DE19928084A1 - Transportables Laserbeschriftungssystem - Google Patents

Abstract

Diese Erfindung betrifft ein Laserbeschriftungssystem für Materialien mit einem Lasermodul (2) und einem Steuermodul (3) für das Lasermodul (2), wobei die Module zu einer kompakten, transportablen Beschriftungseinheit (1) verbindbar sind. Dieses ist durch ein Mittel (7) zur Aufstellung der Beschriftungseinheit (1) in einer vorbestimmbaren Arbeitsposition gekennzeichnet. Dadurch wird eine besonders genaue Ausrichtung eines Laserstrahls (6) auch bei einem transportablen Laserbeschriftungssystem gewährleistet.

Description

Die Erfindung betrifft ein transportables Laserbeschrif­ tungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der Literaturstelle: Walter W. Weinfurtner "Licht schreibt - Beschriften mit dem Laser in der Industrie: Grundlagen und Einsatzgebiete", Expert-Verlag 1995 (Kontakt & Studium; Band 479) sind das Prinzip und der grundsätzli­ che Aufbau eines Laserbeschrifters bekannt, der aus einem Festkörperlaser mit einem Laserkopf mit beispielsweise einer optischen Schiene besteht, auf der die einzelnen optischen Komponenten temperatur- und mechanisch stabil montiert sind.

Aus der WO 98/34789 ist eine Vorrichtung zum Beschriften mit einem handgehaltenen Laser bekannt. Diese tragbare Vor­ richtung weist eine sehr hohe Mobilität auf. Allerdings ist für manche Beschriftungsaufgaben eine besonders gute Füh­ rung des Beschriftungslaserstrahls notwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der eine besonders genaue Ausrichtung des Laserstrahls auch bei einem transportablen Laserbeschriftungssystem gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein tragbares Laserbeschriftungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Verwendung eines Mittels zur Aufstellung einer Beschriftungseinheit aus Lasermodul und Steuermodul in einer vorbestimmbaren Arbeitsposition ist gewährleistet, daß die Beschriftungsaufgabe besonders sicher und genau im Mikrometerbereich durchgeführt werden kann.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Beschriftungseinheit qua­ derförmig ausgebildet ist, wobei eine Seite des Quaders dann als Standfläche ausgebildet ist. Eine solche Anordnung ist kostengünstig herzustellen. Vorteilhaft ist bei einer solchen Anordnung, wenn die Breite einer Schmalseite der Beschriftungseinheit kleiner/gleich 7,5 cm ist, da dies zu einer besonders kompakten Bauform führt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Laserbeschriftungssystems weist die Beschriftungseinheit einen Standfuß als Mittel zur Aufstellung auf. Damit ist ein besonders sicherer Stand der Beschriftungseinheit mög­ lich.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Beschriftungseinheit mit dem Mittel zur Aufstellung verbindbar oder verbunden ist und das Mittel zur Aufstellung der Beschriftungseinheit mindestens eine Lagerungsposition und eine Arbeitsposition für die Beschriftungseinheit aufweist. Damit ist ein siche­ rer Stand gewährleistet, wobei durch die Anpassung der Ar­ beitsposition eine hohe Flexibilität für die Durchführung der Beschriftungsaufgabe erreicht wird. Vorteilhaft ist es, wenn das Mittel zur Positionierung eine Klappvorrichtung aufweist, mit der die Beschriftungseinheit aus der Lage­ rungsposition in die Arbeitsposition schwenkbar ist, das damit eine besonders einfacher Wechsel zwischen den Positio­ nen möglich ist.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die Beschriftungseinheit aus Lasermodul und Steuermodul mit einem Koffer verbindbar, wobei die Beschriftungseinheit durch das Mittel zur Aufstellung aus der Lagerungsposition im Koffer in eine Arbeitsposition schwenkbar ist.

Damit kann das erfindungsgemäße Laserbeschriftungssystem auf einfache Weise transportiert werden. Ist man am Ort ein­ getroffen, an dem die Beschriftungsaufgabe ausgeführt werden soll, so wird der Koffer geöffnet und die Beschrif­ tungseinheit in die Arbeitsposition verschwenkt, z. B. hochgeklappt. Die Beschriftung kann somit gleich aus dem Koffer heraus erfolgen, wobei durch die sichere Aufstellung des Laserbeschriftungssystems eine hohe Beschriftungsquali­ tät sichergestellt ist.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Laserbeschriftungssystems weist die Beschriftungseinheit ein Kopplungsmittel für eine Maschine auf. Dies ist beson­ ders für eine Kopplung mit einer Werkzeugmaschine (z. B. Dreh- oder Fräsmaschine) vorteilhaft. Eine bestehende Maschine kann somit mit einem Beschriftungssystem "nachgerü­ stet" werden, wobei aufgrund des Gehäuses der Beschriftungs­ einheit dieses Teil einer Wandung der Werkzeugmaschine sein kann. Auch ist eine Montage z. B. an ein Z-Achsenmodul der Werkzeugmaschine möglich. Des weiteren kann das Laserbe­ schriftungssystem bei mehreren Maschinen immer da einge­ setzt werden, wo es gerade benötigt wird. Durch das Kopp­ lungsmittel kann eine sichere Verbindung mit der Maschine gewährleistet werden.

