DE19831883A1

DE19831883A1 - Production of an embossing die

Info

Publication number: DE19831883A1
Application number: DE19831883A
Authority: DE
Inventors: Horst Dr Ranke; Thomas Dipl Ing Wolf; Klaus Dipl Ing Renz; Harald Schmidt
Original assignee: LASERCOMB LASER KOMBINATIONS S
Current assignee: LASERCOMB LASER COMBINATION SYSTEMS GMBH & CO. KG,
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 1999-03-04
Also published as: EP0998370A1; JP2001510102A; WO1999003635A1

Abstract

The manufacture of the embossing die for use in the packaging industry is produced using a laser that has the output deflected by a mirror U onto a workpiece W . The workpiece is moved to create a shape on the workpiece. A personal computer may produce information that is also to be engraved and this is projected by a laser scanner S onto the surface. packing industry

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Stanzform, insbesondere einer Stanzform für die Verpackungsindustrie, bei dem in einem Arbeitsvorgang mit tels eines gerichteten Laserstrahls Nuten in ein Werkstück, insbesondere aus Holz, zur Aufnahme von Schneid- oder Rillenmesser geschnitten werden und bei dem in einem anderen Arbeitsvorgang mittels eines Laserstrahls vorgegebene Strukturen in die Oberfläche der Stanzform eingraviert werden, wobei zumindest ein Teil der Strukturen die Stanzform eindeutig identifizieren und/oder spezifizieren.The invention relates to a method for producing a die, in particular a die for the packaging industry, in which in one operation with means of a directed laser beam grooves in a workpiece, in particular made of wood, can be cut to accommodate cutting or grooving knives and in which structures in another work process by means of a laser beam the surface of the die can be engraved, with at least part of the Structures clearly identify and / or specify the die form.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen einer Stanzform, ins besondere einer Stanzform für die Verpackungsindustrie, bei der ein von einer La seranordnung emittierter und mittels einer Optik auf ein Werkstück, insbesondere aus Holz, fokussierter Laserstrahl Nuten in das Werkstück zur Aufnahme von Schneid- oder Rillenmesser schneidet, wobei das Werkstück zur Identifizierung und/oder Spezifizierung mit vorgegebenen Strukturen graviert wird.Furthermore, the invention relates to a device for producing a die, ins special of a die for the packaging industry, in which one of a La water arrangement emitted and by means of optics on a workpiece, in particular made of wood, focused laser beam grooves in the workpiece for receiving Cutting or grooving knife cuts, the workpiece for identification and / or Specification is engraved with given structures.

Die Anwendung von Lasern im industriellen Bereich zum Schneiden und Schweißen unterschiedlicher Materialien ist Stand der Technik. Vorzugsweise werden dafür CO₂-Laser verwendet. Seit ungefähr 20 Jahren werden CO₂-Laser auch zum Schnei den von Stanzformen, die bei der Verpackungsindustrie eingesetzt werden, verwen det. Zu diesem Zweck bewegt sich entweder der über ein optisches System fokus sierte Laserstrahl über eine bewegungslose Oberfläche oder aber das zu schneiden de oder zu behandelnde Material bewegt sich auf einem in X- und Y-Richtung ver fahrbaren Kreuztisch unter einem fokussierten, aber ortsfesten, Laserstrahl. Im Rahmen der Stanzformenfertigung werden in speziell verleimte Holzbretter Nuten in hoher Präzision mit dem Laser geschnitten, wobei die Nuten die Abwicklungskontur einer später damit zu stanzenden Verpackung darstellen. Nach Fertigstellung des Schneidprozesses werden in diese Nuten Schneid- oder Rillmesser, die im Rahmen des Nachfolgeprozesses als Stanzen bzw. Riller wirken, eingesetzt. In der Regel werden zusätzlich zu diesen gelaserten Nuten auf der Oberfläche des Holzes gewis se Informationen, wie z. B. der Name des Herstellers, Nummer der Stanzform, usw., eingraviert. Zum Zwecke des Eingravierens wird die Laserleistung deutlich zurückge fahren und die Geschwindigkeit der Bewegung entweder der Laseroptik oder des Tischs wird gegenüber dem Schneidprozeß deutlich erhöht. Bedingt durch mechani sche Grenzen läßt sich diese Bewegung allerdings nur in Maßen steigern, so daß der Gravierprozeß unter Umständen eine relativ lange Zeitspanne des gesamten Produktionsprozesses einnimmt. Aus diesem Grund ist es demzufolge erforderlich, das Gravieren nur auf die wichtigsten Informationen und Angaben zu beschränken, da ansonsten der Gravurprozeß, im Gegensatz zu dem eigentlichen Schneidprozeß, zu aufwendig und damit auch zu kostspielig wird.The use of lasers in the industrial sector for cutting and welding different materials is state of the art. CO ₂ lasers are preferably used for this. For about 20 years, CO ₂ lasers have also been used to cut dies that are used in the packaging industry. For this purpose, either the laser beam focused via an optical system moves over a motionless surface or the material to be cut or treated moves on a cross table that can be moved in the X and Y directions under a focused, but stationary, laser beam . As part of the production of die sets, grooves are cut with high precision in specially glued wooden boards, the grooves representing the development contour of a package to be subsequently punched. After completion of the cutting process, cutting or creasing knives, which act as punching or creasing as part of the subsequent process, are inserted into these grooves. As a rule, in addition to these lasered grooves on the surface of the wood, certain information, such as, for. B. the name of the manufacturer, number of the die, etc., engraved. For the purpose of engraving, the laser power will go back significantly and the speed of movement of either the laser optics or the table will be significantly increased compared to the cutting process. Due to mechanical limits, this movement can only be increased in moderation, so that the engraving process may take a relatively long period of time for the entire production process. For this reason, it is therefore necessary to limit the engraving to only the most important information and information, since otherwise the engraving process, in contrast to the actual cutting process, becomes too complex and therefore also too expensive.

