JPH03166071A - ウォータージェット式自動マーキング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く産業上の利用分野〉 本発明は高速の水噴流によって、金属の表面に自動的に
印付けするウォータージェット式自動マーキング装置に
関する。

く従来の技術〉 金属表面へ印を付ける現状の自動マーキング装置として
は、文字刻印マーキング装置，文字スプレイマーキング
装置やレーザビームマーキング装置等がある。

第３図に基づいて文字刻印マーキング装置の一例を説明
する。図は大口径の素ｗ３に自動刻印マーキングを行な
うもので、角度割り出し付チャッキング回転装置１のチ
ャック２によって保持された素管３は、制御用パソコン
４の電気信号によって所定の回動動作を行なう。

素ｌＩ！：３に対面した文字刻印装置２６は、３個のサ
ーボモータによって、上下，前後，左右の３軸方向に駆
動される。走行装Ｍ６は左右方向走行用リニャガイドレ
ール５に沿い走行する。

一方、円周方向に活字が配設されたドラム状の文字盤７
もサーボモータによって回動され、素管３の所定の位置
に所定の文字が対面したとき、空圧又は油圧により作動
するシリンダ８によって文字盤８が素管３に衝撃を与え
、インパクトマーキングが行なわれる。

なお、これらのサーボモータやシリンダの作動も制御用
パソコン４からの電気信号によって行なわれる。

一連の文字の刻印が終わった素官３はローラコンベヤ９
上を矢印の方向に搬送される。

文字スプレイマーキング装置やレーザビームマーキング
装置も、上述した文字刻印マーキング装置とほぼ同一の
構成になり、ただ文字刻印装置２６に代わって、前者に
は塗料スプレイ装置が、後者にはレーザビーム照射装置
がそれぞれ取り付けられる。

なお、走行装置６に文字刻印装置とスプレイマーキング
装置を併設し、いずれの目的にも使用される自動マーキ
ング装置もある。

く発明が解決しようとする課題〉 前記の各自動マーキング装置にはそれぞれ下記の問題点
がある。

（１）文字刻印マーキング装置 マーキングが活字の衝撃や押圧によって行なわれるため
、機械的な連動機構を必要とし、マーキング速度は低速
で、一般に０．５〜１字／Ｓ程度であり、収容活字数も
少ない。また、マーキング深さの調節精度が低く、肉厚
が薄い場合、刻印部母材肉厚の減少と切欠き効果のため
に製品の強度を低下させ、クラック発生の原因となると
きがある。また、活字の消耗や前記機械的連動ｆ！構の
補修等が伴い、一般に保守費が高い。更に振動を伴うた
めに画線の鮮明度が比較的低い。

（２）文字スプレイマーキング装置 文字刻印が半永久的であるのに比べて、塗料の寿命は極
めて短かく、環境や汚損によって容易に消滅する。マー
キング速度が文字刻印並みで０．５〜１字／Ｓと低く、
塗料ノズルの詰まりゃ振動による文字振れのために画線
の鮮明度も低い。また、塗料ノズルの洗浄や取替え、塗
料の補充等の保守費、材料費が高い。

（３）　　レーザビームマーキング装置高エネルギのレ
ーザ光を光学レンズで集束させてレーザ銃で金属表面を
燕発加工するもので、レーザ銃は多量の活字が入力され
たコンピュータにより制御されて印字の画線を描く。マ
ーキング速度は一般に１〜２字／Ｓと高く、また、マー
キング深さの調節精度も高い。従って高速で鮮明なマー
キングを行うことができる。

しかし高いパワー密度の熱エネルギを母材に与えるため
に母材の熱影響を避けることができず、母材の材質が局
部的に変質する場合がある。レーザにはルピーレーザと
炭酸ガスレーザとがあるがいずれもレーザ光発生器は高
価で、かつ、定期的な手入れや交換を必要とする部品を
持つ。乙のため資本費、保守費、電力費を含んだ必要総
経費は極めて大きい。

く課題を解決するための手段〉 上記課題を解決する本発明の構或は、 サーボモータを介して移動する可動文字ヘッドと、該可
動文字ヘッドに着脱自在に固定されたウォータージェッ
トノズルと、該ウォータージェットノズルに超高圧水を
供給する超高圧水発生ブースタ及び該超高圧水発生ブー
スタに圧力油を供給するブースタ駆動用油圧ユニットで
なるジェット水供給装置と、被刻材を保持して移動する
装置と、該移動装置のサーボモータ及び前記可動文字ヘ
ッドのサーボモータを制御するパソコン等の制御装置と
によって構成したことを特徴とする。

く作　　　用〉 移動軌跡が所定の文字を示すようにウォータージェット
ノズルと被刻材とを相対移動させつつ、ウォータージェ
ットノズルから超高圧水を超音速で噴出すると、超音速
となったジェット水により被刻材表面が食刻されて文字
をマーキングする。

く実　施　例〉 本発明の２つの実施例を第１図及び第２図に基づいて詳
細に説明する。第１図は素管３ヘマーキングするウォー
タージェット式自動マーキング装置の一実施例を示す斜
視図、第２図は平面形金属面へマーキングするウオータ
ージェット式自動マーキング装置の一実施例を示す系統
図である。なお、全図にわたり同一部品には同一符号を
付する。

第１図において、角度割出し付チャッキング回転装置１
のチャック２は素管３を保持し、制御用パソコン４の電
気信号によって、正逆両方向に回動する。一方、３軸可
動文字ヘッド１０が取り付けられた走行装置６は、図に
示されていない３個の独立したサーボモータにより３次
元方向に駆動される。

