DE19727957A1 - Lasermarkiervorrichtung vom Abtasttyp - Google Patents
Lasermarkiervorrichtung vom AbtasttypInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lasermarkier
vorrichtung vom Abtasttyp, welche einen Laserstrahl
punkt verwendet, um eine Oberfläche eines Werkstücks
abzutasten für die Markierung eines gewünschten Mu
sters.
Beim Lasermarkierverfahren vom Abtasttyp wird ein
stark fokussierter Laserstrahl auf ein Werkstück pro
jiziert. Der Laserstrahl wird durch einen Abtastspie
gel so geschwenkt, daß ein Strahlpunkt des Laser
strahls eine Oberfläche des Werkstücks abtastet. Ein
Punkt auf der Werkstückoberfläche, auf den der Laser
strahlpunkt auftrifft, wird durch die Laserstrahl
energie unverzüglich verdampft oder in der Farbe ge
ändert. Das Laserstrahlabtasten oder -zeichnen be
wirkt die Markierung eines gewünschten Musters von
Buchstaben, Zeichen und/oder Symbolen auf der Werk
stückoberfläche.
Im allgemeinen umfaßt die Lasermarkiervorrichtung vom
Abtasttyp einen Laseroszillator, welcher oszilliert
und einen Laserstrahl ausgibt, einen Abtastkopf, wel
cher den Laserstrahl vom Laseroszillator schwenkt für
die Projektion auf das Werkstück, und eine Steuervor
richtung, welche den Betrieb (Laseroszillation, La
serstrahlabtastung) des Laseroszillators und des Ab
tastkopfes steuert.
Der Abtastkopf ist so befestigt, daß der Laserstrahl
auslaß auf einen Markierpunkt auf einer Werkbank ge
richtet ist. Eine Software-Abtastkoordinate, die von
der Vorrichtung gesehen wird, wird für die Werkbank
vorbestimmt. Ein Werkstück wird so auf der Werkbank
angeordnet, daß eine Markieroberfläche des Werkstücks
zu dem Laserauslaß des Abtastkopfes gerichtet ist.
Durch Ändern der Position und Richtung des Werkstücks
auf der Werkbank kann die Werkstück-Markierposition,
an welcher das Muster gebildet werden soll, einge
stellt werden.
Bei der Lasermarkiervorrichtung vom Abtasttyp hat das
auf einem Werkstück zu markierende Muster eine Posi
tion, Ausdehnung und Richtung in dem Abtastkoordina
tensystem. Somit weist die Werkstückpositionierung
eine Einstellung in X(Horizontal)-, Y(Vertikal)- und
θ(Dreh)-Richtung auf. Zur Einstellung der Markierpo
sition auf dem Werkstück wird nach dem Stand der
Technik ein gewünschtes Muster tatsächlich auf einer
Werkstückprobe markiert. Eine Bedienungsperson bewer
tet einen Fehler des Ergebnisses (Markierposition)
gegenüber dem gewünschten Ergebnis und stellt die
Werkstückposition auf der Grundlage des bewerteten
Fehlers ein.
Das bekannte Verfahren der Werkstückpositionierung
erfolgt auf der Grundlage des Probierens, indem tat
sächliche Markiervorgänge durchgeführt werden. Somit
verschwendet das bekannte Verfahren nicht nur Laser
oszillatorenergie und Werkstückproben, sondern erfor
dert auch einen erheblichen Zeitaufwand für die Werk
stückpositionierung. Damit hat das bekannte Verfahren
das Problem einer geringen Produktivität.
Das Lasermarkierverfahren kann eine Computertechnolo
gie verwenden, um eine große Anzahl von Mustern vor
zubereiten, welche willkürlich geändert oder ausgege
ben werden können, um einfach ein gewünschtes Muster
für die Markierung auszuwählen. Das herkömmliche La
sermarkiermuster enthält einen Buchstaben oder eine
Buchstabenkette, die einen Produktnamen, Firmennamen,
Herstellungsnummer oder dergleichen anzeigt.
Um ein Muster von Buchstaben (Buchstabenkette) bei
der Abtastlaser-Markiervorrichtung nach dem Stand der
Technik einzustellen, gibt eine Bedienungsperson
durch Tastenbetätigung nicht nur gewünschte Buchsta
ben (Buchstabenkette) ein, sondern gibt auch ver
schiedene Parameter ein, die die Anordnung des Buch
stabenmusters (Buchstabenkette) bestimmen enthaltend
die Anordnungsrichtung der Buchstaben oder Buchsta
benketten (horizontal, vertikal, horizontale Krüm
mung, vertikale Krümmung), den X-Startpunkt, den Y-
Startpunkt, die Buchstabenhöhe (Buchstabenkettenhö
he), Buchstabenbreite (Buchstabenkettenbreite), die
Buchstabenteilung usw. enthalten, indem jeweils ge
wünschte numerische Daten bestimmt werden. Die Vor
richtung verwendet die eingegebenen Parameter, um die
Anordnung zu bestimmen. Dann bestimmt die Vorrichtung
das Buchstabenmuster (Buchstabenkettenmuster) mit der
Anordnung und speichert Musterdaten in einem Spei
cher. Die Bedienungsperson kann das eingegebene Buch
stabenmuster auf einem Anzeigeschirm bestätigen. Wenn
eine Änderung der Anordnung erforderlich ist, können
Parameterwerte zweckmäßig geändert werden. Mehrere
Buchstaben-Schriftarten können vorgesehen sein, um
einer Bedienungsperson die Auswahl einer gewünschten
Schriftart zu ermöglichen.
Die Einstellung des Buchstabenmusters nach dem Stand
der Technik erfordert jedoch eine komplizierte Ent
scheidung und Arbeitsweise auf der Seite der Bedie
nungsperson. Insbesondere zur Bestimmung der Anord
nung muß eine Bedienungsperson das gewünschte Buch
stabenmuster und Buchstabenabstände durch numerische
Daten von verschiedenen Parametern eingeben. Mit Aus
nahme einer höchst geschickten Bedienungsperson er
fordert der Bestimmungsvorgang für die Anordnung Zeit
und Arbeit, da die Parameterwerte viele Male geändert
werden, um die gewünschte Anordnung zu erhalten.
Angesichts der vorstehenden Probleme des Standes der
Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Laser
markiervorrichtung vom Abtasttyp zu schaffen, mit
welcher eine Markierposition auf einem Werkstück
leicht, schnell und genau eingestellt werden kann.
Auch ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Lasermar
kiervorrichtung vom Abtasttyp zu schaffen, bei wel
cher ein gewünschtes Buchstaben- oder Zeichenmuster
ohne Zeitaufwand leicht eingegeben werden kann.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Lasermar
kiervorrichtung vom Abtasttyp zum Markieren eines
gewünschten Musters von Buchstaben, Symbolen und/oder
Zeichen auf einer Oberfläche eines Werkstücks vorge
sehen, bei welcher ein Laserstrahl zum Markieren von
einem Laseroszillator auf die Oberfläche über einen
Abtastspiegel projiziert wird, wobei der Abtastspie
gel geschwenkt wird durch eine Abtastvorrichtung in
Abhängigkeit von einem Abtastsignal von einer Steuer
vorrichtung in einer solchen Weise, daß ein Strahl
punkt des Laserstrahls die Oberfläche des Werkstücks
abtastet, um hierdurch das Muster zu markieren, wel
che Vorrichtung gekennzeichnet ist durch:
eine Musterprojektionsbild-Formungsvorrichtung, wel che vor dem Markieren in Betrieb ist, um einen sicht baren Führungsstrahl von einer Führungsstrahl-Erzeu gungsvorrichtung über den Abtastspiegel auf das Werk stück zu projizieren, den Abtastspiegel durch die Abtastvorrichtung in Abhängigkeit vom Abtaststeuersi gnal von der Steuervorrichtung zu schwenken und zu bewirken, daß ein Strahlpunkt des Führungsstrahls kontinuierlich und wiederholt die Oberfläche des Werkstücks abtastet, um hierdurch ein projiziertes Bild eines Musters entsprechend dem gewünschten Mu ster zu formen.
eine Musterprojektionsbild-Formungsvorrichtung, wel che vor dem Markieren in Betrieb ist, um einen sicht baren Führungsstrahl von einer Führungsstrahl-Erzeu gungsvorrichtung über den Abtastspiegel auf das Werk stück zu projizieren, den Abtastspiegel durch die Abtastvorrichtung in Abhängigkeit vom Abtaststeuersi gnal von der Steuervorrichtung zu schwenken und zu bewirken, daß ein Strahlpunkt des Führungsstrahls kontinuierlich und wiederholt die Oberfläche des Werkstücks abtastet, um hierdurch ein projiziertes Bild eines Musters entsprechend dem gewünschten Mu ster zu formen.
Mit dieser Anordnung führt vor dem Markieren die Mu
sterprojektionsbild-Formungsvorrichtung eine Abta
stung mit einem sichtbaren Führungsstrahl auf einer
Werkstückoberfläche durch, um kontinuierlich und wie
derholt ein zu markierendes Muster zu zeichnen. Auf
grund der Trägheit des menschlichen Auges wird ein
stehendes projiziertes Bild des Musters auf der Werk
stückoberfläche gebildet. Somit kann eine Bedienungs
person die Werkstückposition so einstellen, daß das
projizierte Bild des Musters an einer gewünschten
Markierposition plaziert wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist eine
Markierbereich-Figureneinstellvorrichtung vorgesehen
zum Einstellen der graphischen Darstellung eines Mar
kierbereichs, in dem das Muster markiert wird, und
eine Markierbereichs-Bildformungsvorrichtung, die vor
dem Markieren arbeitet, um einen sichtbaren Führungs
strahl von einer Führungsstrahl-Erzeugungsvorrichtung
über den Abtastspiegel auf das Werkstück zu projizie
ren, den Abtastspiegel durch die Abtastvorrichtung zu
schwenken und zu bewirken, daß ein Strahlpunkt des
Führungsstrahls kontinuierlich und wiederholt die
Oberfläche des Werkstücks abtastet, um hierdurch ein
projiziertes Bild der graphischen Darstellung des
Markierbereichs zu projizieren.
Mit dieser Anordnung führt vor dem Markieren die Mar
kierbereichs-Bildformungsvorrichtung eine Abtastung
mit einem sichtbaren Führungsstrahl auf einer Werk
stückoberfläche durch, um kontinuierlich und wieder
holt eine graphische Darstellung eines Markierbe
reichs zu zeichnen, der durch die Markierbereichs-
Figureneinstellvorrichtung eingestellt ist. Aufgrund
der Trägheit des menschlichen Auges wird ein stehen
des projiziertes Bild des Musters auf der Werkstück
oberfläche gebildet. Somit kann eine Bedienungsperson
einfach die Werkstückposition so einstellen, daß das
projizierte Bild der graphischen Darstellung an der
gewünschten Markierposition des Werkstücks plaziert
wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung sind vorge
sehen:
eine Markierbereichs-Figureneinstellvorrichtung zum Einstellen einer graphischen Darstellung eines Mar kierbereichs, in welchem das Muster markiert ist;
eine Monitorkamera zum Aufnehmen eines Bildes des Werkstücks;
eine Anzeigevorrichtung mit einem Schirm, auf welchem ein Bild dargestellt wird; und
eine Monitoranzeige-Steuervorrichtung, die vor dem Markieren in Betrieb ist, um gleichzeitig auf dem Schirm der Anzeigevorrichtung ein überwachtes Bild von der Monitorkamera und ein Bild der graphischen Darstellung des Markierbereichs von der Markierbe reichs-Figureneinstellvorrichtung überlagert dem überwachten Bild darzustellen.
eine Markierbereichs-Figureneinstellvorrichtung zum Einstellen einer graphischen Darstellung eines Mar kierbereichs, in welchem das Muster markiert ist;
eine Monitorkamera zum Aufnehmen eines Bildes des Werkstücks;
eine Anzeigevorrichtung mit einem Schirm, auf welchem ein Bild dargestellt wird; und
eine Monitoranzeige-Steuervorrichtung, die vor dem Markieren in Betrieb ist, um gleichzeitig auf dem Schirm der Anzeigevorrichtung ein überwachtes Bild von der Monitorkamera und ein Bild der graphischen Darstellung des Markierbereichs von der Markierbe reichs-Figureneinstellvorrichtung überlagert dem überwachten Bild darzustellen.