Vorteilhaft ist es, wenn das Lasermodul mit mindestens einem beweglich verbindbaren oder mit einem beweglich verbundenen Ablenkmodul für mindestes einen Laserstrahl gekoppelt ist. Das Ablenkmodul, auch Scankopf genannt, für den Laserstrahl kann somit an das Lasermodul angekoppelt sein, so daß eine besonders kompakte Bauform im Betrieb entsteht. Es kann vorteilhaft sein, das Ablenkmodul vom Lasermodul abzunehmen, um z. B. eine platzsparende Verpackung zu ermöglichen.

Auch ist es vorteilhaft, daß das erfindungsgemäße Laserbe­ schriftungssystem mindestens ein bewegliches Ablenkmodul aufweist, das auf den Laserstrahl des Lasermoduls ausgerich­ tet ist. Damit kann das Ablenkmodul räumlich unabhängig vom Lasermodul aufgestellt werden, um eine möglichst hohe Flexibilität in der Anwendung zu erreichen.

Durch die Kombination von mehreren Ablenkmodulen mit einem erfindungsgemäßen Beschriftungssystem lassen sich mehrere Beschriftungsaufgaben gleichzeitig lösen.

Vorteilhafterweise erhält man eine besonders kompakte und sichere Bauform der Beschriftungseinheit (Lasermodul und Steuermodul), wenn das Steuermodul eine Stromversorgung und ein Mittel zur Abschirmung vor elektromagnetischen Strahlen des Steuermoduls aufweist. Durch die Abschirmung, insbeson­ dere durch das Gehäuse des Steuermoduls selbst, wird erreicht, daß keine Wechselwirkungen durch elektromagneti­ sche Strahlung entstehen.

Mit Vorteil weist das Steuermodul einen Computer auf, wobei ein Bildschirm des Computers am Steuermodul angeord­ net ist. Auch dies trägt zu einer besonders kompakten Bauform bei, die insbesondere dann wichtig ist, wenn die Beschriftung unter räumlich engen Verhältnissen vorgenommen werden muß.

Die Flexibilität wird mit Vorteil dadurch erhöht, daß die Beschriftungseinheit mit einem Computer und/oder einem Keyboard verbindbar ist. Dadurch kann ein externes Computer­ system zur Steuerung der Beschriftungseinheit verwendet werden.

Eine besonders kompakte Bauform wird mit einer vorteilhaf­ ten Ausgestaltung erzielt, bei das Mittel zur Positionie­ rung schwenkbar ausgebildet ist, wobei ein Standelement eine Tastatur aufweist. Dadurch wird z. B. ein Standfuß einer klappbaren Positionierungsvorrichtung mit einer Zusatzfunktion ausgestattet.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Kamera, insbesonde­ re digitale Kamera, zur Überwachung des Beschriftungsvor­ gangs eingesetzt wird. So kann das aufgenommene Bild auf einem Monitor, oder dem Bildschirm des Steuermoduls ange­ zeigt werden, um eventuelle Abweichungen oder Fehler gleich zu erkennen.

Mit Vorteil weist das transportable Laserbeschriftungssy­ stem ein Mittel zur räumlichen Ausrichtung der Beschrif­ tungseinheit auf. Damit kann z. B. eine genaue waagerechte, senkrechte oder winklige Ausrichtung vorgenommen werden, so daß eine hochgenaue Beschriftung in jeder Lage möglich ist.

Besonders vorteilhaft ist es, einen Laserstrahl des Laserbe­ schriftungssystems selbst zur Bestimmung der räumlichen Lage zu verwenden. Die Meßergebnisse können dann vorteilhaf­ terweise dazu verwendet werden, um Mittel zur Ausrichtung der Beschriftungseinheit automatisch anzusteuern. Auf diese Weise kann das Laserbeschriftungssystem selbst dazu ver­ wandt werden, sich genau auszurichten.

Um ein besonders genaues Beschriftungsergebnis zu erzielen, weist das Mittel zur Aufstellung der Beschriftungseinheit Dämpfungselemente auf, so daß z. B. eine Beschriftung auch an Orten mit Vibrationen möglich ist.

Vorteilhafterweise weist das Laserbeschriftungssystem Mittel zur Fernsteuerung der Beschriftungseinheit auf, so daß eine Beschriftung auch an Stellen möglich ist, bei denen sich z. B. aufgrund einer gesundheitsschädlichen Atmosphäre oder enger räumlicher Verhältnisse ein Benutzer nicht am Laserbeschriftungsgerät aufhalten kann.

