JP2808234B2 - 打刻文字検査システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、打刻文字検査システム
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車製造工場に於いては、機
種、グレード、製造工場名、生産台数等製造に係る情報
を付与するために各車両ごとに車体番号を打刻してい
る。この車体番号はいわば自動車の戸籍のようなもので
あり、工場での車両生産や管理に利用するだけでなく、
販売後はユーザーの特定及び盗難車両の特定等に利用さ
れ、万一リコールが生じたような場合には対象車両を特
定する上において重要な標識作用をなすものである。車
体番号は、通常文字リングを備えた打刻機で車体（シャ
ーシ）の所定の箇所に数桁の文字列をもって打刻される
が、前記の重要性に鑑みて絶対に誤打刻があってはなら
ないこと、例え正打刻であってもその打刻文字が全て鮮
明で且つ文字列が所定のピッチで上下にずれていないこ
と等の厳しい条件が要求される。このような要求に応え
るため、自動車製造に関する規定の一部に打刻文字の品
質基準が設けられ、文字の大きさ、打刻深さ、文字ピッ
チ、位置ずれ等が規定されており、又検査項目として打
刻文字の割れ、欠け、その他摩耗等による打刻不良等の
検査が義務付けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな検査は工場内で目視によりなされているケースが多
く、１台の検査に要する時間は極めて短時間であり、し
かも検査作業は長時間に及ぶため検査員が疲労し、又人
間の能力には自ずと限界があることから必ずしも正確な
検査が行われているとはいえない。この種の自動検査手
段として、例えば打刻文字をＣＣＤカメラ等で撮像し、
その撮像信号をＣＰＵで画像処理することにより識別す
るものが開発されたが、これは打刻文字を平面的に認識
するだけであり、且つ記憶させてある文字パターンと比
較（パターンマッチング）するだけであるから打刻文字
の割れ、欠け、その他摩耗等による打刻不良を検出する
ことは出来ない。又、ＣＣＤカメラ等の撮像によっては
刻印文字の凹凸状態を検出することは出来ず、打刻深さ
等の検査は全く不可能である。更に、工場内の照明のば
らつきや溶接閃光等により照度変化が生じると撮像が適
正に行われず、そのため画像処理に支障を来して正確な
検査が不能となり、検査の信頼度を低下させることにな
る。本発明は、このような従来の不都合を一掃するため
になされ、打刻文字をパターンマッチングによらずに直
接認識出来ると共に、打刻文字の凹凸状態をも詳細に認
識出来るようにした、打刻文字検査システムを提供する
ことを課題としたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を技術的に解決
するための手段として、本発明は、被打刻物の表面に文
字列を打刻する打刻手段と、この打刻手段に指令信号を
出力する打刻制御手段と、前記打刻手段に付設された打
刻文字検出手段と、この打刻文字検出手段から入力され
る検出信号に基づいて打刻文字を認識すると共に、その
打刻文字の品質検査をする打刻文字検査手段と、を少な
くとも含む打刻文字検査システムであって、前記打刻手
段は、前記被打刻物の長さ方向に沿って桁送りされる打
刻ユニットを有し、前記打刻文字検出手段は、前記打刻
ユニットに一体的に設けられ、打刻された文字にレーザ
ービームを照射し、その反射光を位置検出素子にて受光
するレーザースキャニングセンサーを有し、このレーザ
ースキャニングセンサーに近接して前記被打刻物迄の距
離を正確に測定するレーザー計測センサーから成る距離
検出手段が設けられ、前記打刻文字検査手段は、前記レ
ーザースキャニングセンサー及び距離検出手段からの入
力信号に基づいてＣＰＵで演算し、その演算結果をモニ
ターに打刻文字は画像で表示すると共に、その打刻文字
の大きさ、線幅、文字深さ等の品質は数値で表示するこ
とを要旨とする。又、打刻文字検出手段は、レーザーセ
ンサーと、このレーザーセンサーを打刻文字の複数桁方
向にスキャニングさせる二軸移動機構とを有し、この二
軸移動機構は、移動テーブルの上部に設けたリニアモー
ターと下部に設けたボールネジ送りとから構成され、前
記リニアモーターの走行子であるブラケットに前記レー
ザーセンサーを取り付け、リニアモーターによって前記
レーザーセンサーをＸ軸方向に移動すると共に、前記ボ
ールネジ送りにより前記移動テーブルを介してＹ軸方向
に移動できるようにしたことを要旨とする。

