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技術 金属材料レーザマーキング装置

出願人 神戸船渠工業株式会社新日鐵住金株式会社
発明者 松田日出雄石崎順一下島靖弘
出願日 1993年4月15日 (27年0ヶ月経過) 出願番号 1993-088426
公開日 1994年10月25日 (25年6ヶ月経過) 公開番号 1994-297166
状態 特許登録済
技術分野 複写又はマーキング 複写又はマーキング 作業場における印付けまたは芯出し 圧延のマーキング、インディケータなど レーザ加工
主要キーワード サーポモータ ライン横断 鋼板側面 エッジ位置測定 位置定め 蒸発効果 溝形部材 塗料スプレー
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1994年10月25日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

目的

製鉄工業における鋼板コイル等の前または後端面或いは側面に、弱いエネルギーレーザビームで旨くマーキングを施すようにする。

構成

本発明の金属材料レーザマーキング装置は、金属材料の被加工面である端面或いは側面にレーザビームを照射するレーザヘッド1、及び金属材料の被加工面に塗料好ましくは白色等の該被加工面とコントラスト目視認定容易な色の塗料を吹き付ける塗料スプレー具有しており、レーザヘッドは前記塗料の吹き付け後、好ましくは被加工面に吹き付けた塗料が生乾きにあるときにレーザビームを照射することを特徴としている。

概要

背景

前記のような製品文字記号などをレーザマーキングすることは既に知られている。しかし、従来技術は製品の被加工面をレーザビーム照射で溶解させるものであって、これにより製品の前,後端面や側面にレーザマーキングするには問題がある。

即ち、金属材料そのものにレーザマーキングを施すには、金属を溶解させるに足るエネルギーのレーザビームを必要とする上に、この種製品の端面や側面は概して表面が荒れていて、それを超える深さの凹窪痕のレーザ加工でなければならないというように、レーザビームに強いエネルギーのものを充てることを不可欠とし、コストが高くつく。

概要

製鉄工業における鋼板コイル等の前または後端面或いは側面に、弱いエネルギーのレーザビームで旨くマーキングを施すようにする。

本発明の金属材料レーザマーキング装置は、金属材料の被加工面である端面或いは側面にレーザビームを照射するレーザヘッド1、及び金属材料の被加工面に塗料好ましくは白色等の該被加工面とコントラスト目視認定容易な色の塗料を吹き付ける塗料スプレー具有しており、レーザヘッドは前記塗料の吹き付け後、好ましくは被加工面に吹き付けた塗料が生乾きにあるときにレーザビームを照射することを特徴としている。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

金属材料の被加工面である端面或いは側面にレーザビーム照射するレーザヘッド及び該金属材料の被加工面に塗料を吹き付ける塗料スプレー具有しており、前記レーザヘッドは前記塗料の吹付け後にレーザビームの照射を行うことを特徴とする金属材料レーザマーキング装置

請求項2

金属材料の被加工面である端面或いは側面にレーザビームを照射するレーザヘッド及び該金属材料の被加工面に塗料を吹き付ける塗料スプレーを具有しており、前記レーザヘッドは金属材料の被加工面に吹き付けた塗料が生乾きにあるときにレーザビームの照射を行うことを特徴とする金属材料レーザマーキング装置。

請求項3

塗料スプレーよりの吹き付け塗料が、金属材料の被加工面とコントラスト目視認定容易な色の塗料であることを特徴とする請求項1或いは2記載の金属材料レーザマーキング装置。

技術分野

0001

本発明は金属材料、例えば製鉄工業における鋼板コイル等の二次製品形鋼などといった製品の前または後端面或いは側面に、製品の規格,サイズ,製品出荷先コードなどを示す文字記号類レーザマーキングする装置に関するものである。

0002

このような金属材料に前記文字,記号類のマーキングを施すには、金属材料の前または後端面或いは側面について、これを行うことがしばしば要求される。

背景技術

0003

前記のような製品に文字,記号などをレーザマーキングすることは既に知られている。しかし、従来技術は製品の被加工面をレーザビーム照射で溶解させるものであって、これにより製品の前,後端面や側面にレーザマーキングするには問題がある。