Im Sinne einer Produktionssicherheit bzw. einer Verbesserung des Produktionspro zesses wäre es allerdings wünschenswert, zusätzliche und umfangreichere Informa tionen auf die Oberfläche einer solchen Stanzform mit demselben Arbeitsprozeß des Schneidens, d. h. also mit dem Laser, aufzubringen. Beispielsweise würde es sehr hilfreich sein, wenn die einzelnen Messersegmente, die in gebogener und präzise abgelängter Form in die Nuten der Stanzform eingepaßt werden sollen, oberflächlich durch einen Gravierprozeß markiert werden könnten. Dadurch wäre der Bestücker nachträglich in der Lage, in sehr einfacher Art und Weise die Position der einzelnen Messer bzw. Rillen-Linien, die ebenfalls durch einen separaten Produktionsprozeß markiert werden, zu erkennen. Bedingt durch die relativ zeitaufwendige Beschriftung mit dem Laser läßt sich diese Verfahrensweise mit konventionellen Laseranlagen al lerdings nicht durchführen, da dadurch die Produktivität einer solchen Anlage be trächtich reduziert werden würde.In the sense of a production security or an improvement of the production pro However, it would be desirable to have additional and more extensive information on the surface of such a die with the same working process of Cutting, d. H. so with the laser. For example, it would be very be helpful if the individual knife segments are curved and precise cut shape to be fitted into the grooves of the punch, superficially could be marked by an engraving process. This would make the assembler subsequently able to position the individual in a very simple manner Knife or creasing lines, which are also through a separate production process to be marked. Due to the relatively time-consuming labeling with the laser this procedure can be done with conventional laser systems al However, do not carry out, as this would be the productivity of such a system would be reduced.

Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik, wie er derzeit praktiziert wird, liegt der vorliegenen Erfindung die Aufgabe zugrunde, das eingangs angegebene Verfahren sowie die eingangs angegebene Vorrichtung derart weiterzubilden, daß ein Beschriften bearbeiteter Werkstücke oder sonstiger Materia lien, auch im Hinblick auf umfangreiche Informationen und detaillierte Angaben mög lich ist, ohne daß dadurch der eigentliche Arbeitsablauf beeinträchtigt wird, insbeson dere bezüglich der Bearbeitungszeit.Based on the prior art described above, as currently is practiced, the present invention is based on the object, the beginning specified method and the device specified at the outset to further develop that labeling of machined workpieces or other materia lien, also possible with regard to extensive information and detailed information Lich, without affecting the actual workflow, in particular the processing time.

Diese Aufgabe wird bei dem angegebenen Verfahren dadurch gelöst, daß ein steu erbarer Scanner mit Spiegeln sowie ein Hilfs-Umlenkspiegel vorgesehen sind, wobei zum Eingravieren der vorgegebenen Strukturen in eine Oberfläche des Werkstücks der Hilfs-Umlenkspiegel den von der Laseranordnung emittierten Laserstrahl wäh rend einer Unterbrechnung des Schneidens zu dem Scanner führt. In Bezug auf die Vorrichtung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein steuerbarer Scanner mit Spiegeln sowie ein Hilfs-Umlenkspiegel vorgesehen sind, wobei zum Eingravieren der vorgegebenen Strukturen in eine Oberfläche des Werkstücks der Hilfs-Umlenk spiegel den von der Laseranordnung emittierten Laserstrahl während einer Unter brechnung des Schneidens zu dem Scanner führt.This object is achieved in the specified method in that a tax erable scanner with mirrors and an auxiliary deflecting mirror are provided, wherein for engraving the specified structures on a surface of the workpiece the auxiliary deflecting mirror selects the laser beam emitted by the laser arrangement interrupting cutting leads to the scanner. Regarding the This object is achieved in that a controllable scanner with Mirrors and an auxiliary deflecting mirror are provided, whereby for engraving the predetermined structures in a surface of the workpiece of the auxiliary deflection mirror the laser beam emitted by the laser arrangement during a sub breaking the cutting leads to the scanner.

