋼板の一端部を検出するだけにし、鋼板の傾きをなくして正確に印字を行うことができる鋼板印字システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る鋼板印字システムは、被印字鋼板に沿って往復移動して被印字鋼板に目的の印字を施す鋼板印字システムであって、鋼板搬送エリアに設置され、送られてきた被印字鋼板を鋼板搬送エリアの片側に片寄せして搬送する鋼板搬送装置と、鋼板搬送エリアの下流側の鋼板印字エリアの両側に敷設された一対のレールと、前記一対のレールの間に設置され、前記鋼板搬送装置によって鋼板搬送エリアの片側に片寄せされて搬送されてきた被印字鋼板を鋼板印字エリアの片側の片寄せ位置でレールに対して平行に位置決めして停止させる鋼板位置決め装置と、前記一対のレールに沿って往復走行する走行台車と、前記走行台車に搭載されたレール直交方向に横行する横行キャリッジと、前記横行キャリッジに設けられ、レール直交方向に配列した複数の印字ノズルを有する複数の印字ヘッドと、前記走行台車を前記鋼板位置決め装置によって鋼板印字エリアの片側の片寄せ位置に位置決めさせられた被印字材鋼板に沿って走行させると共に、印字ヘッドが被印字鋼板を通過する毎に横行キャリッジを印字ヘッドの印字可能寸法に対応させて横行させる走行駆動装置と、走行駆動装置によって走行台車が被印字鋼板に沿って走行する毎に、被印字鋼板に印字すべき印字データから変換されたドットマップのドット印字データを基に、被印字鋼板から求めたマーキング座標の基準位置に基づいて各印字ヘッドにより印字するように制御する印字制御装置とを備えてなるものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る鋼板印字システムは、鋼板搬送エリアに設置された鋼板搬送装置が被印字鋼板を該鋼板搬送エリアの片側に片寄せして鋼板位置決めエリアに搬送し、鋼板印字エリアに設置された鋼板位置決め装置は鋼板搬送装置によって鋼板搬送エリアの片側に片寄せされて搬送されてきた被印字鋼板を鋼板印字エリアの片側の片寄せ位置で該鋼板位置決め装置の両側に平行に施設された一対のレールに対して平行に位置決めして停止させるので、一対のレールに沿って往復走行する走行台車に搭載されたレール直交方向に横行する横行キャリッジに設けられた複数の印字ヘッドによって印字を行う場合に、被印字鋼板に対してマーキング座標の基準位置を求めるためには被印字鋼板の一側位置と被印字鋼板の端面位置を知ることが必要であり、被印字鋼板の一側位置は鋼板印字エリアの片側に片寄せされ、レールに対して平行な位置決め位置であり既知であるため、マーキング座標の基準位置を求めるためには被印字鋼板の端面を検出する端面検出センサを設けるだけで済み、被印字鋼板に対して求めたマーキング座標の基準位置と印字データの座標軸を一致させることにより、印字ヘッドによって正確に印字することができ、しかも被印字鋼板は一対のレールの間にあり、一対のレールに沿って往復走行する走行台車に搭載された横行キャリッジは一対のレールの間でレール直交方向に横行するため、被印字鋼板に対して印字が出来なくなるということは解消されるという効果がある。
また、走行台車に横行キャリッジを搭載し、この横行キャリッジに複数の印字ヘッドを設け、走行台車の往復移動に伴って横行キャリッジを印字ヘッドの幅に対応させて横行させるので、印字ヘッドの幅寸法は、被印字鋼板の幅に応じた有効印字幅と印字に必要な往復回数と印字ヘッドの数とによって決定することができ、また印字ヘッド単位での交換やメンテナンス作業を容易に行うことが出来るという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は本発明の実施の形態１の鋼板印字システムの要部を概略的に示す斜視図、図２は同鋼板印字システムの平面図、図３は同鋼板印字システムの各エリアにおけるガイドローラの形状を示す断面図、図４は同鋼板印字システムの制御系のブロック図、図５は同鋼板印字システムに用いられる印字データの作成過程を示したフローチャートである。
図１及び図２において、鋼板受取エリアＡＲ１には、鋼板置き場Ｓから複数の電磁石を吊り下げた天井クレーン（図示省略）により運ばれてきた被印字鋼板Ａを受け取り、鋼板受取エリアＡＲ１の片側に片寄せして次の搬送エリアＡＲ２に送る鋼板受取装置１が設置されている。
鋼板受取エリアＡＲ１の下流側である次の鋼板搬送エリアＡＲ２には、鋼板受取装置１から送られてきた被印字鋼板Ａを鋼板搬送エリアＡＲ２の片側に片寄せして次の鋼板印字エリアに搬送する鋼板搬送装置２が設置されている。
鋼板搬送エリアＡＲ２の下流側である次の鋼板印字エリアＡＲ３には、鋼板搬送装置２から送られてきた被印字鋼板Ａに印字を行うために、該被印字鋼板Ａを鋼板印字エリアＡＲ３の片側の片寄せ位置で後述するレールに対して平行に位置決めして停止させる鋼板位置決め装置３が設置されている。
【０００８】
さらに、鋼板印字エリアＡＲ３には被印字鋼板Ａに印字を行う鋼板印字装置４が設けられている。
その鋼板印字装置４は、鋼板印字エリアＡＲ３の両側に平行に敷設された一対のレール５と、一対のレール５に載置されて走行する走行台車６と、走行台車６に搭載されてレール５の設置方向と直交する方向に横行する横行キャリッジ７と、横行キャリッジ７に設けられた複数の印字ヘッド８と、走行台車６を被印字鋼板Ａに沿って走行させると共に、印字ヘッド８が被印字鋼板Ａを通過する毎に横行キャリッジ７を印字ヘッド８の印字可能寸法に対応させて横行させる後述する走行駆動装置とを有して構成されている。
【０００９】
前述の鋼板受取装置１、鋼板搬送装置２及び鋼板位置決め装置３は、鋼板受取エリアＡＲ１、鋼板搬送エリアＡＲ２及び鋼板印字エリアＡＲ３にまたがる１つの細長い長方形のローラ支持枠１１に形成されている。
鋼板受取装置１は、鋼板受取エリアＡＲ１に位置するローラ支持枠１１の一部と、そのローラ支持枠１１の一部に延長方向に所定の間隔を置いて回転自在に取り付けられた多数の直行ローラ１２と、ローラ支持枠１２の一側部に所定の間隔を置いて配設され、被印字鋼板Ａの一側部を上下方向でガイドする回転自在な多数の裁頭円錐形のガイドローラ１３と、多数の直行ローラ１２を回転駆動するローラ駆動モータ１４とで構成されている。
【００１０】
鋼板搬送装置２は、鋼板搬送エリアＡＲ２に位置するローラ支持枠１１の一部と、そのローラ支持枠１１の一部に延長方向に所定の間隔を置いて回転自在に取り付けられた多数の斜行ローラ１５と、ローラ支持枠１１の一側部に所定の間隔を置いて配設され、多数の斜行ローラ１５によって鋼板搬送エリアＡＲ２の片側に片寄せされた被印字鋼板Ａの一側部をガイドする回転自在な多数の円柱形のガイドローラ１６と、多数の斜行ローラ１５を回転駆動するローラ駆動モータ１４とで構成されている。この鋼板搬送装置２のローラ駆動モータ１４は鋼板受取装置１のローラ駆動モータ１４と共用である。
鋼板搬送装置２の斜行ローラ１５の傾斜角度は０．５〜１．０度である。
【００１１】
鋼板位置決め装置３は鋼板印字エリアＡＲ３に位置するローラ支持枠１１の一部と、そのローラ支持枠１１の一部に延長方向に所定の間隔を置いて回転自在に取り付けられた多数の直行ローラ１７と、ローラ支持枠１１の一側部に所定の間隔を置いて配設され、鋼板搬送装置２によって鋼板搬送エリアＡＲ２の片側に片寄せされて搬送されてきた被印字鋼板Ａの一側部を鋼板印字エリアＡＲ３の片側にそのままガイドする回転自在な多数の円柱形のガイドローラ１８と、多数の直行ローラ１７を回転駆動するローラ駆動モータ１９とで構成されている。そのガイドローラの１８の頭部の高さは、印刷時に邪魔にならないように直行ローラ１８上の被印字鋼板Ａの上面より突出しない高さに設定されている。
【００１２】
次に、鋼板印字装置４の各構成部材について説明する。
走行台車６は、印字ヘッド８をレール５に沿って略一定の速度で走行させると共に被印字鋼板Ａの端部に到達した後、前記走行方向とは反対方向に略一定の速度で走行させるためのものである。
