CN101535195A - 半透明或透明物体的热烙标记的方法和装备 - Google Patents

半透明或透明物体的热烙标记的方法和装备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种在形成机器(3)的出口标记透明或者半透明物体的装备，这些物体连续地在标记站(7)的前方水平运动，该标记站包括产生激光束的设备(9)，从而确保对所述物体进行标记。根据本发明，该装备包括：沿着横向于所述物体的运动方向(D)的至少一个方向确定每一物体位置的装置(13)，这些装置(13)相对于运动方向位于标记站的上游，沿着相对于运动方向(D)的横向方向移动所述激光束的聚焦平面的装置，驱动所述移动装置的装置(21)，其连接于所述确定装置(13)，从而使得根据将被标记的每一物体的位置对所述激光束的聚焦平面进行调整成为可能，以优化通过激光束对所述物体进行的标记。

Description

半透明或透明物体的热烙标记的方法和装备
技术领域
本发明涉及在高温下标记半透明或者透明物体的技术领域。
背景技术
本发明的目标更加精确地涉及以较快的生产率对中空物体进行热烙标记(hot marking)，例如离开制造或者形成机器的玻璃瓶或者烧瓶。
在优选的玻璃物体的生产领域中，已知的是，为了时间印记(time-stamping)的目的来保证生产的可跟踪性，在所述形成机器的出口或者在所述生产方法的冷处理部分中使用标记系统。
传统地，形成机器由不同的腔组成，每一个腔配备有一个铸模，在所述铸模中所述物体在高温下呈现出其最终的外形。离开所述形成机器时，所述物体在运输机上以直线进行运输，该运输机致使所述物体连续地在各个处理站(例如，喷涂处理和退火处理)的前方通过。
在所述物体离开所述形成机器之后尽快对其进行标记将会是有意义的，从而不会避开在缺陷检测中的任何时间变化，这些缺陷在物体或者可跟踪性错误的积累之后出现。
在现有技术中，若干方案致力于在物体离开形成机器后在高温下对其进行标记。例如专利US 4 870 922说明了一种标记机器，该标记机器通过流体的受控喷涂而进行标记。标记头沿着运输机排列，该运输机将所述物体从所述形成机器运输出来。实际上，以编码或者标记的形式而留在表面上的流体被证明在玻璃物品的处理、填充或者清洗操作的过程中会变差或者甚至消除，这些处理、填充或者清洗操作是玻璃制造方法中所固有的。
为了解决关于编码或者标记对于时间的抗性的问题，特别地从文件JP 09 128 578所知，使用一种激光标记系统，该系统通过玻璃的烧蚀或者熔化而将标记或者编码印制在物品的表面上。这种技术的优点在于，所述编码是不可消除的并且对于玻璃生产方法中所固有的处理、填充或者清洗操作表现出强大的抗性。
还已知这种激光标记技术用于玻璃物体的制造方法的冷处理部分中。例如，文件EP 0 495 647说明了适于计算所述物体的运动速度从而保证所述物体的相应的标记的一种装备。相似地，文件WO2004/000749和US 2003/052100在在物体上进行标记操作之前，根据物体的运动方向探测该发明的物体的位置。
然而，这些激光标记技术具有的缺点是，它们不能够提供玻璃的可靠有效的烧蚀或者熔化。已经确定的是，考虑到所述物体并不总是位于所述激光的聚焦平面内这一事实，所述激光不具有足够的能量将玻璃熔化。
能够设想的是，使用机构使得离开形成铸模的物体排成一行，以使得物体在运输机上位于直线上，因为当离开形成机器的时候，所述物体会发生滑动且绝对不会理想地排成一行。使用引导装置将物体排成一行可导致缺陷的发生，这些缺陷是在所述玻璃物体在运输机上减速的时候由于与引导装置的接触或者由于玻璃物体之间发生接触而引起的。当这些物体处于高温中时，因为高温的玻璃仍能够发生变形，所以这些接触引起缺陷。
发明内容