一ｍに前記チャッキング回転装置１にはロータリーエン
コーダが′、走行装置６にはボールねじとリニャガイド
レールがそれぞれ使われる。

３軸可動文字ヘッド１０にはウォータージェットノズル
１１が取り付けられ、ブースタ駆動用油圧ユニット１２
と超高圧水発生ブースタ１３によって構成されるジェッ
ト水供給装置から超高圧水が供給される。

なお、制御用パソコン４には所定の印字が入力されたフ
ロッピーディスク１４が挿着される。

第１図に示すウォータージェット式自動マーキング装置
では、ブースタ駆動用油圧ユニット１２から供給された
圧力油は、超高圧水発生ブースタ１３に導入され、給水
ユニットから供給された水を超高圧に昇圧する。この超
高圧水はウォータージェットノズル１１から超音速で噴
出して、立体形金属面である素管３の表面を浸食する。

ウォータージェットノズル１１が着脱自在に取り付けら
れた３軸可動文字ヘッド１０は、それぞれ独立した３個
のサーボモータによって、上下，前後，左右の３軸方向
に駆動され、かつ、立体形金属面を有する素管（被刻材
）３を保持する角度割り出し付チャッキング回転装Ｗｌ
１のチャック２は１個のサーボモータによって駆動され
る。これらの４個のサーボモータを、所定の文字が入力
された制御用パソコン４によって印字運動させることに
よって、所定の文字がジェット水により素管３の表面（
立体形金属面）上に食刻される。

第２図に示すウォータージェット式自動マーキング装置
にわいては、給水ユニット１５から供給された水は、高
圧水発生ブースタ１３にてブースタ駆動用油圧ユニット
１２からの圧油によって昇圧され、アキュームレータ１
６，フィルタ１７及びパルブ１８を経てウォータージェ
ットノズル１１に至る。

ウォータージェットノズル１１が取り付けられた１軸可
動文字ヘッド１９は、サーボモータ２ＯＡによって矢印
の方向に駆動され、被刻材２１が取り付けられた支承装
置２２はサーボモータ２０Ｂによって矢印の方向に駆動
され、ノズル１１と支承装置２２の相対平面運動によっ
て平面形金属面である被刻材２１上への自動マーキング
が行われる。符号２３は切替弁、符号２４は逆止弁、符
号２５はドレン溜めである。

第２図に示すウォータージェット式自動マーキング装置
では、文字ヘッド１９を１軸向に、支承装ｉ！２２を前
記軸と直角の１軸向に自動制御し、ウォータージェット
ノズ１１と被刻材２１との間に相対平面連動をせろこと
によって、所定の文字がジェットにより平面形金属面で
ある披刻材２２の表上に食刻される。

なお、第１図及び第２図に示す実施例にいて被刻材が鉄
鋼やステンレス鋼や合金鋼場合、ジェット水の圧力は２
０００〜２８０ｋｇ　／　Ｃｉ、ジェットノズルの口径
は０．２ｗｗｗ程とすることが望ましい。また、ガスタ
ービ用の超耐熱鋼，工具鋼，１４速度鋼のように度が極
めて高いときには、ジェット水中にい砂や溶融アルミナ
等の砥粒が添加混入さる。

本発明に係るウォータージェット式自動一キング装置に
よるマーキング速度は１〜字／Ｓで、ほぼレーザマーキ
ング並みで、１字部の設４ＩａＲはレーザマーキング装
置の杓！である。また収容活字数はフロッピーディスク
の密度をふやすことによりほぼ無限となる。

く発明の効果〉 本発明によれば安価な自動マーキング装置によって、曲
面状や平面状の金属表面に極めて高速で鮮明なマーキン
グを行うことができる。しかも金属材料に熱的な影響や
強度の低下等の欠陥部をなんら発生させず、材質の低下
を招くことがない。しかも装置の保守費や材料費及び運
転費は極めて低廉である。

従ってマーキングコストの低減と被マーキング製品の信
頼性及び識別性の向上において顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例であるウォータージェッ
ト式自動マーキング装置を示す斜視図、第２図は本発明
の第２の実施例であるウォータージェット式自動マーキ
ング装置を示す系統図、第３図は従来の文字刻印自動マ
ーキング装置を示す斜視図である。 図面中、 １は角度割り出し付チャッキング回転装置３，２１は被
刻材、４；よ制御用パソコン、１　０　１！　３　軸可
動文字ヘッド、１１はウォータージェットノズル、１２
はブースタ駆動用ｍ圧ユニット、１３ば超高圧水発生ブ
ースタ、１９は１軸可動文字ヘッド、２２は１軸可動支
承装置である。 特　　許　　出　　願　　人 三菱重工業株式会社 代　　　　　理　　　　　人

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）サーボモータにより３次元方向に駆動される３軸
   可動文字ヘッドと、 この３軸可動文字ヘッドに取り付けられるウォータージ
   ェットノズルと、 このウォータージェットノズルに超高圧水を供給するジ
   ェット水供給装置と、 被刻材を保持して回動させる角度割り出し付チャッキン
   グ回転装置と、 この角度割り出し付チャッキング回転装置及び前記３軸
   可動文字ヘッドを駆動するサーボモータを制御する制御
   装置と、 で構成したことを特徴とするウォータージェット式自動
   マーキング装置。
2. （２）サーボモータにより往復移動される１軸可動文字
   ヘッドと、 この１軸可動文字ヘッドに取り付けられるウォータージ
   ェットノズルと、 このウォータージェットノズルに超高圧水を供給するジ
   ェット水供給装置と、 被刻材を支承して往復移動させる１軸可動支承装置と、 この１軸可動支承装置及び前記１軸可動文字ヘッドを駆
   動するサーボモータを制御する制御装置と、 で構成したことを特徴とするウォータージェット式自動
   マーキング装置。