Mit dieser Anordnung stellt ein Monitorschirm gleich
zeitig ein überwachtes Bild des Werkstücks und ein
Bild der graphischen Darstellung des Markierbereichs
von der Markierbereichs-Einstellvorrichtung dem über
wachten Bild überlagert dar. Somit kann eine Bedie
nungsperson das Werkstück geeignet auf einer Werkbank
bewegen, während sie das zusammengesetzte, auf dem
Monitorschirm dargestellte Bild betrachtet. Wenn sich
das Werkstück auf der Werkbank bewegt, bewegt sich
das Werkstückbild auf dem Monitorschirm entsprechend.
Auf dem Monitorschirm ist die graphische Darstellung
des Markierbereichs in einer Position entsprechend
der Zeichnungsposition fixiert. Die Bedienungsperson
kann die Werkstückposition so auf der Werkbank ein
stellen, daß die graphische Darstellung des Markier
bereichs auf dem Monitorschirm der gewünschten Mar
kierposition des Werkstücks in dem Monitorbild ent
spricht. Unter Verwendung der graphischen Darstellung
des Markierbereichs als einer festen Bezugsgröße kann
eine schnelle und genaue Positionierung des Werk
stücks erfolgen.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung sind vorge
sehen:
eine Monitorkamera zur Aufnahme eines Bildes des Werkstücks;
eine Anzeigevorrichtung mit einem Schirm, auf welchem ein Bild dargestellt wird; und
eine Monitoranzeige-Steuervorrichtung, welche vor dem Markieren in Betrieb ist, um gleichzeitig auf dem Schirm der Anzeigevorrichtung ein überwachtes Bild von der Monitorkamera und ein Bild des Musters über lagert dem überwachten Bild darzustellen.
eine Monitorkamera zur Aufnahme eines Bildes des Werkstücks;
eine Anzeigevorrichtung mit einem Schirm, auf welchem ein Bild dargestellt wird; und
eine Monitoranzeige-Steuervorrichtung, welche vor dem Markieren in Betrieb ist, um gleichzeitig auf dem Schirm der Anzeigevorrichtung ein überwachtes Bild von der Monitorkamera und ein Bild des Musters über lagert dem überwachten Bild darzustellen.
Mit dieser Anordnung stellt der Monitorschirm gleich
zeitig ein überwachtes Bild des Werkstücks und ein
dem überwachten Bild überlagertes gewünschtes Mar
kiermuster dar. Für die Werkstückpositionierung kann
eine Bedienungsperson das Werkstück auf einer Werk
bank geeignet in einer zweckmäßigen Richtung bewegen,
während sie ein auf dem Monitorschirm dargestelltes
zusammengesetztes Bild betrachtet, derart, daß die
graphische Darstellung des Markierbereichs der ge
wünschten Markierposition auf dem Werkstück im über
wachten Bild entspricht.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung sind
vorgesehen:
eine Markierbereichs-Figureneinstellvorrichtung zum Einstellen eines Markierbereichs;
eine Zeicheneingabevorrichtung zum Eingeben eines gewünschten Zeichens oder einer Zeichenkette, die in dem Markierbereich angeordnet werden soll;
eine Zeichenmuster-Bestimmungsvorrichtung zum Bestim men eines Musters des eingegebenen Zeichens oder der Zeichenkette von der Zeicheneingabevorrichtung mit einer gewünschten Anordnung in dem durch die Markier bereichs-Einstellvorrichtung eingestellten Markierbe reich; und
eine Zeichenmusterdaten-Speichervorrichtung zum Spei chern von Zeichenmusterdaten, die für das Muster des Zeichens oder der Zeichenkette kennzeichnend sind, das von der Zeichenmuster-Bestimmungsvorrichtung be stimmt wurde.
eine Markierbereichs-Figureneinstellvorrichtung zum Einstellen eines Markierbereichs;
eine Zeicheneingabevorrichtung zum Eingeben eines gewünschten Zeichens oder einer Zeichenkette, die in dem Markierbereich angeordnet werden soll;
eine Zeichenmuster-Bestimmungsvorrichtung zum Bestim men eines Musters des eingegebenen Zeichens oder der Zeichenkette von der Zeicheneingabevorrichtung mit einer gewünschten Anordnung in dem durch die Markier bereichs-Einstellvorrichtung eingestellten Markierbe reich; und
eine Zeichenmusterdaten-Speichervorrichtung zum Spei chern von Zeichenmusterdaten, die für das Muster des Zeichens oder der Zeichenkette kennzeichnend sind, das von der Zeichenmuster-Bestimmungsvorrichtung be stimmt wurde.
Mit dieser Anordnung verwendet eine Bedienungsperson
die Markierbereichs-Einstellvorrichtung, um einen
Markierbereich einzustellen, und sie verwendet die
Zeicheneingabevorrichtung, um ein gewünschtes Zeichen
oder eine Zeichenkette einzugeben, die in dem Mar
kierbereich anzuordnen ist. Dann bestimmt die Vor
richtung automatisch durch die Zeichenmuster-Bestim
mungsvorrichtung das Zeichenmuster auf der Grundlage
des eingegebenen Markierbereichs und des Zeichens
oder der Zeichenkette. Mit dieser Anordnung kann ein
gewünschtes Zeichenmuster durch einen einfachen Ein
gabevorgang und in kurzer Zeit eingestellt werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den
Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines
Ausführungsbeispiels einer YAG-Laser
markiervorrichtung vom Abtasttyp,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Anordnung
einer Steuerleistungs-Zuführungsein
heit und einer Laseroszillatoreinheit
nach dem Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 eine Ansicht eines Abtastmechanismus
in einem Abtastkopf nach dem Ausfüh
rungsbeispiel,
Fig. 4 eine Ansicht eines Dateneinstell
schirms, der auf einer Anzeige in der
Steuer- und Leistungszuführungseinheit
nach dem Ausführungsbeispiel darge
stellt ist,
Fig. 5 eine Tabelle, die ein Datenverwal
tungsformat der eingestellten Daten
nach dem Ausführungsbeispiel zeigt,
Fig. 6 ein Flußdiagramm, das einen Vorgang
der Steuerung des Ausführungsbeispiels
für einen Musterprojektionsbetrieb
zeigt,
Fig. 7 eine Werkstückpositionierung in dem
Musterprojektionsbetrieb nach dem Aus
führungsbeispiel,
Fig. 8 ein Flußdiagramm, das einen Vorgang
der Steuerung des Ausführungsbeispiels
für einen Markierungsdurchführungsbe
trieb zeigt,
Fig. 9 ein Flußdiagramm, das einen Vorgang
der Steuerung des Ausführungsbeispiels
für einen Markierbereichs-Figurenein
stellbetrieb zeigt,
Fig. 10 ein Diagramm, das Arten der graphi
schen Darstellung eines Markierbe
reichs zeigt, die in dem Markierbe
reichs-Figureneinstellbetrieb nach dem
Ausführungsbeispiel vorgesehen ist,
Fig. 11 die Ansicht eines Anzeigeschirms, der
eine graphische Darstellung eines Mar
kierbereichs in dem Markierbereichs-
Figureneinstellbetrieb nach dem Aus
führungsbeispiel wiedergibt,
Fig. 12 ein Flußdiagramm, das einen Vorgang
der Steuerung des Ausführungsbeispiels
für einen Markierbereichs-Figurenpro
jektionsbetrieb zeigt,
Fig. 13 eine Werkstückpositionierung in dem
Markierbereichs-Figurenprojektionsbe
trieb nach dem Ausführungsbeispiel,
Fig. 14 ein auf dem Werkstück in dem Markie
rungsdurchführungsbetrieb markiertes
Muster nach dem Ausführungsbeispiel,
Fig. 15 ein Flußdiagramm, das einen Vorgang
der Steuerung des Ausführungsbeispiels
für einen ersten Kombinationsbild-An
zeigebetrieb zeigt,
Fig. 16 ein zusammengesetztes Bild (vor der
Positionierung), das auf dem Anzeige
schirm in dem ersten Kombinationsbild-
Anzeigebetrieb nach dem Ausführungs
beispiel dargestellt wird,
Fig. 17 ein zusammengesetztes Bild (nach der
Positionierung), das auf dem Anzeige
schirm in dem ersten Kombinationsbild-
Anzeigebetrieb nach dem Ausführungs
beispiel dargestellt wird,
Fig. 18 ein Flußdiagramm, das einen Vorgang
der Steuerung des Ausführungsbeispiels
für einen zweiten Kombinationsbild-
Anzeigebetrieb nach dem Ausführungs
beispiel zeigt,
Fig. 19 ein zusammengesetztes Bild (nach der
Positionierung), das auf dem Anzeige
schirm in dem zweiten Kombinations
bild-Anzeigebetrieb nach dem Ausfüh
rungsbeispiel angezeigt wird,
Fig. 20 ein zusammengesetztes Bild (nach der
Positionierung), das auf dem Anzeige
schirm in einem modifizierten Betrieb
des dritten Kombinationsbild-Anzeige
betriebs dargestellt wird,
Fig. 21 ein Flußdiagramm, das einen Vorgang
der Steuerung des Ausführungsbeispiels
für einen Zeicheneingabebetrieb zeigt,
Fig. 22 einen anfänglichen Schirm im Zeichen
eingabebetrieb nach dem Ausführungs
beispiel,
Fig. 23 einen im Zeicheneingabebetrieb erhal
tenen Schirm nach dem Ausführungsbei
spiel, wenn ein Markierbereich einge
geben und angezeigt wurde,
Fig. 24 Zeicheneinheitsbereiche und Zeichen
abstände, die in einem Markierbereich
im Zeicheneingabebetrieb nach dem Aus
führungsbeispiel angeordnet sind,
Fig. 25 die Bestimmung eines Zeichenmusters
aus einer Bezugsschriftart eines indi
viduellen Zeichens in dem Zeichenein
gabebetrieb nach dem Ausführungsbei
spiel,
Fig. 26 ein gesamtes Muster von Zeichen (Zei
chenketten), das im Eingabezeichenbe
trieb nach dem Ausführungsbeispiel
bestimmt wurde,
Fig. 27 die Ansicht eines Schirms, der ein
Zeichenmuster und Parameter, die in
dem Zeicheneingabebetrieb nach dem
Ausführungsbeispiel bestimmt wurden,
darstellt,
Fig. 28 die Ansicht eines Schirms, der ein
modifiziertes Zeichenmuster durch Mu
sterbreitenherabsetzung zusammen mit
Parameterwerten in dem Zeicheneingabe
betrieb nach dem Ausführungsbeispiel
zeigt,
Fig. 29 ein Zeichenmuster, das neu bestimmt
wurde durch eine Musterbreitenherab
setzung im Zeicheneingabebetrieb nach
dem Ausführungsbeispiel,
Fig. 30 ein Zeichenmuster, das neu bestimmt wur
de durch die Zeichen zu Zeichen-Raum
herabsetzung aus dem Muster in Fig. 26
im Zeicheneingabebetrieb nach dem Aus
führungsbeispiel,
Fig. 31 andere Zeichenmuster, die in dem Zei
cheneingabebetrieb nach dem Ausfüh
rungsbeispiel auswählbar sind, und
Fig. 32 die Ansicht eines Schirms, der eine
Kombination von mehreren Zeichenmu
stern darstellt, die in dem Zeichen
eingabebetrieb nach dem Ausführungs
beispiel auswählbar sind.
