BE1020375A5 - Werkwijze voor het aanbrengen van markeringen op een oppervlak. - Google Patents

Description

WERKWIJZE VOOR HET AANBRENGEN VAN MARKERINGEN OP EEN

OPPERVLAK

De uitvinding betreft een werkwijze voor het aanbrengen van markeringen op een oppervlak met behulp van een laser en minstens één spiegelkop waarbij -de markeringen een patroon vormen; -het patroon groter is dan het bereik van de spiegelkop; -het patroon opgesplitst wordt in deelpatronen; -er tussen het aanbrengen van markeringen in verschillende deelpatronen een relatieve verplaatsing is van de spiegelkop t.o.v. het oppervlak, en waarbij bij het aanbrengen van de markeringen in de deelpatronen er tussen de aanpalende deelpatronen overlappende zones voorzien worden en dat wanneer in een overlappende zone een aan te brengen markering doorloopt van een eerste deelpatroon naar een tweede deelpatroon, er in elk van deze deelpatronen een overlappingmarkering wordt aangebracht in deze overlappende zone waarbij minstens een deel van deze overlappingmarkeringen afwijkt van de volgens het patroon aan te brengen markering in de overlappende zone, zodanig dat de overlappingmarkering van het eerste deelpatroon de overlappingmarkering van het tweede deelpatroon kruist.

Het oppervlak waarop de markeringen worden aangebracht, kan onder andere volgende materialen omvatten: staal, aluminium, kunststof, glas, glaswol, papier of hout. Meer specifiek kan het hierbij gaan over vlakke producten, die bijvoorbeeld platen (van eindige lengte) kunnen zijn, of coils (materiaal dat afgewikkeld kan worden van een rol) of materiaal dat in een continu proces geproduceerd wordt en dus virtueel oneindig lang is, enz.

Er bestaan verschillende werkwijzen en verschillende machines om markeringen aan te brengen op een oppervlak met behulp van een laser. De aangebrachte markeringen zijn meestal lijnenpatronen. Vaak wordt een CNC-gestuurde lasermarkeermachine gebruikt. Deze CNC-gestuurde lasermarkeermachines zijn vooral handig bij vlakke producten met grote oppervlakken, waarop een groot patroon moet worden aangebracht, omdat het bereik van deze machines relatief groot is in vergelijking met andere lasermarkeermachines.

Bij CNC-gestuurde lasermarkeermachines wordt meestal een spiegelkop gebruikt om de snelheid van het markeren op te drijven. Een spiegelkop omvat twee kleine spiegeltjes die zeer snel kunnen worden aangestuurd. De laserstraal wordt door deze spiegeltjes afgebogen, passeert over een f-theta lens (die ervoor zorgt dat de focus gevormd wordt op een vlak oppervlak), waarna de laserstraal op de gewenste positie van het te markeren oppervlak valt. Bij het gebruik van een spiegelkop kan de laserstraal met hoge snelheden (grootteorde 6 à 8 m/s) over het te laseren oppervlak worden bewogen.

Met relatief grote patronen worden patronen verstaan met afmetingen die groter zijn dan het bereik van een typische spiegelkop. Het bereik van een spiegelkop is typisch kleiner dan of gelijk aan 250 mm op 250 mm hoewel er al spiegelkoppen bestaan met een bereik dat groter is dan of gelijk is aan 1,5 m op 1,5 m.

Het bereik van een spiegelkop is belangrijk omdat bij het lasermarkeren er meestal gebruik wordt gemaakt van een spiegelkop. Omdat het bereik van zo’n spiegelkop beperkt is, worden verschillende technieken toegepast in de industrie om een groot patroon aan te brengen op een oppervlak met behulp van een laser en minstens één spiegelkop.

Zo is er bijvoorbeeld een techniek die gebruik maakt van een spiegelkop en segmentering. Hierbij wordt het patroon opgedeeld in vakjes, segmenten, die allen binnen het bereik van de spiegelkop vallen. De spiegelkop wordt dan discontinu verplaatst tussen de segmenten: er wordt telkens één segment gemarkeerd, waarna de spiegelkop zich verplaatst naar het volgende segment om dit volgende segment te markeren. Het markeren zelf met behulp van de spiegelkop gebeurt snel. Er is echter steeds een overgang van het ene segment naar het andere segment waarbij er geen markering plaatsvindt. Deze overgangen tussen de segmenten zorgen ervoor dat het aanbrengen van markeringen lang duurt als het aan te brengen patroon groot is, want hoe groter het patroon is, hoe meer segmenten er zijn.

Een bijkomend nadeel bij deze techniek is dat er afwijkingen zijn in het patroon ter hoogte van de randen van de segmenten. Kleine positioneringfouten bij de relatieve beweging tussen de spiegelkop en het oppervlak, kleine positioneringfouten van de spiegels in de spiegelkop en/of optische afwijking van de spiegelkop,... kunnen ervoor zorgen dat de overlap tussen naburige segmenten niet perfect is.

Deze afwijkingen zijn vooral nadelig indien de toepassing elektrisch of elektronisch van aard is, bijvoorbeeld als men met een laser een elektrisch of elektronisch circuit of aanverwanten wil aanbrengen op een oppervlak.

Bij elektrische circuits wordt er bijvoorbeeld een elektrisch isolerende coating aangebracht op het oppervlak en deze coating wordt dan via lasers op bepaalde plaatsen weggelaserd zodat op de plaats van de markeringen er geen isolatie is. In ander gevallen kan er een elektrisch geleidende coating aangebracht worden op het oppervlak, waarna deze coating via lasers op bepaalde plaatsen weggelaserd wordt, zodat op de plaats van de markering een isolatie ontstaat tussen elektrisch geleidende velden. In beide gevallen kan het wenselijk zijn om de coating via een continu lijn weg te branden volgens een bepaald patroon. Indien een lijn die volgens het patroon als een ononderbroken lijn moet worden aangebracht, als een onderbroken lijn wordt aangebracht, zal mogelijks de beoogde functionaliteit van het elektrische circuit niet bereikt worden.