Wie ersichtich ist, wird gemäß der Erfindung ein Scanner als Zusatzeinheit einge setzt, der an einer konventionellen Laseranlage dazu verwendet wird, den erwünsch ten Gravierprozeß in sehr kurzer Zeit durchzuführen. Für das Gravieren werden die Zeiträume ausgenutzt, für die der erste Arbeitsvorgang, während dem die Stanzform mittels Laserstrahls geschnitten wird, unterbrochen wird, beispielsweise um das Werkstück bzw. die Stanzform oder den Laserstrahl bzw. die entsprechende opti sche Anordnung zu verschwenken, um den Schneidstrahl an einer anderen Stelle der Stanzform anzusetzen oder den Schneidvorgang dort fortzuführen. Während die ser Unterbrechungen wird in den Strahlengang des Laserstrahls, der zu dem Werk stück führt, ein Hilfsumlenkspiegel eingeführt, der den Laserstrahl in den Scanner (Abtasteinrichtung) führt, wo der Laserstrahl dann dazu genutzt wird, das Gravieren vorzunehmen. Scanner sind Systeme, die, einfach dargestellt, aus einer Linse und zwei kippbaren Spiegeln bestehen. Die beiden Spiegel werden so angesteuert, daß der Laserstrahl auf einer Ebene, die der Oberfläche der zu bearbeitenden Stanzform entspricht, hin und her bewegt werden kann. Ein solcher Scanner kann durch ein entsprechendes Programm, das in einem PC (Personal Computer) gespeichert ist, Gravuren auf der Oberfläche des Werkstücks durchführen. Bei einer solchen Anord nung bzw. Verfahrensweise ist es darüberhinaus nicht unbedingt erforderlich, den Laser in seiner Leistung, die für die eigentliche Bearbeitung des Werkstücks, bei spielsweise das Schneiden von Nuten oder Rillen, erforderlich ist, zu reduzieren, da die Geschwindigkeit, mit der der Scanner den Laserstrahl über die Werkstückoberflä che zum Gravieren führt, erhöht werden kann, um dadurch die auf das Werkstück pro Flächeneinheit aufgebrachte Energie zu reduzieren und die Gravur auf der Ober fläche des Werkstücks zu erzeugen.As can be seen, according to the invention, a scanner is used as an additional unit that is used on a conventional laser system, the desired perform the engraving process in a very short time. For engraving, the Periods used for the first operation during which the die is cut by means of a laser beam, is interrupted, for example around the Workpiece or the die or the laser beam or the corresponding opti cal arrangement to pivot the cutting beam at another location the cutting die or continue the cutting process there. While the This interruption becomes in the beam path of the laser beam leading to the work piece leads, an auxiliary deflecting mirror introduced, which the laser beam into the scanner (Scanner) leads where the laser beam is then used to engrave to make. Scanners are systems that, simply represented, consist of a lens and there are two tiltable mirrors. The two mirrors are controlled so that the laser beam on a plane corresponding to the surface of the die to be machined corresponds, can be moved back and forth. Such a scanner can be replaced by a corresponding program that is stored in a PC (personal computer), Make engravings on the surface of the workpiece. With such an arrangement In addition, it is not absolutely necessary that the Laser in its power, which is used for the actual machining of the workpiece for example, the cutting of grooves or grooves is required to reduce, because the speed at which the scanner scans the laser beam over the workpiece surface surface for engraving, can be increased, thereby reducing the workpiece to reduce energy applied per unit area and the engraving on the top to generate the surface of the workpiece.

Es ist allerdings auch möglich, für die Gravur die Leistung des Laserstrahls zu verrin gern. Wesentlich ist jeweils, daß der Laser von einem Übergang zwischen einem Be arbeiten des Werkstücks bzw. der Stanzform und einem Gravieren nicht abgeschal tet werden muß, was den Betriebsablauf wesentlich hinsichtlich der Geschwindigkeit stören würde, sondern der Laserstrahl wird von dem Werkstück nach Beenden des Schneidvorgangs über den Hilfs-Umlenkspiegel unmittelbar zu dem Scanner über führt, um zu gravieren oder die Oberfläche zu bearbeiten, beispielsweise zu härten.However, it is also possible to reduce the power of the laser beam for the engraving gladly. It is essential that the laser from a transition between a Be work of the workpiece or the die and engraving is not removed tet must be, which is essential to the operational speed would disturb, but the laser beam from the workpiece after finishing the Cutting process via the auxiliary deflecting mirror directly to the scanner leads to engraving or processing the surface, for example hardening.

Eine Stanzform besteht aus präzisen Schnittkanälen, die von sogenannten Brücken unterbrochen werden, um zu verhindern, daß die geschnittenen Teilbereiche aus der Stanzform herausfallen. Während sich der Tisch oder aber auch im Falle eines fest stehenden Tischs die Fokussieroptik über dem Bereich einer Brücke bewegt, wird derzeitig die Laserleistung entweder heruntergefahren oder die Laserleistung wird über einen Shutter absorbiert. Diese Zeit geht der Produktionszeit verloren. Ebenso läßt sich eine Stanzform nur mit Leerverfahrwegen, die zwar bei guten Programmen optimiert sind, schneiden. Häufig ist es jedoch auch so, daß die Leerverfahrwege be dingt durch die Programmierung des Stanzformenlayouts einen beträchtlichen Teil der Produktionszeit verwenden. Diese Zeitabschnitte werden erfindungsgemäß für die Gravur der Stanzform genutzt.A cutting die consists of precise cutting channels, the so-called bridges be interrupted to prevent the cut portions from the Die cut out. While the table is fixed or even in the case of one the table, the focusing optics are moved over the area of a bridge the laser power is currently either being shut down or the laser power is being reduced absorbed through a shutter. This time is lost in the production time. As well a die can only be used with empty travels, although with good programs are optimized, cut. Often, however, it is also the case that the empty travel paths does a considerable part by programming the die layout use the production time. According to the invention, these time periods are for used the engraving of the die.

