DE19916081A1

DE19916081A1 - Verfahren zum Kalibrieren einer Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken

Info

Publication number: DE19916081A1
Application number: DE19916081A
Authority: DE
Inventors: Markus Guggenmos
Original assignee: Arges Gesellschaft fuer Industrieplanung und Lasertechnik mbH
Current assignee: Arges Gesellschaft fuer Industrieplanung und Lasertechnik mbH
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2000-10-12

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zum Kalibrieren einer Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken, die DOLLAR A - wenigstens einen Laser, DOLLAR A - eine Ablenkeinheit, die den Strahl des oder der Laser über einen Ablenkbereich ablenkt, und DOLLAR A - eine Steuereinheit aufweist, die die Intensität und/oder die Ablenkung des Laserstrahls über den Ablenkbereich entsprechend dem gewünschten Ergebnis der Bearbeitung des Werkstücks steuert. DOLLAR A Die Erfindung zeichnet sich durch folgende Merkmale aus: DOLLAR A - zum Kalibrieren wird ein Werkstück in den Ablenkbereich eingbebracht, DOLLAR A - in das Werkstück wird mittels des oder der Laser eine Mehrzahl von Markierungen eingebracht, wobei für jede der Markierungen die Ablenkeinheit stationär auf einen bestimmten SOLL-Ort eingestellt ist, DOLLAR A - die IST-Orte der Markierungen werden ermittelt, DOLLAR A - aus der Differenz zwischen IST- und SOLL-Orte wird ein Korrekturwert bestimmt, der in die Steuereinheit eingegeben wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kali brieren einer Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstüc ken gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Vorrichtungen zur Bearbeitung von Werkstücken, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorausgesetzt wer den, sind allgemein bekannt und werden beispielsweise zum Bearbeiten und insbesondere zum Schneiden von Werk stücken, zum Beschriften von Werkstücken und/oder Plat ten für die Druckindustrie bzw. lichtempfindliche Ober flächen etc. eingesetzt.

Die bekannten Vorrichtungen der im Oberbegriff des Pa tentanspruchs 1 vorausgesetzten Art weisen wenigstens einen Laser auf, dessen Strahl von einer Ablenkeinheit über einen bestimmten Ablenkbereich abgelenkt wird. Die Ablenkung kann dabei in Art einer X/Y-Abtastung, kon zentrisch oder auf beliebigen Kurven erfolgen. Im letz teren Falle kann die Ablenkeinheit beispielsweise zwei Galvanometerspiegel oder akustooptische Deflektoren aufweisen. Ferner ist eine Steuereinheit, wie bei spielsweise ein PC gemäß Industriestandard vorgesehen, die, um ein bestimmtes Bearbeitungsergebnis zu erzie len, die Intensität und/oder die Ablenkung des Laser strahls über den aparativ vorgegebenen Ablenkbereich steuert.

Das Bearbeitungsergebnis wird durch eine Reihe von Feh lern, wie Justierfehler, Ansteuerfehler der Ablenkele mente etc. unter Umständen so beeinflußt, daß das bear beitete Werkstück nicht mehr brauchbar ist. Deshalb ist es erforderlich, gattungsgemäße Vorrichtungen sowohl vor der ersten Inbetriebnahme als auch in regelmäßigen Abständen zu kalibrieren, da die Justierung beispiels weise durch Stöße etc. verstellt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zum Kalibrieren einer Vorrichtung zur Bear beitung von Werkstücken anzugeben, das insbesondere die regelmäßige Kalibrierung derartiger Vorrichtung ohne großen aparativen Aufwand gestattet.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Pa tentanspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2f.

Erfindungsgemäß wird in den Ablenkbereich zum Kalibrie ren ein Werkstück eingebracht, auf das mittels des oder der Laser eine Mehrzahl von Markierungen eingebracht wird. Das Einbringen der Markierungen erfolgt dabei nicht mittels einer dynamischen Ansteuerung der Ablen keinheit, sondern mittels einer stationären Ansteue rung, wobei der Laserstrahl für jede Markierung auf den jeweiligen SOLL-Ort eingestellt ist. Anschließend wer den die IST-Orte der Markierungen ermittelt. Aus der Differenz zwischen IST- und SOLL-Orten wird ein Korrek turwert bestimmt, der in die Steuereinheit eingegeben wird.

Die Steuereinheit berücksichtigt dann in an sich be kannter Weise den Korrekturwert bei der Berechnung der Ansteuerdaten, so daß Justierfehler bzw. Ungenauigkei ten in der Ansteuerung der Ablenkelemente ausgeglichen werden können.