Bij elektrische circuits waar de coating geleidend is, kan er kortsluiting ontstaan. Als elektrische velden elektrisch gescheiden moeten zijn, door bijvoorbeeld een isolerende lijn die de velden van elkaar scheidt, dan is het van belang dat deze isolerende lijn effectief een continu lijn vormt, zo niet ontstaat kortsluiting tussen de elektrische velden i.p.v. elektrische scheiding.

Bij elektrische circuits waar de coating isolerend is en waar elektrische banen op elkaar moeten aansluiten is het belangrijk dat deze banen in werkelijkheid ook op elkaar aansluiten. Als ze door afwijkingen niet met elkaar verbonden zijn, treedt isolatie op tussen deze banen i.p.v. elektrisch contact, want door een onderbroken lijn kan de stroom niet lopen.

De werkwijzen beschreven in US 2009/231631 en US 2010/304526 vermijden dat de het aangebrachte patroon niet de gewenste functionaliteit heeft. Hierbij wordt het patroon opgedeeld in segmenten, die allen binnen het bereik van de spiegelkop vallen. Er is telkens een overlapping van de aanpalende segmenten en in het overlappinggebied wordt er gebruik gemaakt van haakvormige markeringen zodanig dat er connectie is in het overlappingsgebied van de aanpalende segmenten en zo de gewenste functionaliteit van het patroon behouden blijft. Door de vele segmenten en dus de vele overgangen tussen de segmenten kan het patroon niet snel worden aangebracht.

Om een groot patroon aan te brengen op een oppervlak kan er ook gewerkt worden met een spiegelkop met een groot bereik. Deze techniek is snel omdat men gebruik maakt van een spiegelkop en er geen overgang is tussen verschillende segmenten want er is geen segmentering meer nodig. Aan deze spiegelkoppen met groot bereik zijn ook meerdere nadelen verbonden. Een eerste nadeel is bijvoorbeeld dat de focusdiameter van de laserstraal sterk toeneemt. Aangezien de energiedensiteit kwadratisch afneemt met de focusdiameter, wordt ook snel een werkbare limiet bereikt. Een tweede nadeel is dat zo’n grote spiegelkoppen grotere afwijkingen vertonen: het lijnenpatroon kan niet perfect worden aangebracht waardoor er onnauwkeurigheden zijn. Hierdoor kan het zijn dat lijnen die normaalgezien continu moeten doorlopen, als onderbroken lijnen worden aangebracht. Een derde nadeel is dat het bereik nog altijd beperkt is, ook al is het bereik groter dan bij de spiegelkoppen met een typisch bereik.

Om de nadelen van een spiegelkop zoals bijvoorbeeld de optische fouten of de onnauwkeurigheid van spiegelkoppen met een groot bereik te vermijden kan er gewerkt worden zonder spiegelkop, bijvoorbeeld met een vaste optiek. De laserbron wordt door servo-assen bewogen in een X-richting en een Y-richting en kan eventueel een soort slangbeweging maken. Een voordeel hierbij is dat de optische fouten van de spiegelkop niet langer worden meegenomen. Een nadeel hierbij is dat de snelheden beperkt zijn omdat de laserbron zwaarder is dan een spiegelkop waardoor de laserbron trager beweegbaar is. Bovendien zijn er nog steeds positioneringfouten mogelijk bij de relatieve beweging tussen de laserbron en het oppervlak.

Om de snelheid van het aanbrengen van markeringen te verhogen en om fouten te vermijden aan de randen van segmenten bij segmentering en/of de onnauwkeurigheid van een spiegelkop met groot bereik te vermijden, kan er gebruik worden gemaakt van een spiegelkop met een typisch bereik en de zogenaamde servobeweging van de spiegelkop. De spiegelkop wordt dan continu bewogen over het oppervlak met behulp van een Servomotor. Doordat de laser hier continu kan werken, er geen herpositionering nodig is van de spiegelkop en er ook gebruik wordt gemaakt van een snelwerkende spiegelkop, verloopt het aanbrengen van markeringen veel sneller dan bij de techniek die werkt met segmentering of met vaste optiek. Er zijn minder afwijkingen in het lijnenpatroon, maar er zijn echter nog steeds optische fouten en positioneringfouten aanwezig bij deze techniek.

In elektrische circuits kan de aangebrachte markering handmatig worden gecorrigeerd. Als een lijn die doorlopend zou moeten zijn, onderbroken is aangebracht, worden de aparte delen van de lijn handmatig met elkaar verbonden door een correctie aan te brengen op het oppervlak. Het handmatig corrigeren van het aangebrachte lijnenpatroon is echter arbeidsintensief en tijdsrovend.

Het doel van deze uitvinding is dan ook om een groot patroon aan te brengen op een oppervlak met behulp van een laser zonder dat bovengenoemde nadelen zich voordoen.

Het doel van deze uitvinding wordt bereikt door te voorzien in een werkwijze voor het aanbrengen van markeringen op een oppervlak met behulp van een laser en minstens één spiegelkop waarbij -de markeringen een patroon vormen; -het patroon groter is dan het bereik van de spiegelkop; -het patroon opgesplitst wordt in deelpatronen; -er tussen het aanbrengen van markeringen in verschillende deelpatronen een relatieve verplaatsing is van de spiegelkop t.o.v. het oppervlak; waarbij bij het aanbrengen van de markeringen in de deelpatronen er tussen de aanpalende deelpatronen overlappende zones voorzien worden en wanneer in een overlappende zone een aan te brengen markering doorloopt van een eerste deelpatroon naar een tweede deelpatroon, er in elk van deze deelpatronen een overlappingmarkering wordt aangebracht in deze overlappende zone, waarbij minstens een deel van deze overlappingmarkeringen afwijkt van de volgens het patroon aan te brengen markering in de overlappende zone, zodanig dat de overlappingmarkering van het eerste deelpatroon de overlappingmarkering van het tweede deelpatroon kruist, waarbij bij het aanbrengen van markeringen in elk deelpatroon er een relatieve verplaatsing is van de spiegelkop t.o.v. het oppervlak in één richting en waarbij de maximale afstand van minstens één deelpatroon, in de genoemde richting van de relatieve verplaatsing van de spiegelkop t.o.v. het oppervlak, groter is dan het bereik van de spiegelkop in die richting.