Wie vorstehend bereits angegeben wurde, kann während der Gravur durch eine schnelle, gesteuerte Ablenkung des Laserstrahls mittels des Scanners die mittlere Leistung des Laserstrahls pro Flächeneinheit in gewünschter Weise eingestellt wer den, um dadurch in Bezug auf die Laserleistung von der Bearbeitung des Werk stücks, beispielsweise Schneiden der Außenkontur der Stanzform oder Schneiden von Rillen und Nuten für die Aufnahme von Messern, zu dem Gravieren überzugehen. As already stated above, during the engraving by a fast, controlled deflection of the laser beam by means of the scanner the middle one Power of the laser beam per unit area set in the desired manner the order in relation to the laser power from the processing of the work pieces, for example cutting the outer contour of the die or cutting of grooves and grooves for holding knives, for engraving to pass over.

Üblicherweise ist eine Bearbeitung eines Werkstücks, um eine Stanzform zu bilden, in mehrere Einzelabschnitte oder Vorgänge unterteilt, d. h. der bearbeitende Laser strahl wird, entsprechend dem Schneid- oder Bearbeitungsmuster, mehrfach in sei ner Position relativ zu dem Werkstück verändert. Zwischen diesen einzelnen Ände rungen verbleiben kurze Zeitabschnitte, die erfindungsgemäß dazu ausgenutzt wer den, ein Gravieren vorzunehmen. Um die einzelnen Zeitabschnitte während einer Umpositionierung der relativen Zuordnung zwischen dem Laserstrahl bzw. der Laser anordnung und dem momentanen bearbeiteten Werkstück auszunutzen, werden zu vor diese Bearbeitungsabschnitte einerseits und die vorzunehmende Gravur oder die Gravuren andererseits in einer Recheneinheit analysiert und berechnet und die vor zunehmenden Gravuren in einzelne Bearbeitungsabschnitte unterteilt, die dann wäh rend den jeweiligen Umpositionierungen und Neuzuordnungen zwischen Laserstrahl und Werkstück, ausgeführt werden. Die Gravur wird dann in solchen Abschnitten durchgeführt, die, entsprechend der Berechnung, günstig zu dem jeweils gerade be arbeiteten Bearbeitungsabschnitt liegen, so daß sichergestellt ist, daß auch der Scanner günstig zu dem Werkstück liegt und seine Gravur vornehmen kann.Usually, machining a workpiece to form a die is divided into several individual sections or processes, d. H. the machining laser According to the cutting or processing pattern, the jet will be in several times changed position relative to the workpiece. Between these individual changes There remain short periods of time, which are used according to the invention for this purpose to do an engraving. To the individual periods during a Repositioning the relative assignment between the laser beam or lasers arrangement and to take advantage of the currently machined workpiece become in front of these processing sections on the one hand and the engraving to be undertaken or the Engraving, on the other hand, is analyzed and calculated in a computing unit and the above increasing engravings divided into individual processing sections, which then select rend the respective repositioning and reallocations between laser beam and workpiece. The engraving is then done in such sections performed, which, according to the calculation, be cheap to the respective straight worked processing section, so that it is ensured that the Scanner is convenient to the workpiece and can engrave it.

Da zwischen der Bearbeitung einzelner Werkstücke große Zeitabschnitte verbleiben, die zur Umpositionierung eines Werkstücks bzw. einer Stanzform zu einem nächsten Werkstück erforderlich sind, können erfindungsgemäß auch diese Zeitabschnitte da zu ausgenutzt werden, eine Gravur vorzunehmen. Vorzugsweise wird eine solche Gravur einzelner Bearbeitungsabschnitte dann während einer Zuordnung eines Werkstücks, das sich vor oder nach dem zuletzt bearbeiteten Werkstück befindet, vorgenommen.Since there are large periods of time between machining individual workpieces, those for repositioning one workpiece or one die to another According to the invention, these work periods can also be present there to be used to make an engraving. Such is preferred Engraving of individual processing sections then during the assignment of a Workpiece that is before or after the last machined workpiece, performed.

Es ist auch möglich, die Bewegung des Werkstücks während einer Umpositionierung des Werkstücks zu erfassen und eine Gravur vorzunehmen, während das Werkstück umpositioniert wird, indem die Bewegung des Laserstrahls für eine solche Gravur zu der Bewegung des Werkstücks korreliert wird.It is also possible to move the workpiece during repositioning to grasp the workpiece and engrave it while the workpiece is repositioned by the movement of the laser beam for such an engraving the movement of the workpiece is correlated.

