(57)【要約】　　　（修正有）【課題】物品の外周に文字や模様のマーキングする装置および方法において、円柱状物品と平板状物品のどちらにもマーキングが可能で、複数の物品に効率よく連続的にマーキングを行うことができる物品マーキング装置および物品マーキング方法を提供する。【解決手段】物品保持具２にマーキング対象の複数の物品５を収容し、物品保持具２を移動させて物品５をマーキング位置に順次位置決めし、マーキング器具７を物品５に対して２軸方向に移動させるともに、円柱状物品の場合は物品５を把持回転させてマーキングを行い、平板状物品の場合は物品保持具２の移動機能を利用して物品５を移動させてマーキングを行う。【選択図】　　　図１
2004098567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品の外面に文字、模様などをマーキングするマーキング装置であって、複数個の物品を整列状態で収容・保持する物品保持具と、
物品保持具を物品の整列方向（Ｘ方向）に移動させて物品をマーキング位置に順次位置決めする保持具移動機構と、
マーキング位置において物品の整列方向の側方に配置され物品にマーキングを行うマーキング器具と、
加工対象物品の遠近方向（Ｙ方向）並びに物品の整列方向の直角方向（Ｚ方向）にマーキング器具を移動させるマーキング器具移動機構とを備えたことを特徴とする物品マーキング装置
【請求項２】
請求項１において、マーキング位置に加工対象物品を把持してＺ軸中心に回転（揺動）させる物品把持回転機構を備えたことを特徴とする物品マーキング装置
【請求項３】
請求項１ないし２において、マーキングを行う文字や模様などの形態情報を電子信号として入力する情報信号入力手段と、
入力した電子信号を処理して、物品保持具のＸ方向の移動、位置決めおよび物品の把持、物品のＺ軸中心の回転角度、並びにマーキング器具とＹ方向およびＺ方向移動を制御する制御信号を出力する信号処理出力手段を備えたことを特徴とする物品マーキング装置
【請求項４】
複数個の物品の外面に文字、模様などを順次マーキングするマーキング方法であって、物品保持具に整列状態で複数個の物品を収容・保持し、物品保持具を保持具移動機構で物品の整列方向（Ｘ方向）に移動し順次物品をマーキング位置に位置決めして、物品列の側方に配置したマーキング器具と対応させた後、マーキング器具を物品に対して遠近方向（Ｙ方向）並びに物品の整列方向と直角方向（Ｚ方向）に移動させるとともに、平面状物品にマーキングを行う場合には物品を物品保持具で固定してＸ方向に移動させてマーキングを行い、また円柱状物品にマーキングを行う場合には円柱状物品を把持してＺ軸中心に回転（揺動）させてマーキングを行うことにより、平面状物品および円柱状物品にマーキングを行うことを可能としたことを特徴とする物品マーキング方法
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物品の外面にマーキング器具で文字、模様などを自動的にマーキングする物品マーキング装置および物品マーキング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属や樹脂などの外面に文字や模様をマーキングするために、振動ペン、レーザーマーカ、インクジェットマーカなど各種のマーキング器具が利用されている。このような物品の外面に文字や模様を自動的にマーキングする装置の例として、平面状物品に対してはマーキング器具を平面２軸方向に移動させて、自動的にマーキングする装置がある。また、円柱状物品に対しては、マーキング器具を軸方向に移動させ物品を回転（揺動）させる装置も用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの従来のマーキング装置は、平板や角柱などの平面状物品専用、あるいは円柱状物品専用であったため、平面状物品と円柱状物品の両方に利用できなかった。また、従来のマーキング装置は単独の物品にマーキングをする装置であり、複数個の物品に連続して効率良くマーキングすることが出来なかった。