DE10118732A1 - Markierungsgerät und Markierungsverfahren - Google Patents

Abstract

Ein Markierungsgerät weist auf: einen Markierungsmechanismus zum Markieren einer zu bearbeitenden Oberfläche eines zu markierenden Gegenstands, durch Hin- und Herbewegung eines Markierungsabschnitts; einen DOLLAR A Markierungsabschnittsbewegungsmechanismus zum Bewegen des Markierungsabschnitts in Richtungen in zwei Dimensionen entlang der zu bearbeitenden Oberfläche; und eine Druckeinstellschaltung zur Aufrechterhaltung eines konstanten Drucks, den der Markierungsabschnitt auf die zu bearbeitende Oberfläche ausübt; wobei der Markierungsmechanismus einen Nockenmechanismus zum geradlinigen Hin- und Herbewegen des Markierungsabschnitts aufweist, durch Verfolgung eines Nockens, der von einem Antriebsteil gedreht wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Markierungsgerät und ein Markierungsverfahren zum Markieren einer Herstellungsnummer, einer Produktbezeichnung und dergleichen auf einer Oberfläche eines Bauteils aus Metall, Kunstharz oder dergleichen.

Als ein früher entwickeltes Markierungsgerät, das beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. Tokukou-hei 3-27397 beschrieben wird, ist ein Markierungsgerät bekannt, das einen Druckeinstellmechanismus aufweist, um eine gleichmäßige Markierungstiefe zu erzielen, ohne Abhängigkeit von der Neigung oder Krümmung einer zu bearbeitenden Oberfläche, und zwar durch Anlegen eines konstanten Luftdrucks an eine Druckbeaufschlagungsstange mit einem Druckregler.

Weiterhin gibt es ein Markierungsgerät, das folgendermaßen arbeitet. Wenn eine auf einer Oberfläche zu markierende Linie nicht durchgehend ist, oder wenn sich ein Markierungsabschnitt zwischen zwei Positionen bewegt, an denen jeweils ein Zeichen auf einer Oberfläche markiert wird, wird der Markierungsabschnitt von der zu bearbeitenden Oberfläche durch ein Hin- und Herbewegungsmechanismusteil getrennt. Nachdem sich der Markierungsabschnitt zu der nächsten Markierungsposition zweidimensional bewegt hat, bewegt sich der Markierungsabschnitt zu der zu bearbeitenden Oberfläche mit Hilfe des Hin- und Herbewegungsmechanismusteils, um das nächsten Zeichen zu markieren.

Bei dem Markierungsgerät, das in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. Tokukou-hei 3-27397 beschrieben wird, war es allerdings erforderlich, um den an die Druckbeaufschlagungsstange angelegten Druck konstant zu halten, die Bewegungsgeschwindigkeit eines Stiftes einzustellen, der an einem Ende der Druckbeaufschlagungsstange angebracht ist, sowie die Andruckkraft des Stiftes, durch Änderung des Druckeinstellwertes des Druckreglers von Hand, oder durch Einstellung eines Geschwindigkeitseinstellventils an einem Einlaß oder einem Auslaß eines Versorgungsrohrs für Druckluft. Da es erforderlich ist, den an die Druckbeaufschlagungsstange anzulegenden Druck entsprechend den Eigenschaften eines zu markierenden Gegenstands einzustellen, beispielsweise entsprechend dem Material, der Form, der Härte und dergleichen, sind zur Einstellung des Drucks viel Zeit und Arbeit erforderlich.

Um den Druck automatisch einzustellen ist es erforderlich, einen Drucksensor zur Feststellung einer Andruckkraft des Stiftes zur Verfügung zu stellen, und automatisch ein Geschwindigkeitseinstellventil einzustellen, das am Einlaß oder Auslaß des Zufuhrrohrs für Druckluft angebracht ist, sowie einen Druckregler. Wenn jedoch der Aufbau des Gerätes kompliziert wird, und die Abmessungen des Gerätes groß werden, so steigen die Herstellungskosten für das Gerät an. Da die Luft zur Einstellung des Drucks ein komprimiertes Fluid darstellt, weist die Luftdruckregelung ein schlechtes Reaktionsvermögen auf. Daher ist es schwierig, automatisch den Luftdruck zu regeln.

Wenn mehrere Zeichen oder dergleichen auf dem Gegenstand markiert werden, wenn eine zu markierende Linie nicht durchgehend ist, oder wenn sich der Markierungsabschnitt zwischen zwei Positionen bewegt, an denen jeweils ein Zeichen markiert wird, ist darüber hinaus viel Zeit dafür erforderlich, den Markierungsabschnitt von der zu bearbeitenden Oberfläche zu trennen, oder den Markierungsabschnitt in Berührung mit der zu bearbeitenden Oberfläche zu bringen. Es tritt die Schwierigkeit auf, daß die Trenn- und Vereinigungsvorgänge einen erheblichen Anteil der gesamten Markierungszeit darstellen.

Zur Lösung der voranstehend geschilderten Probleme besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Markierungsgeräts und eines Markierungsverfahrens, bei denen die Andruckkraft, die auf den zu markierenden Gegenstand aufgebracht wird, automatisch durch eine kostengünstige und einfache Anordnung gesteuert werden kann, und bei welchen die Zeit zur Bewegung des Markierungsabschnitts, wenn eine zu markierende Linie nicht durchgängig ist, oder wenn zwei Zeichen voneinander getrennt sind, verkürzt werden kann, damit die gesamte Markierungszeit verkürzt wird.