0004

即ち、金属材料そのものにレーザマーキングを施すには、金属を溶解させるに足るエネルギーのレーザビームを必要とする上に、この種製品の端面や側面は概して表面が荒れていて、それを超える深さの凹窪痕のレーザ加工でなければならないというように、レーザビームに強いエネルギーのものを充てることを不可欠とし、コストが高くつく。

発明が解決しようとする課題

0005

そこで、本発明は前記のような製品の前または後端面或いは側面に、弱いエネルギーのレーザビームで旨くマーキングを施すことを可能にしようというものである。

課題を解決するための手段

0006

上記課題解決のため、本発明に係る金属材料レーザマーキング装置は、金属材料の被加工面である端面或いは側面にレーザビームを照射するレーザヘッド、及び金属材料の被加工面に塗料、好ましくは金属材料被加工面とコントラスト目視認定容易な色例えば白色の塗料を吹き付ける塗料スプレー具有しており、前記レーザヘッドは前記塗料の吹き付け後、好ましくは金属材料の被加工面に吹き付けた塗料が生乾きにあるときにレーザビームの照射を行うことを特徴としている。

0007

本発明の実施態様を示す図面を参照して、本発明を説明する。

0008

図示の実施態様は、製鉄工業における鋼板の生産ラインであるローラコンベヤCによるローラテーブルパスラインについてのものである。

0009

図1から図4に本発明の一実施例が示されている。

0010

図1図4で1が金属材料としての鋼板Pの被加工面である端面にレーザビームを照射するレーザヘッド、2が鋼板Pの被加工面に塗料を吹き付ける塗料スプレーを示している。この実施例でレーザは、ガルバノメータ走査型である。

0011

レーザヘッド1は、レーザ及びレーザ走査光学系を収容したボックス10と共に支持体3に取り付けられ、該支持体3のレーザヘッド1と反対側の端がブラケット4に上下回動可能に軸支されている。支持体3の基板31には、前記軸支の個所より後方図3右方)の部位で、二連リンク5の一端が枢着され、該二連リンク5の他端は前記支持体3を上下回動させるための減速機付きモータ6のモータ軸に結合されている。モータ6はサーポモータを適用するとよい。

0012

前記ブラケット4は、パスライン7上方で該ライン横断方向に延在するビーム8に架装された横送り器9のフレーム91に結合され、前記モータ6も該フレーム91に結合されている。ビーム8は、支柱80に結合され、支柱80と共に門形フレームをなしている。横送り器9はフレーム91上に取り付けのモータ92により、該モータ92のモータ軸に結合されたピニオン93及びビーム8に結合され該ピニオン93と噛合うラック94を作動媒体として、ビーム8上をこれの長さ方向つまり横行きに前後に駆動される。横送り器9のフレーム91はビーム8上を転動する車輪95を有する。

0013

塗料スプレー2は、鋼板Pの端面に対する当り21を形成した支持体22に該当り21に近接して備えられていて、鋼板Pの幅方向に向くエアシリンダ23により同方向へ移動可能である。当り21は、パスライン7上に停止された鋼板Pの前端面の少し前方の上方近くに配設され、パスライン7の前後方向に向くエアシリンダ24のプランジャ25に結合されている。当り21と一体的に覆い板26が当り21から鋼板Pの後方へ水平に延びており、該覆い板26は前記エアシリンダ24に結合された溝形部材261と滑り嵌めになっている。エアシリンダ24は、横送り器9のフレーム91に結合されたブラケット11に取り付けの竪向きのエアシリンダ27のプランジャ28に結合されている。

0014

塗料スプレー2,当り21及び覆い板26の組合せ体とレーザヘッド1とは、パスライン7の前後方向へ同一垂直面上に併設されている。

0015

上記の各部分を包含するレーザマーキング装置Lは、必要に応じて、パスライン7の左右両側に設置される。それら両側のレーザマーキング装置は左右対称的配置とすればよい。レーザマーキング装置がパスライン7の左右両側に設置されていると、鋼板Pの左右両側についてレーザマーキングするのに好都合である。

