JPH079660Y2 - 鋼片端面打刻装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、製品工場等の次工程へ丸材（丸ビレット）あ
るいは角材（ブルーム、角ビレット）の鋼片を供給する
搬送ライン上、または、冷却床入口上において、間欠的
な移送の流れの中で鋼片を一旦停止した状態で、高温の
鋼片端面に文字や記号等を鮮明に打刻（マーキング）す
る鋼片端面打刻装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般的に、分塊圧延された鋼片は、所定の長さに剪断さ
れた後、鋼種・製造番号あるいは規格符号、剪断順等の
履歴をマーキングする。これは異材の混入を防止する目
的と次工程との工程管理上必要なものである。このため
マーキングは鮮明で消失せず正確である必要がある。

この種の従来公知の装置としては、下記の（Ａ）ないし
（Ｃ）のようなものがある。

（Ａ） 打刻機に高温の鋼片端面に対向した進退装置に
より鋼片端面に対して進退自在とされる打刻ヘッドを備
え、打刻ヘッドに打刻ホイールを回転自在に備え、打刻
ホイールに進退装置による打刻ヘッドの鋼片端面への前
進によって鋼片端面に衝当して文字や記号等を鋼片端面
に打刻する打刻部を周方向に複数備え、打刻ホイールを
回転させることで所定の打刻部を鋼片端面と対向させる
選択装置を備えたものがある。これには、打刻ホイール
が単一で一回の打刻で一つの文字や記号等を打刻する所
謂一打一文字打刻方式のものと、打刻ホイールが例えば
６個等の多数個あって一回の打刻で多数の文字や記号等
を打刻する所謂一打文字打刻方式のものとがある。

また、（Ｂ）特公昭59-25662号公報に開示された発明の
「被圧延材に刻印を打刻するための装置」、（Ｃ）特開
昭61-139479号公報に開示された発明の「鋼片端面打刻
装置」のようなものがある。

［考案が解決しようとする問題点］ （Ａ）の方法では、上記一打一文字打刻方式のものと一
打多文字打刻方式のものとを問わず、いずれも打刻機が
固定されており、打刻ヘッドの位置決めは重量物の鋼片
を移動調整しなければならず、また鋼片は冷却により弓
形状に湾曲して鋼片端面が移動することがあり問題があ
る。また後者の一打多文字打刻方式では打刻面積が広い
ため鋼片端面に大きな凹凸や傾きがある場合には打刻を
鮮明に行なうことができず打刻力も大きくしなければな
らない。

（Ｂ）の方法は、一打一文字打刻方式で打刻する鋼片と
の位置決めを打刻機下部の移動可能なスライダにより行
なうこと、多数の文字を打刻するため鋼片端面に平行な
スライダにより移動可能としたこと、不正打刻を防止す
るため打刻文字と符号化板との一致により確認するとい
う方法である。この方法では、打刻する鋼片が多数ある
場合鋼片端面と打刻ヘッドとの距離がずれている場合が
一般的であり、この場合安定的な打刻深さを得ることは
むずかしい等の問題点がある。又選字速度制御が、符号
化板による選字位置の検出方式、急速段と遅速段の二段
階切替制御であり選字時間が長くなる問題点がある。

（Ｃ）の方法では、鋼片端面に平行に移動可能な台車、
台車上で昇降可能な昇降装置、昇降台に打刻ヘッドの進
退装置及び選択装置を備えて、打刻ホイールを一対とし
た一打二文字打刻方式でありそれぞれに専用の選択装置
を備えたものである。

これも同様に鋼片端面と打刻ヘッドの距離のずれに対す
る考慮がなされておらず安定的な打刻深さを得ることは
むずかしい等の問題点がある。また、一打二文字打刻に
よりタイムスケジュールの短縮を図ることはできるが、
打刻文字との間隔を調整したり文字構成を自由に変える
ことはできず、打刻ヘッドが大きくなり、鋼片寸法の小
さな鋼片端面に打刻する時、文字列が奇数の場合にとな
りの鋼片と接触する場合があり問題がある。さらに選字
を迅速かつ正確に行なう方法は述べられておらず、その
確認する装置についても倍必要なことから制御方法及び
コスト的に問題がある。