因此，本发明的目标在于克服现有技术的缺点，通过提出一种装备，该装备适于保证离开形成机器的物体的高效的激光标记，同时避免了在所述物体到所述标记站为止的运输过程中所述物体变差的风险。
为了实现这个目的，本发明的目标是一种标记离开形成机器的透明或者半透明物体的装备，这些物体连续地在标记站的前方直线运动，其包括：
-产生激光束的设备，从而确保对所述物体进行标记，
-在横向于所述物体的运动方向的至少一个方向上确定每一物体位置的装置，这些装置相对于运动方向位于标记站的上游，
-在相对于运动方向的横向方向上移动所述激光束的聚焦平面的装置，
-引导所述移动装置的装置，连接于所述确定装置，其根据将被标记的每一物体的位置使得所述激光束的聚焦平面能够进行调整，以优化通过激光束对所述物体进行的标记。
使用所述装备，能够避免在所述形成机器的出口处使用任何定位机构，同时优化激光标记方法。
现有技术的另一缺点在于，标记操作不允许在每一物体上的铸模数字的可靠编码，其原因例如由于积累或损坏而导致的可跟踪性的错误。
因此，本发明着手克服这个缺点，通过提出一种用于在每一物体上进行可靠标记的技术，所标记的为涉及所述每一物体的形成腔的数据。
为了实现这个目的，本装备包括与形成机器同步的装置，连接于所述标记站，从而将标记施加至每一物体，其给出了涉及每一物体的形成腔的至少一个数据项目。
根据实施例的一个实例，所述标记站将标记施加至每一物体，给出了关于铸模号或者起源形成腔的至少一个数据项目。
根据实施例的另一实例，所述标记站在每一物体上产生标记，给出了关于所述物体的形成时间的至少一个时间信息。
根据实施例的另一实例，所述标记站在每一物体上产生标记，给出了关于形成机器、生产线和/或生产车间的信息的至少一个项目。
根据实施例的另一实例，所述标记站在每一物体上产生标记，给出了对于每一物体的唯一识别信息。
例如，确定所述物体的位置的装置为光学装置。
本发明的另外的目的是提出在形成机器的出口使用激光束的一种标记方法，以标记连续地在标记站的前方直线运动的透明的或半透明的物体。该方法包括下述步骤：
-在所述物体被标记之前，在横向所述物体的运动方向的至少一个方向上确定每一物体的位置，
-在相对于这些将被标记的物体的位置的横向方向上移动所述激光束的聚焦平面，从而优化在所述激光束的前方运动的物体的接下来的标记操作，
-通过所述激光束在每一物体上产生标记，该激光束的聚焦平面已经进行光学定位以确保标记。
根据实施例的一个有利的特征，所述方法包括基于下述的数据项目中的至少一项在每一物体上产生标记：铸模号或起源腔、形成机器、生产线、生产车间、制造日期。
根据实施例的一个优选特征，所述方法包括在每一物体上产生标记，给出了对于每一物体的唯一识别信息。
有利地，所述方法包括基于下述的数据项目中的至少一项在每一物体上产生标记：铸模号或起源腔、形成机器、生产线、生产车间、制造日期。
例如，所述方法包括在每一物体上生产编码标记。
各个其它的特征将通过以下参考附图的说明变得明确，所述附图作为非限定性的实例，显示了本发明目的的实施例的形式。
附图说明
图1为显示了根据本发明的标记装备的实施例的实例的原理图。
图2和图3分别为显示了根据本发明的装备的特征的俯视图和立体图。
具体实施方式
本发明的目的涉及一种装备1，其用于物体2的热烙标记或者蚀刻，例如物体2为透明的或者半透明的中空物体，例如玻璃瓶或者烧瓶。
所述装备1的位置保证了离开制造或形成机器3的物体2的标记，因此每一物体处于高温之中。传统的形成机器3包括一系列的腔4，每一个腔保证物体2的形成。已知地，刚刚由机器3所形成的所述物体2在输出运输机5上形成一行，从而物体2在运输机5上形成一行。因此，物体2一个接一个地在方向x的运动方向D上被运输到不同的处理站。因此，所述物体在由轴线x、y所限定的平面内运动。
根据本发明，用于热烙标记物体2的装备1包括标记站7，其位于尽可能接近形成机器3的出口的位置上。因此，所述标记站位于在运输机5的运输线上的尽可能接近所述形成机器3的位置上，因此运输机5保证高温物体2在运动方向D上在标记站7的前方连续地运动。