Bij de randen van de deelpatronen kan het zijn dat de aangebrachte markering afwijkt van de gewenste markering volgens het patroon door positioneringfouten van de spiegels in de spiegelkop, door positioneringfouten tussen het oppervlak en de spiegelkop, door optische fouten in de spiegelkop,... waardoor een markering die bijvoorbeeld ononderbroken moet doorlopen van het ene deelpatroon naar het andere deelpatroon, onderbroken is. Indien het gewenst is dat een markering in het ene deelpatroon connectie maakt met de markering in het aanpalende deelpatroon en als deze connectie belangrijk is voor de functionaliteit van het patroon, dan kan een afwijking aan de rand van het deelpatroon zorgen dat de gewenste functionaliteit van het patroon niet aanwezig is.

Uit voorzorg wordt er daarvoor bij de werkwijze volgens de uitvinding gezorgd voor overlappende zones bij de deelpatronen en wordt in een overlappende zone een markering aangebracht die afwijkt van het patroon dat men wenst aan te brengen, indien de markering die men wenst aan te brengen in deze overlappende zone doorloopt van het ene deelpatroon naar het andere deelpatroon. In elk deelpatroon wordt dan in de overlappende zone een overlappingmarkering aangebracht, zodanig dat de overlappingmarkeringen elkaar kruisen in deze overlappende zone. Op deze manier is men zeker dat er connectie is, indien er connectie is gewenst, en komt de gewenste functionaliteit van het aangebrachte patroon niet in het gedrang.

Doordat er ook een relatieve verplaatsing is tijdens het aanbrengen van de markeringen in elk deelpatroon, kan het volledige patroon sneller worden aangebracht dan bij de reeds gekende uitvoeringsvormen omschreven in US 2009/231631 en US 2010/304526 waarbij elk deelpatroon een oppervlak heeft dat kleiner is dan of gelijk is aan het bereik van de spiegelkop en waarbij de spiegelkop stationair boven het oppervlak blijft bij het aanbrengen van de markeringen in één deelpatroon.

De snelheid van het aanbrengen van het patroon is in deze reeds gekende uitvoeringsvormen, waarbij de spiegelkop tijdens het aanbrengen van markeringen in elk deelpatroon stationair blijft boven het oppervlak, lager. Dit door het tijdsverlies bij de verplaatsing tussen de deelpatronen en de vele deelpatronen. Bij de overgang tussen elk deelpatroon moet de spiegelkop zich verplaatsen en zich herpositioneren. Tijdens de overgang vinden ook geen markeringen plaats.

De grootte, de vorm en de afmetingen van het deelpatroon worden onder andere bepaald door het volledige patroon dat moet worden aangebracht, het bereik van de spiegelkop en de manier van het aanbrengen van de markering. De deelpatronen hier kunnen afmetingen hebben die groter zijn dan het bereik van de spiegelkop, waardoor er minder deelpatronen nodig zijn. De overgang tussen de deelpatronen kan continu of discontinu verlopen.

Als de overgang discontinu gebeurt, is er een herpositionering van de spiegelkop bij de overgang tussen twee opeenvolgende deelpatronen en wordt er geen markering aangebracht tijdens de overgang tussen de twee opeenvolgende deelpatronen. Als de overgang tussen de deelpatronen continu gebeurt, kunnen er tijdens die overgang ook markeringen worden aangebracht.

Zelfs als de overgang discontinu verloopt, is er nog steeds tijdswinst ten opzichte van de reeds gekende uitvoeringsvormen. Er is nog tijdsverlies doordat er bij de verplaatsing van de spiegelkop tussen de deelpatronen er geen markering plaatsvindt en doordat de spiegelkop zich terug moet positioneren, maar omdat de deelpatronen groter kunnen zijn dan het bereik van de spiegelkop, zijn er minder deelpatronen nodig dan bij de reeds gekende uitvoeringsvormen, waardoor het tijdsverlies beperkt kan worden.

Bij voorkeur wordt bij het aanbrengen van de markeringen in het deelpatroon, als een doorlopende markering van het deelpatroon buiten het bereik van de spiegelkop valt, de doorlopende markering opgesplitst in één of meerdere deelmarkeringen die wel binnen het bereik van de spiegelkop vallen en wordt er tussen elke twee aanpalende deelmarkeringen van één doorlopende markering een overlappende grenszone voorzien waarbij in elke deelmarkering van de twee genoemde deelmarkeringen een grensmarkering wordt aangebracht in de genoemde overlappende grenszone en waarbij minstens een deel van de aangebrachte grensmarkeringen afwijkt van de volgens het patroon aan te brengen markering in de genoemde overlappende grenszone, zodanig dat de aanpalende grensmarkeringen elkaar kruisen in de genoemde overlappende grenszone. Aangezien een aan te brengen doorlopende markering (hiermee wordt bedoeld een ononderbroken markering) in het deelpatroon in één richting groter kan zijn dan het bereik van de spiegelkop in die richting kan het nodig zijn om die markering op te splitsen in deelmarkeringen. Op de plaatsen waar de splitsing gebeurt, kan het zijn dat er een afwijking is t.o.v. het gewenste patroon. Indien het gewenst is dat bijvoorbeeld een markering ononderbroken doorloopt, kan het zijn dat de markering onderbroken wordt aangebracht, waardoor er twee markeringen ontstaan die niet met elkaar verbonden zijn. Uit voorzorg wordt er met overlappende grenszones gewerkt en aangepaste markeringen, grensmarkeringen, zodanig dat als het gewenst is dat een markering doorloopt, er zeker connectie is tussen de deelmarkeringen ter hoogte van de overlappende grenszones.

In een specifieke uitvoeringsvorm blijft het genoemde oppervlak stationair tijdens het aanbrengen van markeringen op het oppervlak en voert de spiegelkop de verplaatsing uit.

