Dispositivo de marcado para marcar un objeto con una luz de marcado con diferentes módulos de luz empleando diferentes tecnologías de marcado.
Un dispositivo de marcado para marcar un objeto (1) con luz de marcado,
que comprende
- una pluralidad de módulos de marcado (10) para emitir luz de marcado, y
- una unidad de base (20) a la que está conectada la pluralidad de módulos de marcado (10), en la que la unidad de base (20) comprende una unidad de control (25) para controlar la pluralidad de módulos de marcado (10),
que se caracteriza porque
la pluralidad de módulos de marcado (10) comprende al menos un primer módulo de marcado (10a) y un segundo módulo de marcado (10c) que emplean diferentes tecnologías de marcado para marcar un objeto (1) que comprende diferentes materiales, perteneciendo las diferentes tecnologías de marcado de los módulos de marcado (10) a un grupo que comprende: láseres de estado sólido, diodos láser, VCSEL (láseres de cavidad vertical y emisión superficial) y láseres de gas, tales como láseres de CO2, láseres de HeNe, láseres de CO, láser de argón, láseres de nitrógeno y láser de excímero, o diodos tales como LED (diodos emisores de luz) u OLED (diodos orgánicos emisores de luz), y
cada módulo de marcado (10a, 10b, 10c) está provisto de un dispositivo de escaneo para el posicionamiento del haz de luz respectivo sobre el objeto (1) y / o los módulos de marcado (10a, 10b, 10c) se pueden mover independientemente unos de los otros por un dispositivo de motor (60).
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11007178.
Solicitante: ALLTEC Angewandte Laserlicht Technologie Gesellschaft mit beschränkter Haftung.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: An der Trave 27-31 23923 Selmsdorf ALEMANIA.
Inventor/es: RYAN, DANIEL, J., ARMBRUSTER,KEVIN L, GILMARTIN,BRAD D, KUECKENDAHL,PETER J, RICHARD,BERNARD J.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- B23K26/00 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B23 MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO EN OTRO LUGAR. › B23K SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO O CHAPADO POR SOLDADURA O SOLDADURA SIN FUSION; CORTE POR CALENTAMIENTO LOCALIZADO, p. ej. CORTE CON SOPLETE; TRABAJO POR RAYOS LASER (fabricación de productos revestidos de metal por extrusión de metales B21C 23/22; realización de guarniciones o recubrimientos por moldeo B22D 19/08; moldeo por inmersión B22D 23/04; fabricación de capas compuestas por sinterización de polvos metálicos B22F 7/00; disposiciones sobre las máquinas para copiar o controlar B23Q; recubrimiento de metales o recubrimiento de materiales con metales, no previsto en otro lugar C23C; quemadores F23D). › Trabajo por rayos láser, p. ej. soldadura, corte o taladrado.
- B23K26/03 B23K […] › B23K 26/00 Trabajo por rayos láser, p. ej. soldadura, corte o taladrado. › Vigilancia, p. ej. monitorización, de las piezas.
- B23K26/06 B23K 26/00 […] › Determinación de la configuración del haz de rayos, p. ej. con ayuda de máscaras o de focos múltiples.
- B23K26/08 B23K 26/00 […] › Dispositivos que tiene un movimiento relativo entre el haz de rayos y la pieza.
- B23K26/36 B23K 26/00 […] › Retirada de material (B23K 26/55, B23K 26/57 tienen prioridad).
- H01S3/07 ELECTRICIDAD. › H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS. › H01S DISPOSITIVOS QUE UTILIZAN EL PROCESO DE AMPLIFICACION DE LUZ MEDIANTE EMISION ESTIMULADA DE RADIACIÓN [LASER] PARA AMPLIFICAR O GENERAR LUZ; DISPOSITIVOS QUE UTILIZAN EMISION ESTIMULADA DE RADIACION ELECTROMAGNETICA EN RANGOS DE ONDA DISTINTOS DEL ÓPTICO. › H01S 3/00 Láseres, es decir, dispositivos que utilizan la emisión estimulada de la radiación electromagnética en el rango de infrarrojos, visible o ultravioleta (láseres de semiconductores H01S 5/00). › consistentes en una pluralidad de partes, p. ej. segmentos (H01S 3/067 tiene prioridad).