Dabei ist es bevorzugt, wenn als Werkstück kein "Origi nal-Werkstück", also ein eigentlich zu bearbeitendes Werkstück, sondern ein spezielles Test-Objekt verwendet wird.

Dieses Testobjekt kann entweder ein bemaßtes Test- Objekt sein, das die "manuelle" Erfassung der Differenz zwischen IST- und SOLL-Orten erlaubt, oder ein Testob jekt sein, das die Erfassung der SOLL-Orte mittels ei ner Erfassungseinheit ermöglicht, deren Ausgangssignal zur Bestimmung der Korrekturwerte dient. Die Erfas sungseinheit kann dabei ein Scanner und insbesondere ein handelsüblicher Büro-Scanner, ein positions empfindlicher Sensor oder eine Mehrzahl von an vorgege benen Orten angegebenen positions-empfindlichen Senso ren, ein Diodenarray, ein CCD-Array oder dgl. sein.

In jedem Falle ist es bevorzugt, wenn die Markierungen Flecke sind, deren Abmessungen größer als die Auflösung der Erfassungseinheit ist. Damit kann der Ort des Schwerpunkts der Markierungen in üblicher Weise durch Schwerpunktbildung über die Elemente der Erfassungs einheit ermittelt werden, auf die ein Fleck auftrifft.

Um nicht nur die Positionsabweichung, sondern auch die Verzeichnung der zu kalibrierenden Vorrichtung bestim men zu können, ist es weiterhin bevorzugt, wenn durch die Schwerpunkte der Markierungen Funktionen gelegt werden, wie beispielsweise Spline-Funktionen.

Eine besonders einfache Realisierung des erfindungsge mäßen Verfahrens erhält man dadurch, daß als Testobjekt ein Blatt Papier und insbesondere ein Test-Objekt bzw. ein Blatt mit einer geschwärzten Oberfläche verwendet wird. In dieses Testobjekt bzw. Papier "brennt" der oder die Laser-Strahlen Löcher, die mittels eines han delsüblichen Büro-Scanners, also beispielsweise eines Flachbett-Scanners oder eines Einzug-Scanners, wie sie für Text-Erkennung verwendet werden, erfaßt werden.

Dabei kann das Test-Objekt ein positionsempfindlicher Sensor sein, oder aber das Test-Objekt wird durch die Erfassungseinheit wie beispielsweise einen Scanner ab getastet.

Die Erfindung ist aufgrund der vorstehenden Beschrei bung auch ohne Darstellung eines detallierten Ausfüh rungsbeispiels ausführbar, so daß auf die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels verzichtet wird.

Claims

1. Verfahren zum Kalibrieren einer Vorrichtung zur Be arbeitung von Werkstücken, die

- wenigstens einen Laser,
- eine Ablenkeinheit, die den Strahl des oder der La ser über einen Ablenkbereich ablenkt, und
- eine Steuereinheit aufweist, die die Intensität und/oder die Ablenkung des Laserstrahls über den Ablenkbereich entsprechend dem gewünschten Ergebnis der Bearbeitung des Werkstücks steuert, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- zum Kalibrieren wird ein Werkstück in den Ablenkbe reich eingebracht,
- in das Werkstück wird mittels des oder der Laser eine Mehrzahl von Markierungen eingebracht, wobei für jede der Markierungen die Ablenkeinheit statio när auf einen bestimmten SOLL-Ort eingestellt ist,
- die IST-Orte der Markierungen werden ermittelt,
- aus der Differenz zwischen IST- und SOLL-Orten wird ein Korrekturwert bestimmt, der in die Steuerein heit eingegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück ein be maßtes Test-Objekt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die IST-Orte mittels einer Erfassungseinheit erfaßt werden, deren Aus gangssignal zur Bestimmung der Korrekturwerte dient.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen Flecke sind, deren Abmessungen größer als die Auflösung der Erfassungseinheit ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Ausgangssignal der Erfassungseinheit der Schwerpunkt der Markie rungen berechnet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Schwerpunkte der Markierungen Funktionen gelegt werden, und daß die Funktionen zur Bestimmung der IST-Orte des bzw. der Laser-Strahlen dienen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstück ein Test- Objekt verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Test-Objekt eine geschwärzte Oberfläche hat.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Test-Objekt ein Blatt Papier ist.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser-Strahl Löcher in das Papier brennt, die als Markierungen dienen.

11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Test-Objekt ein po sitionsempfindlicher Sensor ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinheit ein Scanner ist, der das Test-Objekt abtastet.