この走行台車６の一対のレール５に沿った往復走行の過程で印字ヘッド４を予め入力された印字データに従って駆動することで、被印字鋼板Ａの表面に所望の無地、直線或いは曲線、更に他の情報を印字するものである。
このため、走行台車６は、一対のレール５上に載置され、内部に走行駆動装置９の１つである走行モータ２２を設けたサドル２１と、レール５と直交する方向に設置され、両端がそれぞれサドル２１に接続されたガーダー２３とを有して構成されており、サドル２１に印字制御装置３１を内蔵した制御盤２４が設けられている。
【００１３】
横行キャリッジ７は、印字を開始する際に、先ず、被印字鋼板Ａの端部に配置された印字ヘッド８（８ａ）の位置を被印字鋼板Ａにおける印字開始位置であるマーキング座標の基準位置に一致させ、その後、前記位置を維持して走行台車６を走行させて印字を行い、１列の印字が終了した後、印字ヘッ８の幅方向の寸法分横行させ、更に、この位置を維持して走行台車６を走行させて印字を行うものである。
従って、横行キャリッジ７は、走行台車６が被印字鋼板Ａに対する１列の印字を終了する毎に、印字ヘッド８の幅に応じて横行し、これらの印字ヘッド８を新たな印字すべき位置に横行させるものである。
このため、横行キャリッジ７は、ガーダー２３に設けた横行レール２６に沿ってレール５と直交する方向に横行させる回転駆動装置の１つである横行モータ２７を有して構成されている。
１台の横行キャリッジ７に複数の印字ヘッド８を予め設定された間隔に保持固定して設け、この印字ヘッド８の間隔と被印字鋼板Ａに対する印字回数とに応じて横行させるようにしている。
【００１４】
印字ヘッド８は、走行台車６の走行に伴って図示しない塗料供給装置から供給された塗料を短時間噴射して被印字鋼板Ａの表面にドット状のマークを形成し、このマークの連続によって目的の文字、直線、曲線を印字するものである。
このため、印字ヘッド８は、走行台車６の横行レール２６と平行方向に１列に配置された複数のノズル（図示省略）を有し、各ノズル毎に印字制御装置３１によって開閉が制御される電磁弁等を介して塗料供給装置（図示省略）が接続されている。
印字ヘッド８におけるノズルのピッチや数は特に限定するものではなく、ノズルから噴射された塗料が被印字鋼板Ａに至るまでの広がり率や、印字ヘッド８の被印字鋼板Ａからの距離などの条件に応じて適宜設定される。
【００１５】
また、印字ヘッド８に配置された複数のノズル２８の幅方向の寸法（横行レール１６に沿った方向の寸法）は、予め設定された被印字材鋼板Ａの幅寸法と、被印字鋼板Ａを印字するのに要する回数（往復回数）と、被印字鋼板Ａに対する分割数（印字ヘッド８の数）とに応じて設定される。
例えば、幅２ｍの被印字鋼板Ａを２往復で印字を行うものとし、且つ印字ヘット８の数を４とした場合、複数のノズル１８の幅方向の寸法は、２ｍ／（４×４）から１２５ｍｍに設定され、隣接する印字ヘッド８の間隔は５００ｍｍに設定される。
本実施の形態１において、印字ヘッド８は、ノズルの径が１５ｍｍ、各印字ヘッド８における複数のノズルの幅寸法が１２５ｍｍ、ピッチが１７．８６ｍｍで形成され、印字ヘッド８の数は４個に設定されている。
【００１６】
次に、図４により鋼板印字装置４の制御系について説明する。
図４において、３１は制御盤２４に内蔵されている印字制御装置である。
この印字制御装置３１は鋼板受取装置１に被印字鋼板Ａが送られてから鋼板搬送装置２により鋼板位置決め装置３に被印字鋼板Ａが位置決めされて固定され、鋼板印字装置４により被印字鋼板Ａの表面に印字が行われるまでの独自のプログラムが記憶された記憶部３１ａと、後述するキーボード等からなる入力部材或いはＣＤＲＯＭドライブ等からのデータを一時記憶する一時記憶部３１ｂと、各種入力に基づいて独自のプログラムを実行する演算部３１ｃとを有して構成されている。
【００１７】
その印字制御装置３１に接続されたインターフェース３２の入力側に、鋼板受取装置１に被印字鋼板Ａが送られてきたことを検出する光センサ等の鋼板検出センサ３３と、鋼板位置決め装置４に搬送された被印字鋼板Ａの先端部を検出する先端部検出センサ３４と、鋼板位置決め装置４に搬送された被印字鋼板Ａの端面を検出する端面検出センサ３５と、鋼板位置決め装置４に搬送された被印字鋼板Ａの表面の高さを検出する高さ検出センサ３６と、ＣＤＲＯＭドライブ３７と、外部からデータを受け取って入力する通信装置３８と、キーボード等からなる入力装置３９とが接続されている。
また、インターフェース３２の出力側には、走行モータ２２と、横行モータ２７と、印字ヘッド８の高さを制御する高さ制御モータ３９と、鋼板受取装置１及び鋼板搬送装置２のローラ駆動モータ１４と、鋼板位置決め装置４のローラ駆動モータ１９と、印字ヘッド８とが接続されている。
【００１８】
次に、本発明の鋼板印字システムに用いられる印字データ（文字データ・図形データ）の作成過程について説明する。
図５は印字データの作成過程を示したフローチャートであり、これは設計システムと印字情報創成システムの２段階を含んでいる。設計システムはＣＡＤ等によって設計される段階であり、印字情報創成システムは設計システムにより設計されたデータに基づいて印字データを作成する段階である。
【００１９】
まず、設計システムの段階について説明する。
製造対象物の構造データを作成し（Ｓ１）、その構造データに基づいて切断すべき部材を計画し（Ｓ２）、その計画された部材を被印字鋼板Ａに無駄なく割り付けるためのネスティングを行い、切断計画図及びＮＣ切断データを作成する（Ｓ３）。この切断計画図は例えばプリントされ、ＮＣ切断データは被印字鋼板Ａを切断する際のＮＣデータとして用いられる。ネスティングされて作成された配置図に基づいて印字下図を作成し、それをＤＸＦファイルに変換する（Ｓ４）。
なお、ネスティングされて作成された配置図の文字は、文字の内容（部品名称、取付部材名称・・・）と文字の大きさを規定してレイヤー番号（１，２・・・）が関連付けられており、その関係を変更することにより文字の大きさを任意に編集できるように構成されている。また、ＤＸＦファイルの文字データについては、文字形状、サイズ、位置情報等が含まれている。
【００２０】
次に、印字情報創成システムの段階について説明する。
上記のＤＸＦファイルを編集する（Ｓ５）。この編集に際しては、文字や図形の移動、修正、追加及び移動処理がなされる。編集後のＤＸＦファイルから文字データ及び図形データを抽出する（Ｓ６）。そして、抽出された文字データ及び図形データをドットマップに変換しＮＣ印字用データを作成する（Ｓ７）。このＮＣ印字用データをＣＤＲＯＭに格納する。
そのＣＤＲＯＭに格納したＮＣ印字用データをＣＤＲＯＭドライブ３７で読み込んで印字制御装置３１に伝達されるようにしている。或いは、ＮＣ印字用データをネットワーク（図示省略）を介して図４の通信装置８が受信して印字制御装置３１に伝達されるようにしてもよい。
【００２１】
次に、被印字鋼板Ａが鋼板受取エリアＡＲ１に送られから鋼板印字エリアＡＲ３において被印字鋼板Ａに印字が行われる手順について図１〜図４に基づいて説明する。
まず、印字制御装置２１に対し、入力装置２８から被印字鋼板Ａの板厚や、幅、長さのデータが入力される。このデータはインターフェース２２を介して印字制御装置２１に伝達され、一時記憶部２１ｂに一時記憶される。また、ＣＤＲＯＭドライブ２６からＮＣ印字用データを入力し、一時記憶部２１ｂに記憶させておく。
次に、鋼板置き場Ｓから天井クレーンによって吊り下げられて鋼板受取エリアＡＲ１に運ばれてきた被印字鋼板Ａを鋼板受取装置１の多数の直行ローラ１２上に載置させる。
このとき、天井クレーンは、図３の（ａ）に示すように、被印字鋼板Ａの一側が裁頭円錐形のガイドローラ１３の傾斜周面に接触するように降ろすと、鋼板受取エリアＡＲ１の片側、即ちローラ支持枠１１の一方側に片寄せされた状態で多数の直行ローラ１２上に載置されることとなる。
【００２２】
このように、多数の直行ローラ１２上に被印字鋼板Ａが載置されると、鋼板受取装置１に設けた鋼板検出センサ３３が多数の直行ローラ１２上に載置された被印字鋼板Ａの存在を検出し、その検出信号を印字制御装置３１に送る。