Fig. 1 zeigt eine äußere Ansicht eines Ausführungs
beispiels einer YAG-Lasermarkiervorrichtung vom Ab
tasttyp. Die YAG-Lasermarkiervorrichtung weist eine
Steuerleistungs-Zuführungseinheit 10, eine Laseros
zillatoreinheit 12 und einen Abtastkopf 20 auf.
Die Steuerleistungs-Zuführungseinheit 10 hat ein obe
res Fach, in welchem eine Anzeigevorrichtung 13 auf
genommen ist, ein mittleres Fach (hinter der Front
platte 14), in welchem eine Tastatur und eine Steuer
platte aufgenommen sind, und ein unteres Fach (hinter
der Frontplatte 16), in welchem eine Laserleistungs-
Zuführungsschaltung und eine Laserkühlvorrichtung
angeordnet sind. Eine Steuervorrichtung in dem mitt
leren Fach erzeugt und sendet ein Abtaststeuersignal
zu dem Abtastkopf 20 über eine Signalleitung (nicht
gezeigt). Der Abtastkopf 20 befindet sich am Laser
auslaß der Laseroszillatoreinheit 12. Eine Werkbank
18 befindet sich rechts unter dem Kopf 20. Ein Werk
stück W auf der Werkbank 18 wird durch Laserstrahl
abtastung markiert. Eine Monitorkamera 48, welche ein
Bild des Werkstücks W auf der Werkbank 18 aufnimmt,
ist auf einem Stützglied nahe des Abtastkopfes 20
angeordnet.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung der Steuerleistungs-Zu
führungseinheit 10 und der Laseroszillatoreinheit 12.
Die Laseroszillatoreinheit 12 umfaßt einen YAG-Laser
oszillator 22 zum Oszillieren und Ausgeben markieren
den YAG-Laserstrahls LM und einen He-Ne-Laser 24 zum
Erzeugen eines sichtbaren (z. B. roten) Führungs
strahls LG. Der von dem YAG-Laseroszillator 22 emit
tierte YAG-Laserstrahl LM wird durch einen Spiegel 26
um einen rechten Winkel gebogen und weiterhin durch
einen Spiegel 28 um einen rechten Winkel zum Abtast
kopf 20 hin gebogen. Der von dem He-Ne-Laser 24 emit
tierte Führungsstrahl LG wird zuerst durch einen
Spiegel 30 um einen rechten Winkel gebogen, weiterhin
um einen rechten Winkel durch einen Spiegel 32 gebo
gen und durch den Spiegel 28 zu dem Abtastkopf 20
übertragen.
Die Steuerleistungs-Zuführungseinheit enthält eine
YAG-Laserleistungszuführung 34, eine He-Ne-Laserlei
stungszuführung 36, eine Steuervorrichtung 38, eine
Anzeigevorrichtung 40, eine Eingabeeinheit 42, eine
Schnittstellenschaltung 44, usw. Die YAG-Laserlei
stungszuführung 34 liefert elektrische Energie zu
einem Lasererreger (z. B. einer Erregungslampe) in dem
YAG-Laseroszillator 22 unter der Steuerung der Steu
ervorrichtung 38. Die He-Ne-Laserleistungszuführung
36 liefert elektrische Leistung zu einem Lasererreger
(z. B. Laserröhre) in dem He-Ne-Laser 24 unter der
Steuerung der Steuervorrichtung 38.
Die Anzeigevorrichtung 40 zeigt ein Bild auf dem An
zeigeschirm 13 in Abhängigkeit von Bilddaten und ei
nes Anzeigesteuersignals von der Steuervorrichtung
38. Die Eingabeeinheit 42 enthält Eingabevorrichtun
gen wie eine Tastatur, Maus und einen Bildabtaster.
Die Schnittstellenschaltung 44 führt eine Kommunika
tion hinsichtlich Daten und Steuersignalen mit einer
externen Vorrichtung (nicht gezeigt) durch.
Die einen Mikrocomputer enthaltende Steuervorrichtung
38 verarbeitet Daten und steuert Systemkomponenten
entsprechend einer vorbestimmten Software, die in
einem Speicher gespeichert ist. Beispielsweise lie
fert die Steuervorrichtung 38 ein Abtaststeuersignal
zu einer Abtasttreiberschaltung in dem Abtastkopf 20,
um dessen Abtastoperation zu steuern. Ein Q-Schalter
ist in den YAG-Laseroszillator 22 eingebaut, um einen
gepulsten Laserstrahl mit einem sehr hohen Spitzen
wert zu erzeugen. Die Steuervorrichtung 38 steuert
den Q-Schalter über eine Steuerleitung (nicht ge
zeigt). Die Steuervorrichtung 38 enthält einen Bild
speicher, zum Beispiel Rahmenspeicher zum vorüberge
henden Speichern eines überwachten Bildes (Bewegungs
bildes) von der Monitorkamera 48.
Fig. 3 zeigt einen Abtastmechanismus in dem Abtast
kopf 20. Der Abtastmechanismus umfaßt einen X-Achsen-
Abtastspiegel 52 und einen Y-Achsen-Abtastspiegel 54,
die an den Drehwellen 52a, 54a befestigt sind, welche
sich in einem rechten Winkel kreuzen, und ein X-Ach
sen-Galvanometer 56 sowie ein Y-Achsen-Galvanometer
58 zum Drehen oder Schwenken der Spiegel 52, 54.
Der Laserstrahl LM und/oder der Führungsstrahl LG von
der Laseroszillatoreinheit 12 werden/wird auf den X-
Achsen-Abtastspiegel 52 im Abtastkopf 20 projiziert.
Der X-Achsen-Spiegel 52 reflektiert diese/diesen
vollständig zu dem Y-Achsen-Abtastspiegel 54, welcher
dieser/diesen vollständig auf eine Markierfläche des
Werkstücks durch eine fθ Linse 60 für eine kondensie
rende Projektion reflektiert. Die Position eines
Strahlenpunktes SP auf der Markierfläche wird be
stimmt durch den Schwenkwinkel des X-Achsen-Abtast
spiegels 52 für die X-Richtung und durch den Schwenk
winkel des Y-Achsen-Abtastspiegels 54 für die Y-Rich
tung.
Der X-Achsen-Abtastspiegel 52 wird durch das X-Ach
sen-Galvanometer 56 angetrieben, um sich in der Rich
tung eines Pfeils A, A′, zu drehen oder geschwenkt zu
werden. Der Y-Achsen-Spiegel 54 wird durch das Y-Ach
sen-Galvanometer 58 angetrieben, um in der Richtung
eines Pfeiles B, B′ gedreht oder geschwenkt zu wer
den.
Das X-Achsen-Galvanometer 56 umfaßt einen bewegbaren
Eisenkern (Rotor), der mit dem X-Achsen-Abtastspiegel
52 gekoppelt ist, eine mit dem bewegbaren Eisenkern
verbundene Steuerfeder und eine auf einem Stator an
geordnete Treiberspule. Eine X-Achsen-Galvanometer-
Treiberschaltung (nicht gezeigt) liefert einen Trei
berstrom entsprechend dem X-Richtungs-Abtaststeuersi
gnal zu der Treiberspule im X-Achsen-Galvanometer 56
über eine elektrische Leitung 62, so daß der bewegte
Eisenkern (Rotor) und der X-Achsen-Abtastspiegel 52
zusammen entgegen der Steuerfeder geschwenkt werden
bis zu dem Winkel, der durch das X-Richtungs-Abtast
steuersignal bestimmt ist.
Das Y-Achsen-Galvanometer 56 ist in gleicher Weise
ausgebildet. Eine Y-Achsen-Galvanometer-Treiberschal
tung (nicht gezeigt), liefert einen Treiberstrom ent
sprechend dem Y-Richtungs-Abtaststeuersignal zu der
Treiberspule in dem Y-Achsen-Galvanometer 58 über
eine elektrische Leitung 64, so daß der bewegbare
Eisenkern (Rotor) in dem Y-Achsen-Galvanometer 58 und
der Y-Achsen-Abtastspiegel 54 zusammen bis zu dem
Winkel geschwenkt werden, der durch das Y-Richtungs-
Abtaststeuersignal bestimmt ist.
Der Laserstrahl LM und/oder der Führungsstrahl LG von
der Laseroszillatoreinheit 12 treten zu geeigneten
Zeitpunkten in den Abtastkopf 20 ein. Synchron spre
chen die Galvanometer 56 und 58 auf die X-Richtungs- und
Y-Richtungs-Abtaststeuersignale an, um den X-Ach
sen-Abtastspiegel 52 und den Y-Achsen-Abtastspiegel
54 jeweils bis zu einem vorbestimmten Winkel zu
schwenken, so daß ein Strahlenpunkt SP des Laser
strahls LM und/oder Führungsstrahls LG eine Markier
fläche des Werkstücks W abtastet.
Fig. 4 illustriert einen Dateneinstellschirm, der auf
der Anzeigevorrichtung 13 in der Steuer- und Lei
stungszuführungseinheit 10 angezeigt wird. Auf dem
Schirm wird ein gegenwärtiger Betrieb (hier in Fig. 4
Startbereitschaftsbetrieb) oben angezeigt. Unter dem
gegenwärtigen Betrieb wird eine den Ablauf des Mar
kiervorgangs bestimmende Startnummer dargestellt.
Darunter werden ein Musterdateiname der Startnummer,
Zustandsdaten des Markiervorgangs der Startnummer,
enthaltend die Q-Schalterfrequenz, die Markierge
schwindigkeit, den Lampenstrom, den Öffnungsdurchmes
ser, usw. in einer Liste dargestellt. Auf der rechten
Seite des Schirms wird ein stehendes Bild MS ("ABCD")
entsprechend den Zeichnungsdaten, die für das Muster
der Startnummer repräsentativ sind, auf einer X-Y-
Koordinate dargestellt. Das illustrierte Zeichenmu
ster "ABCD" wurde in einem Zeicheneinstellbetrieb
eingestellt, wie beschrieben wird. Die rechte Fläche
des Anzeigeschirms 13 kann auch verwendet werden, um
ein überwachtes Bild von der Monitorkamera 48 darzu
stellen.