Daher weist gemäß einer Zielrichtung der vorliegenden Erfindung ein Markierungsgerät (beispielsweise ein in Fig. 1 gezeigtes Markierungsgerät 10) auf:
einen Markierungsmechanismus (beispielsweise ein Hin- und Herbewegungsmechanismusteil 1 in Fig. 1) zum Markieren einer zu bearbeitenden Oberfläche eines zu markierenden Gegenstands, durch Hin- und Herbewegung eines Markierungsabschnitts (beispielsweise eines in Fig. 1 gezeigten Griffels 1g);
einen Markierungsabschnittsbewegungsmechanismus (beispielsweise ein in Fig. 1 gezeigtes Positionierungsmechanismusteil 3 in zwei Dimensionen) zur Bewegung des Markierungsabschnitts in Richtungen in zwei Dimensionen entlang der zu bearbeitenden Oberfläche; und
eine Druckeinstellschaltung (beispielsweise eine in Fig. 1 gezeigte Drucksteuerschaltung 2) zur Aufrechterhaltung eines konstanten Drucks, den der Markierungsabschnitt an die zu bearbeitende Oberfläche anlegt;
wobei der Markierungsmechanismus einen Nockenmechanismus­ aufweist, um den Markierungsabschnitt geradlinig hin- und herzubewegen, und zwar durch Verfolgung eines Nockens, der von einem Antriebsteil gedreht wird (beispielsweise von einem in Fig. 1 gezeigten Motor 1a).

Gemäß dieser einen Zielrichtung der vorliegenden Erfindung kann, da die Andruckkraft, die auf den zu markierenden Gegenstand ausgeübt wird, direkt unter Nutzung der Reaktionskraft von dem Markierungsabschnitt festgestellt wird, und die Andruckkraft konstant gehalten werden kann, das Markierungsgerät den Druck mit einer einfachen und kleinen Anordnung einstellen.

Das Markierungsgerät kann weiterhin eine Kontaktdetektorschaltung (beispielsweise einen in Fig. 4 gezeigten Stromdetektorwiderstand 28) aufweisen, um einen Kontakt zwischen der zu bearbeitenden Oberfläche und dem Markierungsabschnitt zu detektieren, auf der Grundlage der Änderung des Wertes eines Stroms, der in das Antriebsfluid fließt;
wobei dann, wenn der Kontakt zwischen der zu bearbeitenden Oberfläche und dem Markierungsabschnitt durch die Kontaktdetektorschaltung festgestellt wird, die Druckeinstellschaltung (beispielsweise eine in Fig. 1 gezeigte Drucksteuerschaltung 2) den Druck einstellt, der an die zu bearbeitende Oberfläche angelegt wird, entsprechend der Änderung des Wertes des Stroms.

Daher kann das Markierungsgerät ein Zeichen oder dergleichen auf dem zu markierenden Gegenstand markieren, durch Bewegung des Markierungsabschnitts mit der geeignetsten Geschwindigkeit und mit der geeignetsten Andruckkraft, entsprechend dem Gewicht des Markierungsmechanismus oder der Kontaktposition der zu bearbeitenden Oberfläche.

Gemäß einer anderen Zielrichtung der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Markierungsverfahren folgende Schritte:
Markierung einer zu bearbeitenden Oberfläche eines zu markierenden Gegenstands durch Verfolgen eines Nockens, der von einem Antriebsteil gedreht wird, um einen Markierungsabschnitt hin- und herzubewegen;
Bewegung des Markierungsabschnitts in Richtungen in zwei Dimensionen entlang der zu bearbeitenden Oberfläche;
Detektieren eines Kontakts zwischen der zu bearbeitenden Oberfläche und dem Markierungsabschnitt durch die Änderung des Wertes eines Stroms, der in das Antriebsteil fließt; und
Aufrechterhaltung eines konstanten Drucks, den der Markierungsabschnitt an die zu bearbeitende Oberfläche anlegt, entsprechend der Änderung des Wertes des Stroms, wenn der Kontakt zwischen der zu bearbeitenden Oberfläche und dem Markierungsabschnitt in dem Detektierungsschritt detektiert wird.

Das Markierungsgerät kann weiterhin eine Warnungsausgabeschaltung (beispielsweise einen in Fig. 4 gezeigten Verstärker 29) aufweisen, um eine Warnung auszugeben, wenn der Kontakt zwischen der zu bearbeitenden Oberfläche und dem Markierungsabschnitt nicht von der Kontaktdetektorschaltung detektiert wird, während der Markierungsmechanismus (beispielsweise ein in Fig. 1 gezeigtes Hin- und Herbewegungsmechanismusteil 1) den Markierungsabschnitt geradlinig hin- und herbewegt.

Das Markierungsverfahren kann weiterhin einen Schritt der Ausgabe einer Warnung aufweisen, wenn der Kontakt zwischen der zu bearbeitenden Oberfläche und dem Markierungsabschnitt nicht in dem Detektionsschritt detektiert wird, während sich der Markierungsabschnitt geradlinig hin- und herbewegt, in dem Markierungsschritt.

Da ein Benutzer schnell erkennen kann, daß sich der Markierungsmechanismus in einer Position befindet, an welcher der Markierungsabschnitt nicht ein Zeichen oder dergleichen auf dem zu markierenden Objekt markieren kann, ist es möglich, die Markierungszeit zu verkürzen, und Energie zu sparen.

Der Markierungsmechanismus (beispielsweise ein in Fig. 1 gezeigtes Hin- und Herbewegungsmechanismusteil 1) kann einen Nocken aufweisen, der eine derartige Nockenkrümmung aufweist, daß ein Drehmoment, das an das Antriebsteil durch den Kontakt zwischen dem Markierungsabschnitt und der zu bearbeitenden Oberfläche angelegt wird, konstant gehalten wird, ohne von der Position des Kontakts mit der zu bearbeitenden Oberfläche abzuhängen.

Da das Drehmoment, das an das Antriebsteil angelegt wird, konstant gehalten wird, ist es möglich, ein Zeichen oder dergleichen mit gleichmäßiger Tiefe zu markieren, ohne Abhängigkeit von der Kontaktposition, an welcher der Markierungsabschnitt in Kontakt mit der zu bearbeitenden Oberfläche steht.

Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung weist ein Markierungsgerät (beispielsweise ein in Fig. 1 gezeigtes Markierungsgerät 10) auf:
einen Markierungsmechanismus (beispielsweise ein in Fig. 1 gezeigtes Hin- und Herbewegungsmechanismusteil 1) zum Markieren einer zu bearbeitenden Oberfläche eines zu markierenden Gegenstands, durch Hin- und Herbewegung eines Markierungsabschnitts (beispielsweise eines in Fig. 1 gezeigten Griffels 1g), bei dem ein Ende in Schwingungen versetzt wird;
einen Markierungsabschnittsbewegungsmechanismus (beispielsweise ein in Fig. 1 gezeigtes Positioniermechanismusteil 3 in zwei Dimensionen) zur Bewegung des Markierungsabschnitts in Richtungen in zwei Dimensionen entlang der zu bearbeitenden Oberfläche; und
eine Druckeinstellschaltung (beispielsweise eine in Fig. 1 gezeigte Drucksteuerschaltung 2) zur Aufrechterhaltung eines konstanten Drucks, den der Markierungsabschnitt auf die zu bearbeitende Oberfläche ausübt;
wobei die Druckeinstellschaltung den Druck abschwächt, der auf die zu bearbeitende Oberfläche einwirkt, und damit aufhört, das Ende des Markierungsabschnitts in Schwingungen zu versetzen, wenn eine zu markierende Linie nicht durchgehend ist, oder wenn sich der Markierungsabschnitt zwischen zwei Positionen, bei denen jeweils ein Zeichen markiert werden soll, auf der zu markierenden Oberfläche bewegt; und
der Markierungsabschnittsbewegungsmechanismus den Markierungsabschnitt zu einer nächsten Position, die markiert werden soll, in Richtungen der zwei Dimensionen bewegt.

Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Markierungsverfahren folgende Schritte:
Markierung einer zu bearbeitenden Oberfläche eines zu markierenden Gegenstands durch Hin- und Herbewegung eines Markierungsabschnitts, bei welchem ein Ende in Schwingungen versetzt wird;
Abschwächung des Drucks, der auf die zu bearbeitende Oberfläche aufgebracht wird, damit der Druck konstant gehalten wird, und Beendigung der Schwingungen des Endes des Markierungsabschnitts, wenn eine zu markierende Linie nicht durchgehend ist, oder wenn sich der Markierungsabschnitt zwischen zwei Positionen, bei denen jeweils ein Zeichen markiert werden soll, auf der zu markierenden Oberfläche bewegt; und
Bewegung des Markierungsabschnitts zu einer nächsten Position, die markiert werden soll, in Richtungen in zwei Dimensionen.

Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung bewegt sich der Markierungsabschnitt kaum hin und her, wenn eine zu markierende Linie nicht durchgehend ist, oder wenn sich der Markierungsabschnitt zwischen zwei Positionen bewegt, an denen jeweils ein Zeichen markiert werden soll. Daher ist es möglich, die zur Markierung benötigte Zeit drastisch zu verkürzen. Da die Zeit zur Betätigung des Markierungsmechanismus verkürzt wird, ist es darüber hinaus möglich, die Standfestigkeit des Markierungsmechanismus zu verbessern. Daher kann die Wahrscheinlichkeit für einen Ausfall verringert werden.

Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung weist ein Markierungsgerät auf:
einen Markierungsabschnittsbewegungsmechanismus zur Bewegung eines Markierungsabschnitts;
einen Hin- und Herbewegungsmechanismus zum Hin- und Herbewegen des Markierungsabschnitts;
eine Drucksteuerschaltung zum Steuern des Drucks, den der Markierungsabschnitt auf eine zu markierende Oberfläche ausübt; und
wobei dann, wenn der Markierungsabschnittsbewegungsmechanismus den Markierungsabschnitt bewegt, ohne die zu markierende Oberfläche zu markieren, der Hin- und Herbewegungsmechanismus mit der Hin- und Herbewegung des Markierungsabschnitts aufhört, die Drucksteuerschaltung den Druck verringert, um kaum die zu markierende Oberfläche zu markieren, und der Markierungsabschnitt entlang der zu markierenden Oberfläche bewegt wird.

Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Markierungsverfahren folgende Schritte:
Bewegung eines Markierungsabschnitts;
Hin- und Herbewegung des Markierungsabschnitts;
Steuern des Drucks, den ein Markierungsabschnitt auf eine zu markierende Oberfläche ausübt; und
wobei dann, wenn der Markierungsabschnitt bewegt wird, ohne die zu markierende Oberfläche zu markieren, der Markierungsabschnitt mit der Hin- und Herbewegung aufhört, der Druck verringert wird, so daß die zu markierende Oberfläche kaum markiert wird, und der Markierungsabschnitt entlang der zu markierenden Oberfläche bewegt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen, und die nicht so verstanden werden sollen, als würden sie die Erfindung in irgendeiner Art und Weise einschränken. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch den Aufbau eines Markierungsgeräts gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Perspektivansicht des in Fig. 1 gezeigten Hin- und Herbewegungsmechanismusteils;

Fig. 3 eine Darstellung der dynamischen Beziehung zwischen einem Nocken und einem Nockenstößel, die in Fig. 1 gezeigt sind;

Fig. 4 als Blockdiagramm den Aufbau einer Drucksteuerschaltung gemäß der ersten Ausführungsform, die in Fig. 1 gezeigt ist;

Fig. 5 als Blockdiagramm den Aufbau einer Drucksteuerschaltung gemäß einer zweiten Ausführungsform; und

Fig. 6 ein Beispiel einer Markierung, die von dem Markierungsgerät gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird.

Erste Ausführungsform

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 die erste Ausführungsform des Markierungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung im einzelnen erläutert.

