(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属管の個別追跡の方法であって、
該管の周りを回転可能であり、少なくとも１個のマーキングヘッドを備えるマーキング装置によって、該管周囲に、該管周囲を分割する少なくとも２個の同一反復するセグメントを有するデータ・マトリクス・コード・マーカーとして固有識別表示を適用するステップであり、該固有識別表示が、該マーキング装置の３６０°未満の回転によってセグメントごとに適用され、該セグメントが、該管の縦軸において該データ・マトリクス・コードの軸方向の幅よりも大きい軸方向のずれを有するステップと、
下流の製造ステーションと検査ステーションへの前記管の運搬の間に供給領域にて、ビデオ画像として自動的に前記固有識別表示を読み取るステップと、
前記個別の管の前記識別表示を、前記下流の製造および検査ステーションの通過中に記録するとステップと、
記録された識別表示を、以前に入力された識別表示と比較するステップと、
前記製造および検査ステーションで実施された製造または検査ステップを、記録された識別表示と関連付けるステップとを含む
金属管の個別追跡の方法。
【請求項２】
単一のマーキングヘッドを使用するとき、前記マーキング装置の回転方向が、少なくとも２つの同一反復するセグメントにおいて第１の固有識別表示の適用後に変更され、その後に第２の固有識別表示が、少なくとも２つの同一反復するセグメントに適用される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
２個のマーキングヘッドを使用するときに、該２個のマーキングヘッドが軸方向にずれて、前記管の周りに１８０°ずれて配置され、前記マーキング装置を少なくとも１８０°回転させる請求項１に記載の方法。
【請求項４】
３個のマーキングヘッドを使用するときに、該３個のマーキングヘッドが軸方向にずれて、前記管の周りに１２０°ずれて配置され、前記マーキング装置を少なくとも１２０°回転させる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
４個のマーキングヘッドを使用するときに、該４個のマーキングヘッドが軸方向にずれて、前記管の周りに９０°ずれて配置され、前記マーキング装置を少なくとも９０°回転させる請求項１に記載の方法。
【請求項６】
データ・マトリクス・コードを持つ第１の固有識別表示を少なくとも２つの同一反復する前記セグメントに適用する間に、リング状セグメントの形で追加の固有識別表示が、前記縦軸の軸方向にずれて前記管に適用される請求項１に記載の方法。
【請求項７】
リング状セグメントの形で前記追加の固有識別表示が、周囲のリング状セグメントの数および該リング状セグメントの形の固有識別表示の数に対応する数のマーキングヘッドを用いて、前記第１の固有識別表示の適用と同時に適用される請求項６に記載の方法。
【請求項８】
固定された位置に前記管を保持し、固定された該管の上で該管の縦軸方向へ前記マーキング装置を移動することによって、リング状セグメントの形で前記追加の固有識別表示が、前記第１の固有識別表示の適用後連続的に適用される請求項６に記載の方法。
【請求項９】
固定された位置に前記マーキング装置を保持し、固定された該マーキング装置の下で前記管の縦軸方向へ前記管を移動することによって、リング状セグメントの形で前記追加の固有識別表示が、前記第１の固有識別表示の適用後連続的に適用される請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記固有識別表示間の軸方向へのずれが、前記データ・マトリクス・コードの軸方向の幅よりも大きい請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記軸方向へのずれが、自由に選択でき、自由に調整できる請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
前記管が、熱間形成されている請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属中空体、特に熱間形成鋼管の個別追跡方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱間形成タイプを仕上げるときの生産プロセスの品質保証およびコストを最適化する状況では、完成製品のバックトラッキング、すなわち、いつ、どこで何が製造されたかが非常に重要である。
【０００３】
これには、必要なすべての製造および検査ステップを通過する間の各個別の管の固有識別表示が密接に関連している。特に代表的な大量生産の領域では、たとえば数百または数千の個別の管が同時に運搬、機械加工および検査される管工場では、個別追跡が最も重要なトピックである。
【０００４】