Mit Vorteil weist das erfindungsgemäße Laserbeschriftungs­ sytem Befestigungsmittel auf, mit denen es auf einer beweg­ lichen Vorrichtung befestigbar ist. Damit kann das System z. B. auf einem Schienenwagen befestigt werden und kontinu­ ierlich während der Fahrt oder an bestimmten Stellen wäh­ rend der Fahrt eine Beschriftung vornehmen.

Ebenfalls weist ein erfindungsgemäßes Laserbeschriftungssy­ stem, mindestens ein Bewegungsmittel, insbesondere Räder und/oder Raupen, für die Beschriftungseinheit und/oder des Ablenkmoduls auf. Damit kann das tragbare, kompakte Laserbeschriftungssytem selbstständig oder ferngesteuert, über eine Fläche bewegt werden, um eine Beschriftungsaufga­ be wahrzunehmen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist ein Laserbeschriftungssystem ein Verbindungsmittel auf, mit dem mindestens zwei Laserbeschriftungssysteme miteinander koppelbar sind. Dadurch ist z. B. der koordinierte Betrieb von mehreren tragbaren Laserbeschriftungssystemen möglich.

Auch können mehrere Lasermodule zur Verstärkung der Wirkung parallel oder in Reihe zusammengeschaltet werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn mindestens zwei Lasermodule mit einem Steuermodul koppelbar sind, so daß ein Steuermodul ausreicht, um mehrere Lasermodule zu steuern.

Mit Vorteil weist das erfindungsgemäße Laserbeschriftungssy­ stem ein Signalmittel auf, das zur Anzeige des Betriebszu­ standes des Laserbeschriftungssystems am Lasermodul angeord­ net ist. Damit kann z. B. ein Benutzer, insbesondere bei La­ serstrahlen im nicht sichtbaren Frequenzbereich, erkennen, ob der Laser in Betrieb ist. Mit besonderem Vorteil weist das Signalmittel einem mit LED beleuchteten Plexiglas­ block auf, der sich über eine gesamte Abmessung des Laser­ moduls erstreckt. Damit kann auch bei einer auf der Seite liegenden Beschriftungseinheit des Laserbeschriftungssytems das Signalmittel noch erkannt werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das erfindungsge­ mäße Laserbeschriftungssytem ein Kühlungsmittel für das Lasermodul und/oder das Steuermodul auf, durch das die von den Modulen generierte Wärme abgeführt werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Kühlungsmittel minde­ stens ein Wärmeübertragungsmittel aufweist, das in Verbin­ dung mit dem Gehäuse des Steuermoduls und/oder Lasermo­ duls steht. So kann z. B. durch eine gemeinsame Fläche von Steuermodul und Kühlungsmittel eine gute Wärmeabfuhr an die Umgebung erreicht werden.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung liegt vor, wenn das Kühlungsmittel als Hohlrippenlüfteraggregat ausgebildet ist. Diese Aggregate lassen sich kompakt ausbilden, so daß die Baugröße der Beschriftungseinheit nicht vergrößert wird. Dabei ist ist es zur Erzielung einer guten Konvektion vorteilhaft, zwei Lüfter, z. B. jeweils an den Enden des Hohlrippenlüfteraggregates, anzuordnen.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Laserbeschrif­ tungssystems mit einer Beschriftungseinheit aus einem Lasermodul und einem Steuermodul und einem separaten Ablenkmodul;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Laserbeschrif­ tungssystems mit einer Beschriftungseinheit aus einem Lasermodul, einem Steuermodul und einem klappbaren Mittel zur Aufstellung der Beschrif­ tungseinheit;

Fig. 3 eine weitere schematische Darstellung eines Laser­ beschriftungssystems mit einer Beschriftungsein­ heit aus einem Lasermodul, einem Steuermodul und einem klappbaren Mittel zur Aufstellung der Be­ schriftungseinheit;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Laserbeschrif­ tungssystems, das mit einem Computer verbunden ist;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Laserbeschrif­ tungssystems, das in einer Maschine aufgestellt ist;

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Laserbeschrif­ tungssystems, bei dem ein Bildschirm im Steuermo­ dul angeordnet ist;

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Laserbeschrif­ tungssystems, bei dem eine Tastatur in einem klappbaren Mittel zur Positionierung angeordnet ist.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Laserbeschriftungssy­ stem in schematischer Weise dargestellt.

Übliche Laserbeschriftungssysteme, wie z. B. in der WO 98/34789 beschrieben, können eine Vielzahl von Materiali­ en wie Kunststoffe, Folien, Stähle, nichtmagnetische Metal­ le, Keramik oder Emaille mit großer Genauigkeit beschrif­ ten.

Unter dem Begriff "Beschriftung" wird jede Art von Objekt­ markierungen verstanden, beispielsweise das Versehen mit einer beliebigen Schrifttype, aber auch die Erstellung von Bildelementen und dreidimensionalen Gravuren. Weiterhin wird unter dem Begriff "Beschriftung" das Entfernen von Be­ schriftungselementen durch Abtragen von Oberflächenschich­ ten (z. B. Barcodes, Graffiti usw.) und dergleichen verstan­ den.