标记站7包括产生激光束11的设备9。所述激光设备9未进行更加详细地说明，其对于本领域技术人员来说是公知的。
根据更加特别地在图2和图3中说明的本发明的有利的特征，该设备9包括移动激光束11的聚焦平面P的装置12。换言之，所述激光设备9包括完成光学校正的装置，从而在横向于所述物体的运动方向D的方向上移动所述激光的工作平面P的位置，所述方向在图示的实例中即垂直于由轴线x、y所限定的平面的方向。例如，所述作为移动装置12的激光设备12包括具有受到引导的运动的机动光学系统。
在图示的实例中，激光束11的方向基本上垂直于所述运输方向D，即垂直于由轴线x、y所限定的平面的方向。显然，能够预期的是所述激光束11具有不同于垂直方向的横向方向，例如与所述运输方向D成一定角度。无论如何，装置12都保证激光束11的聚焦平面P在相对于运输方向D的横向方向z上的运动，即在穿过该运输方向D的方向z上。
所述装备1还包括装置13，以确定每一物体2在横向于所述物体的运动方向D的至少一个方向z上的位置。换言之，这些装置13能够探测所述物体相对于该物体的运动方向D的横向变化。因此，所述装置13能够确定相对于激光设备9沿着每一物体2的轴线z的位置。
根据本发明的目的的一个特征，这些确定装置13位于相对于运动方向的标记站的上游。在图2和图3所示的实例中，确定装置13包括直线型红外摄像机，其在运输机5的一侧布置在提升的水平位置上，从而其能够测量运输机上的物体的深度位置。该摄像机对形成后仍然处于高温中的物体2上发出的红外辐射反应灵敏。该摄像机被布置在相对于所述运输机提高的位置上，从而形成相对于水平线的不为零度的角。另外，所述摄像机的区域位于垂直于所述物体的运动方向D的位置上。当所述物体2沿着轴线z在运输机5上变化的时候，它们的位置在摄像机的区域中改变。作为对于由物体2所发出的红外辐射的反应，摄像机13产生输出信号(例如视频信号)。
所述摄像机13被连接于控制单元16，该控制单元16处理由所述摄像机传递的输出信号。由所述摄像机所取得的影像在处理步骤中由所述单元进行分析以确定所述物体2的位置，例如通过三角测量。显然，所述控制和处理单元16适于当物体2进入其可视区域中时引导所述摄像机的机能，从而所述摄像机取得高速运动的每一物体2的图像。
装备1还包括装置21，其用于引导移动激光设备9的移动装置12。这些引导装置21被连接于确定所述物体的位置的装置，即处理来自所述摄像机的输出信号的控制单元。因此，这些引导装置21使得所述激光束的平面P能够相对于将被标记的物体的位置而聚焦，从而所述激光束能够在物体在所述设备9的前方通过时保证物体的适当标记。
根据本发明的装备1的机能直接地由上述说明得到。当物体2在摄像机13的前方通过的时候，物体2被探测且它们沿着轴线z在运输机上的位置被测量出来。在所述物体已经在所述摄像机前方通过之后且在其在所述激光设备9的前方通过之前，在所述运输机上的该物体的位置的测量被传给引导装置21，该引导装置21计算需要被施加到所述激光上的任何光学校正，并且随后将所述机动光学系统引导至激光设备9的内部。因此，在所述物体在激光设备9的前方通过之前，所述激光束的聚焦或者工作平面P被调整到所述物体的位置。所述移动装置12使得激光设备9在一个平面中运行，所述激光束在该平面中具有足够的能量，从而在物体2被标记的时候实现物体2上的物质的熔化或烧蚀。因此，移动装置12移动所述激光束的聚焦平面P，从而实现所述物体的优化标记。
因此意识到，本发明的方法包括一个在所述物体被标记之前的步骤，该步骤确定在横向于所述物体的运动方向D的方向z上的物体的位置；本发明的方法还包括一个步骤，该步骤相对于将被标记的物体的位置调整激光束11的聚焦平面P，从而，随后，所述激光束能够保证在所述在激光束11前方通过的物体上的标记操作。因此，所述标记操作通过激光束11获得保证，该激光束11的聚焦平面P的位置已经提前被优化，从而保证对所述物体的标记。注意，这个过程是对于在所述标记站7的前方运动的每一个物体而完成的。显然，在两个连续的物体在所述运输机上占据相同的横向位置的情况下，调整所述聚焦平面P的步骤是可选的。