また、上記した（Ａ）〜（Ｃ）の方法について共通に考
慮されていないことは以下の通りである。

（ａ） 鋼片は一般的に剪断装置により剪断またはガス
切断により溶断するため、鋼片の厚みの約半分の上半分
の端面は、平滑に剪断または溶断されて打刻に適する
が、下半分の端面は、破断された状態または溶乱された
状態となり打刻には不適切である。したがって、打刻は
平滑な上半分の端面に対して行なうが、このため鋼片寸
法がちがうものがきた場合、その変化に対応する必要が
ある。

（ｂ） 打刻用エアシリンダには、外部からエアを供給
し、シリンダ内にてエアを気蓄させる。この際、外部の
エア圧力変動（原因として同じエア配管に接続された装
置の稼動状態の影響等）とか、打刻距離のバラツキによ
る圧力変動（これにより気蓄時間の調整が必要だが通常
それは固定される）等に対して適正なエア圧力に調整す
る必要がある。

（ｃ） 各装置の状態を適正に制御するためマイクロコ
ンピュータにより調整する必要がある。

本考案は、打刻ヘッドと鋼片端面の打刻距離を適正に保
ち鋼片端面への打刻を常に鮮明に行なうことができ、打
刻力も小さくてすみ、さらに打刻ホイールの文字の選択
を迅速かつ正確に行なって、鋼片端面に自動的にマーキ
ングすることのできる打刻装置を提供しようとするもの
である。

また、前記（ａ）〜（ｃ）に対して適正な制御を行なう
装置である。

［問題点を解決するための手段］ 上記の問題点を解決するための本考案における手段は骨
子は （イ） 鋼片端面と打刻ヘッドとの距離を定位値にして
打刻力を一定にして打刻不足が起きないように、打刻ヘ
ッドを鋼片端面に追従させるための打刻ヘッド追従位置
決め手段を設ける。

（ロ） 鋼片の厚みの下半分の端面は破断又は溶乱され
た状態となるのでその所には打刻はせず、比較的平滑な
上半分に常に打刻し得るようにするための打刻ヘッド昇
降位置決め手段を設けること。

（ハ） 打刻位置にある印字の現在値と設定値の差によ
り最短選字作用をして、常に設定文字を鋼材端面に打刻
し得るようにするため打刻ホイール選字制御手段を設け
ることである。

即ち本考案の要旨とするところは、高温の鋼片端面に対
して進退自在とされる打刻ヘッドを備え、該ヘッドが該
端面に沿って、走行自在とされる走行装置と昇降自在と
される昇降装置を備え、更に該打刻ヘッドに打刻ホイー
ルを回転自在とし、打刻文字を選択できる選択装置を備
えた鋼片端面打刻装置において、鋼片端面検出センサー
を具備し、鋼片端面と打刻ヘッドとの距離を定値にして
打刻力を一定にするように打刻ヘッドを鋼片端面に追従
させるための打刻ヘッド追従位置決め手段と、鋼片端面
寸法情報により打刻位置が常に平滑である鋼片端面上部
となるように制御するための打刻ヘッド昇降位置決め手
段と、文字の設定値と現在値とをパルスカウンターで認
識し、両者の差と大小関係により打刻ホイールの回転方
向と回転角度とを決定し、且つ、該ホイール回転後、文
字位置スリット板によって文字位置をチェックするよう
にして打刻文字の選字を制御するための打刻ホイール選
字制御手段と、を有することを特徴とする鋼片端面打刻
装置にある。

次に実施例にもとづいて本考案装置を詳細に説明する。

［実施例］ 以下本考案の実施例装置を第１図乃至第11図により説明
する。

第１図に示す如く鋼片移送装置は、ストッパー３と冷却
床装入プッシャー４、矯正ストッパー５及び冷却床移送
コンベア６とを備えている。

ストッパー３は、分塊圧延機により連鋳片から分塊圧延
された２本の鋼片１を端面で受止めて位置決めをする。
この位置決めにより２本の鋼片１は、隣接する鋼片１が
側面で隣接するように横方向と並設される。