そうすると、鋼板検出センサ３３の検出信号を受けた印字制御装置３１はローラ駆動モータ１４とローラ駆動モータ１９を回転駆動させる。
ローラ駆動モータ１４の回転駆動により、鋼板受取装置１の多数の直行ローラ１２と鋼板搬送装置２の多数の斜行ローラ１５が回転させられる。
また、ローラ駆動モータ１９の回転駆動により、鋼板位置決め装置３の多数の直行ローラ１７も回転させられる。
【００２３】
鋼板受取装置１の多数の直行ローラ１２の回転により、被印字鋼板Ａはローラ支持枠１１の一方側に片寄せされた状態で鋼板搬送装置２に送られる。
鋼板搬送装置２に送られた被印字鋼板Ａは、鋼板搬送装置２の斜行ローラ１５の回転により、ローラ支持枠１１の一方側に片寄せするように搬送され、多数のガイドローラ１６により、ローラ支持枠１１の一方側に片寄せされた被印字鋼板Ａはその状態が維持されて搬送されることとなる。
【００２４】
このようにして鋼板搬送装置２によって搬送された被印字鋼板Ａは、鋼板搬送装置２に連設された鋼板位置決め部３に送られる。
鋼板位置決め部３では、多数の直行ローラ１７を回転させて被印字鋼板Ａの先端部が例えば鋼板印字エリアＡＲ３の真ん中から少し下流寄りの所定の位置に来たところで、先端部検出センサ３４が被印字鋼板Ａの先端部を検出し、その検出信号を印字制御装置３１に送る。
そうすると、先端部検出センサ３４の検出信号を受けた印字制御装置３１はローラ駆動モータ１４とローラ駆動モータ１９との回転駆動を停止させ、被印字鋼板Ａを所定の位置に停止させる。
【００２５】
次いで、印字制御装置３１は走行モータ２２を回転駆動させて鋼板印字装置４の走行台車６を走行させ、図示しない位置に設けた端面検出センサ３５によって被印字鋼板Ａの端面を検出し、その検出信号を印字制御装置３１に送る。
そうすると、端面検出センサ３５の検出信号を受けた印字制御装置３１では、端面検出センサ３５が検出した端面位置と被印字鋼板Ａのローラ支持枠１１の一方側に片寄せされた既知の一側位置とに基づいて被印字鋼板Ａにおけるマーキング座標の基準位置を求め、その基準位置と印字データの座標軸を一致させる、即ち横行キャリッジ３における端部側の印字ヘッド８（８ａ）の位置を被印字鋼板Ａの端部における印刷開始位置であるマーキング座標の基準位置に一致させる。
それと同時に、図示しない位置に設けた高さ検出センサ２３によって被印字鋼板Ｂの表面を検出し、その検出信号を受けた印字制御装置３１は横行キャリッジ７に設けた図示しない高さ制御モータ４０を駆動して印字ヘッド８を被印字鋼板Ａから予め設定された高さに保持する。
【００２６】
上記の如くして被印字鋼板Ａのマーキング座標の基準位置を求めると共に印字ヘッド４の高さを保持した後、横行キャリッジ３における端部側の印字ヘッド８ａを被印字鋼板Ａの端部におけるマーキング座標の基準位置に一致させるように横行キャリッジ３を横行させ、これにより印字作業の準備が完了する。
本実施の形態１に係る鋼板印字装置４では、４つの印字ヘッド８を被印字鋼板Ａに対して２往復（印字回数４）させて印字を行う。この場合、印字制御装置３１では、記憶部２１ａに記憶された被印字鋼板Ａに対するＮＣ印字用データを演算部３１ｃで読み出すと共に、各走行行程毎に必要な幅に分割して印字ヘッド８に形成されたノズル２８の駆動データを演算するプログラムが実行され、この駆動データは各印字ヘッド８に伝達される。
【００２７】
即ち、被印字鋼板Ａは４つの印字ヘッド８によってそれぞれ印字される領域を４つに分け、さらに各印字ヘッド８が２往復することで各印字ヘッド８の領域を４つに分けるため、合計で１６の領域に分割され、被印字鋼板Ａに設定されたＮＣ印字用データのドットマップが各領域毎に分割され、走行台車６の行程と同期させてノズルに対する駆動データが演算される。
従って、走行台車６の往復走行に伴う各行程毎に走行台車６の走行と同期して印字ヘッド８のノズルを駆動することで、被印字鋼板Ａに対して１／４の印字面の印字を行い、走行台車２が２往復したとき、被印字鋼板Ａに目的の印字が行われることになる。
このように鋼板位置決め装置３の多数の直行ローラ１７上の被印字鋼板Ａに対して走行台車２が往復動して印字ヘッド８による印字が行われる場合、鋼板印字エリアＡＲ３の片側に設けられた多数のガイドローラの１８の頭部の高さは直行ローラ１８上の被印字鋼板Ａの上面より突出しない高さに設定されているので、ガイドローラの１８が印刷時に邪魔になることはない。
こうして、鋼板印字領域ＡＲ３において、鋼板印字装置４により所定の印字が行われた後は、天井クレーンによって印字された被印字鋼板Ａが鋼板印字領域ＡＲ３から印字鋼板保管場所Ｐに運ばれて被印字鋼板Ａに対する一連の印字作業が終了する。
【００２８】
この実施の形態１においては、鋼板受取エリアＡＲ１に設置された鋼板受取装置１は天井クレーンから運ばれてきた被印字鋼板Ａを受け取って鋼板搬送エリアＡＲ２に送り、鋼板搬送エリアＡＲ２に設置された鋼板搬送装置２が被印字鋼板Ａを該鋼板搬送エリアＡＲ２の片側に片寄せして鋼板位置決めエリアＡＲ３に搬送し、鋼板印字エリアＡＲ３に設置された鋼板位置決め装置３は鋼板搬送装置２によって鋼板搬送エリアＡＲ２の片側に片寄せされて搬送されてきた被印字鋼板Ａを鋼板印字エリアＡＲ３の片側の片寄せ位置で鋼板位置決め装置３の両側に平行に敷設された一対のレール５に対して平行に位置決めして停止させるので、一対のレール５に沿って往復走行する走行台車６に搭載されたレール直交方向に横行する横行キャリッジ７に設けられた複数の印字ヘッド８によって印字を行う場合に、被印字鋼板Ａに対してマーキング座標の基準位置を求めるためには被印字鋼板Ａの一側位置と被印字鋼板Ａの端面位置を知ることが必要であり、被印字鋼板Ａの一側位置は鋼板印字エリアの片側に片寄せされ、レール５に対して平行な位置決め位置であり既知であるため、被印字鋼板Ａに対してマーキング座標の基準位置を求めるためには被印字鋼板Ａの端面を検出する端面検出センサ３５を設けるだけで済み、求めたマーキング座標の基準位置と印字データの座標軸を一致させることにより、印字ヘッド８により正確に印字することができ、しかも被印字鋼板Ａは一対のレール５の間にあり、一対のレール５に沿って往復走行する走行台車６に搭載された横行キャリッジ７は一対のレール５の間でレール直交方向に横行するため、被印字鋼板Ａに対して印字が出来なくなるということは解消される。
また、走行台車６に横行キャリッジ７を搭載し、この横行キャリッジ７に複数の印字ヘッド８を設け、走行台車６の往復移動に伴って横行キャリッジ７を印字ヘッド８の幅に対応させて横行させるので、印字ヘッド８の幅寸法は、被印字鋼板Ａの幅に応じた有効印字幅と印字に必要な往復回数と印字ヘッド８の数とによって決定することができ、また印字ヘッド単位での交換やメンテナンス作業を容易に行うことが出来る。
【００２９】
さらに、被印字鋼板Ａの搬送しながらの鋼板搬送エリアＡＲ２の片側に片寄せさせて搬送を行う鋼板搬送装置２は、鋼板搬送エリアＡＲ２の搬送方向に所定の間隔を置いて配設された回転自在な多数の斜行ローラ１５と、多数の斜行ローラ１５によって一側に片寄せされる位置に所定の間隔を置いて配設され、被印字鋼板Ａの側部をガイドする回転自在な多数のガイドローラ１６と、多数の斜行ローラ１６を回転駆動するローラ駆動モータ１４とを有してなり、被印字鋼板Ａを搬送しながらの鋼板搬送エリアＡＲ２の片側に片寄せさせて搬送することが斜行ローラ１５とガイドローラ１６とによる簡単な機械的な構成で安価に実現することができるという効果がある。
また、搬送されてきた被印字鋼板Ａを一側の片寄せ位置に位置決めして停止させる鋼板位置決め装置は、鋼板印字エリアの搬送方向に所定の間隔を置いて配設された回転自在な多数の直行ローラ１７と、多数の直行ローラ１７によって一側に片寄せされる位置に所定の間隔を置いて配設され、被印字鋼板の側部の一部をガイドする回転自在な多数のガイドローラ１８と、多数の直行ローラ１７を回転駆動するローラ駆動モータ１９とを有してなり、被印字鋼板Ａを一側の片寄せ位置に位置決めして停止させることが直行ローラ１７とガイドローラ１８とによる簡単な機械的な構成で安価に実現することができる。
【００３０】