Ein erfindungsgemäßes Laserbeschriftungssystem weist eine Beschriftungseinheit 1 aus einem Lasermodul 2 und einem Steuermodul 3 auf, wobei beide Module zusammen die tragbare Beschriftungseinheit 1 bilden. Das Steuermodul 3 weist die für die Steuerung und Regelung der Funktionen des Laserbe­ schriftungssystems notwendigen Einrichtungen auf, insbeson­ dere einen Peltier-Treiber (TEC-Treiber), ein Laser-Netz­ teil, ein Q-Switch-Treiber, eine Einschalt- und Sicherheits­ logik, eine Schaltung für die Steuerung mindestens eines Ab­ lenkmoduls (4) und einen Verstärker.

Das Steuermodul 3 ist durch ein metallisches Gehäuse abge­ schirmt, so daß Streustrahlung keinen negativen Effekt auf die Funktion des Laserbeschrifters hat. Auch kann Strahlung, insbesondere hochfrequente Strahlung von Bautei­ len des Steuermoduls selbst, keine schädlichen Einflüsse entfalten. Insbesondere wird durch die Verwendung von steckbaren Modulen vermieden, daß Kabel verwandt werden, die als Quelle von solch störenden Signalen dienen können.

Unter einer tragbare Beschriftungseinheit 1 wird hier ver­ standen, daß diese durch einen Menschen ohne weiteres trans­ portierbar ist. Auch ein Mittel 7 zur Aufstellung der Be­ schriftungseinheit in einer vorbestimmbaren Arbeitsposition (siehe z. B. Fig. 3), das mit der Beschriftungseinheit verbindbar oder verbunden ist oder an diese angeformt ist, ist zusammen mit der Beschriftungseinheit 1 tragbar. Ein typisches Gewicht für eine solche Einheit beträgt 7 bis 15 kg.

Dabei ergibt sich in der Regel eine Baugröße eines kleinen Koffers oder eines Laptopcomputers für die Beschriftungsein­ heit 1. Die Größenverhältnisse sind aus den Fig. 4 und 5 er­ sichtlich.

Durch den modularen Aufbau können verschiedene Module (z. B. unterschiedliche Lasertypen mit anderen Wellenlängen, Strahleigenschaften (z. B. gepulst, nicht gepulst) mit einem Steuermodul) miteinander kombiniert werden, so daß der für die jeweilige Beschriftungsaufgabe geeignete Typ ausgewählt werden kann und somit das Beschriftungssystem den Gegeben­ heiten angepaßt wird. Durch hier nicht dargestellte Verbin­ dungsmittel lassen sich mindestens zwei Laserbeschriftungs­ systeme miteinander koppeln. Damit wird z. B. die Leistung des Lasers durch Kombination von mehreren Lasermodulen (2) erhöht. Auch kann ein Steuermodul (3) mehrere Lasermodule (2) steuern.

Im vorliegenden Fall weist die Beschriftungseinheit 1 ein quaderförmiges Lasermodul 2 und ein quaderförmiges Steuermo­ dul 3 auf. Da sowohl der Lasermodul 2 als auch das Steuermo­ dul 3 die gleiche Höhe aufweisen, weist die Beschriftungs­ einheit 1 als Ganzes eine durchgehende Fläche als Standflä­ che auf, die als Mittel 7 zur Aufstellung der Beschriftungs­ einheit dient.

Diese Standfläche ist so ausgebildet, daß sie einen siche­ ren Stand der Beschriftungseinheit 1 in der Arbeitspositi­ on (in Fig. 1 eine liegende Position) gewährleistet. Die Beschriftungseinheit 1 weist nicht nur eine Abstellfläche zur Lagerung auf, sondern weist ein besonders ausgebildetes Mittel zur Aufstellung der Beschriftungseinheit 1 aus, um im aufgestellten Zustand, sicher und zuverlässig den Be­ schriftungsvorgang auszuführen.

So ist z. B. bei der in Fig. 1 dargestellten Bauform wich­ tig, daß die Auflageflächen zwischen dem Lasermodul 2 und dem Steuermodul 3 sehr eben ausgeführt sind, um eine gute Auflagemöglichkeit zu schaffen. Auch muß die Ausrichtung eines Laserstrahls 6 auf das Mittel 7 zur Aufstellung, hier also die Auflagefläche, abgestimmt sein, damit ein genaues Beschriften möglich ist.

In einer alternativen Ausgestaltung ist an der Standflä­ che 7 eine Vorrichtung zur räumlichen Ausrichtung (z. B. Ni­ vellierung durch justierbare Standfüßchen) angeordnet, um Fertigungsunregelmäßigkeiten oder Unebenheiten einer Unter­ lage auszugleichen. Auch weist das Steuermodul 3 ein Mittel zum Erkennen der räumlichen Lage der Beschriftungseinheit 1, wie z. B. integrierte Wasserwaagen, auf. Zum Ausgleich von eventuellen Erschütterungen sind an dem Mittel 7 zur Aufstellung Dämpfungselemente (z. B. Gummie­ lemente) angeordnet.