過去には、各個別のピースを識別するために、追跡に類似した複数の方法が使用されてきた。しかし、このような手法によって、今日の要求はもはや満足されない。
【０００５】
たとえば多くの状況で、圧延または製造バッチが識別可能な最小単位として選択され、通例、同じ溶融物または同じ最終寸法でバッチが形成される。
【０００６】
バッチ内のピースの数は、最初に手作業または計数装置で決定され、不合格の１個または複数のピースは、個別のステーションを通過する間に記録される。
【０００７】
より大規模なバッチでは、バッチはさらにバンドルに細分されて、各バンドルは通し番号を付けられる。個別のピースは、普通はワイヤでまとめられるバンドルによって、またはバッチによって、たとえば湾曲ワイヤで管の１つに識別カードを挿入して識別される。
【０００８】
バンドルは時には複数の組立工場で運搬されるため、識別カードが、バンドル開梱時に紛失するもしくは置き間違えられることを、または間違ったバンドルに誤って挿入されることを防止できない。
【０００９】
他のシステムは、手作業で塗装されたまたは機械により接着適用もしくは刻印マーキングでマーキングされた識別番号、またはレーザ彫刻された識別表示を用いて作動する。
【００１０】
適用された各識別表示が必ずしも読み取れるとは限らず、たとえばマーキングが管の底側に位置している、もしくは適用された識別情報が検査を妨害するために、たとえば識別情報がＵＳ検査で誤った表示を行うもしくは管の運搬速度が高速すぎるために識別番号がもはや読み取れないために、または必要な製造および検査ステップすべてを通過する間の測定に信頼性がないために、このような従来プロセスすべてが欠点を有している。
【００１１】
ＤＥ  １９５  ０５  ５１３  Ｃ２は、特に横方向の管周囲全体に延在する、色マーキング付きの各バーコードを各個別のワークピースに直接適用する方法を開示している。そこでバーコードは、管周囲の位置とは無関係に読み取ることができる。バーコードはビデオ画像として取り込まれるため、測定も運搬方向と無関係である。
【００１２】
個別追跡のためのこの従来方法は、いくつかの欠点がある。管は、個別の製造および検査装置を通過するときはもちろんのこと、ローラーテーブル上で転動されるときにも処理されるため、色マーキングを用いて適用されたバーコードが損傷するおそれがあり、それにより識別表示を光学的に測定することがより困難になるか、または不可能になることさえある。
【００１３】
高い信頼性でバーコードを光学測定するためには、表面品質に依存して、そして管のローラー誘導表面のせいで、あまりに小さいバーマーキングを選択してはならない。なぜなら、評価システムが別々のカラーバーを識別できない摩損区域が予想されるからである。このことにより軸方向に最大５００ｍｍのバーコードの範囲が必要となるが、外観上の理由でこれは顧客に拒否されることが多い。
【００１４】
ＤＥ  １０  ２００４  ０５１  １２４  Ｂ３に一般的な方法が開示されている。この方法では、最終熱間加工ステップの後に、個別の管に管周囲全体の周りに延在する固有識別表示を与えて、下流の加工および検査ステーションへの運搬の間に、供給領域におけるビデオ画像として自動的に読み取る。固有識別表示は、本明細書では、管周囲へ複数回同一反復されたデータ・マトリクス・コードとして適用される。
【００１５】
データ・マトリクス・コードは、本明細書では、単一トラックまたは複数トラックとして、円状またはらせん状様式で管に１回転以上適用される。
【００１６】
データ・マトリクス・コードでマーキングした管の個別追跡は、実際には大いに成功している。しかし、環状セグメントの形のマーキングまたは環の周りに連続的に適用されたらせん形のマーキングは、複数の欠点を有することが観察される。
【００１７】
管の回転を妨げるローリングテーブルを用いると、マーキング装置は、周囲全体の周りにマーキングを適用できるように、管の周りで完全に回転する必要がある。このことは、すり接点を介した電流供給およびマーキング装置のケーブルまたはホースのルーティングに関する限り、きわめて複雑である。
【００１８】
管を円状に取り巻いて延在する閉マーキングでは、トラックが開始領域および終了領域で半径方向に上書きされることが多く、コードの判読を妨げている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の目的は、管を回転させないローラーテーブルを用いても、管周囲に複数回同一反復するデータ・マトリクス・コードの形の固有識別表示を用いたマーキングが簡単で費用効果的な様式で可能となるように、および円状配置を有するトラックが上書きされるのを高い信頼性で防止できるように、熱間加工管の個別追跡の従来方法を改良することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明により、目的は、管周囲を分割する少なくとも２個のセグメントで管周囲がマーキングされるということで達成され、マーキングはマーキング装置を３６０°未満回転させることによってセグメントごとに適用され、セグメントは、データ・マトリクス・コードの幅よりも広い、管の縦軸に対する軸方向へのずれを有する。