Um den Gravurvorgang noch weiter zu optimieren, d. h. solche Abschnitte der Bear beitung des Werkstücks oder die Bearbeitung aufeinanderfolgender Werkstücke auszunutzen, während denen der Laser nicht zum Schneiden genutzt wird, werden die jeweiligen Struktur-Daten bzw. Gravur-Daten und die Schneid-Daten in einer Rechen- und Steuereinheit gespeichert und wird der zeitliche und örtliche Schneid- und/oder Schweißablauf analysiert. Dann werden die Unterbrechungen ermittelt, die Gravurbearbeitungen analysiert und diese Bearbeitungen in einzelne Struktur- oder Gravur-Abschnitte unterteilt. Entsprechend den jeweiligen Längen und örtlichen Zu ordnungen der jeweiligen Unterbrechungen zwischen Schneid-Abschnitten wird (wer den) dann diesen Abschnitten ein (oder mehrere) Struktur- oder Gravur-Abschnitt(e) zugeordnet. Auf diese Art und Weise wird die Gravurbearbeitung optimal den jeweili gen Unterbrechungen zugeordnet werden.To further optimize the engraving process, i. H. such sections of the Bear processing of the workpiece or the processing of successive workpieces exploit during which the laser is not used for cutting the respective structure data or engraving data and the cutting data in one Computing and control unit stored and the temporal and local cutting and / or Welding process analyzed. Then the interruptions are determined Engraving processes are analyzed and these processes in individual structure or Divided engraving sections. According to the respective lengths and local conditions orders of the respective interruptions between cutting sections (who then these sections one (or more) structural or engraving section (s) assigned. In this way, the engraving is optimally the respective interruptions.

Nach der Ausführung verschiedener Abschnitte, beispielsweise der Gravur, kann es auftreten, daß, obwohl die einzelnen Unterbrechungen optimal für eine solche Gra vur ausgenutzt worden sind, dennoch bestimmte Gravur-Abschnitte noch nicht abge arbeitet wurden. Diese können dann nach Beendigung des Schneidens und/oder Schweißens eines Werkstücks abgearbeitet werden. Da eine solche Analyse sowohl der Struktur-Bearbeitung als auch des Schneidens eines Werkstücks vorab vorge nommen werden kann, können auch, aufgrund einer solchen Vorab-Analyse, solche Abschnitte der Gravur, für die ersichtlich ist, daß sie nicht während der Bearbeitung eines Werkstücks abgearbeitet werden können, vor dem Beginn der Bearbeitung ei nes neuen Werkstücks ausgeführt werden.After performing various sections, such as engraving, it can occur that, although the individual interruptions are optimal for such a Gra have been exploited, but certain engraving sections have not yet been removed were working. These can then and / or after finishing the cutting Welding of a workpiece. Because such an analysis is both the structure processing as well as the cutting of a workpiece in advance can be taken, based on such a preliminary analysis, such Sections of the engraving for which it can be seen that they are not during processing of a workpiece can be processed before starting the processing new workpiece.

Um eine gleichmäßige Oberflächenbearbeitung beim Gravieren von Linien zu erhal ten, und zwar zwischen aneinandergrenzenden Gravur-Abschnitten, wird jeweils die Fokussierung und Ablenkung des Laserstrahls zum Gravieren an den Übergangs stellen bzw. Ansatzpunkten angepaßt, so daß sich an einer fertiggestellten und gra vierten Stanzform ein gleichmäßiges Erscheinungsbild ergibt, d. h. daß keine Ansatz- oder Übergangsstellen zu sehen sind, im Bereich denen der Laser das Gravieren ei ne Linie unterbrochen, und sie in einem darauffolgenden Gravur-Abschnitt fortge führt hat.To get an even surface finish when engraving lines th, namely between adjacent engraving sections, the Focusing and deflecting the laser beam for engraving at the transition places or starting points adapted so that a finished and gra fourth die gives a uniform appearance, d. H. that no approach or Transition points can be seen in the area where the laser engraves interrupted a line and continued it in a subsequent engraving section has led.

Mit einer solchen strukturellen Bearbeitung können somit auch die einzelnen Stanz formen unmittelbar vor, während oder nach deren Bearbeitung identifiziert und/oder spezifiziert werden.With such a structural processing, the individual stamping can also be done forms immediately before, during or after processing and / or be specified.