【０００５】

【作 用】打刻制御手段からの指令信号により、打刻手
段は文字リングを回転させて打刻文字を選択すると共に
打刻位置に割り出し、被打刻物の表面にその文字を打刻
する。打刻後桁送りをすると打刻文字検出手段により打
刻文字が検出され、その検出信号が打刻文字検査手段に
入力され、ＣＰＵの演算結果により打刻文字がモニター
に画像表示され且つその打刻文字の品質結果が数値表示
される。従って、打刻文字が正しいかどうかの検査と、
その打刻文字の品質が適正かどうかの検査を容易に行う
ことが出来る。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳説する。図１、図２は打刻手段１を示すもので、本体
１ａの一方の端部に被打刻物Ｗの受止部２が形成され、
文字リング３を有する打刻ユニット４がボールスクリュ
ー５を介して図２に示す矢印Ａ又はＢ方向に移動出来る
ようにしてある。

【０００７】前記打刻ユニット４は、図２に示すように
文字送り用パルスモーター６及び文字送り確認エンコー
ダー７により文字リング３を回転させ、図３のようにそ
の周面に設けられた刻印文字３ａの中から打刻すべき文
字を選択して打刻位置に割り出す。

【０００８】８は打刻ユニット４の後部に取り付けられ
た打刻用シリンダーであり、打刻ユニット４を押し出す
と共に文字リング３を前記被打刻物Ｗに所定圧にて押圧
し、表面に打刻文字を打刻する。

【０００９】打刻後、打刻ユニット４は打刻用シリンダ
ー８によって引き戻され、この打刻用シリンダー８と一
緒に前記ボールスクリュー５により被打刻物Ｗの長さ方
向に沿って横に１桁分移動される。つまり、打刻ユニッ
ト４は桁送りされ、その桁送りはボールスクリュー５を
回転する桁送り用パルスモーター９によりなされる。
尚、打刻用シリンダー８の後部は本体１ａに設けられた
ガイドレール１ｂに摺動自在に嵌合され、桁送りが円滑
に出来るようにしてある。

【００１０】このような動作を繰り返すことによって、
被打刻物Ｗの表面に複数桁の文字列を打刻することが出
来る。次に、打刻文字の正否の確認と品質の適否の検査
について説明すると、図３、図４に示すように前記打刻
ユニット４の前面要所にはレーザースキャニングセンサ
ーから成る打刻文字検出手段１０が取り付けられ、この
打刻文字検出手段１０によって打刻文字を検出する。

【００１１】打刻文字検出手段１０は、図５に示すよう
にレーザービームＬを光スキャナーＯで被検出物Ｍ上を
走査させ、その反射光Ｌ′を位置検出素子Ｎにて受光
し、三角測距の原理で凹凸を検出することが出来る。

【００１２】この打刻文字検出手段１０による検出信号
は、図７に示す打刻文字検査手段１１に入力され、その
ＣＰＵの演算結果により打刻文字の形状がモニターに表
示され、これと同時に文字の大きさ、線幅、深さ等が数
値表示される。従って、打刻された文字が正しいかどう
か、その打刻文字の品質が適正かどうか、及び文字の欠
けやずれ等が生じていないかどうかを容易に検査するこ
とが出来る。

【００１３】前記打刻文字検出手段１０の隣りにはレー
ザー計測センサーから成る距離検出手段１２が取り付け
られ、この距離検出手段１２は前記被打刻物Ｗ迄の距離
を正確に測定し、打刻文字検出手段１０による文字深さ
測定誤差を補正するためのものである。即ち、打刻手段
１が振動すると、打刻文字深さ測定に誤差が生じるの
で、その時の被打刻物Ｗの表面までの距離を距離検出手
段１２で正確に測定して深さ測定誤差を補正するのであ
る。更に、この距離検出手段１２は照度レベル補正にも
利用される。

【００１４】次に、本発明に係る打刻文字検査システム
を自動車の製造ラインに適用した例を説明すると、図７
に示すように打刻手段１には打刻制御手段１３から指令
信号が出力され、その指令信号に基づいて打刻手段１は
文字リング３を回転させて打刻すべき文字を選択して打
刻位置に割り出し、打刻用シリンダー８が作動されて予
め本体１ａの受止部２に位置決めされているシャーシ等
被打刻物Ｗの表面に文字を打刻する。