上記実施の形態１では、天井クレーンから送られてきた被印字鋼板Ａを鋼板受取装置１で受け取って鋼板搬送装置２に送り、鋼板搬送装置２から被印字鋼板Ａが鋼板位置決め装置３に搬送されるようにしているが、天井クレーンから送られてきた被印字鋼板Ａを鋼板搬送装置２で直接受け取るようにして鋼板搬送装置２から被印字鋼板Ａが鋼板位置決め装置３に搬送されるようにしてもいことはいうまでもない。
また、上記実施の形態１では、鋼板受取装置１の直行ローラ１２と鋼板搬送装置２の斜行ローラ１５は１つのローラ駆動装置１４により回転駆動され、鋼板位置決め装置３の直行ローラ１７はローラ駆動モータ１９によって回転駆動されるようにしているが、鋼板受取装置１の直行ローラ１２と鋼板搬送装置２の斜行ローラ１５と鋼板位置決め装置３の直行ローラ１７とを１つのローラ駆動モータで回転駆動するようにしてもよいし、また各装置のローラをそれぞれ独立したローラ駆動モータでにより回転駆動させるようにしてもよいことはいうまでもない。
さらに、上記実施の形態１では、鋼板受取装置１と鋼板位置決め装置３は直行ローラ１２、１７としているが、鋼板位置決め装置３について斜行ローラとしてもよいことは勿論である。
また、横行キャリッジ７に４つの印字ヘッド８を所定間隔を置いて設けているが、印字ヘット８の数は限定されるものではなく、また各印字ヘッド８に設けられるノズル２８も４つとしているが、ノズル２８の数も限定されるものではないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態１の鋼板印字システムの要部を概略的に示す斜視図。
【図２】同鋼板印字システムの平面図。
【図３】同鋼板印字システムの各エリアにおけるガイドローラの形状を示す断面図。
【図４】同鋼板印字システムの制御系のブロック図。
【図５】同鋼板印字システムに用いられる印字データの作成過程を示したフローチャート。
【符号の説明】
【００３２】
１ 鋼板受取装置、２ 鋼板搬送装置、３ 鋼板位置決め装置、４ 鋼板印字装置、５ レール、６ 走行台車、７ 横行キャリッジ、８ 印字ヘッド、１１ ローラ支持枠、１２ 直行ローラ、１３ ガイドローラ、１４ ローラ駆動モータ、１５ 斜行ローラ、１６ ガイドローラ、１７ 直行ローラ、１８ ガイドローラ、１９ ローラ駆動モータ、２１ サドル、２２ 走行モータ、２３ ガーダ、２４ 制御盤、２６ 横行レール、２７ 横行モータ、３１ 印字制御装置、３１ａ 記憶部、３１ｂ 一時記憶部 、３１ｃ 演算部、３２ インターフェース、３３ 鋼板検出装置、３４ 先端部検出センサ、３５ 端面検出センサ、３６ 高さ検出センサ、３７ ＣＤＲＯＭドライブ、３８ 通信装置、３９ 入力装置、４０ 高さ制御モータ、Ａ 被印字鋼板、Ｓ 被印字鋼板置き場、Ｐ 印字鋼板保管場所、ＡＲ１ 鋼板受取エリア、ＡＲ２ 鋼板搬送エリア、ＡＲ３ 鋼板印字エリア。
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋼板印字システム、更に詳しくは例えば被印字鋼板の表面に正確に印字することが出来る鋼板印字システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、造船所などでは、鋼板を切断し、折り曲げ、溶接する作業が中心である。このため、鋼板の表面に該鋼板の引当情報や対応する図面番号、或いは切断線や溶接線及び溶接相手の部材情報や図面情報などの情報を印字することが行われている。
このような印字は、数値制御（ＮＣ）切断装置に印字ヘッドを搭載しておき、このＮＣ切断装置の印字機能と切断機能とを選択的に利用して行うのが一般的である。
【０００３】
最近では、印字を専用に行うマーキング装置も開発されて利用されている。
このようなマーキング装置は、平行に走る一対のレールと、これらレールの上をレール同方向に移動するガーダと、ガーダにその長手方向に沿ってスキャン・データのスキャン数に対応して等間隔に一直線上に配列された多数のマーキング手段とから主に構成されている。
そして、マーキングの対象物たる鋼板は一対のレールの間に設置され、その鋼板上をガーダが鋼板の長手方向に移動することにより、ガーダに搭載されている多数のマーキング手段が鋼板上を移動しつつ、鋼板上にマーキングしていくものである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭５４−１３４９００号公報（第３頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記マーキング装置は、マーキングの対象物たる鋼板は一対のレールの間に設置され、その鋼板上をガーダが鋼板の長手方向に移動することにより、ガーダに搭載されている多数のマーキング手段が鋼板上を移動しつつ、鋼板上にマーキングしていくものであるが、実際には一対のレールの間に設置された鋼板の一端部及び一側面の交差位置をマーキング座標の基準位置として求め、それに基づいて多数のマーキング手段がマーキングを開始するものである。
そのため、一対のレールの間の所定の位置に鋼板を設置することが要求されるが、鋼板は重量があるため、鋼板を所定の位置に設置することはなかなか困難であった。
そこで、ある程度の鋼板の傾きを予想し、マーキング座標の基準位置を求めるためには鋼板の一端部及び一側面を検出するセンサを設ける必要があり、これらセンサの検出信号を演算処理してマーキング座標の基準位置を求めているが、一対のレールの間に設置された鋼板の両側面がレールに対して平行でなく、大きく傾いている場合には多数のマーキング手段のうち、両端側にマーキング手段の下方に鋼板が位置しなくなるため正確にマーキングできなくなるという問題があった。
本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、印字専用ラインで印字を行う鋼板印字システムであって、一対のレールの間に鋼板を設置する場合に鋼板の一側面をレールに対して平行に位置決めし、センサは鋼板の一端部を検出するだけにし、鋼板の傾きをなくして正確に印字を行うことができる鋼板印字システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る鋼板印字システムは、被印字鋼板に沿って往復移動して被印字鋼板に目的の印字を施す鋼板印字システムであって、鋼板搬送エリアに設置され、送られてきた被印字鋼板を鋼板搬送エリアの片側に片寄せして搬送する鋼板搬送装置と、鋼板搬送エリアの下流側の鋼板印字エリアの両側に敷設された一対のレールと、前記一対のレールの間に設置され、前記鋼板搬送装置によって鋼板搬送エリアの片側に片寄せされて搬送されてきた被印字鋼板を鋼板印字エリアの片側の片寄せ位置でレールに対して平行に位置決めして停止させる鋼板位置決め装置と、前記一対のレールに沿って往復走行する走行台車と、前記走行台車に搭載されたレール直交方向に横行する横行キャリッジと、前記横行キャリッジに設けられ、レール直交方向に配列した複数の印字ノズルを有する複数の印字ヘッドと、前記走行台車を前記鋼板位置決め装置によって鋼板印字エリアの片側の片寄せ位置に位置決めさせられた被印字材鋼板に沿って走行させると共に、印字ヘッドが被印字鋼板を通過する毎に横行キャリッジを印字ヘッドの印字可能寸法に対応させて横行させる走行駆動装置と、走行駆動装置によって走行台車が被印字鋼板に沿って走行する毎に、被印字鋼板に印字すべき印字データから変換されたドットマップのドット印字データを基に、被印字鋼板から求めたマーキング座標の基準位置に基づいて各印字ヘッドにより印字するように制御する印字制御装置とを備えてなるものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る鋼板印字システムは、鋼板搬送エリアに設置された鋼板搬送装置が被印字鋼板を該鋼板搬送エリアの片側に片寄せして鋼板位置決めエリアに搬送し、鋼板印字エリアに設置された鋼板位置決め装置は鋼板搬送装置によって鋼板搬送エリアの片側に片寄せされて搬送されてきた被印字鋼板を鋼板印字エリアの片側の片寄せ位置で該鋼板位置決め装置の両側に平行に施設された一対のレールに対して平行に位置決めして停止させるので、一対のレールに沿って往復走行する走行台車に搭載されたレール直交方向に横行する横行キャリッジに設けられた複数の印字ヘッドによって印字を行う場合に、被印字鋼板に対してマーキング座標の基準位置を求めるためには被印字鋼板の一側位置と被印字鋼板の端面位置を知ることが必要であり、被印字鋼板の一側位置は鋼板印字エリアの片側に片寄せされ、レールに対して平行な位置決め位置であり既知であるため、マーキング座標の基準位置を求めるためには被印字鋼板の端面を検出する端面検出センサを設けるだけで済み、被印字鋼板に対して求めたマーキング座標の基準位置と印字データの座標軸を一致させることにより、印字ヘッドによって正確に印字することができ、しかも被印字鋼板は一対のレールの間にあり、一対のレールに沿って往復走行する走行台車に搭載された横行キャリッジは一対のレールの間でレール直交方向に横行するため、被印字鋼板に対して印字が出来なくなるということは解消されるという効果がある。