Vorrichtungsgemäß ist ein wesentliches Bauteil der Hilfs-Umlenkspiegel, der jeweils in den Strahlengang des auf das Werkstück fokussierten Laserstrahls schwenkbar ist, um den Laserstrahl zu dem Scanner hin umzulenken. Aufgrund dieses Umlenk spiegels ist es nicht erforderlich, die Laserleistung zu ändern oder den Laserstrahl selbst und damit auch die fokussierten Optiken, die während des Schneidens erfor derlich sind, umzupositionieren. Der Hilfsumlenkspiegel sollte daher auch in Strahlausbreitungsrichtung gesehen vor der Fokussieroptik angeordnet werden, um den Laserstrahl im wesentlichen durch optische Elemente unbeeinflußt auf den Scanner zu richten, um dann mit dem Laserstrahl die Gravur vorzunehmen.An essential component of the device is the auxiliary deflecting mirror, which in each case pivotable into the beam path of the laser beam focused on the workpiece to redirect the laser beam towards the scanner. Because of this redirection mirror, it is not necessary to change the laser power or the laser beam itself and thus also the focused optics that are needed during cutting are necessary to reposition. The auxiliary deflecting mirror should therefore also in Beam propagation direction can be arranged in front of the focusing optics the laser beam essentially unaffected by optical elements on the Align the scanner to then engrave it with the laser beam.

Um auch während der Umpositionierung des Werkstücks eine Gravur unter optima len Bedingungen vornehmen zu können, ist es von Vorteil, daß die Spiegel des Scanners kontinuierlich entsprechend der Bewegung des Werkstücks korreliert mit bewegbar angeordnet sind. Aus gleichem Grund sollte der Scanner in seinem Ab stand zu der Werkstück-Oberfläche mit einer entsprechenden Änderung der Position der Fokussier-Optik veränderbar angeordnet sein.In order to engrave under optima even during the repositioning of the workpiece len conditions, it is advantageous that the mirror of the Scanners continuously correlates with the movement of the workpiece are arranged movably. For the same reason, the scanner should be in its Ab stood by the workpiece surface with a corresponding change in position the focusing optics can be arranged to be changeable.

Soweit in dieser Beschreibung der Begriff "Gravur" verwendet ist, so sind hierunter auch alle Strukturen zu verstehen, die in die Oberflächen der Stanzformen eingra viert werden, d. h. Kennzeichnungen, Informationen oder sonstige, die Stanzform oder Abschnitte der Stanzform kennzeichnende und identifizierende Zeichen.As far as the term "engraving" is used in this description, this includes to understand all the structures that grazed the surfaces of the dies be fourth, d. H. Markings, information or other, the die or identifying and identifying portions of the die.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen den Beschreibung eines Beispiels des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, die in einer schemati schen Darstellung den Aufbau einer Vorrichtung darstellt.Further details and features of the invention result from the following the description of an example of the method and the device according to the Invention with reference to the accompanying drawing, which is in a schematic cal representation represents the structure of a device.

Wie die Figur darstellt, umfaßt die übliche Materialbearbeitungsanlage, mit der Werk stücke W und dergleichen bearbeitet werden sollen, um daraus Stanzformen zu schneiden, einen Laser, der über einen Umlenkspiegel U und eine Fokussier-Optik F auf das Werkstück W fokussiert wird. Das Werkstück selbst ist auf einem Tisch T an geordnet. Zum Bearbeiten des Werkstücks W wird der Laser mit CNC-Daten oder mit Daten, die in einem PC gespeichert sind, unmittelbar hinsichtlich seiner Leistung angesteuert. Prinzipiell kann die Anlage so aufgebaut sein, daß der Laserstrahl über den Umlenkspiegel U senkrecht auf die Arbeitsfläche abgelenkt wird und mit der Fo kussier-Optik F so fokussiert wird, daß die Schneidkonturen durch Bewegung des Tischs T über einen geeigneten Antrieb in der x- und y-Richtung geschnitten oder geschweißt werden kann. Falls der Tisch T und damit das Werkstück feststehend ausgebildet werden, könnte auch die Fokussier-Optik bzw. der Umlenkspiegel und die Fokussier-Optik verändert werden, um den Laserstrahl L über das feststehende Werkstück W zu führen. Während des Bearbeitungsvorgangs ist es üblicherweise mehrfach erforderlich, die relative Zuordnung zwischen Werkstück W und darauf fo kussiertem Laserstrahl L zu verändern. Während der Tisch T oder aber auch im Fall eines feststehenden Tischs die Fokussier-Optik F hierzu leer verfährt, wird herkömm lich die Laserleistung erniedrigt oder die Laserleistung wird über einen sogenannten "Shutter" bzw. Verschluß absorbiert. Diese Zeit geht der Produktionszeit verloren.As the figure shows, the usual material processing system includes the factory pieces of W and the like are to be machined to make dies cut, a laser that has a deflecting mirror U and a focusing lens F is focused on the workpiece W. The workpiece itself is on a table T. orderly. To machine the workpiece W, the laser with CNC data or with data stored in a PC, directly with regard to its performance controlled. In principle, the system can be constructed so that the laser beam over the deflecting mirror U is deflected vertically onto the work surface and with the Fo kussier optics F is focused so that the cutting contours by moving the Cut table T using a suitable drive in the x and y direction or can be welded. If the table T and thus the workpiece are stationary could be trained, the focusing optics or the deflecting mirror and the focusing optics can be changed to the laser beam L over the fixed one To guide workpiece W. It is common during the editing process repeatedly required, the relative assignment between workpiece W and fo kissed laser beam L to change. During the table T or in the case of a fixed table, the focusing optics F moves empty for this purpose, becomes conventional Lich the laser power is reduced or the laser power is reduced via a so-called "Shutter" or closure absorbed. This time is lost in the production time.