その後冷却床装入プッシャー４により２本の鋼片１を矯
正ストッパー５まで移送する。この矯正ストッパー５は
鋼片が冷却により弓形状に湾曲することを防止するため
のものである。

冷却床移送コンベア６は、上記の２本の鋼片１を回転移
送しながら冷却を行なう。

打刻機２は矯正ストッパー５の所に鋼片移送装置と平行
に配置されており、鋼片移送装置と平行に配設された移
送レール７、鋼片端面検出センサー８等を備えている。

第１図乃至第４図に示す如く打刻機２は、高温の鋼片端
面10に対して進退自在とされる打刻ヘッド９を備え、鋼
片端面10に沿って走行自在とされる走行（桁送兼用）装
置、昇降自在とされる昇降装置を備え、鋼片端面10に対
向した進退装置を備え、打刻ヘッド９に打刻ホイール11
を回転自在とし打刻文字を選択できる選択装置を備えて
いる。

打刻機２は、第１図の様に配置される。

この図で打刻される２本の鋼片１が矯正ストッパー５ま
で移送され停止される。

この場合、高温の鋼片端面検出センサー８により、被打
刻材が打刻される状態であるかを確認することと、被打
刻材の停止位置のバラツキに対応する様鋼片端面10の鋼
片移送方向の位置検出と鋼片端面と打刻ヘッド９との距
離（ストッパーによる位置決め）のバラツキに対応する
様鋼片端面10に対向した距離の検出を行なう。

この打刻距離は打刻深さと関係があり、第５図に示すよ
うに打刻ヘッドのストロークが0mmから大きくなるにし
たがって打刻する際の理論定格エネルギは大きくなって
いき75mmの所で100％となり、その後しだいに小さくな
っていく。このため打刻深さを安定的に得るためにはス
トローク75mmプラスマイナス10mm程度に打刻距離をコン
トロールする必要がある。このため打刻距離を計測し打
刻ヘッド９と鋼片端面10との距離を75mmにすべく追従制
御を行なう。

これは、第３図に示す如くストローク追従サーボモータ
16でスクリュー17を回して移動させる。

台車は移送レール７上に備えられて鋼片の移送方向と平
行に走行自在とされている。

走行装置は、打刻機を待機位置まで移動させること、鋼
片の移送方向の鋼片端面のズレに追従すること、文字及
び記号等にある間隔をもたせて移動する桁送りすること
の機能を有している。すなわち、走行装置は、鋼片端面
検出センサーを具備し、鋼片端面と打刻ヘッドとの距離
を定値にして打刻力を一定にするように打刻ヘッドを鋼
片端面に追従させるための打刻ヘッド追従位置決め手段
を有している。

この走行装置はサーボモータ15により走行するものであ
り打刻機の外側の方に移送レール７と平行に配置されて
台車と連結されている。

昇降装置は、サーボモータ14、タイミングベルト28、駆
動伝達軸からなり打刻機を待機位置まで移動させるこ
と、鋼片断面の平滑部24に打刻するため鋼片寸法の変化
に対応して追従すること、文字及び記号等にある間隔を
もたせて上下方向に移動することの機能を有する。すな
わち、昇降装置は、鋼片端面寸法情報により打刻位置が
常に平滑である鋼片端面上部となるように制御するため
の打刻ヘッド昇降位置決め手段を有している。

この昇降装置はサーボモータ14により昇降するものであ
り、打刻機と移送レールの間に配置されている。この昇
降用として移送レールに対して上下に直交するスライド
があり打刻機を昇降自在とさせている。

選択装置は、第９図の選字制御ユニット説明図の様にパ
ルス波数に応じて制御されるサーボモータ12、方向識別
付パルス式回転センサー18、選字確認用文字位置スリッ
ト板21、スリット位置検出用近接スイッチ21′及び駆動
伝達軸から構成されている。