本発明は、従来技術におけるこれらの問題を解決して、マーキングする文字や模様の情報を入力すれば、平面状物品だけでなく円柱状物品の外周面にもマーキングが出来て、かつ対象とする複数個の物品に対しても連続して効率よくマーキングが出来るマーキング装置および物品マーキング方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、物品の外面に文字、模様などをマーキングするマーキング装置であって、複数個の物品を整列状態で収容・保持する物品保持具と、物品保持具を物品の整列方向（Ｘ方向）に移動させて物品をマーキング位置に順次位置決めする保持具移動機構と、物品の整列方向（Ｘ方向）側方に配置されてマーキング位置の加工対象物品にマーキングを行うマーキング器具と、加工対象物品の遠近方向（Ｙ方向）並びに物品の整列方向の直角方向（Ｚ方向）にマーキング器具を移動させるマーキング器具移動機構とを備えたことを特徴とする物品マーキング装置を提供することを要旨とする。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１において、マーキングを行う位置で加工対象物品を把持してＺ軸中心に回転（揺動）させる物品把持回転機構を備えたことを特徴とする物品マーキング装置を提供することを要旨とする。
【０００６】
請求項３の発明は、請求項１ないし２において、マーキングする文字や模様などの形態情報を電子信号として入力する情報信号入力手段と、入力した電子信号を処理して、物品保持具のＸ方向の移動、位置決め、物品の把持、および物品のＺ軸中心の回転角度、並びにマーキング器具のＹ方向およびＺ方向移動の制御信号として出力する信号処理出力手段とを備えたことを特徴とする物品マーキング装置を提供することを要旨とする。
【０００７】
請求項４の発明は、複数個の物品の外面に文字、模様などを順次マーキングするマーキング方法であって、物品保持具に整列状態で複数個の物品を収容・保持し、物品保持具を保持具移動機構で物品の整列方向（Ｘ方向）に移動して順次物品をマーキング位置に位置決めして物品列の側方に配置したマーキング器具と対応させた後、マーキング器具を物品に対して遠近方向（Ｙ方向）並びに物品の整列方向（Ｘ方向）の直角方向（Ｚ方向）に移動させるとともに、平面状物品にマーキングを行う場合には物品を物品保持具で固定してＸ方向に移動させてマーキングを行い、また円柱状物品にマーキングを行う場合には円柱状物品を把持してＺ軸中心に回転（揺動）させてマーキングを行うことにより、平面状物品および円柱状物品にマーキングを行うことを可能としたことを特徴とする物品マーキング方法を提供することを要旨とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下，この発明を具体化した実施例について図１〜図８により説明する。図１は本発明の物品マーキング装置の全体を示す斜視図、図２は図１の主要部で、円柱状物品をマーキングする詳細部分を示す斜視図、図３は図１のＡ−Ａ断面図、図４は図１のＢ−Ｂ断面図、図５は複数個の円柱状物品を収納する物品保持具の斜視図、図６は複数個の平板状物品を収納する物品保持具の斜視図、図７は図６のＣ−Ｃ断面、図８は本発明の制御システムの概念を示すブロック図である。
【０００９】
図１に物品マーキング装置の実施例を示す。マーキング装置１において、架台１６上には物品５を収容する物品保持具２が把持具移動機構３上に固定されている。また物品５の側方には垂直移動装置６に支持されたマーキング器具７が配置されている。マーキング位置には物品押え装置１７と連動して物品５を把持して回転（揺動）させる物品把持回転機構４が配置されている。なお、架台１６には、操作スィッチ盤４５、キーボード４３、モニタ４４、コンピュータ４６（図示省略）が設置されている。なお、供給コンベヤ４２は物品保持具２や物品５の供給に利用する。また、物品５の形状が円柱形の場合には円柱状物品５ａ、平板形の場合は平板状物品５ｂと表す。物品保持具２も同様に円柱状物品保持具２ａ、平板状物品保持具２ｂと表す。
【００１０】