また、走行台車に横行キャリッジを搭載し、この横行キャリッジに複数の印字ヘッドを設け、走行台車の往復移動に伴って横行キャリッジを印字ヘッドの幅に対応させて横行させるので、印字ヘッドの幅寸法は、被印字鋼板の幅に応じた有効印字幅と印字に必要な往復回数と印字ヘッドの数とによって決定することができ、また印字ヘッド単位での交換やメンテナンス作業を容易に行うことが出来るという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は本発明の実施の形態１の鋼板印字システムの要部を概略的に示す斜視図、図２は同鋼板印字システムの平面図、図３は同鋼板印字システムの各エリアにおけるガイドローラの形状を示す断面図、図４は同鋼板印字システムの制御系のブロック図、図５は同鋼板印字システムに用いられる印字データの作成過程を示したフローチャートである。
図１及び図２において、鋼板受取エリアＡＲ１には、鋼板置き場Ｓから複数の電磁石を吊り下げた天井クレーン（図示省略）により運ばれてきた被印字鋼板Ａを受け取り、鋼板受取エリアＡＲ１の片側に片寄せして次の搬送エリアＡＲ２に送る鋼板受取装置１が設置されている。
鋼板受取エリアＡＲ１の下流側である次の鋼板搬送エリアＡＲ２には、鋼板受取装置１から送られてきた被印字鋼板Ａを鋼板搬送エリアＡＲ２の片側に片寄せして次の鋼板印字エリアに搬送する鋼板搬送装置２が設置されている。
鋼板搬送エリアＡＲ２の下流側である次の鋼板印字エリアＡＲ３には、鋼板搬送装置２から送られてきた被印字鋼板Ａに印字を行うために、該被印字鋼板Ａを鋼板印字エリアＡＲ３の片側の片寄せ位置で後述するレールに対して平行に位置決めして停止させる鋼板位置決め装置３が設置されている。
【０００８】
さらに、鋼板印字エリアＡＲ３には被印字鋼板Ａに印字を行う鋼板印字装置４が設けられている。
その鋼板印字装置４は、鋼板印字エリアＡＲ３の両側に平行に敷設された一対のレール５と、一対のレール５に載置されて走行する走行台車６と、走行台車６に搭載されてレール５の設置方向と直交する方向に横行する横行キャリッジ７と、横行キャリッジ７に設けられた複数の印字ヘッド８と、走行台車６を被印字鋼板Ａに沿って走行させると共に、印字ヘッド８が被印字鋼板Ａを通過する毎に横行キャリッジ７を印字ヘッド８の印字可能寸法に対応させて横行させる後述する走行駆動装置とを有して構成されている。
【０００９】
前述の鋼板受取装置１、鋼板搬送装置２及び鋼板位置決め装置３は、鋼板受取エリアＡＲ１、鋼板搬送エリアＡＲ２及び鋼板印字エリアＡＲ３にまたがる１つの細長い長方形のローラ支持枠１１に形成されている。
鋼板受取装置１は、鋼板受取エリアＡＲ１に位置するローラ支持枠１１の一部と、そのローラ支持枠１１の一部に延長方向に所定の間隔を置いて回転自在に取り付けられた多数の直行ローラ１２と、ローラ支持枠１２の一側部に所定の間隔を置いて配設され、被印字鋼板Ａの一側部を上下方向でガイドする回転自在な多数の裁頭円錐形のガイドローラ１３と、多数の直行ローラ１２を回転駆動するローラ駆動モータ１４とで構成されている。
【００１０】
鋼板搬送装置２は、鋼板搬送エリアＡＲ２に位置するローラ支持枠１１の一部と、そのローラ支持枠１１の一部に延長方向に所定の間隔を置いて回転自在に取り付けられた多数の斜行ローラ１５と、ローラ支持枠１１の一側部に所定の間隔を置いて配設され、多数の斜行ローラ１５によって鋼板搬送エリアＡＲ２の片側に片寄せされた被印字鋼板Ａの一側部をガイドする回転自在な多数の円柱形のガイドローラ１６と、多数の斜行ローラ１５を回転駆動するローラ駆動モータ１４とで構成されている。この鋼板搬送装置２のローラ駆動モータ１４は鋼板受取装置１のローラ駆動モータ１４と共用である。
鋼板搬送装置２の斜行ローラ１５の傾斜角度は０．５〜１．０度である。
【００１１】
鋼板位置決め装置３は鋼板印字エリアＡＲ３に位置するローラ支持枠１１の一部と、そのローラ支持枠１１の一部に延長方向に所定の間隔を置いて回転自在に取り付けられた多数の直行ローラ１７と、ローラ支持枠１１の一側部に所定の間隔を置いて配設され、鋼板搬送装置２によって鋼板搬送エリアＡＲ２の片側に片寄せされて搬送されてきた被印字鋼板Ａの一側部を鋼板印字エリアＡＲ３の片側にそのままガイドする回転自在な多数の円柱形のガイドローラ１８と、多数の直行ローラ１７を回転駆動するローラ駆動モータ１９とで構成されている。そのガイドローラの１８の頭部の高さは、印刷時に邪魔にならないように直行ローラ１８上の被印字鋼板Ａの上面より突出しない高さに設定されている。
【００１２】
次に、鋼板印字装置４の各構成部材について説明する。
走行台車６は、印字ヘッド８をレール５に沿って略一定の速度で走行させると共に被印字鋼板Ａの端部に到達した後、前記走行方向とは反対方向に略一定の速度で走行させるためのものである。
この走行台車６の一対のレール５に沿った往復走行の過程で印字ヘッド４を予め入力された印字データに従って駆動することで、被印字鋼板Ａの表面に所望の無地、直線或いは曲線、更に他の情報を印字するものである。
このため、走行台車６は、一対のレール５上に載置され、内部に走行駆動装置９の１つである走行モータ２２を設けたサドル２１と、レール５と直交する方向に設置され、両端がそれぞれサドル２１に接続されたガーダー２３とを有して構成されており、サドル２１に印字制御装置３１を内蔵した制御盤２４が設けられている。
【００１３】
横行キャリッジ７は、印字を開始する際に、先ず、被印字鋼板Ａの端部に配置された印字ヘッド８（８ａ）の位置を被印字鋼板Ａにおける印字開始位置であるマーキング座標の基準位置に一致させ、その後、前記位置を維持して走行台車６を走行させて印字を行い、１列の印字が終了した後、印字ヘッ８の幅方向の寸法分横行させ、更に、この位置を維持して走行台車６を走行させて印字を行うものである。
従って、横行キャリッジ７は、走行台車６が被印字鋼板Ａに対する１列の印字を終了する毎に、印字ヘッド８の幅に応じて横行し、これらの印字ヘッド８を新たな印字すべき位置に横行させるものである。
このため、横行キャリッジ７は、ガーダー２３に設けた横行レール２６に沿ってレール５と直交する方向に横行させる回転駆動装置の１つである横行モータ２７を有して構成されている。
１台の横行キャリッジ７に複数の印字ヘッド８を予め設定された間隔に保持固定して設け、この印字ヘッド８の間隔と被印字鋼板Ａに対する印字回数とに応じて横行させるようにしている。
【００１４】
印字ヘッド８は、走行台車６の走行に伴って図示しない塗料供給装置から供給された塗料を短時間噴射して被印字鋼板Ａの表面にドット状のマークを形成し、このマークの連続によって目的の文字、直線、曲線を印字するものである。
このため、印字ヘッド８は、走行台車６の横行レール２６と平行方向に１列に配置された複数のノズル（図示省略）を有し、各ノズル毎に印字制御装置３１によって開閉が制御される電磁弁等を介して塗料供給装置（図示省略）が接続されている。