0016

コンベアCで鋼板Pを送るとき、それに当らない高さで塗料スプレー2,当り21及び覆い板26の組合せ体とレーザヘッド1は待機している。

0017

コンベヤCによる間欠送りでパスライン7上に停止される鋼板Pは、定位置に配置されてパスライン7中に進出している後退可能なストッパSに板前端面が当って、定位置に位置定めされる。ストッパSには流体圧式のプランジャを充てるとよい。

0018

定位置で鋼板Pがパスライン7上に停止すると、予め設定されたところに従い、エアシリンダ27が作動され、塗料スプレー2,当り21及び覆い板26の組合せ体を下降させる。

0019

必要に応じ、これに先立ち適当な時点で、レーザマーキング装置Lを横送り器9による横送りによって鋼板Pに対する所要の左右関係位置に位置させておく。

0020

前記組合せ体の下降は、覆い板26が鋼板P上面に当接するまで続けられて、停止される。この停止についての時点的な制御は、適当な方法例えば測長計をエアシリンダ27に取付け、覆い板26の下降時、その下降距離を測定し、そのデータをもとに覆い板26の停止位置を割り出すという要領で行えばよい。前記測長計は前記組合せ体と一緒に下降する部材271に連係されたロータリエンコーダを適用すればよい。ここに、鋼板Pの被加工面に対応する個所の上面は、覆い板26でマスキングされることになる。

0021

組合せ体が下降しているときに、予め定められたところに従い、当り21が鋼板Pの前端面に当るまで、組合せ体がエアシリンダ24により鋼板Pの後方側へ移動される。この後方移動の所定時停止制御は、適当な方法例えば測長計をエアシリンダ24に取付け、当り21の後方移動時、その移動距離を測定し、それをもとに当り21の停止位置を割り出すというやり方で行えばよい。前記測長計は前記組合せ体についてのそれと同様なものを適用すればよい。

0022

こうして塗料スプレー2は、鋼板Pの被加工面である前端面に対し前後関係位置を所定に規制される。

0023

次いで、該塗料スプレー2から鋼板Pの被加工面に塗料が吹き付けられる。この場合、当該被加工面に対応する鋼板Pの上面を覆い板26が覆っているため、該上面にまで不必要に塗料が吹き付けられることはなく、鋼板の商品価値を低下させることがない。吹き付け塗料は、レーザマーキングによる文字,記号などの表示を見易くするために、白色等の鋼板Pの被加工面とコントラストが目視認定容易な色のものを充てることが好ましい。鋼板Pの被加工面に吹き付けた塗料は、レーザマーキングの下地となる。

0024

一方、この段階に至るまでの然るべき時点で、モータ6駆動により二連リンク5を介し、レーザヘッド1が枢軸41を支点として、鋼板Pの被加工面と対向するまで下方へ回動変位されて停止される。このレーザヘッド1の下方回動停止位置の位置制御は、適当な方法例えばロータリエンコーダをモータ6の軸に連結して、それによりモータ6の軸の角変位置つまりレーザヘッド1の俯角変位量を検出し、それが所定値になったときモータ6を停止させるというやり方で行えばよい。或いは、レーザ式距離計をレーザヘッド1と一緒に下方へ回動変位する部材例えば支持体3の基板31に、レーザヘッド1のレーザビームと平行に同距離計のレーザビームが出射するよう取付け、レーザヘッド1が下方へ変位している時に前記距離計で鋼板Pの上面エッジまでの距離を計測し、計測距離が最も短くなったとき、即ちそれによって鋼板Pの上面エッジを検出したときのレーザヘッド1の位置を基準にし、それより更に所要角度レーザヘッド1が下方へ変位したところで、モータ6を停止させる仕様で行ってもよい。又、レーザ式距離計の代りに、CCDアレーセンサーに使用したエッジ位置測定装置を同じように取付け、鋼板P前端面をランプ照明して、前端面と周囲とのコントラストを鮮明にし、レーザヘッド1が下方に変位するとき同測定装置で上面エッジの位置を検知し、モータ6を停止させることも出来る。前記レーザ式距離計、エッジ位置測定装置はそれ自体公知のものを適用すればよい。