以下、物品マーキング装置１の主要部を示す図２の斜視図において、円柱状物品５ａにマーキングを行う場合の装置構成を説明する。これは、マーキング器具７として振動ペン３４を用いて物品５ａにマーキングを行う場合の装置の実施例である。円柱状物品保持具２ａはホルダ受けプレート２４ａと、円柱状物品５ａを保持する複数個の円柱状物品ホルダ５１ａを備え、保持具移動機構３によりＸ軸上の矢印Ｄの方向に搬送され、順次円柱状物品５ａをマーキング位置に位置決めする。
【００１１】
マーキング位置の側方に配置されている振動ペン３４は、ＬＭガイド２０で前後（Ｙ軸）方向に自由に動けるように支持されている。振動ペン３４はエアシリンダ１９により前後（Ｙ軸）方向に移動し、詳細後述の垂直移動装置６で上下（Ｚ軸）方向に駆動される。また、マーキング位置には物品押え装置１７と連動して円柱状物品５ａを把持して回転（揺動）させる物品把持回転機構４が配置されている。
【００１２】
図３において、振動ペン３４はＬＭガイド２０をガイドとしてエアシリンダ１９により前後（Ｙ軸）方向に移動される。垂直移動装置６はＬＭガイド２０を上下動させるサーボモータ２７および垂直ガイド３７で構成され、サイドフレーム２９に配置されている。また、上部フレーム２８に取付けられた物品押え装置１７を構成するエアシリンダ９が、シャフト１０をガイドとして受けブロック８を下降させて円柱状物品５ａの上部を押える。下方のエアシリンダ１４が円柱状物品ホルダ５１ａと一緒に円柱状物品５ａを上昇させて、円柱状物品５ａを受けブロック８との間に挟み込んで高さ方向の位置決めを行う。なお、軸受けブロック３０の中にある軸受けによって受けブロック８は物品押え軸１８と一緒に回転出来る。
【００１３】
また、物品把持回転機構４を構成する昇降プレート２６および一体に取付けられた物品受けハウジング２５は、シャフト３８をガイドとしてエアシリンダ１４により円柱状物品ホルダ５１ａとともに昇降する。また、物品受けハウジング２５に回転自在に支持されたホルダ回転軸１５の端部と円柱状物品ホルダ５１ａの下端部には、回転を伝達可能にする図示省略の凹凸溝が設けられている。
【００１４】
図４に示すように、昇降プレート２６に取付けられたサーボモータ２１、プーリ２２ａ、２２ｂはエアシリンダ１４により一緒に上下（Ｚ軸）方向に移動する。サーボモータ２１はタイミングベルト２３を介してホルダ回転軸１５を回転させる。また、ホルダ受けプレート２４はスライドプレート１１に固定されていて、スライドプレート１１はガイドシャフト１３を案内とし、リニアアクチュエータ１２によりＸ軸方向に往復駆動される。なお、スライドプレート１１、ガイドシャフト１３、リニアアクチュエータ１２が保持具移動機構３を構成する。
【００１５】
図５において、円柱状物品保持具２ａはホルダ受けプレート２４ａと円柱状物品ホルダ５１ａから構成される。ホルダ受けプレート２４ａはスライドプレート１１に対して位置決め穴５５と対応するピンで位置決めされ、着脱が容易にできるように両端のトグルクランプ３３により固定されている。
【００１６】
図６および図７において、平板状物品５ｂに対してマーキングする際に利用する物品保持具２の実施例を示す。平板状物品保持具２ｂは、ホルダ受けプレート２４ｂ、背当て板３１、落下防止板３２から構成され、平板状物品５ｂは弾性板５２、押え板５３を介して締付具５４により固定されている。また、ホルダ受けプレート２４ｂは物品マーキング装置１のホルダ受けプレート２４ａの場合と同じように、スライドプレート１１に固定されて保持具移動機構３により往復駆動される。
【００１７】
図８の制御システムの概念を示すブロック図において、キーボード４３からコンピュータ４６に入力されたマーキング情報は、情報処理されてアンプ４７〜４９からリニアアクチュエータ１２、振動ペン３４、サーボモータ２１、２７他、本装置を構成する各装置の制御信号として出力される。
【００１８】