印字ヘッド８におけるノズルのピッチや数は特に限定するものではなく、ノズルから噴射された塗料が被印字鋼板Ａに至るまでの広がり率や、印字ヘッド８の被印字鋼板Ａからの距離などの条件に応じて適宜設定される。
【００１５】
また、印字ヘッド８に配置された複数のノズル２８の幅方向の寸法（横行レール１６に沿った方向の寸法）は、予め設定された被印字材鋼板Ａの幅寸法と、被印字鋼板Ａを印字するのに要する回数（往復回数）と、被印字鋼板Ａに対する分割数（印字ヘッド８の数）とに応じて設定される。
例えば、幅２ｍの被印字鋼板Ａを２往復で印字を行うものとし、且つ印字ヘット８の数を４とした場合、複数のノズル１８の幅方向の寸法は、２ｍ／（４×４）から１２５ｍｍに設定され、隣接する印字ヘッド８の間隔は５００ｍｍに設定される。
本実施の形態１において、印字ヘッド８は、ノズルの径が１５ｍｍ、各印字ヘッド８における複数のノズルの幅寸法が１２５ｍｍ、ピッチが１７．８６ｍｍで形成され、印字ヘッド８の数は４個に設定されている。
【００１６】
次に、図４により鋼板印字装置４の制御系について説明する。
図４において、３１は制御盤２４に内蔵されている印字制御装置である。
この印字制御装置３１は鋼板受取装置１に被印字鋼板Ａが送られてから鋼板搬送装置２により鋼板位置決め装置３に被印字鋼板Ａが位置決めされて固定され、鋼板印字装置４により被印字鋼板Ａの表面に印字が行われるまでの独自のプログラムが記憶された記憶部３１ａと、後述するキーボード等からなる入力部材或いはＣＤＲＯＭドライブ等からのデータを一時記憶する一時記憶部３１ｂと、各種入力に基づいて独自のプログラムを実行する演算部３１ｃとを有して構成されている。
【００１７】
その印字制御装置３１に接続されたインターフェース３２の入力側に、鋼板受取装置１に被印字鋼板Ａが送られてきたことを検出する光センサ等の鋼板検出センサ３３と、鋼板位置決め装置４に搬送された被印字鋼板Ａの先端部を検出する先端部検出センサ３４と、鋼板位置決め装置４に搬送された被印字鋼板Ａの端面を検出する端面検出センサ３５と、鋼板位置決め装置４に搬送された被印字鋼板Ａの表面の高さを検出する高さ検出センサ３６と、ＣＤＲＯＭドライブ３７と、外部からデータを受け取って入力する通信装置３８と、キーボード等からなる入力装置３９とが接続されている。
また、インターフェース３２の出力側には、走行モータ２２と、横行モータ２７と、印字ヘッド８の高さを制御する高さ制御モータ３９と、鋼板受取装置１及び鋼板搬送装置２のローラ駆動モータ１４と、鋼板位置決め装置４のローラ駆動モータ１９と、印字ヘッド８とが接続されている。
【００１８】
次に、本発明の鋼板印字システムに用いられる印字データ（文字データ・図形データ）の作成過程について説明する。
図５は印字データの作成過程を示したフローチャートであり、これは設計システムと印字情報創成システムの２段階を含んでいる。設計システムはＣＡＤ等によって設計される段階であり、印字情報創成システムは設計システムにより設計されたデータに基づいて印字データを作成する段階である。
【００１９】
まず、設計システムの段階について説明する。
製造対象物の構造データを作成し（Ｓ１）、その構造データに基づいて切断すべき部材を計画し（Ｓ２）、その計画された部材を被印字鋼板Ａに無駄なく割り付けるためのネスティングを行い、切断計画図及びＮＣ切断データを作成する（Ｓ３）。この切断計画図は例えばプリントされ、ＮＣ切断データは被印字鋼板Ａを切断する際のＮＣデータとして用いられる。ネスティングされて作成された配置図に基づいて印字下図を作成し、それをＤＸＦファイルに変換する（Ｓ４）。
なお、ネスティングされて作成された配置図の文字は、文字の内容（部品名称、取付部材名称・・・）と文字の大きさを規定してレイヤー番号（１，２・・・）が関連付けられており、その関係を変更することにより文字の大きさを任意に編集できるように構成されている。また、ＤＸＦファイルの文字データについては、文字形状、サイズ、位置情報等が含まれている。
【００２０】
次に、印字情報創成システムの段階について説明する。
上記のＤＸＦファイルを編集する（Ｓ５）。この編集に際しては、文字や図形の移動、修正、追加及び移動処理がなされる。編集後のＤＸＦファイルから文字データ及び図形データを抽出する（Ｓ６）。そして、抽出された文字データ及び図形データをドットマップに変換しＮＣ印字用データを作成する（Ｓ７）。このＮＣ印字用データをＣＤＲＯＭに格納する。
そのＣＤＲＯＭに格納したＮＣ印字用データをＣＤＲＯＭドライブ３７で読み込んで印字制御装置３１に伝達されるようにしている。或いは、ＮＣ印字用データをネットワーク（図示省略）を介して図４の通信装置８が受信して印字制御装置３１に伝達されるようにしてもよい。
【００２１】
次に、被印字鋼板Ａが鋼板受取エリアＡＲ１に送られから鋼板印字エリアＡＲ３において被印字鋼板Ａに印字が行われる手順について図１〜図４に基づいて説明する。
まず、印字制御装置２１に対し、入力装置２８から被印字鋼板Ａの板厚や、幅、長さのデータが入力される。このデータはインターフェース２２を介して印字制御装置２１に伝達され、一時記憶部２１ｂに一時記憶される。また、ＣＤＲＯＭドライブ２６からＮＣ印字用データを入力し、一時記憶部２１ｂに記憶させておく。
次に、鋼板置き場Ｓから天井クレーンによって吊り下げられて鋼板受取エリアＡＲ１に運ばれてきた被印字鋼板Ａを鋼板受取装置１の多数の直行ローラ１２上に載置させる。
このとき、天井クレーンは、図３の（ａ）に示すように、被印字鋼板Ａの一側が裁頭円錐形のガイドローラ１３の傾斜周面に接触するように降ろすと、鋼板受取エリアＡＲ１の片側、即ちローラ支持枠１１の一方側に片寄せされた状態で多数の直行ローラ１２上に載置されることとなる。
【００２２】
このように、多数の直行ローラ１２上に被印字鋼板Ａが載置されると、鋼板受取装置１に設けた鋼板検出センサ３３が多数の直行ローラ１２上に載置された被印字鋼板Ａの存在を検出し、その検出信号を印字制御装置３１に送る。
そうすると、鋼板検出センサ３３の検出信号を受けた印字制御装置３１はローラ駆動モータ１４とローラ駆動モータ１９を回転駆動させる。
ローラ駆動モータ１４の回転駆動により、鋼板受取装置１の多数の直行ローラ１２と鋼板搬送装置２の多数の斜行ローラ１５が回転させられる。
また、ローラ駆動モータ１９の回転駆動により、鋼板位置決め装置３の多数の直行ローラ１７も回転させられる。
【００２３】
鋼板受取装置１の多数の直行ローラ１２の回転により、被印字鋼板Ａはローラ支持枠１１の一方側に片寄せされた状態で鋼板搬送装置２に送られる。
鋼板搬送装置２に送られた被印字鋼板Ａは、鋼板搬送装置２の斜行ローラ１５の回転により、ローラ支持枠１１の一方側に片寄せするように搬送され、多数のガイドローラ１６により、ローラ支持枠１１の一方側に片寄せされた被印字鋼板Ａはその状態が維持されて搬送されることとなる。
【００２４】
このようにして鋼板搬送装置２によって搬送された被印字鋼板Ａは、鋼板搬送装置２に連設された鋼板位置決め部３に送られる。
鋼板位置決め部３では、多数の直行ローラ１７を回転させて被印字鋼板Ａの先端部が例えば鋼板印字エリアＡＲ３の真ん中から少し下流寄りの所定の位置に来たところで、先端部検出センサ３４が被印字鋼板Ａの先端部を検出し、その検出信号を印字制御装置３１に送る。
そうすると、先端部検出センサ３４の検出信号を受けた印字制御装置３１はローラ駆動モータ１４とローラ駆動モータ１９との回転駆動を停止させ、被印字鋼板Ａを所定の位置に停止させる。
【００２５】
次いで、印字制御装置３１は走行モータ２２を回転駆動させて鋼板印字装置４の走行台車６を走行させ、図示しない位置に設けた端面検出センサ３５によって被印字鋼板Ａの端面を検出し、その検出信号を印字制御装置３１に送る。
そうすると、端面検出センサ３５の検出信号を受けた印字制御装置３１では、端面検出センサ３５が検出した端面位置と被印字鋼板Ａのローラ支持枠１１の一方側に片寄せされた既知の一側位置とに基づいて被印字鋼板Ａにおけるマーキング座標の基準位置を求め、その基準位置と印字データの座標軸を一致させる、即ち横行キャリッジ３における端部側の印字ヘッド８（８ａ）の位置を被印字鋼板Ａの端部における印刷開始位置であるマーキング座標の基準位置に一致させる。