【００２１】
ＤＥ  １０  ２００４  ０５１  １２４  Ｂ３からの公知の方法とは異なり、識別表示はもはや閉じた円状トラック形では管に適用されていないが、円は個別のセグメントに細分されて、マーキング装置をセグメントごとに３６０°未満の回転で回転させることによってマーキングが適用され、セグメントはデータ・マトリクス・コードの幅よりも大きい軸方向へのずれを相互に有する。軸方向へのずれは、個別のセグメントが半径方向に適用されるときの上書きを防止するために重要である。
【００２２】
２個のセグメントを有する円状配置では、これらのセグメントは好ましくは円弧として適用され、各弧は少なくとも１８０°にわたって延在する。管のセグメントの軸方向へのずれによって上書きが防止されるため、これらの円弧（ａｒｔ）セグメントは１８０°を超えていてもよい。
【００２３】
第１の実施形態において、単一のマーキングヘッドのみを使用するとき、マーキング装置の回転方向は、第１のセグメントが適用された後に変更され、その後に第２のセグメントが供給される。
【００２４】
本実施形態において、最初に第１の１８０°のセグメントが管に適用され、その後にマーキング装置の回転方向が変更されて、第２の１８０°のセグメントは、周囲全体にマーキングを生成するために、軸方向にずらして管に適用される。
【００２５】
好都合なことに、回転方向を変更することによって、上述の欠点を有する、管の周りでのマーキング装置の完全な回転が妨げられる。他方では、軸方向にずらすことによって、半径方向での識別表示の上書きを同時に防止しながら、管の完全な円形マーキングが得られる。
【００２６】
本発明の好都合な実施形態において、管周囲は単一のマーキングヘッドによってだけでなく、複数のマーキングヘッドを同時に用いることによってもマーキングされる。これには、データ・マトリクス・コードの複数の円状マーキングが管周囲に沿って適用されることになっている場合、著しくより高速にマーキングされるという利点がある。
【００２７】
好都合なことに、管周囲の分割に一致し、したがってマーキングヘッドの数に一致する数のセグメントが生成されるように、本実施形態のマーキングヘッドは、管の周りに配置される。たとえば３個のマーキングヘッドを使用するとき、マーキングヘッドは、１２０°の対応する円分割および相互の軸方向の間隔で、マーキング装置内の管の周りにそれぞれ好都合に位置決めされるので、マーキング装置を１２０°回転させることによって管周囲全体にマーキングすることができる。対応する円分割は、４個以上のマーキングヘッドに対して得ることができる。一般に円分割は、操作上の要件に対応して自由に選択できる。
【００２８】
リング状セグメントの形のさらなるマーキングが適用される場合、軸方向にずれた対応する数のマーキングヘッドもマーキング装置内に配置されているならば、これらのマーキングは最初のマーキングと共に適用することができる。そして円分割に対応してマーキング装置を１回転させることによって、周囲全体の周りへはもちろんのこと、管の長さに沿った所定の回数でマーキングを同時に適用することができる。
【００２９】
マーキング装置の構成の複雑さを抑えるために、リング状セグメントのさらなる配置を連続して(sequentially)管に適用することもできる。この状況では、軸方向への上書きを高い信頼性で防止するためにも、１個のセグメントから隣接するセグメントまでの軸方向の間隔がデータ・マトリクス・コードの幅よりも広くなるまで、マーキング装置を管の上で軸方向に前進させるか、または管をマーキング装置の下で軸方向に前進させるかのどちらかである。
【００３０】
本発明のさらなる特色、利点および詳細事項は、以下の説明に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、２個のセグメントを用いた管周囲のマーキングでの、本発明の方法の概略図である。
【図２】図２は、図１と同様であるが、３個のセグメントを用いた管周囲のマーキングによる。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１は、２個のセグメントを用いた管周囲のマーキングによる、本発明の方法の概略図を示す。管１の周囲の平面図(flat protection)が示され、管周囲に、それぞれ１８０°にわたって延在する、２個の軸方向にずれたセグメント２を有する、データ・マトリクス・コード４がマーキングされている。
【００３３】
１．図１によるマーキング装置の第１の実施形態の説明
図１による本発明の方法を実施するために使用するマーキング装置は、次のように説明することができ、図１では装置の特色は図示されておらず、操作上の要件に応じて変更することができる。