因此，为了获得足够的激光强度以实现标记操作，本发明的目的是着手直接作用于激光设备9的光学部分，从而使得激光束的聚焦或者工作平面P通过在运输机5上的物体2的位置而受到控制。显然，可以提供的是，沿着轴线z移动激光设备9。
显然，能够使用各种其它的方法测量在所述运输机上的所述物体的位置。例如，能够使用测量传感器和所述物体的表面之间的直接距离的超声波、雷达、电容性或者电感性系统。随着物体2在运输机上向前运动而变化以及在物体2在运输机上向前运动时变化的测量被传到处理单元。另一技术包括使用摄像机和光源。在该技术中，每一物体在其通过所述光源的前方时产生反差(contrast)。在所述摄像机的区域中的物体的位置被分析并且被用于测量沿着轴线z的在所述运输机上的所述物体的位置。另一方法包括使用激光发射机和接受机，其通过三角测量能够测量出所述传感器和所述物体的表面之间的直接距离。
根据本发明的目的的另一有利的特征，所述装备1包括在控制单元21和形成机器1之间的同步装置25，从而，对于在标记站之前通过的每一物体2，可知每一物体从哪一腔中得到。因此，物体2的位置测量和存在探测与形成机器1同步。换言之，对于每一腔，评估从该腔得到的物体2在运输机上的位置。所述装备能够使激光设备9与形成机器3同步，能够考虑在每一物体上生产标记，给出涉及起源形成腔的至少一个数据项目。因此，例如，可以准备标记铸模的标号或者起源形成腔的标号。
注意，标记站7能够在每一物体2上产生标记，举例来说，给出了关于形成机器的信息，或者关于生产线和/或生产车间的信息。
有利地，标记站7在每一物体2上产生标记，给出了关于所述物体的形成时间的至少一个时间信息。例如，标记站7能够保证使用数据项目的时间印记，例如制造日期、以小时、分、秒表示的制造时间。
根据实施例的另一有利的特征，标记站7在每一物体2上产生标记，该标记给出了对于每一物体的唯一的识别信息。换言之，每一物体2具有与其它物体所具有的其它编码或标记不同的编码或标记。这个唯一的识别信息编码可有利地从其它以下数据项目中的任一个获得：制造的日期、小时、分钟、秒、模具或腔标号、形成机器的参考标记、生产线的参考标记、生产车间的参考标记等等。
注意，每一标记能够使用文字数字产生或者使用具体的编码产生，该编码是直接清晰易读的或者是加密的。例如，标记能够以有助于自动重读(automatic rereading)操作的数据矩阵编码的形式应用。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1、一种标记离开形成机器(3)的透明或者半透明物体的装备，这些物体连续地在标记站(7)的前方直线运动，该标记站包括产生激光束(11)的设备(9)，从而确保对所述物体进行标记，其特征在于，其包括：
-在横向于所述物体的运动方向(D)的至少一个方向(z)上确定每一物体位置的装置(13)，这些装置(13)相对于运动方向位于标记站的上游，
-在相对于运动方向(D)的横向方向(z)上移动所述激光束的聚焦平面(P)的装置(12)，
-引导所述移动装置(12)的装置(21)，连接于所述确定装置，其根据将被标记的每一物体的位置使得所述激光束的聚焦平面(P)能够进行调整，以优化通过激光束(11)对所述物体进行的标记。
2、如权利要求1所述的装备，其特征在于，其包括与形成机器(3)同步的装置(25)，连接于所述标记站(7)，从而获得每一物体上的标记，给出了涉及每一物体的形成腔的信息的至少一个项目。