それと同時に、図示しない位置に設けた高さ検出センサ２３によって被印字鋼板Ｂの表面を検出し、その検出信号を受けた印字制御装置３１は横行キャリッジ７に設けた図示しない高さ制御モータ４０を駆動して印字ヘッド８を被印字鋼板Ａから予め設定された高さに保持する。
【００２６】
上記の如くして被印字鋼板Ａのマーキング座標の基準位置を求めると共に印字ヘッド４の高さを保持した後、横行キャリッジ３における端部側の印字ヘッド８ａを被印字鋼板Ａの端部におけるマーキング座標の基準位置に一致させるように横行キャリッジ３を横行させ、これにより印字作業の準備が完了する。
本実施の形態１に係る鋼板印字装置４では、４つの印字ヘッド８を被印字鋼板Ａに対して２往復（印字回数４）させて印字を行う。この場合、印字制御装置３１では、記憶部２１ａに記憶された被印字鋼板Ａに対するＮＣ印字用データを演算部３１ｃで読み出すと共に、各走行行程毎に必要な幅に分割して印字ヘッド８に形成されたノズル２８の駆動データを演算するプログラムが実行され、この駆動データは各印字ヘッド８に伝達される。
【００２７】
即ち、被印字鋼板Ａは４つの印字ヘッド８によってそれぞれ印字される領域を４つに分け、さらに各印字ヘッド８が２往復することで各印字ヘッド８の領域を４つに分けるため、合計で１６の領域に分割され、被印字鋼板Ａに設定されたＮＣ印字用データのドットマップが各領域毎に分割され、走行台車６の行程と同期させてノズルに対する駆動データが演算される。
従って、走行台車６の往復走行に伴う各行程毎に走行台車６の走行と同期して印字ヘッド８のノズルを駆動することで、被印字鋼板Ａに対して１／４の印字面の印字を行い、走行台車２が２往復したとき、被印字鋼板Ａに目的の印字が行われることになる。
このように鋼板位置決め装置３の多数の直行ローラ１７上の被印字鋼板Ａに対して走行台車２が往復動して印字ヘッド８による印字が行われる場合、鋼板印字エリアＡＲ３の片側に設けられた多数のガイドローラの１８の頭部の高さは直行ローラ１８上の被印字鋼板Ａの上面より突出しない高さに設定されているので、ガイドローラの１８が印刷時に邪魔になることはない。
こうして、鋼板印字領域ＡＲ３において、鋼板印字装置４により所定の印字が行われた後は、天井クレーンによって印字された被印字鋼板Ａが鋼板印字領域ＡＲ３から印字鋼板保管場所Ｐに運ばれて被印字鋼板Ａに対する一連の印字作業が終了する。
【００２８】
この実施の形態１においては、鋼板受取エリアＡＲ１に設置された鋼板受取装置１は天井クレーンから運ばれてきた被印字鋼板Ａを受け取って鋼板搬送エリアＡＲ２に送り、鋼板搬送エリアＡＲ２に設置された鋼板搬送装置２が被印字鋼板Ａを該鋼板搬送エリアＡＲ２の片側に片寄せして鋼板位置決めエリアＡＲ３に搬送し、鋼板印字エリアＡＲ３に設置された鋼板位置決め装置３は鋼板搬送装置２によって鋼板搬送エリアＡＲ２の片側に片寄せされて搬送されてきた被印字鋼板Ａを鋼板印字エリアＡＲ３の片側の片寄せ位置で鋼板位置決め装置３の両側に平行に敷設された一対のレール５に対して平行に位置決めして停止させるので、一対のレール５に沿って往復走行する走行台車６に搭載されたレール直交方向に横行する横行キャリッジ７に設けられた複数の印字ヘッド８によって印字を行う場合に、被印字鋼板Ａに対してマーキング座標の基準位置を求めるためには被印字鋼板Ａの一側位置と被印字鋼板Ａの端面位置を知ることが必要であり、被印字鋼板Ａの一側位置は鋼板印字エリアの片側に片寄せされ、レール５に対して平行な位置決め位置であり既知であるため、被印字鋼板Ａに対してマーキング座標の基準位置を求めるためには被印字鋼板Ａの端面を検出する端面検出センサ３５を設けるだけで済み、求めたマーキング座標の基準位置と印字データの座標軸を一致させることにより、印字ヘッド８により正確に印字することができ、しかも被印字鋼板Ａは一対のレール５の間にあり、一対のレール５に沿って往復走行する走行台車６に搭載された横行キャリッジ７は一対のレール５の間でレール直交方向に横行するため、被印字鋼板Ａに対して印字が出来なくなるということは解消される。
また、走行台車６に横行キャリッジ７を搭載し、この横行キャリッジ７に複数の印字ヘッド８を設け、走行台車６の往復移動に伴って横行キャリッジ７を印字ヘッド８の幅に対応させて横行させるので、印字ヘッド８の幅寸法は、被印字鋼板Ａの幅に応じた有効印字幅と印字に必要な往復回数と印字ヘッド８の数とによって決定することができ、また印字ヘッド単位での交換やメンテナンス作業を容易に行うことが出来る。
【００２９】
さらに、被印字鋼板Ａの搬送しながらの鋼板搬送エリアＡＲ２の片側に片寄せさせて搬送を行う鋼板搬送装置２は、鋼板搬送エリアＡＲ２の搬送方向に所定の間隔を置いて配設された回転自在な多数の斜行ローラ１５と、多数の斜行ローラ１５によって一側に片寄せされる位置に所定の間隔を置いて配設され、被印字鋼板Ａの側部をガイドする回転自在な多数のガイドローラ１６と、多数の斜行ローラ１６を回転駆動するローラ駆動モータ１４とを有してなり、被印字鋼板Ａを搬送しながらの鋼板搬送エリアＡＲ２の片側に片寄せさせて搬送することが斜行ローラ１５とガイドローラ１６とによる簡単な機械的な構成で安価に実現することができるという効果がある。
また、搬送されてきた被印字鋼板Ａを一側の片寄せ位置に位置決めして停止させる鋼板位置決め装置は、鋼板印字エリアの搬送方向に所定の間隔を置いて配設された回転自在な多数の直行ローラ１７と、多数の直行ローラ１７によって一側に片寄せされる位置に所定の間隔を置いて配設され、被印字鋼板の側部の一部をガイドする回転自在な多数のガイドローラ１８と、多数の直行ローラ１７を回転駆動するローラ駆動モータ１９とを有してなり、被印字鋼板Ａを一側の片寄せ位置に位置決めして停止させることが直行ローラ１７とガイドローラ１８とによる簡単な機械的な構成で安価に実現することができる。
【００３０】
上記実施の形態１では、天井クレーンから送られてきた被印字鋼板Ａを鋼板受取装置１で受け取って鋼板搬送装置２に送り、鋼板搬送装置２から被印字鋼板Ａが鋼板位置決め装置３に搬送されるようにしているが、天井クレーンから送られてきた被印字鋼板Ａを鋼板搬送装置２で直接受け取るようにして鋼板搬送装置２から被印字鋼板Ａが鋼板位置決め装置３に搬送されるようにしてもいことはいうまでもない。
また、上記実施の形態１では、鋼板受取装置１の直行ローラ１２と鋼板搬送装置２の斜行ローラ１５は１つのローラ駆動装置１４により回転駆動され、鋼板位置決め装置３の直行ローラ１７はローラ駆動モータ１９によって回転駆動されるようにしているが、鋼板受取装置１の直行ローラ１２と鋼板搬送装置２の斜行ローラ１５と鋼板位置決め装置３の直行ローラ１７とを１つのローラ駆動モータで回転駆動するようにしてもよいし、また各装置のローラをそれぞれ独立したローラ駆動モータでにより回転駆動させるようにしてもよいことはいうまでもない。
さらに、上記実施の形態１では、鋼板受取装置１と鋼板位置決め装置３は直行ローラ１２、１７としているが、鋼板位置決め装置３について斜行ローラとしてもよいことは勿論である。
また、横行キャリッジ７に４つの印字ヘッド８を所定間隔を置いて設けているが、印字ヘット８の数は限定されるものではなく、また各印字ヘッド８に設けられるノズル２８も４つとしているが、ノズル２８の数も限定されるものではないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態１の鋼板印字システムの要部を概略的に示す斜視図。
【図２】同鋼板印字システムの平面図。
【図３】同鋼板印字システムの各エリアにおけるガイドローラの形状を示す断面図。
【図４】同鋼板印字システムの制御系のブロック図。
【図５】同鋼板印字システムに用いられる印字データの作成過程を示したフローチャート。
【符号の説明】
【００３２】