選字制御は現在値と設定値との比較により行なう。ここ
で現在値とは打刻位置にある印字のことであり、これは
サーボモータ12に固定されているパルス式回転センサー
及びパルスカウンターにより常に確認される。また設定
値とはプロセスコントロールコンピュータにより前もっ
て記憶装置に記憶されている刻印されるべき設定データ
である。記憶装置に記憶されている設定値とパルス式回
転センサーにより確認された現在値との差を毎打刻桁ご
とに比較しその間のステップ差及びプラスマイナスを選
字制御ユニットで計算しこれらのデータによる回転方向
及び速度指令をサーボモータ12に与え、左右いずれかの
最短距離にて刻印ホイール11を回転させ、回生制動等を
使い連続的急減速停止させる。このようにして選字され
た現在値と設定値との一致が確認されると選字完了とな
り直ちに打刻が行なわれる又選字位置確認として文字位
置スリット板21のスリット位置をチェックする。もし一
致が得られなかった場合には選字エラーとなり表示及び
警報を発すると共に停止する。以上要するに、打刻文字
を選択できる選択装置は、文字の設定値と現在値とをパ
ルスカウンターで認識し、両者の差と大小関係により打
刻ホイールの回転方向と回転角度とを決定し、且つ、該
ホイール回転後、文字位置スリット板によって文字位置
をチェックするようにして打刻文字の選字を制御するた
めの打刻ホイール選字制御手段を有している。

ここで従来の歩進モータを使う２段階速度制御と本考案
のサーボモータと回転センサーを使う速度制御の差異を
第10図に示す。第10図（ａ）は本考案の例、同（ｂ）は
従来の例を示す。

この図の場合、同一移動距離で時間は5/8≒0.6に短くな
る。桁送り制御すなわち桁送りユニットは走行装置と同
一であるがスライドベース及びサドルボールスクリュー
及びスピンドル、サーボモータ、回転センサーからな
り、選字と同様にコントロールし、コンピュータより与
えられた設定値との差で動き、刻印ユニットを打刻毎に
所定の位置へ適正な速度で桁送りをする。各打刻桁間の
送り量は、コンピュータの設定値変更により調整でき
る。また桁送り完了後の桁位置をコード化されたカムレ
イクとマルチリミットスイッチ等により確認フィードバ
ックを行なったことも正確な刻印を得るために良い方法
である。又、選字と桁送りは打刻シリンダー後退中に行
なう。刻印ホイールの外周には、第６図の（ｂ）の様に
（（ａ）の配置も可能である）最大16個の差し換え可能
な印字を組込むことができ各々の印字は１本のセットピ
ン22を抜くことにより短時間に交換が可能である。また
打刻時の衝撃力は各印字の後部にセットされた差し換え
式バックアップピン23により受け止められ力を分散させ
るので印字底部及び刻印ホイール11の衝撃力受部のへた
り及びまくれを防止する。

制御装置はエア圧制御装置と電気制御装置に分けられ
る。

エア圧制御装置は、打刻用エアシリンダのアクチュエー
ター部，エアフィルター、減圧弁，オイラーからなるエ
ア圧ユニット，各種制御バルブ及びエア圧センサー及び
機内配管で構成される。

電気制御装置は制御盤、運転操作盤及びターミナルボッ
クスからなり制御はマイクロコンピュータ及びリレーに
よる。

マイクロコンピュータには鋼片端面10を検出するセンサ
ー（前記高温の鋼片の検出及び鋼片端面と打刻ヘッドと
の距離検出センサーからの打刻距離の情報，打刻機２の
位置を検出するセンサーからの待機位置（原点）までの
距離の情報，打刻ホイール11の回転位置を検出する回転
センサー（前記選字制御用）からの選字情報、打刻用エ
アシリンダのエア圧力の挙動をとらえるセンサーからの
エア圧力の情報、打刻ヘッドの位置を検出するセンサー
からの打刻ヘッド位置の情報、桁送り・昇降及びトラバ
ース支持移動の回転センサーからの情報等が送り込まれ
て適正な制御を行なう。