Um diese hier als Leerlautzeit bezeichnete Zeit zu nutzen, und zwar für eine Gravur des Werkstücks W, wird in den Strahlengang zwischen dem Umlenkspiegel U und der Fokussier-Optik F ein kippbarer Spiegel K über einen geeigneten Antrieb A_K ein geschwenkt, und zwar immer dann, wenn sich die Laser-Optik oder aber der Tisch in einer Brückenposition oder in der Phase eines Leerverfahrwegs befindet. Mit Hilfe des Kippspiegels K wird die gesamte Laserleistung seitlich in einen Scanner S einge spiegelt, wo er auf zwei in senkrecht zueinanderstehenden Richtungen, durch die Pfeile in der Figur angedeutet, positionierbaren Spiegeln S_S gelenkt wird. Bedingt durch die Spiegelbewegung ergibt sich eine überstreichbare Fläche auf der Arbeitsebene von ca. 600×600 mm. Diese Fläche kann nun in einer außerordentlich kurzen Zeit mit denen in einem PC verfügbaren Gravur-Informationen graviert wer den. Dabei kann im Gegensatz zu dem Gravierprozeß in konventionellen Anlagen die volle Laserleistung verwendet werden, was wiederum die Zeitspanne für den Gravierprozeß erheblich reduziert. Das Steuersystem für den Laser bzw. für den in x- und y-Richtung bewegbaren Tisch besteht üblicherweise aus einer CNC-Steuerung oder aber aus einem PC. Das Steuerprogramm berechnet bereits im voraus welche Kontur der Laserstrahl auf der zu bearbeitenden Fläche abfährt. Sie kann demzufol ge auch die Phasen, in denen sich der Laser entweder auf einer Brückenposition oder auf einem Leerfahrweg befindet, vorausberechnen. Die Steuerung kennt außer dem im voraus, in welchem Teilbereich des gesamten Arbeitsbereichs sich zu die sem Zeitpunkt der Laser befindet. Diese Informationen werden an den separaten PC, der den Scanner ansteuert, weitergegeben, so daß rechtzeitig die Bildinformati on, die auf diesen Teilbereich gescannt werden soll, in einen Zwischenspeicher abgelegt werden kann, um unmittelbar nach Einspiegeln des Laserstrahls in den Scanner S diese Bildinformation in dem Teilbereich des Werkstücks W einzugravie ren. Auf diese Art und Weise wird statistisch gesehen der gesamte Bereich der Ar beitsfläche mit Teilbereichen, die vom Scanner abgedeckt werden, überstrichen. Für den Fall, daß Informationen in Bereiche gescannt werden sollen, die nicht im Rah men des normalen Schneidprozesses abgedeckt werden, werden diese nach Been digung des Schneidprozesses separat angefahren, um auch die letzten zuvor nicht erreichten Bereiche zu gravieren.In order to use this time, referred to here as the idle time, for an engraving of the workpiece W, a tiltable mirror K is pivoted into the beam path between the deflecting mirror U and the focusing optics F via a suitable drive A _K , and always then , if the laser optics or the table is in a bridge position or in the phase of an empty travel path. With the aid of the tilting mirror K, the entire laser power is reflected laterally into a scanner S, where it is directed onto two mirrors S _S which can be positioned in mutually perpendicular directions, indicated by the arrows in the figure. Due to the mirror movement, there is a paintable area on the working plane of approx. 600 × 600 mm. This area can now be engraved in a very short time with the engraving information available in a PC. In contrast to the engraving process, the full laser power can be used in conventional systems, which in turn considerably reduces the time span for the engraving process. The control system for the laser or for the table that can be moved in the x and y directions usually consists of a CNC control or else of a PC. The control program calculates in advance which contour the laser beam travels on the surface to be processed. It can therefore also predict the phases in which the laser is either on a bridge position or on an empty path. The control also knows beforehand in which part of the entire work area the laser is at this point in time. This information is passed on to the separate PC that controls the scanner, so that the image information that is to be scanned for this sub-area can be stored in a temporary memory in good time in order to store this image information in immediately after the laser beam is reflected into the scanner S. einzugravie ren the portion of the workpiece W. In this way, statistically speaking, the entire area of the worktop is covered with sub-areas that are covered by the scanner. In the event that information is to be scanned into areas that are not covered by the normal cutting process, these are approached separately after the end of the cutting process in order to also engrave the last areas not previously reached.