Auch ist es möglich, den Laserstrahl 6 selbst oder einen Ju­ stierlaserstrahl, zur Erfassung der räumlichen Lage zu verwenden, indem z. B. Entfernungen zum Beschriftungsgut 5 und der räumlichen Umgebung der Beschriftungseinheit 1 vermessen werden. In Abhängigkeit von den gemessenen Werten können dann die Mittel zur räumlichen Ausrichtung automa­ tisch angesteuert werden, um eine vorbestimmbare Lage (z. B. genau Winkellage) zu erreichen.

Durch eine entsprechende Ausbildung einer Schmalseite der Beschriftungseinheit 1 könnte auch diese Schmalseite als Standfläche zur Aufstellung des Beschriftungssystems die­ nen. In jedem Fall ist es von großer Bedeutung, daß ein sicherer Stand ermöglicht wird, damit die Beschriftung mit dem Laserstrahl 6 genau erfolgen kann.

Der Laserstrahl 6 wird innerhalb des Lasermoduls 2 erzeugt. Im vorliegenden Fall wird als Laser ein Nd : YAG-Laser verwen­ det, der für Beschriftungen besonders geeignet ist. Grund­ sätzlich ist aber jeder Lasertyp für ein erfindngsgemäßes Laserbeschriftungssystem geeignet. Dabei wird der Strahlen­ gang im Inneren des Lasermoduls mehrfach mit verschiedenen 90-Grad Spiegeln gefaltet, um eine kompakte Bauform des Lasermoduls zu erreichen. Nach dem Verlassen des Lasermo­ duls 2 wird der Laserstrahl 6 von dem schwenkbaren Ablenkmo­ dul 4 auf das Beschriftungsgut 5 umgelenkt. Jedes Ablenkmo­ dul 4 weist hier zwei Galvanometerablenkvorrichtungen (auch Galvos genannt) auf. Grundsätzlich sind auch andere Ablenk­ vorrichtungen möglich.

Durch die Umlenkung des Laserstrahls 6 im Ablenkmodul 4 werden durch den über das Beschriftungsgut 5 bewegenden La­ serstrahl 6 die Beschriftungen erzeugt.

In Fig. 1 ist das Ablenkmodul 4 nicht mit dem Lasermodul 2 verbunden, sondern ist an einer nicht dargestellten Vorrich­ tung befestigt. In Fig. 1 nicht dargestellte Antriebe des Ablenkmoduls 4 sorgen dafür, daß der Laserstrahl in Raum­ richtungen abgelenkt werden kann. Eine andere Bauform, bei der ein Ablenkmodul 5 mit dem Lasermodul 2 verbunden ist, ist in Fig. 5 dargestellt. Grundsätzlich ist es auch mög­ lich, mehrere Ablenkmodule 4 mit dem Lasermodul 2 zu kop­ peln, so daß die Ablenkmodule 4 gleichzeitig unabhängige Beschriftungsaufgaben wahrnehmen können.

Das Lasermodul 2 weist ein Signalmittel 10 auf, das dazu dient, den Betriebszustand des Laserbeschriftungssystems anzuzeigen. Dieses Signalmittel 10 ist als ein Plexiglasblock ausgebildet, der seitlich von einer Gruppe von verschiedenfarbigen LED beleuchtet wird. Durch eine geeignete Verspiegelung und Sandstrahlung des Plexiglasblocks wird erreicht, daß der gesamte Block eine vorbestimmbare Farbe annimmt. Die LED arbeiten unabhängig voneinander, so daß auch bei einem Ausfall einer LED eine Beleuchtung des Signalmittels 10 gewährleistet ist.

Da sich der Block über eine gesamte Abmessung des Lasermo­ duls 2 erstreckt, kann ein Benutzer den Zustand des Signal­ mittel 10 auch erkennen, wenn die Beschriftungseinheit auf der Seite liegt (wie in Fig. 1 dargestellt). Grundsätzlich wird unter einem Signalmittel jede Einrichtung verstanden, mit der ein Benutzer Informationen über den Betriebszustand des Laserbeschriftungssystems erhalten kann. So ist z. B. auch die Verwendung von LCD Anzeigen als Signalmittel 10 möglich.