Zuerst wird die Konstruktion des Markierungsgeräts geschildert.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Markierungsgerätes 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 1 weist das Markierungsgerät 10 ein Hin- und Herbewegungsmechanismusteil 1 auf, eine Drucksteuerschaltung 2, ein Positionierungsmechanismusteil 3 für Positionierung in zwei Dimensionen, eine Positionssteuerschaltung 4, und eine Markierungsschwingungserzeugungsschaltung 5. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, weist das Hin- und Herbewegungsmechanismusteil 1 einen Motor 1a auf, einen Nocken 1b, einen Nockenstößel 1c, einen Anschlag 1d, einen Halteabschnitt 1e, einen Stift 1f, einen Griffel 1g, einen Aufwärtsbewegungsgrenzendetektorabschnitt 1h, einen Abwärtsbewegungsgrenzendetektorabschnitt 1i, zwei Wellen 1j und 1j, eine Schraubenfeder 1k, eine Befestigungsplatte 1l, einen Anschlag 1m, vier Lager 1n usw.

Der Motor 1a ist an der Befestigungsplatte 11 angebracht. Wenn der Motor 1a in Betrieb ist, so daß sich der Nocken 1b dreht, bewegt sich der Halteabschnitt 1e geradlinig über den Nockenstößel 1c. Der Halteabschnitt 1e ist an zwei Wellen 1j und 1j befestigt, und wird immer auf die Seite des Nockens 1b durch die Schraubenfeder 1k gedrückt. Selbst obwohl der Halteabschnitt 1e zu dem zu markierenden Gegenstand 6 heruntergedrückt wird, durch Drehen des Nockens 1b, oder selbst obwohl der Halteabschnitt 1e von dem zu markierenden Gegenstand 6 getrennt ist, ist daher der Halteabschnitt 1e durch Verfolgen des Nockens 1b bewegbar.

Der Nocken 1b weist eine derartige Form auf, daß der Griffel 1g, der an dem Endabschnitt des Stiftes 1f befestigt ist, auf den zu markierenden Gegenstand 6 mit konstantem Druck gedrückt werden kann, der durch das konstante Drehmoment des Motors 1a erzeugt wird, ohne daß der Druck von der Drehposition des Nockens 1b innerhalb des Bewegungsbereiches des Griffels 1g abhängt. Der Griffel 1g besteht aus einem Material, welches härter ist als der zu markierende Gegenstand 6. Der Griffel 1g markiert wiederholt mehrere Punkte auf dem zu markierenden Gegenstand 6, und zwar dadurch, daß der Griffel 1g in Richtung nach oben und unten mit hoher Geschwindigkeit in Schwingungen versetzt wird.

Die Lager 1n sind in die Befestigungsplatte 11 eingebaut. Die Wellen 1j und 1j bewegen sich geradlinig, geführt durch die Lager 1n. Der Nockenstößel 1c und der Stift 1f sind an dem Halteabschnitt 1e angebracht. Der Aufwärtsbewegungsgrenzendetektorabschnitt 1h stellt den Anschlag 1d fest, wenn sich das Ende des Stiftes 1f, der an der Bodenoberfläche des Halteabschnitts 1e angebracht ist, in einer Aufwärtsbewegungsgrenzposition befindet, also an jener Position, an welcher sich der Stift 1f nicht weiter nach oben bewegen kann. Der Abwärtsbewegungsgrenzendetektorabschnitt 1i stellt den Anschlag 1d fest, wenn sich das Ende des Stiftes 1f in einer Abwärtsbewegungsgrenzposition befindet, also an jener Position, an welcher sich der Stift 1f nicht weiter herunterbewegen kann.

Die Drucksteuerschaltung 2 steuert die Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung des Stiftes 1f dadurch, daß die Drehgeschwindigkeit des Motors 1a auf die nachstehend geschilderte Art und Weise gesteuert wird. Wenn der Stift 1f in Kontakt mit dem zu markierenden Gegenstand 6 während der Hin- und Herbewegung des Stiftes 1f steht, dann stellt die Drucksteuerschaltung 2 fest, daß der Stift 1f den zu markierenden Gegenstand 6 erreicht hat. Nachdem der Stift 1f in Kontakt mit dem zu markierenden Gegenstand 6 gelangt ist, steuert die Drucksteuerschaltung 2 den Druck, den der Stift 1f auf den zu markierenden Gegenstand 6 ausübt, auf solche Weise, daß dieser einen konstanten Wert aufweist. Wenn der Griffel 1g die Abwärtsbewegungsgrenzposition erreicht, ohne den zu markierenden Gegenstand 6 zu berühren, dreht sich der Motor 1a in entgegengesetzter Richtung. Wenn der Griffel 1g die Aufwärtsbewegungsgrenzposition erreicht, hält der Motor 1a an, und wird eine Warnung an einen Benutzer ausgegeben.

Das Positionierungsmechanismusteil 3 für zwei Dimensionen positioniert ein zweidimensionales Muster, beispielsweise ein Zeichen, eine Zahl oder dergleichen, in einer Richtung normal zu einer Markierungsachse, entsprechend einem Positionssignal, das von der Positionssteuerschaltung 4 ausgegeben wird. Das Hin- und Herbewegungsmechanismus 1 bringt den Stift 1f in Berührung mit dem zu markierenden Gegenstand 6, und zwar in einem Zustand, in welchem der Stift 1f in Schwingungen versetzt wird. Ein Zeichen oder eine Zahl wird auf dem zu markierenden Gegenstand 6 markiert. Die Markierungsschwingungserzeugungsschaltung 5 versetzt den Stift 1f in Schwingung.

Nachstehend wird der Betrieb bei dem Markierungsgerät 10 erläutert.