PDF original: ES-2549507_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Dispositivo de marcado para marcar un objeto con una luz de marcado con diferentes módulos de luz empleando diferentes tecnologías de marcado La presente invención se refiere a un dispositivo de marcado para marcar un objeto con luz de marcado de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
Un dispositivo de marcado genérico para marcar un objeto con luz de marcado comprende una pluralidad de módulos de marcado para emitir luz de marcado, y una unidad de base a la que está conectada la pluralidad de módulos de marcado, en el que la unidad de base comprende una unidad de control para controlar la pluralidad de módulos de marcado.
Los dispositivos de marcado de este tipo se utilizan para una variedad de diferentes objetos, incluyendo el empaquetado, por ejemplo, de alimentos o bebidas, frutas o etiquetas. Las marcas también pueden producirse sobre píldoras o etiquetas para dispositivos postales. El material de estos objetos puede comprender, entre otros, plásticos, papel, metales, cerámicas, telas, materiales compuestos o tejidos orgánicos.
Los dispositivos de marcado conocidos están especializados para marcar uno o algunos de los objetos que se han enumerado más arriba. Los cambios en los objetos que van a ser marcados u objetos que comprenden diferentes materiales, por lo tanto, no se pueden marcar con un único dispositivo de marcado convencional.
Por medio del documento US 2001/0030983 A1 se conoce un dispositivo láser que comprende varios láseres semiconductores. Con una lente condensadora, los haces de láser emitidos son dirigidos sobre la misma área.
En el documento US 6.057.871 A, que es la base del preámbulo de la reivindicación 1, se describe un sistema de marcado que comprende una pluralidad de diodos láser. Puede haber tres diodos láser de diferentes colores para emitir luz que se puede mezclar para formar una variedad de otros colores.
La materia objeto del documento US 5.012.259 es un sistema de formación de imágenes con tres láseres de gas que emiten luz de diferentes longitudes de onda. Los haces de luz emitidos se combinan en una trayectoria de haces común. Otro aparato para la exposición de una capa fotosensible con haces de luz de diferentes longitudes de onda se describe en el documento US 6.141.030 A. En el documento US 2009/0245318 A1 se desvela un dispositivo láser con una pluralidad de láseres que están dispuestos unos junto a los otros.
Un objeto de la invención es proporcionar un dispositivo de marcado para marcar un objeto que está particularmente bien adaptado para una amplia variedad de aplicaciones.
Este objeto se resuelve con un dispositivo de marcado que tiene las características de la reivindicación 1.
Las realizaciones preferidas se indican en las reivindicaciones dependientes, así como en la descripción que sigue, en particular en relación con las figuras adjuntas.
De acuerdo con la invención, el dispositivo del tipo mencionado más arriba se caracteriza porque la pluralidad de módulos de marcado comprende al menos un primer módulo de marcado y un segundo módulo de marcado que emplean diferentes tecnologías de marcado.
Se puede considerar que una idea básica de la invención es proporcionar diferentes tecnologías de marcado en un dispositivo de marcado con una unidad de control común. Dependiendo del objeto a marcar, uno o varios módulos de marcado con la tecnología de marcado que sea la más adecuada se utilizan para el proceso de marcado.
Una ventaja fundamental se hace evidente si el objeto comprende diferentes materiales sobre los que se va a imprimir o grabar una marca. En ese caso, una pluralidad de módulos de marcado que emplean diferentes tecnologías de marcado se puede activar y utilizar simultáneamente. En comparación con los sistemas de la técnica anterior que requieren varios dispositivos de marcado diferentes para esta tarea, el dispositivo de marcado de la invención permite una configuración de ahorro de espacio que también requiere menos consumo de tiempo.
Los módulos de marcado que emplean diferentes tecnologías de marcado pueden ser entendidos como cualesquiera módulos de marcado que producen luz de marcado que varía en longitud de onda o en intensidad, es decir, potencia del haz.
En el dispositivo de marcado de la invención, las diferentes tecnologías de marcado de los módulos de marcado pertenecen a un grupo que comprende: láseres de estado sólido, diodos láser, VCSEL (láseres de cavidad vertical y emisión superficial) y láseres de gas, tales como láseres de CO2, láseres de HeNe, láseres de CO, láseres de argón, láseres de nitrógeno y láseres de excímero, o diodos tales como LED (diodos emisores de luz) u OLED (diodos orgánicos emisores de luz) . Por ejemplo, la tecnología de marcado del primer módulo de marcado puede estar constituida por láseres de gas, mientras que el segundo módulo de marcado emplea diodos láser. La luz emitida por los 2 10
diodos láser puede tener una longitud de onda de aproximadamente 1 m , mientras que los láseres de gas, por ejemplo, láseres de CO2 pueden emitir luz de aproximadamente 10 m . Además, las intensidades de haz de los diodos láser y de los láseres de gas pueden ser diferentes. Una amplia variedad de diferentes objetos puede ser marcados entonces con un único dispositivo de marcado. La pluralidad de dispositivos de marcado también puede comprender otros dispositivos de marcado con tecnologías de marcado que difieren otra vez de las de los módulos de marcado primero y segundo.