Da das Lasermodul 2 und das Steuermodul 3 Wärme generieren, ist ein Kühlungsmittel 11 vorgesehen, das für eine Wärmeab­ fuhr sorgt. Im vorliegenden Fall ist das Kühlungsmittel 11 als ein Hohlrippenlüfteraggregat ("Kühlkanone") ausgebil­ det. Dies ist ein hohles, quaderförmiges Element, das an seinen Enden jeweils einen Lüfter aufweist, der für eine er­ zwungene Konvektion innerhalb des Aggregates sorgt. Die an­ fallende Wärme überträgt sich über. die Außenflächen des Hohlrippenlüfteraggregates, die als Wärmeübertragungsmittel dienen. Im Inneren des Gehäuses des Steuermoduls 3 ist ein Absatz angeordnet, in den das Kühlungsmittel 11 anordbar ist. Dadurch wird das Kühlungsmittel 11 im Inneren des Gehäuses gelagert und gleichzeitig eine gute Wärmeübertra­ gung sichergestellt. In Fig. 1 ist dargestellt, daß das Kühlungsmittel 11 im oberen Teil des Steuermoduls 3 angeord­ net ist. Dadurch liegt das Kühlungsmitel 11 zwischen dem Lasermodul 2 und dem Steuermodul 3, so daß aus beiden Modulen eine effiziente Wärmeabfuhr möglich ist. Grundsätz­ lich können alternativ oder auch zusätzlich noch Kühlrippen oder andere Bauformen von Wärmetauschern verwendet werden. Auch kann das Kühlungsmittel 11 als ein eigenes Modul ausgebildet sein, das mit dem Lasermodul 2 und/oder dem Steuermodul 3 verbindbar ist.

In den folgenden Figuren werden für identische Bauteile jeweils die Bezugszeichen der Fig. 1 verwendet, so daß sich eine erneute Beschreibung gleicher Bauteile in der Regel erübrigt.

Fig. 2 stellt ein Beschriftungssystem mit grundsätzlich dem gleichen Aufbau wie Fig. 1 dar. Bei der Darstellung der Beschriftungseinheit 1 ist hier aber angedeutet, daß diese aus drei Modulen, nämlich dem Lasermodul 2, dem Steuermodul 3 und dem Mittel 7 zur Aufstellung zusammengesetzt ist. Das Mittel 7 zur Aufstellung ist hier als ein verschwenkbares Element ausgebildet, das z. B. an einer festen Unterlage (z. B. Wand, Tisch) befestigbar ist. Die Angabe des Winkels deutet an, daß das Mittel 7 zur Aufstellung, und damit die gesamte Beschriftungseinheit 1 um eine Achse verschwenk­ bar und ggf. arretierbar ist.

Der Doppelpfeil bei dem Ablenkmodul 4 zeigt an, daß das Ablenkmodul 4 um die Achse des Laserstrahls 6 verschwenkbar ist.

In Fig. 3 ist ebenfalls eine verschwenkbare Beschriftungs­ einheit 1, bestehend aus Lasermodul 2, Steuermodul 3 und dem verschwenkbaren Mittel 7 zur Aufstellung dargestellt. Die Beschriftungseinheit 1 kann in einem hier nicht darge­ stellten Koffer montiert werden, wobei in einer Lagerungs­ position im Koffer der Winkel gleich Null wäre. Nach dem Öffnen des Koffers würde die Beschriftungseinheit 1 hochge­ klappt, um die Beschriftungseinheit 1 in eine Arbeitspositi­ on zu bringen. In der Darstellung der Fig. 3 beträgt der Winkel ungefähr 70°. Die Einstellung des Winkels hängt von der jeweiligen Beschriftungsaufgabe ab, wobei das Ablenkungsmodul 4 den Laserstrahl 6 unter Berücksichtigung der Neigung auf das Beschriftungsgut 5 lenkt.

Durch die Integration der Beschriftungseinheit 1 in einem Koffer entsteht ein transportables Laserbeschriftungssy­ stem, das auch bei unterschiedlichen Arbeitsbedingungen durch den Verschwenkmechanismus schnell einsetzbar ist.

In Fig. 4 ist ein erfindungsgemäßes Laserbeschriftungssy­ stem mit einem Lasermodul 2, einem Steuermodul 3 und einem Mittel 7 zur Aufstellung dargestellt. Wie in Fig. 3 ist das Mittel 7 zur Aufstellung als Klappmechanismus ausgebildet, d. h., die Beschriftungseinheit wird um eine Achse verschwenkt.

Das Laserbeschriftungssystem ist mit einem Computer 8 verbunden, über den das Laserbeschriftungssystem steuerbar ist. So können über eine Tastatur des Computers 8 Steuerbe­ fehle an das Beschriftungssystem gesandt werden, um das hier nicht dargestellte Beschriftungsgut 5 zu beschriften. Auf dem Computer ist somit Software für die jeweilige Be­ schriftungsaufgabe speicherbar. So kann bei einem Einsatz zur Beschriftung von Ersatzteilen oder Bauteilen, entspre­ chende Lagerhaltungssoftware gespeichert sein. Der Laser kann zur Abtastung eines Barcodes und zum Schreiben eines Barcodes verwendet werden, wobei ein alter Barcode ggf. mit dem Laser unleserlich gemacht werden kann. Durch die Trag­ barkeit des Laserbeschriftungssystems kann so eine flexible Beschriftung direkt an verschiedenen Stellen eines Betrie­ bes vorgenommen werden, insbesondere bei komplexen Material­ flüssen.