0025

前記の塗料の吹き付け後、好ましくは塗料が未だ生乾きにあるときにレーザヘッド1からレーザビームが照射され、レーザマーキング下地である、鋼板Pの被加工面に吹き付けられた塗料のコーティング層にレーザマーキングが施される。

0026

レーザマーキングを終えると、塗料スプレー2,当り21及び覆い板26の組合せ体、レーザヘッド1は下降前の待機位置へ戻される。

0027

本発明ではレーザマーキングされる下地が鋼板そのものではなく塗料のコーティング層であるから、弱いエネルギーのレーザビームでレーザマーキングを施すことができる。しかも、鋼板の荒れた被加工面が該塗料のコーティング層で覆われている。即ちそれによって表面状態を改善されているので、従来と異なり被加工面の荒れた表面粗度を超える深い凹窪痕のレーザ加工を行う必要がない。

0028

生乾きの塗料のコーティング層にレーザマーキングすると、レーザビームによる加工面の溶解,蒸発効果が向上するとが認められた。

0029

本発明に係る実施態様の変更例が図5,6に示されている。この変更例のものは、レーザがドットパターンモード型のものであり、またレーザスポット焦点合わせのためのモータ60付きである点、レーザの系が塗料スプレー2,当り21及び覆い板26の組合せ体とパスライン7の左右方向に並べて配置されている点を除き、図1図4に示された実施例のものと実質的に構成が同じである。モータ60はサーボモータを適用するとよい。図5,6で図1〜4と同じ符号は同部分を示している。

0030

図5,6のもので、ドットパータモードのレーザマーキングに必要とされるレーザヘッド1の横移動は横送り器9により行われる。

0031

モータ60でレーザスポットの焦点合わせをするとき、レーザケーシング100に形成されたスライドシュー101が基板31に取付けられたレール102上をスライドする。

0032

何れの実施態様の形式のものでも、レーザヘッド1及び塗料スプレー2が鋼板Pの後端面に対応する向き及び位置となるよう、レーザマーキング装置Lを所要個所に配置すると、鋼板Pの後端面についてレーザマーキングをすることができる。

0033

更には、レーザヘッド1及び塗料スプレー2が鋼板Pの側面に対応する向き及び位置となるよう、レーザマーキング装置Lを所要個所に配置して、鋼板Pの側面に対するレーザマーキングの施工も行い得る。側面のレーザマーキングでは、塗料スプレー2,当り21及び覆い板26の組合せ体、レーザヘッド1は鋼板側面に対応する高さに配置したままでよく、前述した待機位置、鋼板高さ対応位置への移動を行う必要はない。

0034

以上に述べた実施例は鋼板についてのものであるが、本発明の要旨の範囲内で形鋼,コイル等の他の金属材料を対象とする変更態様を取ることもできる。

発明の効果

0035

以上に述べたところから明らかなように、本発明は製鉄工業における鋼板,コイル等の二次製品とか形鋼等といったような金属材料の前または後端面或いは側面に、弱いエネルギーのレーザビームで旨くマーキングを施し得る効果を奏する。

図面の簡単な説明

0036

図1本発明に係る装置の一例について全体の概要を示す正面図である。
図2図1に示された装置における右側のレーザマーキング装置の拡大詳細正面図を示す。
図3図2の側面図を示す。
図4図3に示された装置における塗料スプレー、金属材料被加工面に対する当り及び該被加工面対応上面をマスキングする覆い板の斜視図である。
図5本発明装置の変更態様例についての主要部を示す正面図である。
図6図5の側面図を示す。

--

0037

1レーザヘッド
2塗料スプレー
21金属材料被加工面に対する当り
26覆い板
L レーザマーキング装置

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