Además, las tecnologías de marcado de al menos dos módulos de marcado pueden diferir en que la luz de marcado emitida por estos módulos de marcado tiene diferentes regiones de longitud de onda. Esto es de particular ventaja en la producción de marcas en diferentes materiales del objeto. Preferiblemente, las regiones de longitud de onda diferentes no se superponen. En este sentido, dos módulos de marcado que comprenden cada uno al menos un láser de CO2 pueden considerarse que emplean diferentes tecnologías de marcado si éstos láseres de CO2 están adaptados o controlados por la unidad de control para emitir luz de diferentes longitudes de onda, por ejemplo, de 10, 6m y de 9, 3m o 10, 3m .
Los diferentes módulos de marcado pueden ser utilizados de manera especialmente flexible si el tamaño de los módulos de marcado respectivos se mantiene bajo. Con este fin, un módulo de marcado con láseres de gas comprende tubos resonadores que están apilados uno encima del otro. Para intensidades de haz elevadas, se requieren cavidades de láser largas. Estas se pueden proporcionar con ahorro de espacio disponiendo los tubos resonadores que contienen el gas láser del láser de gas en un semicírculo o círculo completo. Es decir, al menos un módulo de marcado emplea láseres de gas como tecnología de marcado y comprende tubos resonadores que rodean al menos parcialmente un área interior. En comparación con un láser constituido por un tubo resonador recto, esto proporciona una cavidad de láser particularmente larga mientras que la longitud total de una caja del módulo de marcado es comparativamente pequeña. La disposición de los tubos resonadores en un semicírculo o círculo completo puede comprender cualesquiera disposiciones en las que un área interior está rodeada al menos parcialmente por los tubos resonadores. En una disposición con ahorro de espacio preferida, la área interior acomoda los componentes electrónicos tales como circuitos de excitación para los electrodos del láser de gas, y / o componentes ópticos, en particular, un conjunto de medios de desviación o un dispositivo de escaneo, para redirigir los rayos láser emitidos. La refrigeración también se facilita en esta disposición. Los tubos resonadores que están opuestos al área interior están separados unos de los otros de tal manera que el calor se puede disipar fácilmente.
En una realización preferida de la invención, el número de módulos de marcado sustancialmente arbitrario, que es flexible, puede ser conectado a la unidad de base. Para permitir que la unidad de control controle estos módulos de marcado con independencia de sus tecnologías de marcado respectivas, se pueden utilizar dispositivos inteligentes que, o bien pueden ser acomodados en la unidad de base o en cada uno de los módulos de marcado. En el primer caso, la unidad de control puede comprender un chip inteligente que está adaptado para reconocer una tecnología de marcado de cualquier módulo de marcado conectado a la unidad de base para permitir que la unidad de control controle los módulos de marcado de diferentes tecnologías de marcado. Alternativamente, cada uno de la pluralidad de módulos de marcado comprende un chip inteligente que está... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un dispositivo de marcado para marcar un objeto (1) con luz de marcado, que comprende -una pluralidad de módulos de marcado (10) para emitir luz de marcado, y -una unidad de base (20) a la que está conectada la pluralidad de módulos de marcado (10) , en la que la 5 unidad de base (20) comprende una unidad de control (25) para controlar la pluralidad de módulos de marcado (10) , que se caracteriza porque la pluralidad de módulos de marcado (10) comprende al menos un primer módulo de marcado (10a) y un segundo módulo de marcado (10c) que emplean diferentes tecnologías de marcado para marcar un objeto (1) que comprende diferentes materiales, perteneciendo las diferentes tecnologías de marcado de los módulos de marcado (10) a un grupo que comprende: láseres de estado sólido, diodos láser, VCSEL (láseres de cavidad vertical y emisión superficial) y láseres de gas, tales como láseres de CO2, láseres de HeNe, láseres de CO, láser de argón, láseres de nitrógeno y láser de excímero, o diodos tales como LED (diodos emisores de luz) u OLED (diodos orgánicos emisores de luz) , y cada módulo de marcado (10a, 10b, 10c) está provisto de un dispositivo de escaneo para el posicionamiento del haz de luz respectivo sobre el objeto (1) y / o los módulos de marcado (10a, 10b, 10c) se pueden mover independientemente unos de los otros por un dispositivo de motor (60) .