以下、本発明による複数の物品へのマーキング工程を説明する。マーキング実施に先立ち、マーキング対象品の物品が円柱状であるか、平板状であるかを決定する。また、物品にマーキングする文字などのマーキング内容やマーキング位置などを決定する。これらのマーキング仕様を、図８のブロック図に示すように、キーボード４３により入力し、本発明の物品マーキング装置１を構成する各装置の運転条件を決定する。また、マーキング装置の事前準備として、対象とする物品に合わせてあらかじめ物品保持具２をスライドプレート１１に取り付け、複数の物品５を挿入保持可能な状態にしておく。
【００１９】
以下、具体例として図２により円柱状物品へのマーキング工程を説明する。円柱状物品保持具２ａに円柱状物品５ａを所定個数挿入して保持させ、操作スイッチ盤４５を操作して物品マーキング装置１を起動させる。円柱状物品保持具２ａは保持具移動機構３により矢印Ｄ（Ｘ軸）の方向に移動し、まず１個目の円柱状物品５ａを振動ペン３４に対応するマーキング位置に位置決めする。
【００２０】
次に振動ペン３４はマーキングを行うために指定された高さまでＺ軸方向に移動し、マーキングの条件を整える。この後、振動ペン３４は公知の手段によりマーキングのための振動を開始し、マーキングに関する入力条件にしたがってＺ軸方向の移動と円柱状物品５ａへの接触・離間（Ｙ軸方向移動）を行う。一方これに連動して、物品把持回転機構４と物品押さえ装置１７は円柱状物品５ａを上下より把持して回転（揺動）させ、前述の振動ペン３４の動き（Ｙ軸、Ｚ軸）と合わせて円柱状物品５ａの外周に所定のマーキングを行う。
【００２１】
１個目の円柱状物品５ａのマーキングが終了した後、物品保持具２ａを保持具移動機構３により矢印Ｄに移動させて、次の円柱状物品５ａを位置決めしてマーキングを行い、順次所定個数の円柱状物品５ａの加工を完了させる。この後、オペレータは安全確認を行ってマーキングされた円柱状物品５ａを取り出す。この後、オペレータは新規の円柱状物品５ａを挿入して次ロットのマーキングを継続する。
【００２２】
また、対象とする物品が板状の場合には、図２の円柱状物品保持具２ａに替えて図６に示した平板状物品保持具２ｂをあらかじめ取り付けておく。次に複数の平板状物品５ｂを挿入して、締め付け具５４により平板状物品５ｂを固定する。その後、円柱状物品のマーキングと同様に、入力条件にしたがって振動ペン３４をＹ軸およびＺ軸方向に動かし、保持具移動機構３をマーキング内容に対応してＸ方向に動かしてマーキングを行う。すなわち、円柱状物品の加工に対しては円柱状物品を回転（揺動）させてマーキングを行い、平板状物品に対しては平板状物品をＸ軸方向に動かして所定のマーキングを行う。
【００２３】
なお、上記の実施例において、マーキング器具として振動ペンを利用した場合の説明を行ったが、マーキング器具をレーザーマーカやインクジェットマーカなどの現在利用されている他のマーキング器具に変更することも可能である。また、振動ペン３４によるマーキングに際しては振動ペンの先端を物品に接触させたが、レーザーマーカ３４ａなどでは接触させる必要はなく使用するマーキング器具の種類に応じて対象とする物品とマーキング器具の距離は適宜指定する。また、マーキング位置に複数のマーキング器具を装着して、これらを目的に応じて切替えて使用する事も出来る。
【００２４】
なお、本発明の実施例において物品は縦に配置する構成としたが、物品を水平に配置するなど、前記ＸＹＺ軸の方向は自由に選定出来る。また、対象とする物品は円柱状、平板状の代表的な形状としたが、楕円形や、円柱状物品の一部としての平面にマーキングを行うなど本発明の主旨の範囲で各種形状の物品にマーキングを行うことが出来る。
【００２５】
また、本発明の実施例において物品把持回転機構４は円柱状物品５ａを上下ではさむ構成としたが、円柱状物品５ａの一端で把持する構成とすることも可能であり、他の装置構成も特に実施例に限定されるものではなく本発明の主旨にしたがって各種の構成が利用出来る。
【００２６】