以上に述べた操作が繰り返えされて、打刻作業が行なわ
れているのであるが、実際の作業における鋼片端面の打
刻は第７図に示す順で行なわれ、まず鋼片端面の上部の
左端側から右端側に向って４回の打刻が行なわれ、次に
鋼片端面の下部の右端側から左端側に向って最短ルート
を通って４回の打刻が行なわれる。そして、次の鋼片端
面に図の様に最短ルートを通って打刻が行なわれる。

この場合これら８回の打刻される鋼片端面の位置は平滑
部24である。即ち第８図に示すように鋼片端面は切断に
よって鋼片の厚みの約半分の上半分の端面は平滑に剪断
または溶断され（平滑部24）打刻に適するが下半分の端
面は破断（破断部25）または溶乱された状態となり打刻
には不適切である。

このようにして２本の鋼片の打刻作業が終了すると、そ
の鋼片は冷却床移送コンベアにより回転移送しながら冷
却される。

［作用］ 本考案装置のそれぞれの作用について第11図により以下
に説明する。

まず鋼片端面に対する位置決めをする必要がある。鋼片
端面検出センサーにより高温の鋼片の位置検出を行な
い走行装置による台車の走行により打刻機の打刻ヘッ
ドが鋼片端面の最初の打刻位置にセットされる。

同時に鋼片端面と打刻ヘッドとの距離検出センサー
（前記高温の鋼片検出と兼用）により最適な打刻距離に
ストローク調整装置により移動させ位置決めされる。

この場合、鋼片端面の平滑部に対応すべく鋼片寸法の情
報により昇降装置で追従制御を同時に行なう。

そして、単一の打刻ホイールが選択装置により回転せし
められる。この場合迅速かつ正確な打刻文字の選択を可
能とする選字装置による選字制御を行なう。その後打
刻ホイールの所定の打刻部が鋼片端面と対向せしめられ
る。

この状態で進退装置により打刻ヘッドが鋼片端面に対
して前進せしめられて、打刻ホイールの打刻部が鋼片端
面に衝当せしめられ鋼片端面に１つの文字や記号等が打
刻される。

この場合、エア圧力変動に対して適正なエア圧力制御を
行ない打刻力を常に一定条件に保つ。また以上述べた各
装置の状態を各ユニット単位〜毎にマイクロコンピ
ュータIIにより適正に制御する。

また、次の１つの文字や記号等を打刻する場合、鋼片端
面に平行の部分に打刻する場合、走行装置による台車
の走行または昇降装置による昇降台の昇降により位置決
めされ前記と同様な制御を行ない打刻ホイールの打刻部
が鋼片端面に衝当せしめられ鋼片端面に１つの文字や記
号等が打刻される。

鋼片端面に打刻すべき文字や記号等の情報は、プロセス
コンピュータＩよりもらい（また、表示用CRTI′にて監
視も可能）、マイクロコンピュータIIにストックされ
る。この打刻すべき文字や記号等の情報は、鋼片の移送
ロットに対応した分を伝送し、１本の鋼片が打刻終了毎
にマイクロコンピュータの記憶エリアより消していく。
上記のことは自動的に行なわれるが、手動にて操作盤II
Iのデジスイッチを設定しても打刻することは可能であ
る。

また、打刻機の一連の作業の状態は監視盤IVにてオペレ
ータが監視しており、なんらかの異常があった時の対処
が迅速にできるようにしてある。

次に本考案実施例装置により打刻した例について述べ
る。

以下の前提条件で実施した。

前提条件 主仕様 マーキング文字桁 ８桁（４桁×２段） マーキング文字の大きさ 15mm×10mm マーキング方式 一文字一打刻 マーキングスピード 2sec/1文字 マーキング深さ 1.5mm マーキング文字 ０〜9,A〜Ｆ 刻印材質 SKS 3（特殊工具鋼） 操業条件 鋼片寸法 122mm×122mm 鋼片端面温度 920℃ 鋼片端面柱状 フライングシャー剪断面 T/H 100T/H 実施結果 刻印摩擦 0.3mm/1万回打刻 マーキング文字深さ 1.2〜1.5mm 目視判別度 すべて良好 ［考案の効果］ 以上述べたように本考案装置は以下のような効果があ
る。