Ein ROM in der Steuervorrichtung 38 speichert Daten
einstellbetriebs-Software für die Eingabe und die
Einstellung von Zeichnungsdaten und Zustandsdaten,
die ein gewünschtes Muster für jede Startzahl bestim
men, sowie Markierungsausführungsbetriebs-Software
für die Ausführung des Markierungsvorgangs für jede
Startzahl, usw. Ein RAM in der Steuervorrichtung 38
oder ein externer Speicher speichert Zustandsdaten,
die für jede Startzahl an vorbestimmten Stellen ge
setzt sind, wie in Fig. 5 illustriert ist.
Weiterhin sind eine Software für den Musterprojek
tionsbetrieb, den Markierungsbereichs-Figurenein
stellbetrieb, den Markierungsbereichs-Figurenprojek
tionsbetrieb, den Kombinationsbild-Anzeigebetrieb
usw. sowie Daten jeweils im ROM und RAM in der Steu
ervorrichtung 38 gespeichert. Die Steuerschaltung 38
weist weiterhin einen Schriftartenspeicher auf, der
im zu beschreibenden Zeicheneingabebetrieb verwendet
wird.
Zusätzlich zu dem in Fig. 4 gezeigten Startbereit
schaftsbetrieb kann die Lasermarkiervorrichtung in
anderen Hauptbetriebsarten enthaltend den Datenein
stellbetrieb, den Markierungsausführungsbetrieb, den
Markierbereichs-Figureneinstellbetrieb, den Markier
bereichs-Figurenprojektionsbetrieb, den Kombinations
bild-Anzeigebetrieb usw. arbeiten. Der Einstelleinga
bebetrieb wird in die Unterbetriebsarten des Zeichen
eingabebetriebs, Figureneingabebetriebs, Zustandsda
ten-Eingabebetriebs usw. geteilt. Die Tastatur und/oder
Maus in der Eingabeeinheit 42 kann verwendet
werden, um einen Befehl einzugeben für die Auswahl
einer gewünschten Hauptbetriebsart und/oder Unterbe
triebsart.
Fig. 6 enthält ein Flußdiagramm, das einen Vorgang
der Steuerung für den Musterprojektionsbetrieb zeigt.
Wenn sie in den Musterprojektionsbetrieb aus dem in
Fig. 4 gezeigten Zustand eingetreten ist, identifi
ziert die Steuervorrichtung 38 zuerst die Startzahl
(Nr. 3), die auf dem Anzeigeschirm 13 dargestellt ist
(Schritt A1), und ruft Zeichnungsdaten Dm1 (Bilddaten
von "ABCD") der Startzahl (Nr. 3) aus dem Speicher ab
(Schritt A2). Jedoch ruft die Steuervorrichtung 38
vorgewählte Werte von Zustandsdaten der Markierge
schwindigkeit (Abtastgeschwindigkeit) usw. ab für den
Musterprojektionsbetrieb (Schritt A3). Die Abtastge
schwindigkeit für den Musterprojektionsbetrieb ist
normalerweise so eingestellt, daß sie höher ist als
die Markiergeschwindigkeit für den Markiervorgang.
Als nächstes aktiviert die Steuervorrichtung 38 den
HE-Ne-Laser 24 über die He-Ne-Laser-Leistungszufüh
rung 36, wodurch der Führungsstrahl LG eingeschaltet
wird (Schritt A4), wohingegen der YAG-Laseroszillator
22 ausgeschaltet bleibt. Dann liefert die Steuervor
richtung 38 ein Abtaststeuersignal entsprechend den
abgerufenen Zeichnungsdaten und Zustandsdaten zu dem
Abtastkopf 20, um eine einzelne Abtastung eines
Strahlenpunktes SP des Führungsstrahles LG auf einer
Oberfläche des Werkstücks W durchzuführen, wodurch
ein Muster (Zeichen von "ABCD") der Startzahl (Nr.3)
auf der Oberfläche gezeichnet wird (Schritt A5). Der
Abtastvorgang wird fortlaufend wiederholt, bis ein
anderer Befehl eingegeben wird (Schritt A5→A6→
A7→A5). Bei der Wiederholung der Abtastung benötigt
ein Strahlenpunkt SP einige Zeit, um von dem Muster
endpunkt zum Musterstartpunkt zurückzukehren. Die
Rückkehrzeit des Strahlenpunktes SP kann minimiert
werden durch Maximieren der Abtastspiegel-Geschwin
digkeitsgrenze.
Die wiederholte Zeichnung eines Musters (Zeichen von
"ABCD") unter Verwendung eines sichtbaren (roten)
Führungsstrahls LG bildet ein stehendes projiziertes
Bild des Musters (Zeichen von "ABCD") auf der Ober
fläche des Werkstücks W aufgrund der Trägheit des
menschlichen Auges.
Dann kann eine Bedienungsperson das Werkstück W so
positionieren, daß das projizierte Bild des Musters
(Zeichen von "ABCD") an der gewünschten Markierposi
tion des Werkstücks W plaziert ist.
Wenn das Werkstück W gegenüber dem projizierten Bild
des Musters (Zeichen von "ABCD") geneigt ist, wie in
(A) von Fig. 7 illustriert ist, kann das Werkstück W
zuerst in der θ-Richtung gedreht werden. Nach der
Drehung kann das Werkstück W noch immer nicht richtig
in der X- und/oder Y-Richtung positioniert sein (Teil
B in Fig. 7). Dann wird das Werkstück W in der X- und/oder
Y-Richtung verschoben. Während der Positio
nierung des Werkstücks steht das projizierte Bild des
Musters (Zeichen von "ABCD") still, so daß die Posi
tionierung des Werkstücks W schnell und genau durch
geführt werden kann unter Verwendung des projizierten
Bildes des Musters als Bezugsgröße.
Nach dem Positionieren des Werkstücks W im Musterpro
jektionsbetrieb gibt die Bedienungsperson einen Be
fehl ein, um in den Markierungsdurchführungsbetrieb
einzutreten.
Fig. 8 ist eine Flußdiagramm, das einen Vorgang der
Steuerung im Markierungsdurchführungsbetrieb zeigt.
Wenn in den Markierungsausführungsbetrieb eingetreten
wird, identifiziert die Steuervorrichtung 38 zuerst
die Startzahl (Nr. 3), die auf dem Anzeigeschirm 13
dargestellt wird (Schritt B1). Dann ruft die Steuer
vorrichtung 38 Zeichnungsdaten Dm1 (Bilddaten von
"ABCD") und Zustandsdaten (Q-Schalter-Frequenz, Ab
tastgeschwindigkeit usw.) der Startzahl (Nr. 3) aus
dem Speicher ab (Schritt B2).
Als nächstes aktiviert die Steuervorrichtung 38 den
YAG-Laseroszillator 22 und den He-Ne-Laser 24 über
die YAG-Laser-Leistungszuführung 34 und die He-Ne-
Laser-Leistungszuführung 36, wodurch der YAG-Laser
strahl LM und der Führungsstrahl LG eingeschaltet
werden (Schritte B3 und B4). Die Steuervorrichtung 38
liefert ein Abtaststeuersignal entsprechend den abge
rufenen Zeichnungsdaten und Zustandsdaten zu dem Ab
tastkopf 20, um eine einzelne Abtastung eines Strah
lenpunktes SP des YAG-Laserstrahls LM und des Füh
rungsstrahls LG über eine Oberfläche des Werkstücks W
durchzuführen, wodurch ein Muster (Zeichen von
"ABCD") der Startzahl (Nr. 3) auf der Oberfläche des
Werkstücks W gezeichnet wird (Schritt B5).
Der Abtastvorgang bewirkt, daß ein Punkt auf der
Werkstückoberfläche, auf den der Strahlenpunkt des
YAG-Laserstrahls LM auftrifft, durch die Laserenergie
sofort verdampft oder in der Farbe geändert wird, so
daß das Muster (Zeichen von "ABCD") auf der Oberflä
che markiert wird. Da der Strahlenpunkt des sichtba
ren (roten) Führungsstrahls LG dasselbe Muster zeich
net wie das des Strahlenpunktes des YAG-Laserstrahls
LM, kann die Markierungsspur mit dem Auge bestätigt
werden.
Normalerweise wird der Markiervorgang durch eine ein
zelne Abtastung beendet. Somit beendet die Steuervor
richtung 38 nach einer einzelnen Abtastung das Ab
taststeuersignal (Schritt B6) und schaltet den YAG-
Laserstrahl LM und den Führungsstrahl LG aus (Schritt
B7). Wenn es erforderlich ist, kann die Abtastung
mehrere Male für die Markierung wiederholt werden.
Durch die Abtastung des YAG-Laserstrahls LM im Mar
kierungsdurchführungsbetrieb wird eine Oberfläche des
Werkstücks W mit demselben Muster markiert wie dem
des projizierten Bildes an der gewünschten Position,
welches gerade vorher im Musterprojektionsbetrieb
ausgerichtet wurde, wie in (c) von Fig. 7 gezeigt
ist.
Beim Stand der Technik wurde die Führungsstrahl-Er
zeugungsvorrichtung (He-Ne-Laser 24) im Markierungs
durchführungsbetrieb verwendet, um einer Bedienungs
person zu ermöglichen, die Spurverfolgung der Markie
rung mit den Augen zu bestätigen. Gemäß der Erfindung
wird die Führungsstrahl-Erzeugungsvorrichtung (He-Ne-
Laser 24) auch im Musterprojektionsbetrieb verwendet,
um ein projiziertes Bild des Musters mit dem Füh
rungsstrahl zu bilden. Daher besteht nicht die Not
wendigkeit, eine neue Führungsstrahl-Erzeugungsvor
richtung für den Musterprojektionsbetrieb hinzuzufü
gen.
Die YAG-Laser-Markiervorrichtung nach dem Ausfüh
rungsbeispiel verwendet einen YAG-Laseroszillator als
eine Markier-Laseroszillatorvorrichtung und einen He-
Ne-Laser als eine Führungsstrahl-Erzeugungsvorrich
tung. Dies ist nur beispielhaft. Die Erfindung kann
jede geeignete Markier-Laseroszillatorvorrichtung
verwenden wie einen CO₂-Laseroszillator, Halbleiter
laser, usw., und jede geeignete Führungsstrahl-Erzeu
gungsvorrichtung wie einen Halbleiterlaser, eine
lichtemittierende Diode, usw.
Gemäß dem Musterprojektionsbetrieb nach der Erfindung
wird ein projiziertes Bild eines Musters gleich dem
Markierungsmuster vor dem Lasermarkierungsvorgang
gebildet durch kontinuierliche und wiederholte Abta
stung eines sichtbaren Führungsstrahlpunktes auf ei
ner Oberfläche eines Werkstücks. Daher kann die Aus
richtung der Markierposition des Werkstücks leicht,
schnell und genau erfolgen.
Die Beschreibung richtet sich nun auf den Markierbe
reichs-Figureneinstellbetrieb und den Markierbe
reichs-Figurenprojektionsbetrieb nach dem Ausfüh
rungsbeispiel mit Bezug auf die Fig. 9 bis 14.
Fig. 9 ist eine Flußdiagramm, welches den Betrieb der
Steuervorrichtung 38 im Markierbereichs-Figurenein
stellbetrieb zeigt.
Wenn sie aus dem in Fig. 4 gezeigten Zustand in den
Markierbereichs-Figureneinstellbetrieb eingetreten
ist, identifiziert die Steuervorrichtung 38 die
Startzahl Nr. 3, die gegenwärtig auf dem Schirm 13
angezeigt wird (Schritt C1). Als nächstes ruft die
Steuervorrichtung 38 die Zeichnungsdaten Dm3 (Bild
daten von "ABCD") der Startzahl Nr. 3 aus dem Spei
cher ab zusammen mit Positions(Koordinaten)-Daten,
welche die Zeichnungsposition bestimmen (Schritt C2).