【００１５】打刻後、ボールスクリュー５により桁送り
しながら順次所定の文字が打刻され、例えば図６に示す
ように文字リング３が位置Ｐ（左から４桁目）まで移動
した時に前記打刻文字検出手段１０が丁度基準位置Ｓに
到着したとする。次に桁送りされて文字リング３が５桁
目に至ると、打刻文字検出手段１０が最初の打刻位置
（打刻文字Ａ）になる。この時、打刻文字検出手段１０
と距離検出手段１２に指令信号が発せられ、打刻文字検
出手段１０は打刻文字Ａを走査し、距離検出手段１２は
被打刻物Ｗ迄の距離を測定して検出信号をそれぞれ打刻
文字検査手段１１に入力する。

【００１６】打刻文字検査手段１１はそれらの入力信号
に基づいてＣＰＵで演算し、その演算の結果をモニター
に打刻文字Ａは画像で表示すると共に、その打刻文字Ａ
の大きさ、線幅、文字深さ等の品質は数値で表示する。
従って、そのモニターを見ることにより最初の打刻文字
はＡであることを確認することが出来、且つその打刻文
字Ａの品質が規格に適合しているかどうか、文字の欠け
やずれが生じていないかどうかを容易に判断することが
出来る。更に、ＣＰＵにプリンターを接続しておけば、
打刻文字Ａの画像及びその品質数値を紙に印刷すること
が可能である。

【００１７】このようにして、打刻すべき文字が１桁ず
つ順次打刻されると共に、打刻された文字の検査が１桁
ずつ順次なされる。図６において文字リング３が末尾の
桁を打刻した時点で打刻文字検出手段１０はまだ位置Ｑ
（左から１４桁目）にあり、従って、それ以後は打刻作
業はなされずに検査作業のみ遂行されることになる。こ
の場合、打刻文字の検査は打刻よりも数桁遅れで追っか
けるようにして行われるが、打刻直後にその都度検査す
るように構成することも可能である。但し、その場合は
打刻ユニット４を移動させる回数が多くなる欠点が生じ
る

【００１８】図８は打刻文字読み取りの高速化を狙った
ものであり、複数桁の打刻文字を１桁ずつ（１字ずつ）
レーザー光で読み取って処理するのではなく、複数桁の
打刻文字全体をレーザー光で読み取って短時間で処理す
る方式である。このため、打刻文字検出手段２０は、レ
ーザーセンサー２１と、このレーザーセンサーを打刻文
字の複数桁方向にスキャニングさせる二軸移動機構２２
とを有する。

【００１９】前記二軸移動機構２２は、例えば移動テー
ブル２３の上部に設けたリニアモーター２４と下部に設
けたボールネジ送り２５とから構成され、リニアモータ
ー２４の走行子であるブラケット２４ａに前記レーザー
センサー２１を取り付ける。即ち、レーザーセンサー２
１はリニアモーター２４によりＸ軸方向（図９に示すよ
うに被打刻物Ｗに打刻された文字の複数桁方向）に移動
されると共に、ボールネジ送り２５により移動テーブル
２３を介してＹ軸方向に移動されるようになっている。
尚、２４ｂはリニアモーター２４のレール状固定子であ
り、２５ａはボールネジ送り２５の駆動用パルスモータ
ーである。

【００２０】このように構成された打刻文字検出手段２
０は、例えば図９に示すように複数桁の打刻文字を検出
する場合に、前記レーザーセンサー２１をＸ軸方向に前
進させながら打刻文字の上端に沿ってスキャンニング
し、凹凸を検出すると共に最終文字計測位置を通過した
信号を出し、Ｙ軸方向に移動して設定位置にピッチ送り
し、今度はレーザーセンサー２１をＸ軸方向に後退させ
ながら打刻文字の全桁に沿ってスキャンニングし、凹凸
を検出すると共に最終文字計測位置を通過した信号を出
す。この動作を短時間で繰り返えすことにより打刻文字
の下端まで高速にスキャニングさせる。スキャニングに
より得られた検出信号は前記打刻文字検査手段１１に入
力される。

【００２１】前記打刻制御手段１３は打刻文字検査手段
１１から検査結果がフィードバックされ、打刻完了信号
の場合は打刻手段１に次の打刻指令信号が発せられ、打
刻異常信号の場合は次の打刻指令信号は発せられず、全
桁を打刻した後に手作業にて異常の生じた桁のみ打刻修
正がなされる。

【００２２】前記打刻制御手段１３に製造ライン制御手
段１４を接続することにより、打刻制御手段１３を制御
すると共にその打刻制御手段１３から打刻に関するデー
タを入力することが出来る。これにより、製造ラインに
おける一貫した自動制御のシステム内に打刻工程を組み
込み、生産、物流等の管理機能を果たすことが出来る。