In een andere uitvoeringsvorm blijft de genoemde spiegelkop stationair tijdens het aanbrengen van markeringen op het oppervlak en voert het oppervlak de verplaatsing uit.

De genoemde spiegelkop en het oppervlak kunnen uiteraard ook beide een verplaatsing uitvoeren tijdens het aanbrengen van de markeringen op het oppervlak, zodanig dat er een relatieve verplaatsing is van de spiegelkop t.o.v. het oppervlak.

Indien het oppervlak een verplaatsing uitvoert, kan het oppervlak onder de spiegelkop verplaatst worden via transportmiddelen.

Verder kunnen er bij een voorkeursdragende uitvoeringsvorm meerdere spiegelkoppen naast elkaar gepositioneerd zijn in een richting die nagenoeg dwars op de verplaatsing van het oppervlak staat, zodanig dat het bereik van de spiegelkoppen samen groter is dan of gelijk is aan de afmeting van het patroon in die genoemde richting. Op deze manier kan het patroon zeer snel worden aangebracht, doordat meerdere spiegelkoppen tegelijkertijd een groter oppervlak kunnen bewerken dan één spiegelkop. De spiegelkoppen kunnen via één bewegingsrichting een oppervlak bewerken. Bovendien wordt het ook mogelijk om in een continu proces, waarbij continu oppervlak onder de spiegelkoppen wordt aangebracht, te gaan markeren. Zo wordt het bijvoorbeeld ook mogelijk om coils (materiaal dat afgewikkeld kan worden van een rol) te markeren.

In een alternatieve uitvoeringsvorm kunnen meerdere spiegelkoppen naast elkaar gepositioneerd zijn in een richting die nagenoeg dwars op de verplaatsing van het oppervlak staat, waarbij het bereik van de spiegelkoppen kleiner is dan de afmeting van het patroon in die genoemde richting.

Bij voorkeur omvat de werkwijze volgende stappen: -Stap a: het patroon, dat men wenst aan te brengen op het oppervlak, wordt ingelezen in een dataverwerkende eenheid; -Stap b: de dataverwerkende eenheid deelt het patroon op in deelpatronen; -Stap c: de dataverwerkende eenheid voorziet de overlappende zones tussen aanpalende deelpatronen; -Stap d: de dataverwerkende eenheid bepaalt de overlappingmarkeringen;

De dataverwerkende eenheid kan op een snelle manier het patroon inlezen, het patroon opdelen, bepalen waar de overlappende zones komen, bepalen welke overlappingmarkeringen moeten worden aangebracht, enz. De opdeling van het patroon, het bepalen van de overlappende zones en de overlappingmarkeringen is ook afhankelijk van het aan te brengen patroon, op welke wijze het patroon wordt aangebracht, het bereik van de spiegelkop,... . Een dataverwerkende eenheid kan makkelijk rekening houden met verschillende parameters.

In alternatieve uitvoeringsvormen kunnen één of meerdere van de volgende genoemde stappen worden uitgevoerd door een operator i.p.v. een dataverwerkende eenheid: het opdelen van het patroon in deelpatronen, het voorzien van overlappende zones tussen aanpalende deelpatronen en het bepalen van de overlappingmarkeringen.

Het is ook mogelijk dat bijvoorbeeld het patroon wordt aangebracht op een conventionele manier en dat achteraf het patroon wordt opgedeeld in deelpatronen, de overlappende zones voorzien worden tussen de deelpatronen en de overlappingmarkeringen worden bepaald. Het is dan enkel nodig in de overlappende zones, het gedeelte van de overlappingmarkeringen dat afwijkt van de markeringen volgens het patroon, aan te brengen.

Verder wordt in een voorkeursdragende uitvoeringsvorm informatie die werd bepaald in stap a tot en met stap d, namelijk het ingelezen patroon, de bepaalde deelpatronen, de bepaalde overlappende zones en de bepaalde overlappingmarkeringen, doorgegeven door de dataverwerkende eenheid aan aanstuurmiddelen, die voorzien zijn om de laser en de spiegelkop aan te sturen in functie van de genoemde informatie die de dataverwerkende eenheid doorgeeft. Op deze manier wordt vermeden dat een deel handmatig moet gebeuren, waardoor de arbeidskosten en de tijd nodig om de markering aan te brengen vermindert. De laser en de spiegelkop kunnen op deze manier aangestuurd worden afhankelijk van de informatie die de dataverwerkende eenheid bepaalt. De aansturing van de laser en de spiegelkop is op deze manier ook afhankelijk van het aan te brengen patroon, de wijze waarop het patroon wordt aangebracht, het bereik van de spiegelkop,... omdat de dataverwerkende eenheid rekening houdt met deze parameters. In een alternatieve uitvoeringsvorm wordt de genoemde informatie doorgeven aan de genoemde aanstuurmiddelen door een operator.

Verder, indien er een relatieve beweging is tussen de spiegelkop en het oppervlak tijdens het aanbrengen van markeringen in een deelpatroon, kan de dataverwerkende eenheid de genoemde doorlopende markering in een deelpatroon opsplitsten in deelmarkeringen, kan de dataverwerkende eenheid voorzien in overlappende grenszones tussen de deelmarkeringen en kan de dataverwerkende eenheid de aan te brengen grensmarkeringen bepalen. Een dataverwerkende eenheid kan dit alles sneller. In alternatieve uitvoeringsvormen wordt het opsplitsen in deelmarkeringen en/of het voorzien in overlappende grenszones tussen de deelmarkeringen en/of het bepalen van de aan te brengen grensmarkeringen uitgevoerd door een operator.

Verder wordt bij voorkeur informatie die werd bepaald door de dataverwerkende eenheid, namelijk de deelmarkeringen, de overlappende grenszones en de grensmarkeringen, doorgegeven door de dataverwekende eenheid aan aanstuurmiddelen, die voorzien zijn om de laser en de spiegelkop aan te sturen in functie van de genoemde informatie die de dataverwerkende eenheid doorgeeft.