2. El dispositivo de marcado de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque las tecnologías de marcado de al menos dos módulos de marcado (10a, 10c) difieren porque la luz de marcado emitida por estos módulos de marcado (10a, 10c) tienen diferentes regiones de longitud de onda, en particular para la producción de marcas en diferentes materiales del objeto (1) .
3. El dispositivo de marcado de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, que se caracteriza porque la unidad de control (25) comprende un chip inteligente (26) que está adaptado para reconocer una tecnología de marcado de cualquier módulo de marcado conectado a la unidad de base para permitir que la unidad de control (25) controle los módulos de marcado (10) de diferentes tecnologías de marcado.
4. El dispositivo de marcado de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, que se caracteriza porque cada uno de la pluralidad de módulos de marcado (10) comprende un chip inteligente (26) que está adaptado para comunicarse con la unidad de control (25) y permite a la unidad de control (25) controlar el módulo de marcado respectivo (10) con independencia de la tecnología de marcado empleada.
5. El dispositivo de marcado de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, que se caracteriza porque al menos uno de los módulos de marcado (10) comprende una pluralidad de elementos emisores de luz (11) y un conjunto de medios de desviación (8) , en particular al menos un medio de desviación por cada elemento emisor de luz (11) , para redisponer de forma individual cada haz de luz emitido por los elementos emisores de luz (11) .
6. El dispositivo de marcado de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, que se caracteriza porque para aumentar el número de puntos o líneas que pueden ser marcados de forma simultánea en el objeto (1) , al menos dos de los módulos de marcado (10) están dispuestos de manera que los haces de luz emitidos por estos módulos de marcado (10) inciden en áreas adyacentes del objeto (1) .
7. El dispositivo de marcado de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, 45 que se caracteriza porque 11
el conjunto de medios de desviación (8) es ajustable para variar una separación de haces de los haces de luz emitidos por los elementos emisores de luz (11) .
8. El dispositivo de marcado de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, que se caracteriza porque al menos un módulo de marcado (10) comprende una pluralidad de elementos emisores de luz (11) y un dispositivo de escaneado (9) , en particular dos escáneres galvanómetros, para posicionar los haces de luz emitidos por la pluralidad de elementos emisores de luz (11) sobre el objeto (1) .
9. El dispositivo de marcado de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, que se caracteriza porque al menos un módulo de marcado (10) emplea láseres de gas como tecnología de marcado y comprende tubos resonadores (12) , que al menos rodean parcialmente un área interior (5) , y los componentes electrónicos y / o componentes ópticos, en particular, el conjunto de medios de desviación (8)
o el dispositivo de escaneo (9) , están dispuestos en el área interior (5) .
10. El dispositivo de marcado de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, que se caracteriza porque se proporciona un sensor óptico (70) con una resolución espacial para la detección de una posición relativa entre el objeto (1) y el dispositivo de marcado (100) , y la unidad de control (25) está adaptada para posicionar los haces de luz emitidos por los módulos de marcado (10 ) sobre el objeto (1) de acuerdo con la información de detección del sensor óptico (70) .
11. El dispositivo de marcado de acuerdo con la reivindicación 10, que se caracteriza porque la unidad de control (25) está adaptada para seleccionar y activar al menos un módulo de marcado (10) de la pluralidad de módulos de marcado (10) de diferentes tecnologías de marcado en base a la información de detección del sensor óptico (70) .
12. El dispositivo de marcado de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, que se caracteriza porque se proporciona un detector de luz (75) para detectar las marcas producidas en el objeto (1) , y la unidad de control (25) está adaptada para comprobar si las marcas producidas en el objeto (1) son correctas en base a las señales de detección del detector de luz (75) .
13. El dispositivo de marcado de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, que se caracteriza porque para variar la separación del haz en una dirección (3) perpendicular a una dirección del movimiento del objeto (2) , la unidad de control (25) está adaptada para inclinar cada uno de los módulos de marcado (10) de forma individual, de manera que una agrupación de haces de luz emitidos por el módulo de marcado respectivo (10)
está inclinada con relación a la dirección del movimiento del objeto (2) .
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