Als nächstes verwendet die Steuervorrichtung 38 die
abgerufenen Bilddaten Dm3 und die Positionsdaten, um
einen Markierbereich zu bestimmen, in welchem das
Muster ("ABCD") markiert wird (Schritt C3).
Dann empfängt die Steuervorrichtung 38 einen Befehl
von einer Bedienungsperson, welcher einen der graphi
schen Darstellungstypen (a), (b), (c), (d) bezeichnet
(hier werden vier Typen von graphischen Darstellungs
beispielen verwendet), die in dem System vorbereitet
sind, wie in Fig. 10 (Schritt C4) gezeigt ist, und
stellt die bezeichneten graphischen Darstellungen des
Markierbereichs ES zusammen mit dem Bild MS des Mu
sters ("ABCD") auf dem Anzeigeschirm 13 dar (Schritt
C5).
Wenn eine Bedienungsperson die graphische Darstellung
(a) in dem Fall der Startzahl Nr. 3 ausgewählt hat,
stellt die rechte Fläche des Anzeigeschirms 13 das in
Fig. 11 gezeigte Bild dar. Es ist wünschenswert, die
graphische Darstellung des Markierbereichs ES von dem
Muster MS auf dem Anzeigeschirm zu unterscheiden,
wobei unterschiedliche Farben verwendet werden.
Wenn die graphische Darstellung des Markierbereichs
ES, die auf dem Schirm 13 dargestellt wird, nicht
zufriedenstellend ist, kann die Bedienungsperson zu
einer anderen graphischen Darstellung wechseln, zum
Beispiel (d) (Schritt C6 → C7 → C4 → C5). Wenn eine
zufriedenstellende graphische Darstellung des Mar
kierbereichs ES auf dem Schirm wiedergegeben wird,
kann ein Bestätigungsbefehl eingegeben werden
(Schritt C6). Die Steuervorrichtung 38 registriert
die ausgewählte graphische Darstellung des Markierbe
reichs (Schritt C8). Die Zeichnungsdaten (Bilddaten
und Positionsdaten) der registrierten graphischen
Darstellung des Markierbereichs können im Speicher
für die Startzahl Nr. 3 in dem Format nach Fig. 5
gespeichert werden.
Es kann jede graphische Darstellung des Markierbe
reichs verwendet werden, insoweit als sie graphisch
einen Markierbereich darstellt, in welchem das Muster
markiert wird. Vorzugsweise kann eine einfache Figur,
zum Beispiel ein Parallelogramm, das den Umriß des
Markierbereichs anzeigt, für die graphische Darstel
lung des Markierbereichs verwendet werden, wie in
Fig. 10 gezeigt ist. Das illustrierte Muster "ABCD"
ist eine relativ einfache und einzelne Zeichenkette.
Ein Markiermuster kann durch mehrere Zeichenketten
oder eine komplizierte Figur gebildet sein oder einen
gefüllten Bereich enthalten. Selbst in solchen Fällen
kann die graphische Darstellung des Markierbereichs
durch eine einfache Figur angezeigt werden, die den
Umriß des gesamten Musters bestimmt.
Wie beschrieben wird, bildet gemäß dem Markierbe
reichs-Figurenprojektionsbetrieb nach dem Ausfüh
rungsbeispiel eine wiederholte Abtastung eines sicht
baren Führungsstrahls LG auf der Oberfläche des Werk
stücks W ein projiziertes Bild der graphischen Dar
stellung des Markierbereichs. Da eine einfache Figur
für die graphische Darstellung des Markierbereichs
verwendet wird, kann eine einzelne Abtastung in kur
zer Zeit beendet werden, so daß ein klares Bild der
graphischen Darstellung des Markierbereichs gebildet
werden kann.
Fig. 12 ist ein Flußdiagramm, das einen Betrieb der
Steuervorrichtung 38 im Markierbereichs-Figurenpro
jektionsbetrieb zeigt.
Wenn sie in den Markierbereichs-Figurenprojektions
betrieb in dem Fall der Startzahl Nr. 3 eingetreten
ist, identifiziert die Steuervorrichtung 38 zuerst
die Startzahl Nr. 3, die gegenwärtig auf dem Schirm
13 angezeigt wird (Schritt D1), und ruft dann Zeich
nungsdaten der graphischen Darstellung des Markierbe
reichs ES ab, die zu der Startzahl Nr. 3 gehören
(D2). Die Steuervorrichtung 38 ruft Zustandsdaten
(Abtastgeschwindigkeit usw.) für den Markierbereichs-
Figurenprojektionsbetrieb aus dem Speicher ab
(Schritt D3). Die Abtastgeschwindigkeit des Markier
bereichs-Figurenprojektionsbetriebs kann normalerwei
se so eingestellt werden, daß sie höher ist als die
des Markiervorgangs.
Als nächstes aktiviert die Steuervorrichtung 38 den
HE-Ne-Laser 24 über die He-Ne-Laser-Leistungszufüh
rung 36, wodurch der Führungsstrahl LG eingeschaltet
wird, während der YAG-Laseroszillator 22 im Auszu
stand gehalten wird (Schritt D4). Die Steuervorrich
tung 38 liefert ein Abtaststeuersignal entsprechend
den Zeichnungsdaten der graphischen Darstellung des
Markierbereichs ES und den Zustandsdaten zu dem Ab
tastkopf 20, um eine einzelne Abtastung eines Strah
lenpunktes SP des Führungsstrahls LG auf einer Ober
fläche des Werkstücks W durchzuführen, wodurch eine
graphische Darstellung des Markierbereichs ES des
Markiermusters ("ABCD") der Startzahl Nr. 3 auf der
Oberfläche gezeichnet wird (Schritt D5). Der Abtast
vorgang wird kontinuierlich wiederholt, bis ein vor
bestimmter Befehl eingegeben wird (Schritt D5→D6→D7→D5).
Bei der Wiederholung der Abtastung benötigt ein
Strahlenpunkt SP Zeit, um vom Endpunkt zum Muster
startpunkt zurückzukehren. Die Rückkehrzeit des
Strahlenpunktes SP kann minimiert werden durch Maxi
mieren der Geschwindigkeitsgrenze des Abtastspiegels.
Da die graphische Darstellung des Markierbereichs ES
eine Figur ist, die wesentlich einfacher ist als die
des Markiermusters, kann eine einzelne Abtastung zum
Zeichnen der graphischen Darstellung des Markierbe
reichs in sehr kurzer Zeit beendet werden.
Die hohe Geschwindigkeit der fortlaufenden und wie
derholten Zeichnung der graphischen Darstellung des
Markierbereichs ES unter Verwendung des sichtbaren
(roten) Führungsstrahls LG bildet ein stehendes pro
jiziertes Bild der graphischen Darstellung des Mar
kierbereichs ES auf einer Oberfläche des Werkstücks W
aufgrund der Trägheit des menschlichen Auges.
Dann kann eine Bedienungsperson die Position des
Werkstücks W so ausrichten, daß das projizierte Bild
der graphischen Darstellung des Markierbereichs ES
der gewünschten Markierposition des Werkstücks W ent
spricht.
Wenn das Werkstück W nicht in der richtigen Position
relativ zu dem projizierten Bild der graphischen Dar
stellung ES der Fig. (a) ist, wie im Teil (A) von
Fig. 13 gezeigt ist, kann das Werkstück W in der
Richtung θ gedreht und/oder in X- und/oder Y-Richtung
verschoben werden, so daß die graphische Darstellung
des Markierbereichs ES der gewünschten Markierposi
tion des Werkstücks W entspricht (Teil (B) in Fig.
13). Da das projizierte Bild der graphischen Darstel
lung des Markierbereichs ES stillsteht, kann die
Werkstückposition schnell und genau ausgerichtet wer
den, wobei das projizierte Bild als Bezugsgröße ver
wendet wird.
Nach dem Positionieren des Werkstücks W im Projek
tionsbetrieb für die graphische Darstellung des Mar
kierbereichs kann die Bedienungsperson einen Befehl
beispielsweise für die Durchführung der Markierung
eingeben. Dann hält die Steuervorrichtung 38 das Ab
taststeuersignal an (Schritt D8), schaltet den Füh
rungsstrahl LG aus (Schritt D9), beendet den Projek
tionsbetrieb für die graphische Darstellung des Mar
kierbereichs und tritt in den Markierungsdurchfüh
rungsbetrieb ein.
Die Steuervorrichtung 38 führt die Markierung wie
beschrieben durch (Fig. 8). Ein Punkt auf einer Ober
fläche des Werkstücks W, auf den der Strahlenpunkt
des YAG-Laserstrahls LM auftrifft, wird sofort ver
dampft oder in der Farbe geändert. Als eine Folge
wird das Muster MS von "ABCD" markiert. Da ein Strah
lenpunkt des sichtbaren (roten) Führungsstrahls LG
dasselbe Muster wie der unsichtbare (infrarot) YAG-
Laserstrahl LM zeichnet, kann die Bedienungsperson
die Spur der Markierung mit den Augen bestätigen.
Die Monitorkamera 48 kann verwendet werden, um den
Markiervorgang an dem Werkstück W auf der Werkbank 18
zu überwachen. Das überwachte Bild (Bewegungsbild)
kann auf dem Schirm 13 angezeigt werden. Da die Moni
torkamera 48 ein vergrößertes Bild des Markiermusters
liefert, ist das überwachte Bild zweckmäßig für eine
Bedienungsperson, um den Markiervorgang zu überwa
chen, insbesondere in dem Fall einer geringen Größe
des Werkstücks W oder des Markiermusters P. Eine Au
genschutzabdeckung kann zwischen der Bedienungsperson
und dem Abtastkopf 20 und dem Werkstück W vorgesehen
sein zum Schutz der Augen gegen eine direkte Beobach
tung des Werkstücks W. Selbst in diesem Fall kann das
überwachte Bild zweckmäßig verwendet werden.
Der YAG-Laserstrahl LM, der im Markierungsdurchfüh
rungsbetrieb abtastet, markiert ein gewünschtes Mu
ster von ("ABCD") auf einer Werkstückoberfläche an
der gewünschten Position, welche gerade im Markierbe
reichs-Figurenprojektionsbetrieb ausgerichtet wurde.
Die Beschreibung richtet sich nun auf den Kombina
tionsbild-Anzeigebetrieb nach dem Ausführungsbeispiel
mit Bezug auf die Fig. 15 bis 20.
Der Kombinationsbild-Anzeigebetrieb kann anstelle des
Markierbereichs-Figurenprojektionsbetriebs angewendet
werden. Insbesondere kann der Kombinationsbild-Anzei
gebetrieb verwendet werden, um die Position des Werk
stücks W auf der Werkbank 18 vor der Durchführung der
Markierung auszurichten. Insbesondere in dem Fall, in
welchem das Werkstück W oder das Markiermuster klein
ist oder wenn eine Augenschutzabdeckung nahe des Ab
tastkopfes 20 vorgesehen ist, kann der Kombinations
bild-Anzeigebetrieb gewählt werden, wobei ein über
wachtes Bild von der Monitorkamera 48 verwendet wird.