Op deze manier wordt vermeden dat een deel handmatig moet gebeuren, waardoor de arbeidskosten en de tijd nodig om de markering aan te brengen vermindert. De laser en de spiegelkop kunnen op deze manier aangestuurd worden afhankelijk van de informatie die de dataverwerkende eenheid bepaalt. In een alternatieve uitvoeringsvorm wordt de genoemde informatie doorgeven aan de genoemde aanstuurmiddelen door een operator.

In een voorkeursdragende uitvoeringsvorm is het genoemde patroon een lijnenpatroon. Het lijnenpatroon kan zowel rechte lijnen als gebogen lijnen omvatten of een combinatie van beiden.

Deze uitvinding wordt nu nader toegelicht aan de hand van de hierna volgende gedetailleerde beschrijving van voorkeurdragende uitvoeringsvormen van een werkwijze voor het aanbrengen van markeringen op een oppervlak met behulp van een laser en minstens één spiegelkop volgens deze uitvinding. De bedoeling van deze beschrijving is uitsluitend verduidelijkende voorbeelden te geven en om verdere voordelen en bijzonderheden van deze werkwijze aan te duiden, en kan dus geenszins geïnterpreteerd worden als een beperking van het toepassingsgebied van de uitvinding of van de in de conclusies opgeëiste octrooirechten.

In deze gedetailleerde beschrijving wordt door middel van referentiecijfers verwezen naar de hierbij gevoegde tekeningen, waarbij in figuur 1 een oppervlak wordt weergegeven waarop een patroon is aangebracht dat onderverdeeld is in 4 deelpatronen en waar ook de overlappende zones worden weergegeven; figuur 2 een oppervlak wordt weergegeven waarop een patroon is aangebracht, waar ook de onderverdeling van het patroon in deelpatronen is weergeven en waar ook de relatieve beweging tussen de spiegelkop en het oppervlak is weergegeven; figuur 3 een eerste uitvoeringsvorm van overlappingmarkeringen in een overlappende zone wordt weergegeven; figuur 4 een tweede uitvoeringsvorm van overlappingmarkeringen in een overlappende zone wordt weergegeven; figuur 5 een derde uitvoeringsvorm van overlappingmarkeringen in een overlappende zone wordt weergegeven; figuur 6 een vierde uitvoeringsvorm van overlappingmarkeringen in een overlappende zone wordt weergegeven; figuur 7 een vijfde uitvoeringsvorm van overlappingmarkeringen in een overlappende zone wordt weergegeven.

Deze werkwijze voor het aanbrengen van markeringen op een oppervlak (1) met behulp van een laser en minstens één spiegelkop is vooral geschikt indien er een elektrisch of een elektronisch circuit moet worden gerealiseerd op een vlak oppervlak (1). Dit omdat afwijkingen in zo’n circuit ervoor kunnen zorgen dat de gewenste functionaliteit niet aanwezig is. Bij elektrische circuits kan er bijvoorbeeld een isolerende coating aangebracht worden op het oppervlak (1) en deze coating kan dan via lasers op bepaalde plaatsen weggelaserd worden zodat op de plaats van de markeringen er geen isolatie is. In ander gevallen kan er een elektrisch geleidende coating aangebracht worden op het oppervlak (1), waarna deze coating via lasers op bepaalde plaatsen weggelaserd wordt, zodat op de plaats van de markering een isolatie ontstaat tussen elektrisch geleidende velden.

Bij elektrische of elektronische circuits is het aangebracht patroon (2) vaak een lijnenpatroon (2). De machine die gebruikt wordt om de markering aan te brengen kan een CNC-gestuurde lasermarkeermachine zijn. Het zou bijvoorbeeld ook een machine kunnen zijn die met behulp van elektrische motoren wordt aangestuurd maar niet over een CNC-sturing beschikt.

Er zijn verschillende manieren om markeringen aan te brengen op een oppervlak (1) met behulp van een laser. Zo kan men bijvoorbeeld via ‘laser ablatie’ een bepaalde coating wegdampen door middel van een laserstraal. Op zonnecellen kan men gebruik maken van ‘laser graveren’ om markeringen aan te brengen. Ander manieren om markeringen aan te brengen met behulp van een laser zijn onder andere ‘pulserende laser depositie (PLD)’, ‘laser structurering’,...

Bij de bestaande technieken waarbij er een patroon (2), met afmetingen groter dan het bereik van de spiegelkop, moet worden aangebracht op een vlak oppervlak (1), wordt het patroon (2) opgesplitst in deelpatronen (3, 3a, 3b). Echter er zijn vaak problemen bij de markeringen die zijn aangebracht aan de randen van de deelpatronen (3, 3a, 3b). Als het bijvoorbeeld gewenst is dat een lijnmarkering ononderbroken doorloopt van het ene deelpatroon (3, 3 a, 3b) naar het ander deelpatroon (3, 3a, 3b), dan kan een kleine afwijking aan de rand van minstens één deelpatroon (3, 3a, 3b) er al voor zorgen dat de lijn onderbroken is.

Als de lijn op zich een geleider moet vormen, bij een elektrisch circuit met een isolerende coating, dan kan de gewenste functionaliteit van het elektrisch circuit in het gedrang komen omdat door een onderbroken lijn geen stroom kan vloeien. Als de lijn op zich een isolator moet vormen tussen twee elektrische velden, bij een elektrisch circuit met geleidende coating, en als de lijn onderbroken is, dan kun je kortsluiting krijgen tussen de twee velden, waardoor ook de gewenste functionaliteit van het elektrisch circuit in het gedrang kan komen.