Es wird ein dynamisches System des Nockenmechanismus erläutert, welches in Fig. 3 dargestellt ist. In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen 101 eine Halterung des Nockens 1b, die eine Drehwelle des Motors 1a ist, und 102 bezeichnet einen Kontaktpunkt zwischen dem Nocken 1b und dem Nockenstößel 1c. Das Bezugszeichen "R" bezeichnet die Entfernung zwischen der Halterung 101 und dem Kontaktpunkt 102, "F" bezeichnet die Reaktionskraft von dem zu markierenden Gegenstand 6, und "T" bezeichnet das Drehmoment, das durch die Reaktionskraft "F" an der Halterung 101 hervorgerufen wird. Das Bezugszeichen "α" bezeichnet den Winkel zwischen der Richtung der Reaktionskraft "F" und einer Richtung, in welcher die Reaktionskraft von dem Nockenstößel 1c auf den Nocken 1b einwirkt, "β" bezeichnet den Winkel zwischen der Richtung der Reaktionskraft "F" und der Richtung der Entfernung "R", und "γ" bezeichnet den Winkel zwischen der Richtung der Reaktionskraft "F" und der Richtung einer Kraft "F/(cos α)".

Das Drehmoment "T", das durch die Reaktionskraft "F" von dem zu markierenden Gegenstand 6 erzeugt wird, an der Halterung 101, wird durch die resultierende Kraft "F/(cos α)" zwischen der Reaktionskraft von einem Mechanismusteil zum Einstellen der zentralen Welle des Nockenstößels 1c auf eine geradlinige Bewegung und der Reaktionskraft "F" bestimmt, und durch die Entfernung "R sin γ" zwischen der Halterung 101 und jener Linie, auf welcher sich die festgelegte zentrale Welle bewegt. Diese Größen stehen in folgender Beziehung.

T = (F/ cos α) × R sin γ (1)

γ = α + β (2)

Bei diesen Gleichungen wird dann, wenn jeweils die Reaktionskraft "F" und das Drehmoment "T" einen vorbestimmten Wert aufweisen, jeder Anfangswert der Entfernung "R" und der Winkel "α" und "β" dadurch bestimmt, daß eine geeignete Anordnung der Bauteile innerhalb des Bewegungsbereiches des Stiftes 1f berücksichtigt wird. In diesem Fall kann, da sich der Winkel "α" kaum ändert, wenn jede Position der Bauteile innerhalb des Bewegungsbereiches geändert wird, die Beziehung zwischen der Entfernung "R" und dem Winkel "β" durch die Gleichung (1) bestimmt werden. Hierdurch kann eine derartige Nockenkrümmung erhalten werden, daß die Reaktionskraft "F" und das Drehmoment "T" konstant sind.

Daher kann der Druck, der auf den zu markierenden Gegenstand 6 ausgeübt wird, wenn ein konstantes Drehmoment an den Nocken 1b durch den Motor 1a angelegt wird, dadurch konstant gehalten werden, daß in geeigneter Weise die Entfernung zwischen der Halterung und dem Kontaktpunkt geändert wird, entsprechend der Drehung des Nockens 1b, der eine Krümmungsform aufweist, welche den voranstehenden Gleichungen genügt. Genauer gesagt wird die Reaktionskraft "F" entsprechend der Änderung der Länge der Schraubenfeder 1k geändert. Allerdings ist die Änderung der Reaktionskraft "F" erheblich kleiner als der Druck, der auf den zu markierenden Gegenstand 6 einwirkt. Daher kann die Änderung der Reaktionskraft "F" vernachlässigt werden.

Der Betriebsart der Drucksteuerschaltung 2 wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert. Zuerst wird das Geschwindigkeitssteuerverfahren für den Stift 1f verdeutlicht.

Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 1a wird dadurch detektiert, daß ein Tachometer 1a' am Motor 1a angebracht wird. Durch einen Subtrahierer 22a und einen Addierer 23a wird die Differenz zwischen dem Wert, der durch Detektieren der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 1a erhalten wird, und einem Impulstastverhältniseinstellwert, der in einer Impulstastverhältniseinstelleinheit 21a gespeichert ist, zu dem erwähnten Impulstastverhältniseinstellwert addiert, um ein Signal zu erzeugen, das den addierten Wert aufweist.

Ein Schalter 25 gibt das erzeugte Signal an einen Komparator 24a aus, um ein Vergleichssignal zum Vergleichen des erzeugten Signals mit einer Dreieckswelle zu erzeugen, die von der Dreieckswellenerzeugungsschaltung 26' der PWM-Impulserzeugungsschaltung 26 ausgegeben wird (PWM: Impulsbreitenmodulation). Daher wird die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 1a so gesteuert, daß das Ausgangssignal des Tachometers 1a' den vorbestimmten Wert aufrechterhält, der von der Impulstastverhältniseinstelleinheit 21a eingestellt wird. Durch den voranstehend geschilderten Vorgang kann die Drucksteuerschaltung 2 die Hin- und Herbewegung des Stiftes 1f auf eine gewählte Geschwindigkeit steuern.

Nunmehr wird das Verfahren zum Detektieren erläutert, daß der Stift 1f den zu markierenden Gegenstand 6 erreicht.

Wenn ein Gleichstromservomotor als der Motor 1a verwendet wird, ist der Stromwert des Gleichstromservomotors proportional zum Drehmoment. Wenn der Griffel 1g in Kontakt mit dem zu markierenden Gegenstand 6 gelangt, hält jedoch die Bewegung des Stiftes 1f an. Daher ist das Drehmoment des Motors 1a momentan zu hoch. Die Spannung an den beiden Enden eines Stromdetektorwiderstands 28 wird dadurch detektiert, daß die Spannung einem Verstärker 29 zugeführt wird. Dann vergleicht der Komparator 24a die detektierte Spannung mit einem Drehmomenteinstellwert, der vorher in einer Drehmomenteinstelleinheit 21c gespeichert wurde, um zu detektieren, daß der Stift 1f den zu markierenden Gegenstand 6 erreicht. Wenn nicht detektiert wird, daß der Stift 1f den zu markierenden Gegenstand 6 erreicht, hält der Verstärker 29 den Motor 1a an, und wird eine Warnung an einen Benutzer ausgegeben. Durch den voranstehend geschilderten Vorgang kann die Drucksteuerschaltung 2 detektieren, daß der Stift 1f in Berührung mit dem zu markierenden Gegenstand 6 gelangt, während der Hin- und Herbewegung des Stiftes 1f.