１ 鋼板受取装置、２ 鋼板搬送装置、３ 鋼板位置決め装置、４ 鋼板印字装置、５ レール、６ 走行台車、７ 横行キャリッジ、８ 印字ヘッド、１１ ローラ支持枠、１２ 直行ローラ、１３ ガイドローラ、１４ ローラ駆動モータ、１５ 斜行ローラ、１６ ガイドローラ、１７ 直行ローラ、１８ ガイドローラ、１９ ローラ駆動モータ、２１ サドル、２２ 走行モータ、２３ ガーダ、２４ 制御盤、２６ 横行レール、２７ 横行モータ、３１ 印字制御装置、３１ａ 記憶部、３１ｂ 一時記憶部 、３１ｃ 演算部、３２ インターフェース、３３ 鋼板検出装置、３４ 先端部検出センサ、３５ 端面検出センサ、３６ 高さ検出センサ、３７ ＣＤＲＯＭドライブ、３８ 通信装置、３９ 入力装置、４０ 高さ制御モータ、Ａ 被印字鋼板、Ｓ 被印字鋼板置き場、Ｐ 印字鋼板保管場所、ＡＲ１ 鋼板受取エリア、ＡＲ２ 鋼板搬送エリア、ＡＲ３ 鋼板印字エリア。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被印字鋼板に沿って往復移動して被印字鋼板に目的の印字を施す鋼板印字システムであって、
鋼板搬送エリアに設置され、送られてきた被印字鋼板を鋼板搬送エリアの片側に片寄せして搬送する鋼板搬送装置と、
鋼板搬送エリアの下流側の鋼板印字エリアの両側に敷設された一対のレールと、
前記一対のレールの間に設置され、前記鋼板搬送装置によって鋼板搬送エリアの片側に片寄せされて搬送されてきた被印字鋼板を鋼板印字エリアの片側の片寄せ位置でレールに対して平行に位置決めして停止させる鋼板位置決め装置と、
前記一対のレールに沿って往復走行する走行台車と、
前記走行台車に搭載されたレール直交方向に横行する横行キャリッジと、
前記横行キャリッジに搭載され、レール直交方向に配列した複数の印字ノズルを有する複数の印字ヘッドと、
前記走行台車を鋼板位置決め装置によって鋼板印字エリアの片側の片寄せ位置に位置決めさせられ前記被印字材鋼板に沿って走行させると共に、印字ヘッドが被印字鋼板を通過する毎に横行キャリッジを印字ヘッドの印字可能寸法に対応させて横行させる走行駆動装置と、
走行駆動装置によって走行台車が被印字鋼板に沿って走行する毎に、被印字鋼板に印字すべき印字データから変換されたドットマップのドット印字データを基に、被印字鋼板から求めたマーキング座標の基準位置に基づいて各印字ヘッドにより印字するように制御する印字制御装置と、
を備えてなることを特徴とする鋼板印字システム。
【請求項２】
前記鋼板搬送装置は、鋼板搬送エリアの搬送方向に所定の間隔を置いて配設された回転自在な多数の斜行ローラと、多数の斜行ローラによって鋼板搬送エリアの片側に片寄せされる位置に所定の間隔を置いて配設され、被印字鋼板の側部をガイドする回転自在な多数のガイドローラと、多数の斜行ローラを回転駆動する回転駆動機構とを有し、
前記鋼板位置決め装置は、鋼板印字エリアの搬送方向に所定の間隔を置いて配設された回転自在な多数の直行ローラ又は斜行ローラと、多数の直行ローラ又は斜行ローラによって一側に片寄せされる位置に所定の間隔を置いて配設され、被印字鋼板の側部の一部をガイドする回転自在な多数のガイドローラと、多数の直行ローラ又は斜行ローラを回転駆動する回転駆動機構とを有することを特徴とする請求項１記載の鋼板印字システム。
【請求項３】
前記搬送装置の斜行ローラの傾斜角度は０．５〜１．０度であることを特徴とする請求項１又は２記載の鋼板印字システム。
【請求項４】
前記鋼板搬送エリアの上流側の鋼板受取エリアに、鋼板置き場から運ばれてきた被印字鋼板を受け取って鋼板受取エリアの片側に片寄せして前記鋼板搬送エリアに送る鋼板受取装置を設置し、
前記鋼板受取装置は、鋼板受取エリアの搬送方向に所定の間隔を置いて配設された回転自在な多数の直行ローラと、多数の直行ローラの一側に所定の間隔を置いて配設され、被印字鋼板の一側部をガイドする回転自在な多数の裁頭円錐形のガイドローラと、多数の直行ローラを回転駆動する回転駆動機構とを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋼板印字システム。
【請求項１】
被印字鋼板に沿って往復移動して被印字鋼板に目的の印字を施す鋼板印字システムであって、
鋼板搬送エリアに設置され、送られてきた被印字鋼板を鋼板搬送エリアの片側に片寄せして搬送する鋼板搬送装置と、
鋼板搬送エリアの下流側の鋼板印字エリアの両側に敷設された一対のレールと、
前記一対のレールの間に設置され、前記鋼板搬送装置によって鋼板搬送エリアの片側に片寄せされて搬送されてきた被印字鋼板を鋼板印字エリアの片側の片寄せ位置でレールに対して平行に位置決めして停止させる鋼板位置決め装置と、
前記一対のレールに沿って往復走行する走行台車と、
前記走行台車に搭載されたレール直交方向に横行する横行キャリッジと、
前記横行キャリッジに搭載され、レール直交方向に配列した複数の印字ノズルを有する複数の印字ヘッドと、
前記走行台車を鋼板位置決め装置によって鋼板印字エリアの片側の片寄せ位置に位置決めさせられ前記被印字材鋼板に沿って走行させると共に、印字ヘッドが被印字鋼板を通過する毎に横行キャリッジを印字ヘッドの印字可能寸法に対応させて横行させる走行駆動装置と、
走行駆動装置によって走行台車が被印字鋼板に沿って走行する毎に、被印字鋼板に印字すべき印字データから変換されたドットマップのドット印字データを基に、被印字鋼板から求めたマーキング座標の基準位置に基づいて各印字ヘッドにより印字するように制御する印字制御装置と、
を備えてなることを特徴とする鋼板印字システム。
【請求項２】
前記鋼板搬送装置は、鋼板搬送エリアの搬送方向に所定の間隔を置いて配設された回転自在な多数の斜行ローラと、多数の斜行ローラによって鋼板搬送エリアの片側に片寄せされる位置に所定の間隔を置いて配設され、被印字鋼板の側部をガイドする回転自在な多数のガイドローラと、多数の斜行ローラを回転駆動する回転駆動機構とを有し、
前記鋼板位置決め装置は、鋼板印字エリアの搬送方向に所定の間隔を置いて配設された回転自在な多数の直行ローラ又は斜行ローラと、多数の直行ローラ又は斜行ローラによって一側に片寄せされる位置に所定の間隔を置いて配設され、被印字鋼板の側部の一部をガイドする回転自在な多数のガイドローラと、多数の直行ローラ又は斜行ローラを回転駆動する回転駆動機構とを有することを特徴とする請求項１記載の鋼板印字システム。
【請求項３】
前記搬送装置の斜行ローラの傾斜角度は０．５〜１．０度であることを特徴とする請求項１又は２記載の鋼板印字システム。
【請求項４】
前記鋼板搬送エリアの上流側の鋼板受取エリアに、鋼板置き場から運ばれてきた被印字鋼板を受け取って鋼板受取エリアの片側に片寄せして前記鋼板搬送エリアに送る鋼板受取装置を設置し、
前記鋼板受取装置は、鋼板受取エリアの搬送方向に所定の間隔を置いて配設された回転自在な多数の直行ローラと、多数の直行ローラの一側に所定の間隔を置いて配設され、被印字鋼板の一側部をガイドする回転自在な多数の裁頭円錐形のガイドローラと、多数の直行ローラを回転駆動する回転駆動機構とを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋼板印字システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−５５０（Ｐ２０１０−５５０Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５９５５２（Ｐ２００８−１５９５５２）
【出願日】平成２０年６月１８日（２００８．６．１８）
【出願人】（５０２１１６９２２）ユニバーサル造船株式会社 (172)
【出願人】（０００１８５３７４）小池酸素工業株式会社 (64)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１８日（２００８．６．１８）
【出願人】（５０２１１６９２２）ユニバーサル造船株式会社 (172)
【出願人】（０００１８５３７４）小池酸素工業株式会社 (64)
【Ｆターム（参考）】
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