Falls die Obefläche der zu schneidenden Platte unter Umständen wesentlich größer ist, als die von dem Scanner auf einmal zu bestreichenden Fläche, wird das System mit der bewegten Optik bzw. der bewegten Tischoberfläche so verknüpft, daß die Gravur sequentiell in überlappenden Zonen erfolgt. Da der Sanner S bei Bestückung mit unterschiedlichen Linsen bzw. bei Gravieren auf Materialien mit unterschiedli chen Materialdicken auf die Oberfläche der zu gravierenden Platte fokussiert werden muß, sollte dieser mit der ohnehin in z-Richtung bewegbaren Optik F verbunden wer den. Der Umlenkspiegel K, der den Strahl entweder durch die interne Optik F oder durch den Scanner S schicken soll, wird in dem Nozzelrohr untergebracht und wird dort über die Zentralsteuerung der Laseranlage angesteuert. Zur Steigerung der Effi zienz sollen insbesondere die Leerfahrwege des Lasers, bei denen der Laserstrahl üblicherweise ausgeschaltet ist, für den Gravierprozeß verwendet werden, d. h. daß grundsätzlich der Laserstrahl während des Leerverfahrwegs nicht ausgeschaltet wird, sondern durch die Scanner-Optik S_S auf die Oberfläche gerichtet wird.If the surface of the plate to be cut is possibly considerably larger than the surface to be covered by the scanner at one time, the system is linked to the moving optics or the moving table surface in such a way that the engraving takes place sequentially in overlapping zones. Since the Sanner S must be focused on the surface of the plate to be engraved when it is equipped with different lenses or when engraving on materials with different material thicknesses, it should be connected to the optics F, which can be moved in the z direction anyway. The deflecting mirror K, which is intended to send the beam either through the internal optics F or through the scanner S, is accommodated in the nozzle tube and is controlled there via the central control of the laser system. To increase the efficiency, in particular, the empty travel paths of the laser, in which the laser beam is usually switched off, are to be used for the engraving process, that is to say that in principle the laser beam is not switched off during the empty travel path, but instead is directed onto the surface by the scanner optics S _S becomes.

Claims

1. A method for producing a die, in particular a die for the packaging industry, in which grooves are cut into a workpiece, in particular from wood, for receiving a cutting or grooving knife in one operation by means of a directed laser beam, and in which operation in another work Structures predetermined by means of a laser beam are engraved into the surface of the die, at least some of the structures uniquely identifying and / or specifying the die, characterized in that during an interruption in the process of cutting the grooves, the laser beam used for the cutting is by means of an auxiliary device Deflecting mirror is irradiated into a scanner and the structures are engraved into the surface of the die to be produced by means of the scanner under the guidance of this laser beam during this interruption.

2. The method according to claim 1, characterized in that during the gravure rens the power of the laser beam is reduced.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that during the Engraving through a fast controlled deflection of the laser beam by means of the Scanners the average power of the laser beam per unit area is set.

4. The method according to claim 1, characterized in that the to be carried out Engraving is divided into structure sections and the engraving of individual structure sections cuts during a repositioning of the relative assignment between a currently processed die and the laser beam or the laser arrangement a currently processed die.

5. The method according to claim 1, characterized in that the to be carried out Engraving is divided into structure sections and the engraving of individual structure sections cuts during repositioning of the laser beam or laser arrangement and currently processed die.

6. The method according to claim 6, characterized in that the to be carried out Engraving is divided into structure sections and the engraving of individual structure sections cuts during an assignment of a die that is before or after the last processed die is located.

7. The method according to claim 1, characterized in that during the engraving Movement of the laser beam and the movement of the die can be correlated.

8. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the predetermined structure data and the cutting data in a computing and control unit be saved, the temporal and local cutting sequence is analyzed, the Un breaks of the groove cutting are determined, the structure data anayl and divided into structure sections and one (or more) structure sections cut (s) of the respective interruption (s) is (are) assigned.

9. The method according to claim 8, characterized in that after the end of Cutting a die to those structural sections that have not yet been finished are executed.

10. The method according to claim 4, characterized in that the focusing of the Laser beam for engraving lines going from one structure section to one adjoining structural section run at the transition point between is adapted to these structural sections.

11. Device for producing a die, in particular a die for the Packaging industry, in which one emitted by a laser arrangement and by means of an optic on a workpiece, especially made of wood, focused laser beam Nu cuts into the workpiece to hold cutting or grooving knives, wherein the workpiece for identification and / or specification with predetermined Structures is engraved, characterized in that a controllable scanner with Mirrors and an auxiliary deflecting mirror are provided, whereby for engraving the predetermined structures in a surface of the workpiece of the auxiliary deflection mirror the laser beam emitted by the laser arrangement during a sub breaking the cutting leads to the scanner.

12. The apparatus according to claim 8, characterized in that the auxiliary deflection spit gel pivotable and / or linearly movable in the beam path of the laser beam is arranged in and out of this.

13. The apparatus according to claim 11, characterized in that the auxiliary deflection spit seen in the beam propagation direction is arranged in front of the focusing optics.

14. The apparatus according to claim 11, characterized in that a computing and Control unit with a memory unit is provided, wherein in the memory unit, the structure data and the cutting data are stored, and that the control unit with the auxiliary deflecting mirror and the scanner for controlling it Carrying out a section of the engraving during an interruption of the Cutting is connected.

15. The apparatus according to claim 11, characterized in that the mirror of the Scanners continuously correlates with the movement of the die are arranged movably.

16. The apparatus according to claim 11, characterized in that the scanner is in distance to the workpiece surface with a corresponding change the position of the focusing optics is arranged to be changeable.