Als nächstes wird das Verfahren zum Steuern des Drucks erläutert, der an den Stift 1f angelegt werden soll.

Ein Subtrahierer 22b vergleicht einen Ausgangswert des Verstärkers 29, nämlich ein Signal proportional zum Drehmoment "T", mit einem Impulstastverhältniseinstellwert, der in einer Impulstastverhältniseinstelleinheit 21b gespeichert ist, und gibt die Differenz zwischen dem Ausgangswert des Verstärkers 29 und dem Impulstastverhältniseinstellwert der Impulstastverhältniseinstelleinheit 21b aus. Ein Addierer 23b erzeugt ein Signal, das einen Wert aufweist, den man durch Addieren der voranstehend erwähnten Differenz zum Impulstastverhältniseinstellwert erhält.

Der Schalter 25 gibt das erzeugte Signal an einen Komparator 24b aus, um ein Vergleichssignal zum Vergleichen des erzeugten Signals mit einem Dreieckswellensignal zu erzeugen, das von der Dreieckswellenerzeugungsschaltung 26' der PWM-Impulserzeugungsschaltung 26 ausgegeben wird. Hierdurch wird das Drehmoment des Motors 1a so gesteuert, daß das Ausgangssignal des Verstärkers 29 gleich dem Impulstastverhältniseinstellwert ist, der vorher von der Impulstastverhältniseinstelleinheit 21b eingestellt wurde. Durch den voranstehend geschilderten Vorgang kann die Drucksteuerschaltung 2 den Druck, den der Stift 1f an den zu markierenden Gegenstand 6 anlegt, so steuern, daß er einen konstanten Wert aufweist.

Wie voranstehend geschildert beeinflußt, da die Drucksteuerschaltung 2 den Schalter 25 entsprechend dem Signal zum Detektieren steuert, daß der Stift 1f den zu markierenden Gegenstand 6 erreicht hat, die Differenz des Gewichts zwischen verschiedenen Typen von Stiften nicht die Stärke des Auftreffens auf den zu markierenden Gegenstand 6. Daher können verschiedene Arten von Stiften verwendet werden. Darüber hinaus ist es möglich, die Geschwindigkeit des Stiftes 1f und den Druck, den der Stift 1f auf den zu markierenden Gegenstand 6 ausübt, so zu steuern, daß die Andruckkraft des Griffels 1g den geeignetsten Wert aufweist. Daher kann das Markierungsgerät zum gleichförmigen Markieren eines Zeichens oder dergleichen auf einer zu bearbeitenden Oberfläche, ohne Abhängigkeit von dem Material oder der Form des zu markierenden Gegenstands 6, kostengünstig und einfach aufgebaut sein.

Zweite Ausführungsform

Nachstehend wird eine zweite Ausführungsform des Markierungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.

Zuerst wird die Konstruktion des Markierungsgeräts geschildert.

Die grundlegende Konstruktion des Markierungsgeräts gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist annähernd ebenso wie bei dem Markierungsgerät 10 (gezeigt in Fig. 1) gemäß der ersten Ausführungsform. Zeichnungen und eine entsprechende Erläuterung sind weggelassen.

Wie in Fig. 5 dargestellt ist, weist die Drucksteuerschaltung 20 einen solchen Aufbau auf, daß eine Impulstastverhältniseinstelleinheit 30, ein Subtrahierer 31a, ein Addierer 31b, eine Druckschaltsignalerzeugungseinheit 32 und ein Schalter 33 zusätzlich in der in Fig. 2 gezeigten Drucksteuerschaltung 2 vorgesehen sind.

In Bezug auf den Betriebsart der Drucksteuerschaltung 20 wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 jener Betriebsart erläutert der sich von dem bei der Drucksteuerschaltung 2 unterscheidet.

In Fig. 5 vergleicht der Subtrahierer 31a den Ausgangswert des Verstärkers 29 mit dem Impulstastverhältniseinstellwert, der in der Impulstastverhältniseinstelleinheit 30 gespeichert ist, und gibt die Differenz zwischen dem Ausgangswert des Verstärkers 29 und dem Impulstastverhältniseinstellwert der Impulstastverhältniseinstelleinheit 30 aus. Ein Addierer 31b erzeugt ein Signal, das einen Wert aufweist, den man durch Addition der voranstehend erwähnten Differenz zum Impulstastverhältniseinstellwert erhält.

Der Schalter 33 gibt das erzeugte Signal an einen Komparator 24b aus, um ein Vergleichssignal zum Vergleichen des erzeugten Signals mit einem Dreieckswellensignal zu erzeugen, das von der Dreieckswellenerzeugungsschaltung 26' der PWM-Impulserzeugungsschaltung 26 ausgegeben wird. Hierdurch wird das Ausgangssignal so gesteuert, daß der vorbestimmte Wert aufrechterhalten wird, der von der Impulstastverhältniseinstelleinheit 30 eingestellt wird.

In der Impulstastverhältniseinstelleinheit 30 wird vorher ein Impulstastverhältniseinstellwert eingestellt, welcher einem Drehmoment entspricht, bei welchem der Stift 1f kaum eine Kraft auf den zu markierenden Gegenstand 6 ausübt.