Der Kombinationsbild-Anzeigebetrieb hat zwei Unterbe
triebsarten aus einem ersten Kombinationsbild-Anzei
gebetrieb, in welchem eine graphische Darstellung des
Markierbereichs dem überwachten Bild von der Monitor
kamera 48 überlagert ist, und einem zweiten Kombina
tionsbild-Anzeigebetrieb, in welchem ein Markiermu
ster dem überwachten Bild überlagert ist.
Fig. 15 zeigt ein Flußdiagramm für den Betrieb der
Steuervorrichtung 38 in dem ersten Kombinationsbild-
Anzeigebetrieb.
Wenn sie in den ersten Kombinationsbild-Anzeigebe
trieb eintritt, identifiziert die Steuervorrichtung
38 die ausgewählte Startzahl (Schritt El) und ruft
Zeichnungsdaten für die in dem Markierbereichs-Figu
reneinstellbetrieb vorausgewählte graphische Darstel
lung des Markierbereichs für die Startzahl ab
(Schritt E2). Dann liest die Steuervorrichtung 38 ein
überwachtes Bild von der Monitorkamera 48 in einen
Rahmenspeicher ein (Schritt E3) und schreibt die ab
gerufenen Zeichnungsdaten der graphischen Darstellung
des Markierbereichs in den Rahmenspeicher, um sie dem
überwachten Bild in dem Rahmenspeicher zu überlagern
(Schritt E4). Die Steuervorrichtung 38 zeigt das zu
sammengesetzte Bild auf dem Schirm 13 an (Schritt
E5). Die Anzeige des zusammengesetzten Bildes wird
fortgesetzt, bis ein vorbestimmter Befehl eingegeben
wird (Schritt E5 → E6 → E7 → E3 → E4 → E5).
Die Anzeigevorrichtung 13 stellt gleichzeitig ein
überwachtes Bild des Werkstücks W auf der Werkbank 18
und die graphische Darstellung des Markierbereichs ES
des Markiermusters ("ABCD") der Startzahl überlagert
dem überwachten Bild dar, wie in Fig. 16 gezeigt ist.
Dann kann die Bedienungsperson das Werkstück W auf
der Werkbank 18 geeignet in der X-, Y- und θ-Richtung
bewegen, während sie das auf dem Schirm 13 darge
stellte zusammengesetzte Bild beobachtet. Wenn das
Werkstück W auf der Bank 18 bewegt wird, wird es auf
dem Anzeigeschirm 13 bewegt, während die graphische
Darstellung des Markierbereichs ES stillsteht an der
Anzeigeposition entsprechend der Zeichnungsposition.
Die Bedienungsperson richtet die Position des Werk
stücks W auf der Werkbank 18 so aus, daß auf dem An
zeigeschirm 13 die graphische Darstellung des Mar
kierbereichs ES der gewünschten Markierposition auf
dem Werkstück im überwachten Bild entspricht. Wie in
dem Fall des Markierbereichs-Figurenprojektionsbe
triebs ermöglicht es der erste Kombinationsbild-An
zeigebetrieb, eine schnelle und genaue Positionierung
des Werkstücks W zu erzielen unter Verwendung der
stillstehenden graphischen Darstellung des Markierbe
reichs ES als Bezugsgröße.
Fig. 18 ist ein Flußdiagramm, das den Betrieb der
Steuervorrichtung 38 im zweiten Kombinationsbild-An
zeigebetrieb zeigt. Der zweite Kombinationsbild-An
zeigebetrieb stellt das Markiermuster MS ("ABCDEF")
anstelle der graphischen Darstellung ES des Markier
bereichs auf dem Anzeigeschirm 13 dar, wie in Fig. 19
gezeigt ist. Mit dem zweiten Kombinationsbild-Anzei
gebetrieb kann die Bedienungsperson die Position des
Werkstücks auf der Werkbank 18 so ausrichten, daß das
Muster MS ("ABCDEF") der gewünschten Markierposition
auf dem Werkstück W auf dem Anzeigeschirm entspricht.
Der zweite Kombinationsbild-Anzeigebetrieb kann
durchgeführt werden ohne Einstellung der graphischen
Darstellung des Markierbereichs.
Fig. 20 ist eine Ansicht des Anzeigeschirms 13, wel
che in einem modifizierten Betrieb des dritten Kom
binationsbild-Anzeigebetriebs dargestellt wird. Der
dritte Kombinationsbild-Anzeigebetrieb zeigt sowohl
die graphische Darstellung ES des Markierbereichs als
auch das Muster MS in Überlagerung mit dem überwach
ten Bild von der Monitorkamera 48.
In dem Ausführungsbeispiel wurde die graphische Dar
stellung des Markierbereichs im Markierbereichs-Figu
reneinstellbetrieb bestimmt und gespeichert und im
Markierbereichs-Projektionsbetrieb, ersten Kombina
tionsbild-Anzeigebetrieb oder zweiten Kombinations
bild-Anzeigebetrieb abgerufen. Der Markierbereichs-
Figureneinstellbetrieb kann jedoch weggelassen wer
den. Die graphische Darstellung des Markierbereichs
kann bestimmt werden aus dem ausgewählten Musterbild
und Positionsdaten im Markierbereich-Figurenprojek
tionsbetrieb usw., wenn dies erforderlich ist. In dem
Ausführungsbeispiel wird das Werkstück W bewegt zur
Ausrichtung der Markierposition des Werkstücks W. Der
Abtastkopf 20 kann statt dessen bewegt werden.
Die Beschreibung richtet sich nun auf den Zeichenein
gabebetrieb nach dem Ausführungsbeispiel durch Bezug
auf die Fig. 21 bis 32.
Fig. 21 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise
der Steuervorrichtung 38 im Zeicheneingabebetrieb
zeigt. Es wird beispielsweise ein Zeichenmuster
("ABCD") der Startzahl Nr. 3 verwendet, um den Zei
cheneingabebetrieb unter Bezugnahme auf die Fig. 22
bis 30 zu beschreiben.
Wenn sie in den Zeicheneingabebetrieb eintritt,
initialisiert die Steuervorrichtung 38 das System
(Schritt G1) und stellt den anfänglichen Schirm der
Zeicheneingabe auf dem Anzeigeschirm 13 dar, wie in
Fig. 22 gezeigt ist. Der linke Bereich des Schirms
enthält ein Dateinamenfeld, in welches ein Dateiname
des Zeichenmusters eingegeben ist, ein Richtungsfeld,
in welchem eine Anordnungsrichtung der Zeichenkette
(horizontal, vertikal, horizontal gekrümmt, vertikal
gekrümmt) bezeichnet ist, Parameterfelder, in welchen
Parameter der Zeichenmusteranordnung, enthaltend den
X-Startpunkt, den Y-Startpunkt, die Zeichenhöhe, usw.
aufgenommen sind, und ein Zeichenfeld, in welches ein
gewünschtes Zeichen (Zeichenkette) eingegeben ist.
Alle Felder sind leer, da keine Daten bestimmt wur
den. Ein rechter Bereich des Schirms zeigt eine Ebene
von Koordinatenachsen an, auf welcher ein Bild des
eingegebenen Zeichenmusters dargestellt wird.
Mit dem anfänglichen Schirm gibt die Bedienungsperson
einen gewünschten Dateinamen (zum Beispiel "J123") in
das Dateinamenfeld ein, und bezeichnet eine gewünsch
te Anordnungsrichtung (zum Beispiel horizontal) in
dem Richtungsfeld. Dann verwendet die Bedienungsper
son eine Zeigevorrichtung wie eine Maus oder Tasta
tur, um den Markierbereich MA von gewünschter Größe
in dem rechten Bereich des Anzeigeschirms 13 zu be
stimmen.
Die Steuervorrichtung 38 bestimmt den Markierbereich
MA aus dem Befehl und die durch die Zeigevorrichtung
eingegebenen Positionsdaten und gibt eine graphische
Darstellung (MA) wieder, welche graphisch die Posi
tion und den Bereich und das Gebiet des Markierbe
reichs MA auf dem Anzeigeschirm repräsentiert
(Schritt G2). Die graphische Darstellung (MA) des
Markierbereichs kann gebildet werden durch eine
Figur, die den Umriß des Markierbereichs MA anzeigt,
oder eine, welche im Inneren des Markierbereichs MA
gefüllt ist.
Dann kann die Bedienungsperson ein gewünschtes Zei
chen oder eine Zeichenkette ("ABCD") eingeben, die in
dem Markierbereich MA angeordnet werden soll, durch
einen Befehl von der Tastatur. Die Steuervorrichtung
38 identifiziert Zeichencodes der eingegebenen Zei
chen und zählt die Anzahl von Zeichen (Schritt G3).
Das Zeichen nach der Erfindung kann jede hieroglyphi
sche Information enthalten, die einen Zeichencode
und/oder einer Schriftart zugeordnet werden kann.
Somit deckt es nicht nur die Zeichen im engeren Sinne
ab (z. B. a, 4), sondern enthält auch Symbole (z. B.
→, /), Figuren (z. B. ○, ▲), usw.
Als nächstes ruft die Steuervorrichtung 38 eine Be
zugsschriftart aus dem Schriftartenspeicher für jedes
individuell eingegebene Zeichen ab (Schritt G4).
Als nächstes führt die Steuervorrichtung 38 einen
Anordnungsvorgang durch (Schritt G5), in welchem Zei
cheneinheitsbereiche (C1, C2, C3, C4) zum Anordnung
individueller Zeichen (A, B, C, D) der eingegebenen
Zeichen ("ABCD") und der Abstand zwischen Zeichen
bestimmt werden.
Im ersten Anordnungsvorgang bestimmt die Steuervor
richtung 38, wie in Fig. 24 gezeigt ist, eine Stan
dardeinheit für die Zeichenbereichsgröße (Lx,Hy) und
einen Standard-Zeichen-Zeichen-Abstand Px aus der
Musterlänge Wx des Markierbereichs MA und die Anzahl
(4) der eingegebenen Zeichen oder Zeichenketten
("ABCD"). Die Höhe Hy des Standardeinheits-Zeichenbe
reichs entspricht der Höhe (Eingabewert der Höhe) des
Markierbereichs MA. Aus dem Verhältnis (Standardver
hältnis) K des Standard-Zeichen-Zeichen-Abstands Px
zu der Standardeinheit-Zeichenbereichsweite Lx und
der Anzahl von eingegebenen Zeichen N können Lx und
Px bestimmt werden entsprechend den folgenden Glei
chungen (1) und (2):
N × Lx + (N-1) Px = Wx (1)
Px = K × Lx (0 < K < 1) (2).
Als nächstes bestimmt die Steuervorrichtung 38 ein
Muster jedes Zeichens (A, B, C, D), das in jedem in
dem Anordnungsvorgang (Schritt G6) bestimmten Ein
heitszeichenbereich (C1, C2, C3, C4) angeordnet wer
den soll.
Um das Zeichenmuster zu bestimmen, wird eine Bezugs
schriftart ("A", "B", usw.) jedes Zeichens in dem
Bezugsschriftartenbereich FS durch eine Koordinaten
transformation transformiert, welche das Verhältnis
der Größe des Einheitszeichenbereichs Ci (Lx, Hy) zu
der Größe des Bezugsschriftartenbereichs FS (Ls, Hs)
verwendet, und in jeweiligen Einheitszeichenbereichen
(C1, C2, C3, C4) gespeichert, wie in Fig. 25 illu
striert ist. In dem Beispiel wird eine Mitte des Be
reichs FS, Ci als ein Ursprung der Koordinate ge
wählt. Punkte A (ca, ya), B (xb, yb) usw. von Segmen
ten (Vektoren), die jede Zeichenbezugsschriftart bil
den, werden zu den Punkten A′ (xa′, ya′), B′ (xb′,
yb′) usw. durch das Verhältnis (Lx : Ls, HJy : Hs)
transformiert.