Om het voorgaande te voorkomen wordt bij de werkwijze volgens de uitvinding het patroon (2) ook opgesplitst in deelpatronen (3,3a, 3b) en is er tussen het aanbrengen van de deelpatronen (3, 3 a, 3b) ook een relatieve verplaatsing van de spiegelkop t.o.v. het oppervlak (1) zoals bij de bestaande werkwijzen. Het grote verschil bij de werkwijze volgens de uitvinding is dat bij het aanbrengen van de markeringen in de deelpatronen (3, 3a, 3b) er tussen de aanpalende deelpatronen (3, 3a, 3b) overlappende zones (4) voorzien worden en dat wanneer in een overlappende zone (4) een aan te brengen markering doorloopt van een eerste deelpatroon (3 a) naar een tweede deelpatroon (3b), er in elk van deze deelpatronen (3a, 3b) een overlappingmarkering (5a, 5b) wordt aangebracht in deze overlappende zone (4). Ten minste een deel van deze overlappingmarkeringen (5, 5a, 5b) wijken af van de volgens het patroon (2) aan te brengen markering in de overlappende zone (4) en de overlappingmarkering (5a) van het eerste deelpatroon (3 a) kruist de overlappingmarkering (5b) van het tweede deelpatroon (3b). Bij de werkwijze volgens de uitvinding is er ook een afwijking van het patroon (2) dat men wenst aan te brengen, maar de gewenste functionaliteit van het patroon (2) komt bij deze werkwijze niet in het gedrang.

In figuur 1 is weergegeven hoe een patroon (2) onderverdeeld kan worden in deelpatronen (3, 3a, 3b). De overlappende zones (4) zijn ook aangeduid. Het inlezen van het patroon (2) gebeurt met een dataverwerkende eenheid. Het onderverdelen in deelpatronen (3, 3a, 3b), het bepalen van de overlappende zones (4) en het bepalen van de overlappingmarkeringen (5, 5a, 5b) kan handmatig gebeuren door bijvoorbeeld een operator. Bij voorkeur worden voorgaande stappen echter door een dataverwerkende eenheid, zoals bijvoorbeeld een PC of PLC, bepaald, dit omdat een dataverwerkende eenheid sneller de deelpatronen (3, 3a, 3b), de overlappende zones (4) en de overlappingmarkeringen (5, 5a, 5b) kan bepalen, maar ook omdat een dataverwerkende eenheid makkelijk met verschillende parameters kan rekening houden. De dataverwerkende eenheid zal onder andere rekening houden met het gewenste patroon (2), het bereik van de spiegelkop, de manier van aanbrengen van de markeringen, ...

In figuur 1 is de onderverdeling bepaald voor het aanbrengen van de markeringen waarbij de spiegelkop stationair blijft boven het oppervlak (1) bij het aanbrengen van de markering in elk deelpatroon (3, 3a, 3b). Als één deelpatroon (3, 3a, 3b) is aangebracht, is er een relatieve verplaatsing van de spiegelkop ten opzichte van het oppervlak (1) en positioneert de spiegelkop zich boven een aanpalend deelpatroon (3, 3 a, 3b). Om te zorgen dat elk deelpatroon (3, 3 a, 3b) goed kan worden aangebracht, heeft elk deelpatroon (3, 3a, 3b) een oppervlak (1) dat kleiner is dan of gelijk is aan het bereik van de spiegelkop. In de overlappende zone (4) worden dan de overlappingmarkeringen (5, 5a, 5b) aangebracht zodanig dat de overlappingmarkeringen (5, 5a, 5b) van elk deelpatroon (3, 3a, 3b) in hun gemeenschappelijke overlappende zone (4) elkaar kruisen, indien het gewenst is dat een markering doorloopt van het ene deelpatroon (3, 3 a, 3b) naar het aanpalende deelpatroon (3, 3a, 3b). In figuur 1 was het gewenst om een doorlopende cirkelvormige markering aan te brengen. Om er zeker van te zijn de markering doorlopend is uitgevoerd, zijn in de overlappende zones (4) markeringen aangebracht die afwijken van het gewenste patroon (2).

In figuur 2 is er een relatieve verplaatsing tussen de spiegelkop en het oppervlak (1) in één richting bij het aanbrengen van markeringen in elk deelpatroon (3, 3a, 3b). De deelpatronen (3, 3a, 3b) zijn hier stroken (3, 3a, 3b). In figuur 2 staat de beweging van de spiegelkop ten opzichte van het oppervlak (1) afgebeeld. Hier blijft dus het oppervlak (1) stationair tijdens het aanbrengen van de markeringen en beweegt de spiegelkop. De spiegelkop beweegt van links naar rechts in de bovenste strook (3,3a, 3b), zakt dan een beetje, om de aanpalende strook (3, 3a, 3b) van rechts naar links te bewerken en zo verder. Dit totdat het volledige patroon (2) is aangebracht. De spiegelkop beweegt als het ware slangsgewijs boven het oppervlak (1). De beweging dient uiteraard niet noodzakelijk slangsgewijs te gebeuren. De beweging kan bijvoorbeeld in elke strook (3, 3 a, 3b) van links naar rechts, van rechts naar links, van boven naar onder, van onder naar boven,... verlopen. Afhankelijk van het patroon (2) dat moet worden aangebracht, kan de beweging al dan niet slangsgewijs gebeuren. Uiteraard is een combinatie van een slangsgewijze beweging tussen bepaalde stroken (3, 3a, 3b) en een beweging van links naar rechts of een beweging van rechts naar links,... tussen andere achtereenvolgende stroken (3, 3a, 3b) ook mogelijk.

De lengte van elke strook (3, 3a, 3b) is hier nagenoeg gelijk aan de afstand die de spiegelkop ten opzichte van het oppervlak (1) aflegt in één richting, vermeerderd met eenmaal het bereik van de spiegelkop in de bewegingsrichting van de spiegelkop tijdens het aanbrengen van de strook (3, 3a, 3b). De breedte is kleiner dan of gelijk aan het bereik van de spiegelkop in de richting die loodrecht staat op de richting van de spiegelkop tijdens het aanbrengen van de strook (3, 3a, 3b).