【００２３】又、生産順位を確定し易いことから部品の
管理が容易となり、在庫部品の調整、物流の効率化が図
れる。尚、実施例では１つの文字リングで１文字ずつ打
刻する例について説明したが、これに限定されることな
く本発明は複数の文字リングを並設した打刻手段で、全
桁同時に打刻する場合にも充分適用することが可能であ
る。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レーザービームを用いた打刻文字検出手段で打刻文字を
検出し、その検出信号を打刻文字検査手段のＣＰＵで演
算して打刻文字を画像表示すると共に、文字の大きさ、
打刻深さ、位置ずれ等の品質検査を数値表示出来るよう
にしたので、打刻文字の正否及び打刻品質の適否を容易
且つ正確に検査することが出来る。従って、特に自動車
の車体番号打刻工程において、検査作業の完全自動化を
達成することが出来、これにより生産性の向上と製造コ
ストの低減が図れる。又、工場内の照明にばらつきがあ
ったとしても正確な検査が可能なので検査の信頼性を高
め、且つ品質を保証することが出来る。更に、打刻と検
査の一元化によって作業の簡素化と労力の軽減化が図れ
る等の種々の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明における打刻手段を示す概略全体図で
ある。

【図２】 打刻ユニットの桁送り機構を示す概略図であ
る。

【図３】 打刻文字検出手段の取付例を示す部分図であ
る。

【図４】 図３の側面図である。

【図５】 打刻文字検出手段の検出原理を示す説明図で
ある。

【図６】 打刻文字列と検査との関係を示す説明図であ
る。

【図７】 打刻文字検査システム例を示す説明図であ
る。

【図８】 打刻文字検出手段の他の実施例を示すもの
で、(イ) は要部の側面図、(ロ) は上面図である。

【図９】 高速スキャニングの要領を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１…打刻手段 １ａ…本体 １ｂ…ガイドレール
２…受止部 ３…文字リング ３ａ…刻印文字
４…打刻ユニット ５…ボールスクリュー ６…文字送り用パルスモーター ７…文字送り確認エ
ンコーダー ８…打刻用シリンダー ９…桁送り用
パルスモーター １０…打刻文字検出手段 １１…打刻文字検査手段 １２…距離検出手段 １
３…打刻制御手段 １４…製造ライン制御手段 ２０…打刻文字検出手段
２１…レーザーセンサー ２２…二軸移動機構
２３…移動テーブル ２４…リニアモーター ２
４ａ…ブラケット ２４ｂ…レール状固定子 ２５
…ボールネジ送り ２５ａ…駆動用パルスモーター

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被打刻物の表面に文字列を打刻する打刻手
   段と、この打刻手段に指令信号を出力する打刻制御手段
   と、前記打刻手段に付設された打刻文字検出手段と、こ
   の打刻文字検出手段から入力される検出信号に基づいて
   打刻文字を認識すると共に、その打刻文字の品質検査を
   する打刻文字検査手段と、を少なくとも含む打刻文字検
   査システムであって、前記打刻手段は、前記被打刻物の
   長さ方向に沿って桁送りされる打刻ユニットを有し、前
   記打刻文字検出手段は、前記打刻ユニットに一体的に設
   けられ、打刻された文字にレーザービームを照射し、そ
   の反射光を位置検出素子にて受光するレーザースキャニ
   ングセンサーを有し、このレーザースキャニングセンサ
   ーに近接して前記被打刻物迄の距離を正確に測定するレ
   ーザー計測センサーから成る距離検出手段が設けられ、
   前記打刻文字検査手段は、前記レーザースキャニングセ
   ンサー及び距離検出手段からの入力信号に基づいてＣＰ
   Ｕで演算し、その演算結果をモニターに打刻文字は画像
   で表示すると共に、その打刻文字の大きさ、線幅、文字
   深さ等の品質は数値で表示することを特徴とする打刻文
   字検査システム。
2. 【請求項２】打刻文字検出手段は、レーザーセンサー
   と、このレーザーセンサーを打刻文字の複数桁方向にス
   キャニングさせる二軸移動機構とを有し、この二軸移動
   機構は、移動テーブルの上部に設けたリニアモーターと
   下部に設けたボールネジ送りとから構成され、前記リニ
   アモーターの走行子であるブラケットに前記レーザーセ
   ンサーを取り付け、リニアモーターによって前記レーザ
   ーセンサーをＸ軸方向に移動すると共に、前記ボールネ
   ジ送りにより前記移動テーブルを介してＹ軸方向に移動
   できるようにした請求項１記載の打刻文字検査システ
   ム。