3、如权利要求1或2所述的装备，其特征在于，其包括与形成机器(3)同步的装置(25)，连接于所述标记站(7)，从而标记站(7)在每一物体上产生标记，给出了关于铸模号或者起源形成腔的信息的至少一个项目。
4、如权利要求1至3任一项所述的装备，其特征在于，其包括与形成机器(3)同步的装置(25)，连接于所述标记站(7)，从而标记站(7)在每一物体上产生标记，给出了关于所述物体的形成时间的至少一个时间信息。
5、如权利要求1至4任一项所述的装备，其特征在于，其包括与形成机器(3)同步的装置(25)，连接于所述标记站(7)，从而标记站(7)在每一物体上产生标记，给出了关于形成机器、生产线和/或生产车间的信息的至少一个项目。
6、如权利要求1至5任一项所述的装备，其特征在于，其包括与形成机器(3)同步的装置(25)，连接于所述标记站(7)，从而标记站(7)在每一物体上产生标记，给出了对于每一物体的唯一识别信息。
7、如权利要求1所述的装备，其特征在于，确定所述物体的位置的装置(13)为光学装置。
8、一种标记方法，在形成机器(3)的出口使用激光束(11)以标记连续地在标记站(7)的前方直线运动的透明的和/或半透明的物体(2)，其特征在于，其包括下述步骤：
-在所述物体被标记之前，在横向于所述物体的运动方向(D)的至少一个方向(z)上确定每一物体的位置，
-在相对于这些将被标记的物体的位置的横向方向(z)上移动所述激光束的聚焦平面(P)，从而优化在所述激光束的前方运动的物体的接下来的标记操作，
-通过所述激光束(11)在每一物体上产生标记，该激光束的聚焦平面已经进行光学定位以确保标记。
9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，其包括使所述标记站(7)与形成所述物体的机器(3)同步，从而在每一物体上获得标记，给出了关于每一物体的形成腔的信息的至少一个项目。
10、如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，其包括使所述标记站(7)与形成所述物体的机器(3)同步，从而在每一物体上产生标记，给出了对于每一物体的唯一识别信息。
11、如权利要求8至10任一项所述的方法，其特征在于，其包括使所述标记站(7)与形成所述物体的机器(3)同步，从而基于以下数据项目中的至少一项在每一物体上获得标记：铸模号或起源腔、形成机器、生产线、生产车间、制造日期。
12、如权利要求8至11任一项所述的方法，其特征在于，其包括在每一物体上生产编码标记。
13、一种在形成机器(3)的出口标记透明或者半透明物体的装备，所述物体连续地在标记站(7)的前方直线运动，该标记站包括产生激光束(11)的设备(9)，从而确保对所述物体的标记，其特征在于，其包括与形成机器(3)同步的装置(25)，连接于所述标记站(7)，从而标记站(7)在每一物体上产生标记，给出了从关于铸模号和/或起源形成腔的至少一个数据项目获得的对于每一物体的唯一识别信息。
14、如权利要求13所述的装备，其特征在于，其包括与形成机器(3)同步的装置(25)，连接于所述标记站(7)，从而标记站(7)在每一物体上产生标记，给出了关于所述物体的形成时间的至少一个时间信息。
15、如权利要求13或14所述的装备，其特征在于，其包括与形成机器(3)同步的装置(52)，连接于所述标记站(7)，从而标记站(7)在每一物体上产生标记，给出了关于形成机器、生产线和/或生产车间的信息的至少一个项目。
16、一种方法，在形成机器(3)的出口使用激光束(11)以标记连续地在标记站(7)的前方直线运动的透明的或半透明的物体(2)，其特征在于，其包括使所述标记站(7)与形成所述物体的机器(3)同步，从而在每一物体上产生标记，给出了从关于每一物体的铸模号和/或形成腔的至少一个数据项目获得的对于每一物体的唯一识别信息。