Auf diese Weise wird jedes Zeichenmuster ("A", "B",
"C", "D") in jedem Einheitszeichenbereich (C1, C2,
C3, C4) bestimmt, wie in Fig. 26 gezeigt ist. Die
Zeichenmusterdaten werden gebildet durch Vektordaten,
die repräsentativ für Segmente (gerade oder gekrümmte
Linie) jedes Zeichenmusters sind. Um das Zeichenmu
ster zu bestimmen, werden Parameterwerte des Zeichen
musters enthaltend den X-Startpunkt, Y-Startpunkt,
die Zeichenteilung, usw. bestimmt. Die Zeichenteilung
bezieht sich auf den Abstand zwischen einem Mittel
punkt Oi eines Einheitszeichenbereichs Ci und einem
Mittelpunkt Oi|1 des nächsten Einheitszeichenbereichs
Ci|1.
Als nächstes wandelt die Steuervorrichtung 38 das
erzeugte Zeichenmuster ("A", "B", "C", "D") in Vek
torform in bitkartierte Bilddaten ("ABCD") um mit der
selben Anordnung und stellt das sich ergebende Zei
chenmusterbild ("ABCD") in Überlagerung mit der gra
phischen Darstellung (MA) des Markierbereichs auf dem
Anzeigeschirm 13 dar (Schritt G7), wie in Fig. 27
gezeigt ist. Der linke Bereich des Schirms zeigt nun
Parameterwerte an, die in dem Zeichenmuster-Bestim
mungsvorgang an jeweiligen Parameterfeldern von X-
Startpunkt, X-Startpunkt, Zeichenhöhe, usw. bestimmt
wurden, und zeigt auch den Inhalt (ABCD) von eingege
benen Zeichen an.
Wenn der Inhalt und die Anordnung des Zeichenmusters
("ABCD"), das gegenwärtig bestimmt und auf dem Schirm
angezeigt wird, zufriedenstellend sind, gibt die Be
dienungsperson einen Registrierbefehl ein (Schritt
G8). In Abhängigkeit von dem Registrierbefehl regi
striert die Steuervorrichtung 38 das gegenwärtig be
stimmte und angezeigte Zeichenmuster ("ABCD") im
Schritt G10. Insbesondere registriert die Steuervor
richtung 38 Vektordaten (Zeichenmusterdaten) und Pa
rameterwerte des Zeichenmusters ("ABCD") für die ge
genwärtige Datei (J123) im Speicher.
Wenn der Inhalt oder die Anordnung des dargestellten
Zeichenmusters ("ABCD") nicht zufriedenstellend sind,
gibt die Bedienungsperson einen Befehl ein, der eine
Änderung des Zeichenmusters verlangt, wählt ein Para
meterwort von dem Schirm aus und ändert den Parame
terwert (Schritte G8, G9). Dann verwendet die Steuer
vorrichtung 38 den geänderten Parameterwert, um wie
der den Anordnungsvorgang (Schritt G5) und den Zei
chenmuster-Bestimmungsvorgang (Schritt G6) durchzu
führen, wodurch das Zeichenmuster ("ABCD") neu be
stimmt wird.
In Fig. 28 kann die Bedienungsperson die Musterbreite
zum Beispiel von 054,0 mm auf 048,0 mm ändern. Da die
Musterbreite der Breite des Markierbereichs MA ent
spricht, wurde die Breite des Markierbereichs MA von
Wx (54,0 mm) auf Wx′ (48,0 mm) reduziert. Andere Pa
rameterwerte (z. B. die Zeichenhöhe) werden nicht ge
ändert. Indem der Anordnungsvorgang (Schritt G5) und
der Zeichenmuster-Bestimmungsvorgang (Schritt G6)
wieder durchgeführt werden, wird ein Zeichenmuster
("ABCD") wie das in Fig. 29 gezeigte neu bestimmt.
Auf dem Anzeigeschirm 13 wird das neu bestimmte Zei
chenmuster ("ABCD") der graphischen Darstellung MA
des Markierbereichs überlagert dargestellt (Schritt
G7). Wenn die Bedienungsperson einen Bestätigungsbe
fehl an den Schirm eingibt, wird das angezeigte Zei
chenmuster ("ABCD") registriert (Schritt G10).
Selbst in dieser Stufe kann die Bedienungsperson ei
nen Änderungsbefehl eingeben, um das Zeichenmuster
("ABCD") wieder zu ändern oder zu korrigieren. Zum
Beispiel wird für die Änderung des Zeichen zu Zei
chen-Abstands von 006,4 mm auf 005,0 mm ein Zeichen
muster ("ABCD") mit einer in Fig. 30 gezeigten Anord
nung neu bestimmt. In diesem Fall werden der geänder
te Zeichen zu Zeichen-Raum (Px′′) und die Musterbreite
(Wx′) verwendet, um die Einheitszeichenbreite (Lx′′)
des Einheitszeichenbereichs zu bestimmen.
Wie beschrieben, verwendet in Übereinstimmung mit dem
Zeicheneingabebetrieb nach dem Ausführungsbeispiel
eine Bedienungsperson eine Zeigevorrichtung, um einen
Markierbereich mit einer gewünschten Größe an einer
gewünschten Position auf dem Anzeigeschirm zu bestim
men, und gibt ein gewünschtes Zeichen (Zeichenkette)
ein. Dann steuert die Steuervorrichtung 38 den Ablauf
der Software des Zeichenmuster-Bestimmungsvorgangs,
bestimmt proportional einen Einheitszeichenbereich
und einen Zeichen zu Zeichen-Abstand aus der eingege
benen Anzahl von Zeichen in dem Markierungsbereich
und erzeugt ein Zeichenmuster entsprechend einer in
dividuellen Zeichenbezugsschriftart, das in jedem
Einheitszeichenbereich anzuordnen ist. Auf diese Wei
se wird das Zeichenmuster, das von der Bedienungsper
son gewünscht wird, automatisch definiert und be
stimmt.
Der gegenwärtige Zeicheneingabebetrieb stellt der
Bedienungsperson über einen Anzeigeschirm Parameter
werte dar, die in dem Vorgang der Bestimmung des Zei
chenmusters bestimmt wurden, während es der Bedie
nungsperson ermöglicht wird, einen Wert von irgend
einem Parameter oder ein Zeichenmuster zu ändern,
wodurch eine zufriedenstellende Mensch-Maschinen-
Schnittstelle geschaffen wird. Daher kann eine Bedie
nungsperson ohne das Erfordernis einer großen Ge
schicklichkeit ein gewünschtes Zeichenmuster in einer
kurzen Zeit durch einen einfachen Eingabevorgang be
stimmen.
Das Beispiel des so weit beschriebenen Zeichenmusters
("ABCD") ist eine relativ einfache Zeichenkette. Dies
ist nur illustrativ. Der Zeicheneingabebetrieb nach
dem Ausführungsbeispiel kann verwendet werden, um
Zeichenmuster in verschiedenen Formen zu bestimmen.
Fig. 31 zeigt einige andere Zeichenmuster. Im Teil
(A) von Fig. 31 hängt die Größe (Breite) eines Ein
heitszeichenbereichs ab von einem individuellen Zei
chen der Zeichenkette. Im Teil (B) von Fig. 31 werden
die Größe (Höhe) eines Einheitszeichenbereichs und
der Zeichen zu Zeichen-Abstand bestimmt in Abhängig
keit von einem die Zeichenkette bildenden individuel
len Zeichen. Im Teil (C) von Fig. 31 ist ein einzel
nes Zeichen in dem Markierbereich MA angeordnet. Im
Teil (D) von Fig. 31 ist eine horizontale Kurve für
die Anordnungsrichtung ausgewählt.
In Fig. 32 sind zwei Zeichenmuster ("ABCD") und
("WIDE"), die in getrennten Dateien vorbereitet wur
den, als eine neue Datei (J129) zusammengesetzt. In
diesem Fall werden bei dem Markiervorgang der Start
zahl Nr. 3 die beiden Zeichenmuster ("ABCD"), ("WIDE")
gleichzeitig mit einer räumlichen Beziehung mar
kiert, wie dargestellt ist.
Zwei oder mehr Zeilen von Zeichen oder Zeichenketten
können in einem einzelnen Markierbereich in Überein
stimmung mit dem beschriebenen Anordnungsverfahren
angeordnet werden.
Die Ausbildung der YAG-Laser-Markiervorrichtung nach
dem Ausführungsbeispiel enthaltend die Steuerlei
stungs-Zuführungseinheit 10, die Laseroszillatorein
heit 12, den Abtastkopf 20 usw. ist rein illustrativ.
Jede andere geeignete Ausbildung kann verwendet wer
den.
Gemäß dem Zeicheneingabebetrieb nach dem Ausführungs
beispiel bestimmt eine Bedienungsperson einen Mar
kierbereich und gibt Zeichen oder Zeichenketten ein,
die in dem Bereich anzuordnen sind. Dann bestimmt die
Vorrichtung automatisch das Zeichenmuster aus dem
eingegebenen Markierbereich und dem Zeichen oder Zei
chenkette. Daher kann ein gewünschtes Zeichenmuster
durch einen einfachen Eingabevorgang in einer kurzen
Zeit eingestellt werden.
Claims (15)
1. Lasermarkiervorrichtung vom Abtasttyp zum Mar
kieren eines gewünschten Musters von Zeichen,
Symbolen und/oder Figuren auf einer Oberfläche
eines Werkstücks, bei welcher ein Lasermarkie
rungsstrahl von einem Laseroszillator auf das
Werkstück über einen Abtastspiegel projiziert
wird, wobei der Abtastspiegel durch eine Abtast
vorrichtung geschwenkt wird in Abhängigkeit von
einem Abtastsignal von einer Steuervorrichtung
in einer solchen Weise, daß ein Strahlenpunkt
des Laserstrahls die Oberfläche des Werkstücks
abtastet, um hierdurch das Muster zu markieren,
gekennzeichnet durch
eine Vorrichtung zum Bilden eines projizierten
Musterbildes, welche vor dem Markieren in Be
trieb ist, um einen sichtbaren Führungsstrahl
von einer Führungsstrahl-Erzeugungsvorrichtung
auf das Werkstück über den Abtastspiegel zu pro
jizieren, den Abtastspiegel durch die Abtastvor
richtung zu schwenken und zu bewirken, daß ein
Strahlenpunkt des Führungsstrahls kontinuierlich
und wiederholt die Oberfläche des Werkstücks
abtastet, um hierdurch ein projiziertes Bild
eines Musters entsprechend dem gewünschten Mu
ster zu bilden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Abtastgeschwindigkeit der Vor
richtung zum Bilden eines projizierten Muster
bildes höher ist als die Abtastgeschwindigkeit
beim Markieren.