Tussen de aanpalende stroken (3, 3a, 3b) zijn overlappende zones (4) voorzien waarin overlappingmarkeringen (5, 5a, 5b) worden aangebracht. Omdat bij het aanbrengen van de strook (3, 3a, 3b) de spiegelkop beweegt en omdat de afmeting van de markering van elke strook (3, 3 a, 3b) groter is dan het bereik van de spiegelkop, wordt de markering die men wenst aan te brengen in elke strook (3, 3 a, 3b) in figuur 2 opgedeeld in deelmarkeringen (6), die wel binnen het bereik van de spiegelkop vallen en die apart worden aangebracht. Om te voorkomen dat de deelmarkeringen (6) niet op elkaar zouden aansluiten zoals hier gewenst is, wordt tussen elke twee aanpalende deelmarkeringen (6) een overlappende grenszone voorzien waarbij in elke deelmarkering (6) van de twee genoemde aanpalende deelmarkeringen (6) in de genoemde overlappende grenszone een grensmarkering (7) wordt aangebracht, waarbij minstens één grensmarkering (7) afwijkt van het gewenste patroon (2), zodanig dat de grensmarkeringen (7) elkaar kruisen in de genoemde overlappende grenszone zodat de markering niet onderbroken is.

Het bepalen van de overlappende zones (4), overlappende grenszones, deelpatronen (3, 3a, 3b), grensmarkeringen (7), de overlappingmarkeringen (5, 5a, 5b),... gebeurt bij voorkeur met een dataverwerkende eenheid, zoals bijvoorbeeld een PC of een PLC, die deze informatie dan doorgeeft naar aanstuurmiddelen zodat zo weinig mogelijk handmatig hoeft te gebeuren.

In figuur 2 beweegt de spiegelkop en blijft het oppervlak (1) stationair. Het omgekeerde is echter ook mogelijk of zowel de spiegelkop en het oppervlak (1) kunnen bewegen. De overgang tussen de deelpatronen (3, 3 a, 3b) kan continu of discontinu gebeuren.

In figuren 3 tot en met 7 worden verschillende uitvoeringsvormen van overlappingmarkeringen (5, 5a, 5b) weergegeven. In de overlappende grenszones kunnen deze uitvoeringsvormen ook gebruikt worden voor de grensmarkeringen (6). Uiteraard zijn hier niet alle mogelijke vormen weergegeven. In principe zijn alle overlappingmarkeringen (5, 5 a, 5b) mogelijk zolang dat de overlappingmarkeringen (5, 5a, 5b) de gewenste connectie tussen de markeringen van de deelpatronen (3, 3a, 3b) mogelijk maakt.

In figuur 3 is te zien dat in de overlappende zone (4) in het eerste deelpatroon (3 a), de overlappingmarkering (5a) niet gewoon rechtlijnig doorloopt zoals het gewenst is in het patroon (2), maar dat er een cirkel gevormd is op de rechte lijn, waarbij de rechte lijn aansluit op de markering in de niet-overlappende zone (8a) van het eerste deelpatroon (3a). De overlappingmarkering (5b) van het tweede deelpatroon (3b) is een rechte lijn (5b) die aansluit op de markering in de niet-overlappende zone (8b) van het tweede deelpatroon (3b). De cirkel van het eerste deelpatroon (3 a) kruist de rechte lijn (5b) van het tweede deelpatroon (3b).

In figuur 4 zijn de overlappingmarkeringen (5a, 5b) van beide deelpatronen (3 a, 3b) aangepast ten opzichte van het patroon (2) en zijn ze beide rechte lijnen (5a, 5b) die aansluiten op en een hoek maken met de markering van de niet-overlappende zones (8a, 8b). De rechte lijnen (5a, 5b) die aansluiten op en een hoek maken met de markering van de niet-overlappende zones (8a, 8b) kruisen elkaar.

In figuur 5 is de overlappingmarkering (5a) van het eerste deelpatroon (3 a) aangepast en is het een geknikte lijn (5a) die aansluit op de markering van de niet-overlappende zone (8a) van het eerste deelpatroon (3a). De overlappingmarkering (5b) van het tweede deelpatroon (3b) is een rechte lijn (5b) die aansluit op de markering in de niet-overlappende zone (8b) van het tweede deelpatroon (3b). De geknikte lijn (5a) uit het eerste deelpatroon (3a) en de rechte lijn (5b) uit het tweede deelpatroon (3b) kruisen elkaar.

In figuur 6 zijn de overlappingmarkeringen (5a, 5b) van beide deelpatronen (3 a, 3b) aangepast ten opzichte van het patroon (2) en zijn ze beide gebogen lijnen (5a, 5b) die aansluiten op de markering van de niet-overlappende zones (8a, 8b). De gebogen lijnen (5a, 5b) die aansluiten op de markering van de niet-overlappende zones (8a, 8b) kruisen elkaar.

In figuur 7 is de overlappingmarkering (5a) van het eerste deelpatroon (3a) aangepast en is het een niet-volledige cirkel (5a) die aansluit op de markering van de niet-overlappende zone (8a) van het eerste deelpatroon (3a). De overlappingmarkering (5b) van het tweede deelpatroon (3b) is een rechte lijn (5b) die aansluit op de markering in de niet-overlappende zone (8b) van het tweede deelpatroon (3b). De niet-volledige cirkel (5a) en de rechte lijn (5b) kruisen elkaar.

In deze gedetailleerde beschrijving en in de bijgevoegde figuren wordt er telkens gesproken over markeringen die worden aangebracht op een oppervlak (1) met behulp van een laser en minstens één spiegelkop, waarbij het gewenst is dat een markering ononderbroken doorloopt van een eerste deelpatroon (3 a) naar een tweede deelpatroon (3b).

Indien echter - de markeringen een patroon (2) vormen; -het patroon (2) groter is dan het bereik van de spiegelkop; -het patroon (2) opgesplitst wordt in deelpatronen (3, 3a, 3b); -er tussen het aanbrengen van markeringen van in verschillende deelpatronen (3, 3a, 3b) er een relatieve beweging is van de spiegelkop t.o.v. het oppervlak (1); -er overlappende zones (4) worden voorzien tussen de aanpalende deelpatronen (3, 3a, 3b); en als het gewenst is dat twee of meerdere markeringen niet connecteren in deze overlappende zones (4), kunnen markeringen zo worden aangepast zodanig dat ze afwijken van het gewenste patroon (2) en zodanig dat ze niet connecteren waardoor de gewenste functionaliteit van het patroon (2) wordt behouden. Op deze manier wordt vermeden dat er ongewenste afwijkingen zijn aan de randen van deelpatronen (3, 3a, 3b) waardoor markeringen die niet met elkaar mogen connecteren, toch connecteren.