Mit einer hier nicht dargestellten Kamera im Ablenkmodul 4 ist es möglich, den Beschriftungsvorgang aufzunehmen und auf den Bildschirm des Computers 8 zu übertragen. Wird dieser Vorgang in einem Fenster des Computerbildschirms dar­ gestellt, so kann der Benutzer das Laserbeschriftungssystem steuern und gleichzeitig den Fortschritt der Beschriftung überwachen. Der Bildschirm kann in einer alternativen Vorrichtung auch am Steuermodul 3 direkt angeordnet sein.

In einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Laserbeschriftungssystems ist der Bildschirm in das Steuer­ modul 3 integriert. Auch ein Keyboard kann an das Steuermo­ dul 3 angeschlossen werden oder in dieses integriert wer­ den. Durch eine Datenfernübertragungsvorrichtung kann auch eine Fernsteuerung erfolgen, was insbesondere an Orten wichtig ist, an denen eine gesundheitsschädliche Umgebung herrscht. Das tragbare Laserbeschriftungssystem kann dann vor der Beschriftung an diesen Ort gebracht werden; die eigentliche Steuerung erfolgt dann von einem sicheren Ort aus.

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung ist das Laser­ beschriftungssystem selbst fahrbar ausgebildet, z. B. weist es Rädern und/oder Raupen auf. Somit kann sich die kom­ pakte und leichte Einheit selbstständig auf einer Fläche (z. B. einem Flugzeug) bewegen und Beschriftungs- oder auch Materialabtragungsarbeiten vornehmen. Durch eine Fernsteue­ rung ist das System von einem weiter entfernt liegenden Platz steuerbar.

In Fig. 5 ist eine Anordnung des erfindungsgemäßen Laserbe­ schriftungssystems in einer Maschine 9, hier eines Bearbei­ tungszentrums, dargestellt. Durch hier nicht dargestellte Befestigungsmittel wird das Laserbeschriftungssystem an einer Wand der Maschine fixiert, so daß eine Beschriftung sauber erfolgen kann. Somit kann auch in einer eigentlich nicht für eine Beschriftung ausgebildeten Maschine 9 durch das tragbare Laserbeschriftungssystem eine Beschriftung er­ möglicht werden. So ist eine Kombination des Laserbeschrif­ tungssystems mit Werkzeugmaschinen denkbar, wobei die Mittel 7 zur Aufstellung jeweils an die Geometrie der "Gastmaschine" angepaßt sind. Dabei kann das Laserbeschriftungssystem mit einer bestimmten Bewegungsach­ se der Werkzeugmaschine (z. B. X-, Y- oder Z-Achse) gekop­ pelt werden, um eine bestimmte Beschriftung entlang dieser Achse zu ermöglichen. Grundsätzlich kann die erfindungsgemä­ ße Vorrichtung an allen Vorschubeinrichtungen einer Maschi­ ne angeordnet werden.

Bei einer anderen Gestaltung der Maschine, ist möglich, die Außenfläche der Beschriftungseinheit 1 direkt als Teil des Gehäuses miteinzubeziehen. Da das Gehäuse besonders stabil ausgeführt ist, kann das Gehäuse auch höhere Belastungen aushalten.

In Fig. 6 ist eine ähnliche Situation dargestellt wie in Fig. 4. Im Unterschied dazu ist der Bildschirm 12 direkt in das Steuermodul 3 integriert und eine Tastatur 11 an das Steuermodul 3 angeschlossen. Damit wird eine besonders kompakte Ausgestaltung erreicht. Wird als Bildschirm ein Touch-Screen verwendet, so benötigt man u. U. kein externes Keyboard 11, da die Befehlseingaben direkt am Bildschirm 11 erfolgen.

In Fig. 7 ist ein erfindungsgemäßes Laserbeschriftungssy­ stem dargestellt, bei dem das Mittel 7 zur Positionierung als eine Art Standfuß ausgebildet ist, wobei die Beschrif­ tungseinheit um eine Achse A schwenkbar ist. Ein solches System kann z. B. in einem Koffer tragbar angeordnet werden.

Das Mittel 7 zur Positionierung weist eine Tastatur 13 auf, die an dem Mittel 7 zur Positionierung angeordnet ist. Über die Tastatur 13 können Steuerbefehle für einen Computer im Inneren des Steuermoduls 3 eingegeben werden. Der Computer steuert dann über das Steuermodul 3 das hier nicht darge­ stellte Ablenkmodul 4, um eine Beschriftung vorzunehmen.

Da der Bildschirm 12 des Computers am Steuermodul 3 angeord­ net ist, wird eine besonders kompakte Bauform erreicht. Es liegt im Grunde ein Laptop-Computer mit einem eingebauten Laserbeschriftungssystem vor.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispie­ le. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, die von dem erfindungsgemäßen Beschriftungssystem auch bei grund­ sätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.

Claims (30)

1. Laserbeschriftungssystem für Materialien mit einem Lasermodul und einem Steuermodul für das Lasermo­ dul, wobei die Module zu einer kompakten, transpor­ tablen Beschriftungseinheit verbindbar sind, gekennzeichnet durch ein Mittel (7) zur Aufstellung der Beschriftungsein­ heit (1) in einer vorbestimmbaren Arbeitsposition.

2. Laserbeschriftungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschriftungseinheit (1) quaderförmig ist, wobei eine Seite des Quaders als Standfläche (7) ausgebildet ist.

3. Laserbeschriftungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite einer Schmalseite der Beschriftungseinheit (1) kleiner gleich 7,5 cm ist.

4. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschriftungseinheit (1) einen Standfuß als Mittel (7) zur Aufstellung aufweist.

5. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschriftungseinheit (1) mit dem Mittel (7) zur Aufstellung verbindbar oder verbunden ist und das Mittel (7) zur Aufstellung der Beschrif­ tungseinheit (1) mindestens eine Lagerungsposition und eine Arbeitsposition für die Beschriftungsein­ heit (1) aufweist.

6. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (7) zur Positionierung eine Klappvor­ richtung aufweist, mit der die Beschriftungseinheit (1) aus einer Lagerungsposition in eine Arbeitsposi­ tion schwenkbar ist.

7. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschriftungseinheit (1) mit einem Koffer verbindbar ist, wobei die Beschriftungseinheit (1) durch das Mittel (7) zur Aufstellung aus einer Lage­ rungsposition im Koffer in eine Arbeitsposition schwenkbar ist.

8. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschriftungseinheit ein Kopplungsmittel für eine Maschine, insbesondere eine Werkzeugmaschi­ ne aufweist.

9. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens ein mit dem Lasermodul (2) beweglich verbindbares oder beweglich verbundenes Ablenkmodul (4) für mindestens einen Laserstrahl (6) des Laser­ moduls (2).

10. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch mindestens ein bewegliches Ablenkmodul (4), das auf den Laser­ strahl (6) des Lasermoduls (2) ausgerichtet ist.

11. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermodul (3) eine Stromversorgung und ein Mittel zur Abschirmung elektromagnetischer Strah­ lung, insbesondere durch ein Gehäuse des Steuermo­ duls (3) aufweist.

12. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermodul (3) einen Computer (8) auf­ weist, wobei ein Bildschirm des Computers (8) am Steuermodul (3) angeordnet ist.

13. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschriftungseinheit (1) mit einem Computer (8) und/oder einem Keyboard verbindbar ist.

14. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (7) zur Positionierung schwenkbar ausgebildet ist, wobei ein Standelement eine Tasta­ tur (13) aufweist.

15. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kamera, insbesondere digitale Kamera, zur Überwa­ chung des Beschriftungsvorgangs.

16. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Mittel zur räumlichen Ausrichtung der Beschrif­ tungseinheit (1).

17. Laserbeschriftungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Laserstrahl (6) des Lasermo­ duls (2) zur Erfassung der räumlichen Lage der Be­ schriftungseinheit (1) verwendbar ist.

18. Laserbeschriftungssystem nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur räumli­ chen Ausrichtung der Beschriftungseinheit (1) auto­ matisch in Abhängigkeit von erfaßten Meßwerten steu­ erbar sind.

19. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (7) zur Aufstellung der Beschrif­ tungseinheit (1) Dämpfungselemente aufweist.

20. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Mittel zur Fernsteuerung der Beschriftungseinheit (1).

21. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Verbindungsmittel zur Anordnung auf einer bewegli­ chen Vorrichtung, insbesondere einer schienengeführ­ ten Vorrichtung.

22. Laserbeschriftungssystem, nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens ein Bewegungsmittel, insbesondere Räder und/oder Raupen, für die Beschriftungseinheit (1) und/oder des Ablenkmoduls (4).

23. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Verbindungsmittel mit dem mindestens zwei Laserbe­ schriftungssysteme miteinander koppelbar sind.

24. Laserbeschriftungssystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Lasermodule (2) mit einem Steuermodul (3) koppelbar sind.

25. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Signalmittel (10), das zur Anzeige des Betriebszu­ standes des Laserbeschriftungssystems am Lasermodul (2) angeordnet ist.

26. Laserbeschriftungssystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Signalmittel (10) einen mit LED beleuchteten Plexiglasblock aufweist, der sich über eine gesamte Abmessung des Lasermoduls (2) erstreckt.

27. Laserbeschriftungssystem nach mindesstens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Kühlungsmittel (11) für das Lasermodul (2) und/oder das Steuermodul (3).

28. Laserbeschriftungssystem nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlungsmittel (11) minde­ stens ein Wärmeübertragungsmittel aufweist, das in Verbindung mit einem Gehäuse des Steuermoduls (3) und/oder Lasermoduls (2) steht.

29. Laserbeschriftungssystem nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlungsmittel (11) als Hohlrippenlüfteraggregat ausgebildet ist.

30. Laserbeschriftungssystem nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrippenlüfteraggregat mindestens zwei Lüfter zur Erzeugung einer konvekti­ ven Strömung aufweist.