3. Lasermarkiervorrichtung vom Abtasttyp zum Mar
kieren eines gewünschten Musters von Zeichen,
Symbolen und/oder Figuren auf einer Oberfläche
eines Werkstücks, bei welcher ein Lasermarkier
strahl von einem Laseroszillator auf das Werk
stück über einen Abtastspiegel projiziert wird,
wobei der Abtastspiegel durch eine Abtastvor
richtung in Abhängigkeit von einem Abtastsignal
von einer Steuervorrichtung in einer solchen
Weise geschwenkt wird, daß ein Strahlenpunkt des
Laserstrahls die Oberfläche des Werkstücks ab
tastet, um hierdurch das Muster zu markieren,
gekennzeichnet durch
eine Markierbereichs-Figureneinstellvorrichtung zum Einstellen der graphischen Darstellung eines Markierbereichs, in welchem das Muster markiert wird, und
eine Markierbereichs-Bildformungsvorrichtung, die vor dem Markieren in Betrieb ist, um einen sichtbaren Führungsstrahl von einer Führungs strahl-Erzeugungsvorrichtung auf das Werkstück über den Abtastspiegel zu projizieren, den Ab tastspiegel durch die Abtastvorrichtung zu schwenken und zu bewirken, daß ein Strahlenpunkt des Führungsstrahls kontinuierlich und wieder holt die Oberfläche des Werkstücks abtastet, um hierdurch ein projiziertes Bild der graphischen Darstellung des Markierbereichs zu bilden.
eine Markierbereichs-Figureneinstellvorrichtung zum Einstellen der graphischen Darstellung eines Markierbereichs, in welchem das Muster markiert wird, und
eine Markierbereichs-Bildformungsvorrichtung, die vor dem Markieren in Betrieb ist, um einen sichtbaren Führungsstrahl von einer Führungs strahl-Erzeugungsvorrichtung auf das Werkstück über den Abtastspiegel zu projizieren, den Ab tastspiegel durch die Abtastvorrichtung zu schwenken und zu bewirken, daß ein Strahlenpunkt des Führungsstrahls kontinuierlich und wieder holt die Oberfläche des Werkstücks abtastet, um hierdurch ein projiziertes Bild der graphischen Darstellung des Markierbereichs zu bilden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Abtastgeschwindigkeit der Vor
richtung zum Bilden eines projizierten Muster
bildes höher ist als die Abtastgeschwindigkeit
beim Markieren.
5. Laserstrahl-Markiervorrichtung vom Abtasttyp zum
Markieren eines gewünschten Musters aus Zeichen,
Symbolen und/oder Figuren auf einer Oberfläche
eines Werkstücks, bei welchem ein Lasermarkier
strahl von einem Laseroszillator auf das Werk
stück über einen Abtastspiegel projiziert wird,
wobei der Abtastspiegel durch eine Abtastvor
richtung in Abhängigkeit von einem Abtastsignal
von einer Steuervorrichtung in einer solchen
Weise geschwenkt wird, daß ein Strahlenpunkt des
Laserstrahls die Oberfläche des Werkstücks ab
tastet, um hierdurch das Muster zu markieren,
gekennzeichnet durch
eine Markierbereichs-Figureneinstellvorrichtung zum Einstellen der graphischen Darstellung eines Markierbereichs, in welchem das Muster markiert wird,
eine Monitorkamera zum Aufnehmen eines Bildes des Werkstücks,
eine Anzeigevorrichtung mit einem Schirm, auf welchem ein Bild dargestellt wird, und
eine Monitoranzeige-Steuervorrichtung, die vor dem Markieren in Betrieb ist, um gleichzeitig auf dem Schirm der Anzeigevorrichtung ein über wachtes Bild von der Monitorkamera und ein Bild der graphischen Darstellung des Markierbereichs von der Markierbereichs-Figureneinstellvorrich tung überlagert dem überwachten Bild darzustel len.
eine Markierbereichs-Figureneinstellvorrichtung zum Einstellen der graphischen Darstellung eines Markierbereichs, in welchem das Muster markiert wird,
eine Monitorkamera zum Aufnehmen eines Bildes des Werkstücks,
eine Anzeigevorrichtung mit einem Schirm, auf welchem ein Bild dargestellt wird, und
eine Monitoranzeige-Steuervorrichtung, die vor dem Markieren in Betrieb ist, um gleichzeitig auf dem Schirm der Anzeigevorrichtung ein über wachtes Bild von der Monitorkamera und ein Bild der graphischen Darstellung des Markierbereichs von der Markierbereichs-Figureneinstellvorrich tung überlagert dem überwachten Bild darzustel len.
6. Lasermarkiervorrichtung vom Abtasttyp zum Mar
kieren eines gewünschten Musters aus Zeichen,
Symbolen und/oder Figuren auf einer Oberfläche
eines Werkstücks, bei welcher ein Lasermarkier
strahl von einem Laseroszillator auf das Werk
stück über einen Abtastspiegel projiziert wird,
wobei der Abtastspiegel durch eine Abtastvor
richtung in Abhängigkeit von einem Abtastsignal
von einer Steuervorrichtung in einer solchen
Weise geschwenkt wird, daß ein Strahlenpunkt des
Laserstrahls die Oberfläche des Werkstücks ab
tastet, um hierdurch das Muster zu markieren,
gekennzeichnet durch
eine Monitorkamera zum Aufnehmen eines Bildes des Werkstücks,
eine Anzeigevorrichtung mit einem Schirm, auf welchem ein Bild dargestellt wird, und
eine Monitoranzeige-Steuervorrichtung, die vor dem Markieren in Betrieb ist, um gleichzeitig ein überwachtes Bild von der Monitorkamera und ein diesem überlagertes Bild des Musters auf dem Schirm der Anzeigevorrichtung darzustellen.
eine Monitorkamera zum Aufnehmen eines Bildes des Werkstücks,
eine Anzeigevorrichtung mit einem Schirm, auf welchem ein Bild dargestellt wird, und
eine Monitoranzeige-Steuervorrichtung, die vor dem Markieren in Betrieb ist, um gleichzeitig ein überwachtes Bild von der Monitorkamera und ein diesem überlagertes Bild des Musters auf dem Schirm der Anzeigevorrichtung darzustellen.
7. Lasermarkiervorrichtung vom Abtasttyp zum Mar
kieren eines gewünschten Musters aus Zeichen
und/oder Figuren auf einer Oberfläche eines
Werkstücks durch Projizieren und Abtasten eines
Laserstrahls auf der Oberfläche,
gekennzeichnet durch
eine Markierbereichs-Figureneinstellvorrichtung zum Einstellen eines Markierbereichs,
eine Zeicheneingabevorrichtung zum Eingeben ei nes gewünschten Zeichens oder einer gewünschten Zeichenkette, die in dem Markierbereich anzuord nen ist, eine Zeichenmuster-Bestimmungsvorrich tung zum Bestimmen eines Musters des eingegebe nen Zeichens oder der eingegebenen Zeichenkette von der Zeicheneingabevorrichtung mit einer ge wünschten Anordnung in dem Markierbereich, der durch die Markierbereichs-Einstellvorrichtung eingestellt ist, und
eine Zeichenmuster-Speichervorrichtung zum Spei chern von Zeichenmusterdaten, welche das Muster des Zeichens oder der Zeichenkette(n) angeben, die durch die Zeichenmuster-Bestimmungsvorrich tung bestimmt wurden.
eine Markierbereichs-Figureneinstellvorrichtung zum Einstellen eines Markierbereichs,
eine Zeicheneingabevorrichtung zum Eingeben ei nes gewünschten Zeichens oder einer gewünschten Zeichenkette, die in dem Markierbereich anzuord nen ist, eine Zeichenmuster-Bestimmungsvorrich tung zum Bestimmen eines Musters des eingegebe nen Zeichens oder der eingegebenen Zeichenkette von der Zeicheneingabevorrichtung mit einer ge wünschten Anordnung in dem Markierbereich, der durch die Markierbereichs-Einstellvorrichtung eingestellt ist, und
eine Zeichenmuster-Speichervorrichtung zum Spei chern von Zeichenmusterdaten, welche das Muster des Zeichens oder der Zeichenkette(n) angeben, die durch die Zeichenmuster-Bestimmungsvorrich tung bestimmt wurden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Markierbereichs-Einstellvor
richtung eine Vorrichtung zum Bestimmen des Mar
kierbereichs als eine Figur, die einen Umriß des
Markierbereichs darstellt, aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Markierbereichs-Einstellvor
richtung eine Vorrichtung zum Bestimmen des Mar
kierbereichs als eine Figur, welche innerhalb
des Markierbereichs gefüllt ist, aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Zeichenmuster-Bestimmungsvor
richtung aufweist:
eine Anordnungseinstellvorrichtung zum Einstel len eines Einheitszeichenbereichs, in welchem ein individuelles Zeichen der eingegebenen Zei chenkette innerhalb des Markierbereichs anzuord nen ist, und eines Abstands zwischen benachbar ten Einheitszeichenbereichen,
eine Schriftarten-Speichervorrichtung zum Spei chern von Daten, die repräsentativ für eine Be zugsschriftsart eines individuellen Zeichens sind, und
eine Einheitszeichenmuster-Bestimmungsvorrich tung zum Bestimmen eines Musters eines individu ellen Zeichens der eingegebenen Zeichenkette in einem entsprechenden Einheitszeichenbereich von einer Bezugsschriftart des individuellen Zei chens von der Schriftarten-Speichervorrichtung, und einer Größe des Einheitszeichenbereichs.
eine Anordnungseinstellvorrichtung zum Einstel len eines Einheitszeichenbereichs, in welchem ein individuelles Zeichen der eingegebenen Zei chenkette innerhalb des Markierbereichs anzuord nen ist, und eines Abstands zwischen benachbar ten Einheitszeichenbereichen,
eine Schriftarten-Speichervorrichtung zum Spei chern von Daten, die repräsentativ für eine Be zugsschriftsart eines individuellen Zeichens sind, und
eine Einheitszeichenmuster-Bestimmungsvorrich tung zum Bestimmen eines Musters eines individu ellen Zeichens der eingegebenen Zeichenkette in einem entsprechenden Einheitszeichenbereich von einer Bezugsschriftart des individuellen Zei chens von der Schriftarten-Speichervorrichtung, und einer Größe des Einheitszeichenbereichs.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Anordnungseinstellvorrichtung
eine Vorrichtung zum Bestimmen der Größe des
Einheitszeichenbereichs aus der Länge des Mar
kierbereichs in der Richtung der Zeichenkette
und der Anzahl von eingegebenen Zeichen oder
Zeichenketten aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Anordnungseinstellvorrichtung
eine Vorrichtung zum Bestimmen der Größe des
Einheitszeichenbereichs aus einem individuellen
Zeichen der eingegebenen Zeichen oder Zeichen
ketten aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Anordnungseinstellvorrichtung
eine Vorrichtung zum Bestimmen des Abstands von
einem individuellen Zeichen der eingegebenen
Zeichenkette aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet
durch eine Parameterausgabevorrichtung zum Aus
geben von Werten von vorbestimmten Parametern
des Zeichenmusters von der Zeichenmuster-Bestim
mungsvorrichtung.
15. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet
durch eine Parametereingabevorrichtung zum Ein
geben von Werten von vorbestimmten Parametern,
wobei die Zeichenmuster-Bestimmungsvorrichtung
eine Vorrichtung zum Neubestimmen des Zeichenmu
sters unter Verwendung eines von der Parameter
eingabevorrichtung eingegebenen Wertes eines
Parameters aufweist.
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