Claims (12)

1. Werkwijze voor het aanbrengen van markeringen op een oppervlak (1) met behulp van een laser en minstens één spiegelkop waarbij -de markeringen een patroon (2) vormen; -het patroon (2) groter is dan het bereik van de spiegelkop; -het patroon (2) opgesplitst wordt in deelpatronen (3,3a, 3b); -er tussen het aanbrengen van markeringen in verschillende deelpatronen (3, 3a, 3b) een relatieve verplaatsing is van de spiegelkop t.o.v. het oppervlak (1); en waarbij bij het aanbrengen van de markeringen in de deelpatronen (3, 3 a, 3b) er tussen de aanpalende deelpatronen (3, 3a, 3b) overlappende zones (4) voorzien worden en dat wanneer in een overlappende zone (4) een aan te brengen markering doorloopt van een eerste deelpatroon (3 a) naar een tweede deelpatroon (3b), er in elk van deze deelpatronen (3 a, 3b) een overlappingmarkering (5, 5a, 5b) wordt aangebracht in deze overlappende zone (4) waarbij minstens een deel van deze overlappingmarkeringen (5, 5a, 5b) afwijkt van de volgens het patroon (2) aan te brengen markering in de overlappende zone (4), zodanig dat de overlappingmarkering (5a) van het eerste deelpatroon (3a) de overlappingmarkering (5b) van het tweede deelpatroon (3b) kruist, met het kenmerk dat bij het aanbrengen van markeringen in elk deelpatroon (3, 3a, 3b) er een relatieve verplaatsing is van de spiegelkop t.o.v. het oppervlak (1) in één richting en dat de maximale afstand van minstens één deelpatroon (3, 3a, 3b), in de genoemde richting van de relatieve verplaatsing van de spiegelkop t.o.v. het oppervlak (1), groter is dan het bereik van de spiegelkop in die richting.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat bij het aanbrengen van de markeringen in het deelpatroon (3, 3 a, 3b), als een doorlopende markering van het deelpatroon (3, 3a, 3b) buiten het bereik van de spiegelkop valt, de doorlopende markering opgesplitst wordt in één of meerdere deelmarkeringen (6) die wel binnen het bereik van de spiegelkop vallen en dat tussen elke twee aanpalende deelmarkeringen (6) van één doorlopende markering er een overlappende grenszone voorzien wordt waarbij in elke deelmarkering (6) van de twee genoemde deelmarkeringen (6) een grensmarkering (7) wordt aangebracht in de genoemde overlappende grenszone en waarbij minstens een deel van de aangebrachte grensmarkeringen (7) afwijkt van de volgens het patroon (2) aan te brengen markering in de genoemde overlappende grenszone, zodanig dat de aanpalende grensmarkeringen (7) elkaar kruisen in de genoemde overlappende grenszone.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat het genoemde oppervlak (1) stationair blijft tijdens het aanbrengen van markeringen op het oppervlak (1) en dat de spiegelkop de verplaatsing uitvoert.

4. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de genoemde spiegelkop stationair blijft tijdens het aanbrengen van markeringen op het oppervlak (1) en dat het oppervlak (1) de verplaatsing uitvoert.

5. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de genoemde spiegelkop en het oppervlak (1) een verplaatsing uitvoeren tijdens het aanbrengen van de markeringen op het oppervlak (1), zodanig dat er een relatieve verplaatsing is van de spiegelkop t.o.v. het oppervlak (1).

6. Werkwijze volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk dat het oppervlak (1) onder de spiegelkop verplaatst wordt via transportmiddelen.

7. Werkwijze volgens conclusie 4 en 6, met het kenmerk dat er meerdere Spiegelkoppen naast elkaar gepositioneerd zijn in een richting die nagenoeg dwars op de verplaatsing van het oppervlak (1) staat zodanig dat het bereik van de spiegelkoppen samen groter of gelijk is aan de afmeting van het patroon (2) in die genoemde richting.

8. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de werkwijze volgende stappen omvat: -Stap a: het patroon (2), dat men wenst aan te brengen op het oppervlak (1), wordt ingelezen in een dataverwerkende eenheid; -Stap b: de dataverwerkende eenheid deelt het patroon (2) op in deelpatronen (3, 3a, 3b); -Stap c: de dataverwerkende eenheid voorziet de overlappende zones (4) tussen aanpalende deelpatronen (3,3a, 3b); -Stap d: de dataverwerkende eenheid bepaalt de overlappingmarkeringen (5, 5a, 5b);

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk dat informatie die werd bepaald in stap a tot en met stap d, namelijk het ingelezen patroon (2), de bepaalde deelpatronen (3, 3 a, 3b), de bepaalde overlappende zones (4) en de bepaalde overlappingmarkeringen (5, 5a, 5b), wordt doorgegeven door de dataverwerkende eenheid aan aanstuurmiddelen, die voorzien zijn om de laser en de spiegelkop aan te sturen in functie van de genoemde informatie die de dataverwerkende eenheid doorgeeft.

10. Werkwijze volgens conclusie 2, 8 of 9, met het kenmerk dat de dataverwerkende eenheid de genoemde doorlopende markering van een deelpatroon (3, 3 a, 3b) opsplitst in deelmarkeringen (6), voorziet in overlappende grenszones tussen de deelmarkeringen (6) en dat de dataverwerkende eenheid de aan te brengen grensmarkeringen (7) bepaalt.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk dat informatie die werd bepaald door de dataverwerkende eenheid, namelijk de deelmarkeringen (6), de overlappende grenszones en de grensmarkeringen (7), wordt doorgegeven door de dataverwekende eenheid aan aanstuurmiddelen, die voorzien zijn om de laser en de spiegelkop aan te sturen in functie van de genoemde informatie die de dataverwerkende eenheid doorgeeft.

12. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het genoemde patroon (2) een lijnenpatroon (2) is.