17、如权利要求16所述的方法，其特征在于，其包括使所述标记站(7)与形成所述物体的机器(3)同步，从而从以下数据项目中的至少一项在每一物体上产生标记：铸模号或起源腔的号、形成机器、生产线、生产车间、制造日期。
18、如权利要求16或17所述的方法，其特征在于，其包括在每一物体上生产编码标记。

Claims (12)

1、一种标记离开形成机器(3)的透明或者半透明物体的装备，这些物体连续地在标记站(7)的前方直线运动，该标记站包括产生激光束(11)的设备(9)，从而确保对所述物体进行标记，其特征在于，其包括：
-在横向于所述物体的运动方向(D)的至少一个方向(z)上确定每一物体位置的装置(13)，这些装置(13)相对于运动方向位于标记站的上游，
-在相对于运动方向(D)的横向方向(z)上移动所述激光束的聚焦平面(P)的装置(12)，
-引导所述移动装置(12)的装置(21)，连接于所述确定装置，其根据将被标记的每一物体的位置使得所述激光束的聚焦平面(P)能够进行调整，以优化通过激光束(11)对所述物体进行的标记。
2、如权利要求1所述的装备，其特征在于，其包括与形成机器(3)同步的装置(25)，连接于所述标记站(7)，从而获得每一物体上的标记，给出了涉及每一物体的形成腔的信息的至少一个项目。
3、如权利要求1或2所述的装备，其特征在于，其包括与形成机器(3)同步的装置(25)，连接于所述标记站(7)，从而标记站(7)在每一物体上产生标记，给出了关于铸模号或者起源形成腔的信息的至少一个项目。
4、如权利要求1至3任一项所述的装备，其特征在于，其包括与形成机器(3)同步的装置(25)，连接于所述标记站(7)，从而标记站(7)在每一物体上产生标记，给出了关于所述物体的形成时间的至少一个时间信息。
5、如权利要求1至4任一项所述的装备，其特征在于，其包括与形成机器(3)同步的装置(25)，连接于所述标记站(7)，从而标记站(7)在每一物体上产生标记，给出了关于形成机器、生产线和/或生产车间的信息的至少一个项目。
6、如权利要求1至5任一项所述的装备，其特征在于，其包括与形成机器(3)同步的装置(25)，连接于所述标记站(7)，从而标记站(7)在每一物体上产生标记，给出了对于每一物体的唯一识别信息。
7、如权利要求1所述的装备，其特征在于，确定所述物体的位置的装置(13)为光学装置。
8、一种标记方法，在形成机器(3)的出口使用激光束(11)以标记连续地在标记站(7)的前方直线运动的透明的和/或半透明的物体(2)，其特征在于，其包括下述步骤：
-在所述物体被标记之前，在横向于所述物体的运动方向(D)的至少一个方向(z)上确定每一物体的位置，
-在相对于这些将被标记的物体的位置的横向方向(z)上移动所述激光束的聚焦平面(P)，从而优化在所述激光束的前方运动的物体的接下来的标记操作，
-通过所述激光束(11)在每一物体上产生标记，该激光束的聚焦平面已经进行光学定位以确保标记。
9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，其包括使所述标记站(7)与形成所述物体的机器(3)同步，从而在每一物体上获得标记，给出了关于每一物体的形成腔的信息的至少一个项目。
10、如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，其包括使所述标记站(7)与形成所述物体的机器(3)同步，从而在每一物体上产生标记，给出了对于每一物体的唯一识别信息。
11、如权利要求8至10任一项所述的方法，其特征在于，其包括使所述标记站(7)与形成所述物体的机器(3)同步，从而基于以下数据项目中的至少一项在每一物体上获得标记：铸模号或起源腔、形成机器、生产线、生产车间、制造日期。
12、如权利要求8至11任一项所述的方法，其特征在于，其包括在每一物体上生产编码标记。
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