本実施例では、円柱状物品５ａはマーキング終了後オペレータが取り出して次ロットの物品５を物品保持具２に供給する構成としたが、あらかじめ円柱状物品５を装着した物品保持具２を複数個用意して供給コンベヤ４２により自動的に供給して、スライドプレートを自動着脱するなど、本発明の物品マーキング装置は要求される生産性に応じて自動化することが可能である。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、複数個の物品を収容する物品保持具を移動位置決めして物品を順次マーキング器具と対応させ、マーキング器具を対象物品の遠近方向（Ｙ軸）並びに物品の整列直角方向（Ｚ軸）に移動させ、物品の保持具移動機構を利用して、物品をＸ軸方向に移動させることにより、複数個の物品の平面部に文字または模様を自動的に効率良くマーキング出来る効果がある。
【００２８】
請求項２に記載の発明によれば、円柱状物品を中心軸回りに回転させてマーキングを行うことが可能となり、円柱状物品の外周部において任意の位置に所定の文字または模様をマーキングすることができる。すなわち、請求項１の効果に加えて、装置の一部を変更することにより、平板状物品だけでなく円柱状物品に対してもマーキングが可能になる汎用性に富んだマーキング装置を提供することが出来る。
【００２９】
請求項３に記載の発明によれば、各種の対象物品やマーキングパターンを、あらかじめコンピュータに入力してマーキングの制御を行うことにより、複数個の物品に効率良くマーキングを行うことが出来る。また、製造番号などの物品ごとに要求される文字や模様をマーキングすることも可能となる効果がある。
【００３０】
請求項４に記載の発明によれば、複数個の物品に対して連続的に効率良く文字や模様をマーキングすることが可能になるとともに、装置の一部を変更することにより、平板状物品だけでなく円柱状物品に対してもマーキングが可能になる汎用性に富んだマーキング方法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の物品マーキング装置の全体を示す斜視図。
【図２】図１の主要部で、円柱状物品をマーキングする詳細部分を示す斜視図。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図。
【図４】図１のＢ−Ｂ断面図。
【図５】円柱状物品を収納する物品保持具の斜視図。
【図６】平板状物品を収納する物品保持具の斜視図。
【図７】図６のＣ−Ｃ断面。
【図８】本発明の制御システムの概念を示すブロック図。
【符号の説明】
１　物品マーキング装置
２　物品保持具
２ａ　円柱状物品保持具
２ｂ　平板状物品保持具
３　保持具移動機構
４　物品把持回転機構
５　　物品
５ａ　円柱状物品
５ｂ　平板状物品
６　垂直移動装置
７　マーキング器具
８　受けブロック
９　エアシリンダ
１０　　シャフト
１１　スライドプレート
１２　リニアアクチュエータ
１３　ガイドシャフト
１４　エアシリンダ
１５　ホルダ回転軸
１６　架台
１７　物品押え装置
１８　物品押え軸
１９　エアシリンダ
２０　ＬＭガイド
２１　サーボモータ
２２ａ　タイミングプーリ
２２ｂ　タイミングプーリ
２３　タイミングベルト
２４ａ　ホルダ受けプレート
２４ｂ　ホルダ受けプレート
２５　物品受けハウジング
２６　昇降プレート
２７　サーボモータ
２８　上部フレーム
２９　サイドフレーム
３０　軸受けブロック
３１　背当て板
３２　落下防止板
３３　トグルクランプ
３４　振動ペン
３４ａ　レーザーマーカ
３５　エアシリンダ
３６　ＬＭガイド
３７　垂直ガイド
３８　シャフト
４２　供給コンベア
４３　キーボード
４４　モニタ
４５　操作スイッチ盤
４６　コンピュータ
４７　アンプ
４８　アンプ
４９　アンプ
５０　物品保持具プレート
５１ａ　円柱状物品ホルダ
５１ｂ　平板状物品ホルダ
５２　弾性板
５３　押え板
５４　締付具
５５　位置決め穴
５６　電磁弁
【図１】
2004098567.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004098567.tif 000005
【図４】
2004098567.tif 000006
【図５】
2004098567.tif 000007
【図６】
2004098567.tif 000008
【図７】
2004098567.tif 000009
【図８】
2004098567.tif 000010