Die Drucksteuerschaltung 20 steuert das Drehmoment des Motors 1a so, daß es zu einem Drehmoment wird, bei welchem der Stift 1f kaum eine Kraft auf den zu markierenden Gegenstand 6 ausübt, durch Steuern des Schalters 33 entsprechend dem Druckschaltsignal, das von der Druckschaltsignalerzeugungseinheit 32 ausgegeben wird. Daher kann sich, wenn eine zu markierende Linie nicht durchgehend ist, oder wenn sich der Stift 1f zwischen zwei Positionen bewegt, bei denen jeweils ein Zeichen auf einer Oberfläche markiert werden soll, der Stift 1f zur nächsten Markierungsposition bewegen, ohne eine Kraft auf eine zu bearbeitende Oberfläche auszuüben. Darüber hinaus kann die Zeit zur Bewegung des Stiftes 1f verkürzt werden.

In Fig. 6 ist ein Beispiel für das Markieren mehrerer Zahlen 1 bis 5 gezeigt, das von dem Markierungsgerät gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird. In dieser Figur ist jede dünne Linie von einem Endpunkt einer Zahl zu einem Startpunkt der nächsten Zahl eine Linie, die durch Verringerung der Andruckkraft des Stiftes, Unterbrechen der Schwingungen des Endes des Markierungsabschnitts, und Bewegung des Stiftes in Richtung in zwei Dimensionen erzeugt wird, also entlang der zu bearbeitenden Oberfläche.

Wenn sich der Stift zu der nächsten Markierungsposition bewegt, übt das Ende des Markierungsabschnitts (Griffel 1g) keine Kraft auf die markierende Oberfläche aus, sondern schleift auf der Oberfläche. Daher werden dünne Linien (Kratzer) auf der Oberfläche erzeugt. Wenn der zu markierende Gegenstand allerdings keine wohldefinierte Oberfläche, beispielsweise eine Spiegeloberfläche, aufweist, werden die dünnen Linien praktisch nicht wahrgenommen. Die dünnen Linien beeinträchtigen nicht die Qualität eines markierten Zeichens.

Gemäß einer Zielrichtung der vorliegenden Erfindung kann, da die Andruckkraft, die auf den zu markierenden Gegenstand einwirkt, direkt dadurch detektiert wird, daß die Reaktionskraft von dem Markierungsabschnitt verwendet wird, und die Andruckkraft konstant gehalten werden kann, das Markierungsgerät den Druck mit einem einfachen und kleinen Aufbau einstellen.

Darüber hinaus kann das Markierungsgerät ein Zeichen oder dergleichen auf dem zu markierenden Gegenstand markieren, durch Bewegen des Markierungsabschnitts mit der geeignetsten Geschwindigkeit und der geeignetsten Andruckkraft, entsprechend dem Gewicht des Markierungsmechanismus oder der Kontaktposition der zu bearbeitenden Oberfläche.

Weiterhin ist es möglich, da ein Benutzer schnell erkennen kann, daß sich der Markierungsmechanismus in einer Position befindet, an welcher der Markierungsabschnitt nicht ein Zeichen oder dergleichen auf dem zu markierenden Objekt markieren kann, die Markierungszeit zu verkürzen, und Energie zu sparen.

Weiterhin ist es möglich, da das an das Antriebsteil angelegte Drehmoment konstant gehalten wird, ein Zeichen oder dergleichen mit gleichförmiger Tiefe zu markieren, ohne Abhängigkeit von der Kontaktposition, an welcher der Markierungsabschnitt in Kontakt mit der zu bearbeitenden Oberfläche steht.

Gemäß einer anderen Zielrichtung der vorliegenden Erfindung, bewegt sich der Markierungsabschnitt kaum hin und her, wenn eine zu markierende Linie nicht durchgehend ist, oder wenn sich der Markierungsabschnitt zwischen zwei Positionen bewegt, an denen jeweils ein Zeichen markiert werden soll. Daher ist es möglich, die zur Markierung erforderliche Zeit drastisch zu verkürzen. Da die Zeit für den Betrieb des Markierungsmechanismus verkürzt wird, ist es darüber hinaus möglich, die Standfestigkeit des Markierungsmechanismus zu verbessern. Daher kann die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Bruchs verringert werden.

Die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. Tokugan 2000-116836, die am 18. April 2000 eingereicht wurde, einschließlich Beschreibung, Patentansprüchen, Zeichnungen und Zusammenfassung, wird insgesamt durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen.

Claims (10)

1. Markierungsgerät, welches aufweist:
einen Markierungsmechanismus zum Markieren einer zu bearbeitenden Oberfläche eines zu markierenden Gegenstands, durch Hin- und Herbewegung eines Markierungsabschnitts;
einen Markierungsabschnittsbewegungsmechanismus zum Bewegen des Markierungsabschnitts in Richtungen in zwei Dimensionen entlang der zu bearbeitenden Oberfläche; und
eine Druckeinstellschaltung zur Aufrechterhaltung eines konstanten Drucks, den der Markierungsabschnitt auf die zu bearbeitende Oberfläche ausübt;
wobei der Markierungsmechanismus einen Nockenmechanismus zum geradlinigen Hin- und Herbewegen des Markierungsabschnitts durch Verfolgung eines Nockens aufweist, der von einem Antriebsteil gedreht wird.

2. Markierungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kontaktdetektorschaltung zum Detektieren eines Kontakts zwischen der zu bearbeitenden Oberfläche und dem Markierungsabschnitt durch die Änderung des Wertes eines Stroms, der in das Antriebsteil fließt, vorhanden ist;
wobei dann, wenn der Kontakt zwischen der zu bearbeitenden Oberfläche und dem Markierungsabschnitt durch die Kontaktdetektorschaltung festgestellt wird, die Druckeinstellschaltung den Druck, der auf die zu bearbeitende Oberfläche einwirkt, entsprechend der Änderung des Wertes des Stroms einstellt.

3. Markierungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Warnungsausgabeschaltung vorgesehen ist, um eine Warnung auszugeben, wenn der Kontakt zwischen der zu bearbeitenden Oberfläche und dem Markierungsabschnitt nicht von der Kontaktdetektorschaltung festgestellt wird, während der Markierungsmechanismus den Markierungsabschnitt geradlinig hin- und herbewegt.

4. Markierungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Markierungsmechanismus einen Nocken aufweist, der eine derartige Nockenkrümmung aufweist, daß ein Drehmoment, das an das Antriebsteil durch den Kontakt zwischen dem Markierungsabschnitt und der zu bearbeitenden Oberfläche angelegt wird, konstant gehalten wird, ohne Abhängigkeit von der Position des Kontakts mit der zu bearbeitenden Oberfläche.

5. Markierungsverfahren mit folgenden Schritten:
Markierung einer zu bearbeitenden Oberfläche eines zu markierenden Gegenstands durch Verfolgung eines Nockens, der von einem Antriebsteil gedreht wird, um einen Markierungsabschnitt hin- und herzubewegen;
Bewegen des Markierungsabschnitts in Richtungen in zwei Dimensionen entlang der zu bearbeitenden Oberfläche;
Detektieren eines Kontakts zwischen der zu bearbeitenden Oberfläche und dem Markierungsabschnitt durch die Änderung des Wertes eines Stroms, der in das Antriebsteil fließt; und
Aufrechterhaltung eines konstanten Drucks, den der Markierungsabschnitt auf die zu bearbeitende Oberfläche ausübt, entsprechend der Änderung des Wertes des Stroms, wenn der Kontakt zwischen der zu bearbeitenden Oberfläche und dem Markierungsabschnitt in dem Detektierungsschritt festgestellt wird.

6. Markierungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt vorgesehen ist, eine Warnung auszugeben, wenn der Kontakt zwischen der zu bearbeitenden Oberfläche und dem Markierungsabschnitt nicht in dem Detektierungsschritt festgestellt wird, während der Markierungsabschnitt in dem Markierungsschritt geradlinig hin- und herbewegt wird.

7. Markierungsgerät, welches aufweist:
einen Markierungsmechanismus zum Markieren einer zu bearbeitenden Oberfläche eines zu markierenden Gegenstands, durch Hin- und Herbewegung eines Markierungsabschnitts, dessen eines Ende in Schwingungen versetzt wird;
einen Markierungsabschnittsbewegungsmechanismus zum Bewegen des Markierungsabschnitts in Richtungen in zwei Dimensionen entlang der zu bearbeitenden Oberfläche; und
eine Druckeinstellschaltung zur Aufrechterhaltung eines konstanten Drucks, den der Markierungsabschnitt auf die zu bearbeitende Oberfläche ausübt;
wobei die Druckeinstellschaltung den Druck verringert, der auf die zu bearbeitende Oberfläche einwirkt, und die Schwingungen des Endes des Markierungsabschnitts unterbricht, wenn eine zu markierende Linie nicht durchgehend ist, oder wenn sich der Markierungsabschnitt zwischen zwei Positionen bewegt, bei denen jeweils ein Zeichen auf der zu markierenden Oberfläche markiert werden soll; und
der Markierungsabschnittsbewegungsmechanismus den Markierungsabschnitt zu einer nächsten Position bewegt, die markiert werden soll, in den Richtungen in zwei Dimensionen.

8. Markierungsverfahren mit folgenden Schritten:
Markierung einer zu bearbeitenden Oberfläche eines zu markierenden Gegenstands durch Hin- und Herbewegung eines Markierungsabschnitts, dessen eines Ende in Schwingungen versetzt wird;
Verringerung des Drucks, der auf die zu bearbeitende Oberfläche einwirkt, um den Druck konstant zu halten, und Unterbrechung der Schwingungen des Endes des Markierungsabschnitts, wenn eine zu markierende Linie nicht durchgehend ist, oder wenn sich der Markierungsabschnitt zwischen zwei Positionen bewegt, bei denen jeweils ein Zeichen markiert werden soll, auf der zu markierenden Oberfläche; und
Bewegung des Markierungsabschnitts zu einer nächsten Position, die markiert werden soll, in Richtungen in zwei Dimensionen.

9. Markierungsgerät, welches aufweist:
einen Markierungsabschnittsbewegungsmechanismus zur Bewegung eines Markierungsabschnitts;
einen Hin- und Herbewegungsmechanismus zum Hin- und Herbewegen des Markierungsabschnitts;
eine Drucksteuerschaltung zum Steuern des Drucks, den der Markierungsabschnitt auf eine zu markierende Oberfläche ausübt; und
wobei dann, wenn der Markierungsabschnittsbewegungsmechanismus den Markierungsabschnitt bewegt, ohne die zu markierende Oberfläche zu markieren, der Hin- und Herbewegungsmechanismus die Hin- und Herbewegung des Markierungsabschnitts unterbricht, die Drucksteuerschaltung den Druck so verringert, daß die zu markierende Oberfläche kaum markiert wird, und der Markierungsabschnitt entlang der zu markierenden Oberfläche bewegt wird.

10. Markierungsverfahren mit folgenden Schritten:
Bewegung eines Markierungsabschnitts;
Hin- und Herbewegung des Markierungsabschnitts;
Steuern des Drucks, den der Markierungsabschnitt auf eine zu markierende Oberfläche ausübt; und
wobei dann, wenn der Markierungsabschnitt bewegt wird, ohne die zu markierende Oberfläche zu markieren, der Markierungsabschnitt die Hin- und Herbewegung unterbricht, der Druck verringert wird, so daß die zu markierende Oberfläche kaum markiert wird, und der Markierungsabschnitt entlang der zu markierenden Oberfläche bewegt wird.