ａ．マーキングされる管１は、ローラーテーブル上に配置されている。
ｂ．マーキング装置を備えたモーター駆動型回転ベアリングが管１の周りに、マーキング装置の中心が管の中心位置の高さ調整装置の上に配置されるように、配置されている。回転ベアリングも、長さ調整装置によって管の軸に沿って移動され得る。
ｃ．背景に対してマーキングのコントラストを与えるために必要な反射塗料を適用する２個のスプレーピストルが回転ベアリングの周囲に配置され、塗料反射体３を適用するスプレーピストルが１８０°ずらした反対位置に配置されている。
ｄ．データ・マトリクス・コード４を書き込むための２個のマーキングヘッド（たとえば連続インクジェットまたはレーザ）が回転ベアリングの周囲に配置され、マーキングヘッドは管の縦軸に沿って、１８０°ずらして、間隔Ａｓ（Ａｓ＝Ｂｄ＋ｘ、Ｂｄ＝データ・マトリクス・コード幅およびｘ＝マーキングヘッド間の相対距離）を空けて配置されている。距離ｘは、要件に応じて調整されるが、常に０より大きい。
ｅ．スプレーピストルおよびマーキングヘッドはどちらも、管直径に対して垂直に移動できる調整装置によって回転ベアリングに取り付けられるため、各種の直径について管表面まで規定の距離が確保される。
【００３４】
本発明による方法を用いる図１による管１をマーキングするためのプロセスフローは本質的に、次のように説明できる。
【００３５】
２．図１によるマーキングの実施
ａ．）スプレーピストルが作動しているとき、（図示されていない）回転ベアリングは、塗料反射体３を適用するために１方向に回転する。約＋１８０°に達すると、スプレーピストルは停止して、ピストルのスプレー角度に応じた幅Ｓで、管周囲全体の周りに閉じた塗料反射体３が生成される。
ｂ．）マーキングヘッドは、各塗料反射体３の始めからデータ・マトリクス・コード４のマーキングを開始する。＋１８０°に等しい／＋１８０°を超える角度に達した後、回転ベアリングの回転は、マーキングヘッドによるマーキングと同様に停止する。それにより管は、軸方向にずれた２個のセグメントから成る、周囲全体に沿ったデータ・マトリクス・コードで構成された円状マーキングを得る。
ｃ．）さらなる円状マーキングが適用される場合、回転ベアリング全体がその長さ調整装置（トラック前進）によって値Ｖｓ（Ｖｓ＝２ｘＢｄ＋２・ｘ）だけ移動して、その後、０°未満の／０°に等しい角度に達するまで逆の回転方向でのマーキングを開始する。
ｄ．）さらなる円状マーキングでは、回転方向を交互に使用して、ｃ）と同様に移動が実施される。
ｅ．）反射体の端部に達したとき、移動はステップａ）〜ｃ）と同様に実施されるか、またはマーキングプロセスが終了する。
【００３６】
図２は、さらなる実施形態における管１’のマーキングを示し、管周囲は、それぞれ１２０°にわたって延在する、３つの軸方向にずれたセグメント２によってマーキングされる。
【００３７】
３．図２によるマーキングの実施
ａ．）２ａ）と同様。
ｂ．）２ｂ）と同様。
ｃ．）本実施形態において、反射体塗料を適用する３個のスプレーピストルは、回転ベアリングの周囲に沿って配置され、塗料反射体３’を適用する、軸方向にずれたスプレーピストルは、相互に１２０°ずれて管周囲に沿って配置される。
ｄ．）同様に、データ・マトリクス・コード４を書き込むための３つのマーキングヘッド（たとえば連続インクジェットまたはレーザ）が同様に回転ベアリングの周囲に配置され、マーキングヘッドは、管の縦軸１’に、互いに１２０°ずれて、間隔Ａｓを空けて配置される。
ｅ．）スプレーピストルおよびマーキングヘッドはどちらも、管の半径方向に動作する調整装置によって回転ベアリングに取り付けられるため、各種の直径について管表面まで規定の距離が確保される。
【００３８】
スプレーピストル／マーキングヘッドおよび／または変形の数は、操作上の要件、たとえばサイクル時間および保守要件に対応して、適応させること、または組合せることができる。
【００３９】
ここで本発明の利点を再度まとめる：
・マーキングヘッドは常に、±３６０°以内で回転する。したがってすり接点が不要であり、ラインが交差することがない（塗料）。
・トラック（セグメント）の上書きは、トラック（セグメント）のずれによって防止される。
・管の周囲全体にわたる完全なマーキング。
・マーキングヘッドの単純化により、サイクル時間への技術的適応が容易。
【符号の説明】
【００４０】
番号  識別子
１、１’  管
２  セグメント
３、３’  色反射体
４  データ・マトリクス・コード
Ｓ  反射体幅
Ｂｄ  データ・マトリクス・コードの幅
Ｘ  ２個の隣接するセグメント間の妨げられていない間隔
Ａｓ  マーキングヘッド間の相互距離
Ｖｓ  トラック前進
【図１】
0005618996.tif 000002
【図２】
0005618996.tif 000003