（イ） 重量物の鋼片を移動調整することなしに打刻機
側の調整で行なえるので位置決めが容易である。

（ロ） 鋼片端面への打刻面積が小さいので鋼片端面に
凹凸や傾きがあっても鋼片端面への打刻ができ、また打
刻距離を常に一定としているので打刻文字深さも一定で
あり鮮明でしかも正確である。

（ハ） 構造が単純でありローコストである。

（ニ） 文字のレイアウトを自由に変えることができ
る。

（ホ） 選字制御により高速に数個の打刻が可能であり
タイムサイクルは小さいので打刻作業能率の向上が期待
できる。

（ヘ） マイクロコンピュータにより各装置の状態を適
正にコントロールしているので設備故障は少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例装置における鋼片移送装置と打刻
機の平面図、第２図は打刻機本体の平面図、第３図は同
側面図、第４図は同正面図、第５図は打刻ヘッドのスト
ロークと理論定格エネルギの説明図、第６図（ａ），
（ｂ）は打刻ホイールの構造図、第７図は鋼片端面への
打刻順序の説明図、第８図（ａ），（ｂ），（ｃ）は鋼
片端面の性状の説明図、第９図は打刻ホイール選字制御
ユニット説明図、第10図（ａ），（ｂ）は夫々従来の歩
進モータを使う２段階速度制御と本考案のサーボモータ
と回転センサーを使い速度制御の差異の説明図、第11図
は本考案の鋼片端面打刻装置の全体構成図である。 １……鋼片、２……打刻機 ３……スプリングを有するストッパー、４……冷却床装
入プッシャー ５……矯正ストッパー、６……冷却床移送コンベア ７……移送レール、８……鋼片端面検出センサー ９……打刻ヘッド、10……鋼片端面 11……打刻ホイール、12……選字サーボモータ 13……打刻シリンダ、14……昇降サーボモータ 15……桁送りサーボモータ、16……ストローク調整サー
ボモータ 17……ストローク追従スクリュー、18……回転センサー 19……チェーン、20……原点スリット板 21……文字位置スリット板、22……セットピン 23……バックアップピン、24……平滑部 25……破断部、26……溶断部 28……タイミングベルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 北村 英之 岩手県釜石市鈴子町23−15 新日本製鐵株 式會社釜石製鐵所内 (72)考案者 沢館 栄次 岩手県釜石市鈴子町23−15 新日本製鐵株 式會社釜石製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭61−139480（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−229587（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−61284（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】高温の鋼片端面に対して進退自在とされる
   打刻ヘッドを備え、該ヘッドが該端面に沿って、走行自
   在とされる走行装置と昇降自在とされる昇降装置を備
   え、更に該打刻ヘッドに打刻ホイールを回転自在とし、
   打刻文字を選択できる選択装置を備えた鋼片端面打刻装
   置において、 鋼片端面検出センサーを具備し、鋼片端面と打刻ヘッド
   との距離を定値にして打刻力を一定にするように打刻ヘ
   ッドを鋼片端面に追従させるための打刻ヘッド追従位置
   決め手段と、 鋼片端面寸法情報により打刻位置が常に平滑である鋼片
   端面上部となるように制御するための打刻ヘッド昇降位
   置決め手段と、 文字の設定値と現在値とをパルスカウンターで認識し、
   両者の差と大小関係により打刻ホイールの回転方向と回
   転角度とを決定し、且つ、該ホイール回転後、文字位置
   スリット板によって文字位置をチェックするようにして
   打刻文字の選字を制御するための打刻ホイール選字制御
   手段と、 を有することを特徴とする鋼片端面打刻装置。