DE3108404A1

DE3108404A1 - Machine for decorating and marking glass articles by means of laser beams

Info

Publication number: DE3108404A1
Application number: DE19813108404
Authority: DE
Inventors: Lothar DDR 7582 Bad Muskau Gieke; Ludwig Dipl.-Phys. Dr.rer.nat. DDR 7580 Weißwasser Städtler
Original assignee: WISSENSCHAFTLICH TECH BETRIEB
Current assignee: WISSENSCHAFTLICH TECH BETRIEB
Priority date: 1981-03-06
Filing date: 1981-03-06
Publication date: 1982-11-25

Abstract

The invention relates to a machine for decorating and marking glass articles by means of laser beams, in the course of which the glass articles or objects of porcelain, wood, plastic and other electrically non-conducting materials react chemically or physically under the action of the applied laser radiation and undergo permanent changes and as a result can be decorated in a variety of ways and efficiently by means of the laser beams. To this end, the objects to be worked are inserted into a clamping and centring device (according to Fig. 1a), arranged in front of which is an apparatus consisting of mirrors, an adjustable optical system, diaphragms, slides and control and drive elements for deflecting and guiding the beams. An auxiliary device permits the displacement of the optical system in such a way that the focus of the radiation is always on the surface of the object even in the case of irregular cylindrical objects. <IMAGE>

Description

a) Titel der Erfindunga) Title of the invention

Maschine zum uekorieren und Markieren von Glasartikeln mittels Laserstrahlen b) Ahwendungsgebiet Lie trfindung ,betrifft ene Maschine zum Lekorieren und lHarkieren (Gravieren) von G1aartikeln oder -egenstänoen aus Porzellen, Holz, last und anderen elektrisch nichtleitenden Materialien bzw. Gegenständen mit metallischen oder dielektrischen Überzügen mittels Laserstrahlen. Voraussetzung ist, daß die Gegenstände unter der Einwirkung der angewandten Laserstrahlung chemisch oder physikalisch reagieren und somit bleibende, sichtbare Veränderungen erleiden. Machine for decorating and marking glass articles using laser beams b) Area of application for delivery, concerns a machine for decorating and marking (Engraving) articles or counterparts made of porcelain, wood, load and others electrically non-conductive materials or objects with metallic or dielectric Coatings by means of laser beams. The prerequisite is that the objects are under the And react chemically or physically to the effects of the applied laser radiation thus suffer permanent, visible changes.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es wurden bereits Verfahren vorgeschlagen, u. a in den DC9R-Patentanmeldungen WP B 44 C/180 318 und WP B 44 C/183 697. die beinhalten, Laserstrahlen als Werkzeug zum Dekorieren und Markieren von Gegenständen aus nichtleitenden Materialien und Gegenständen mit Überzügen anzuwenden. Bisher aber gibt es keine Veröffentlichungen über Vorrichtungen und Maschinen, mit welchen nach dem genannten Verfahren solche Gegenstände in größeren Stückzahlen bearbeitet werden können. c) Characteristics of the known technical solutions There have already been Process proposed, inter alia, in DC9R patent applications WP B 44 C / 180 318 and WP B 44 C / 183 697. which include laser beams as a tool for decorating and Marking of objects made of non-conductive materials and objects with coatings apply. So far, however, there have been no publications on devices and Machines with which such objects in larger Quantities can be edited.

d) Ziel der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es, eine Maschine zu schaffen, die es gestattet, Gegenstände der angeführten Art - vorwiegend gebräuchliche Wirtschaftsglasartikel - abwechslungsreich und wirtschaftlich mittels Laserstrahlen zu dekorieren e) Wesen der Erfindung Erfindungsgemäß wird das dadurch erzielt, daß die zu bearbeitenden Gegenstände mit oder ohne einen Überzug (Schablone) in eine Spann- und Zentriervorrichtung eingesetzt werden. Die erindungsgemäe Vorrichtung besitzt zur Aufnahme eines Gegenstandes auswechselbare, bewegliche Halterungselemente. Sie ist in einem Rahmen zusammen mit einem drehzahlkonstanten und regelbaren Elektromotor angebracht. Motor und Spannvorrichtung zind mittels Getriebe verbunden. d) Object of the invention The object of the invention is to provide a machine to create that allows objects of the type mentioned - mainly common ones Economic glass articles - varied and economical by means of laser beams to decorate e) Essence of the invention According to the invention, this becomes the result achieved that the objects to be processed with or without a coating (template) be used in a clamping and centering device. The device according to the invention has exchangeable, movable mounting elements for receiving an object. It is in a frame together with a constant-speed and controllable electric motor appropriate. Motor and clamping device are connected by means of a gearbox.

uer Rahmen der Spann- und Zentriervorrichtung sitzt schwenkbar in einem zweiten äußeren Rahmen. Die Rahmen mit Spann- und Zentriervorrichtung, im folgenden Station genannt, sind auf einer Führungsvorrichtung angebracht. Die Führungsvorrichtung wird von einem Stellgetriebemotor angetrieben. An der Führungsvorrichtung befinden sich verstellbare Endlagenschalter. über diese Endschalter wird der Stellgetriebemotor gesteuert.The frame of the clamping and centering device sits swiveling in a second outer frame. The frame with clamping and centering device, in called the following station, are mounted on a guide device. The guiding device is driven by an actuator motor. Located on the guide device adjustable limit switches. The servomotor is controlled via this limit switch controlled.

Vor der Station ist eine Einrichtung zur Strahlumlenkung oder/ und eine einrichtung zur Strahlführung angeordnet.In front of the station is a device for beam deflection and / or a device for beam guidance is arranged.

Die Einrichtung zur Strahlumlenkung besteht aus Spiegeln, die sich in einem Teleskoprohr-System befinden, einer fokussierenden, justierbaren Optik, einem Stellgetriebemotor mit Antrieb zur Verschiebung der Teleskoprohre, Blenden und einer Vorrichtung zur Unterbrechung des Strahlengangs (Schieber).The device for deflecting the beam consists of mirrors, which located in a telescopic tube system, a focusing, adjustable optics, a servomotor with drive to move the telescopic tubes, orifices and a device for interrupting the beam path (slide).

Die Einrichtung zur Strahlführung ist gleichartig aufgebaut.The device for guiding the beam is constructed in the same way.

Es fehlen i. a. wegen des geradlinigen Strahlverlaufes vom Laser bis zur Optik und ausreichender Bewegungsmöglichkeiten der Station die Umlenkspiegel und ein Antrieb für die Telesoprohre, Zum Gegenstand der Erfindung gehören weiter Heinrich~ tungen zur Bewegung der Optik, im einfachsten Falle eine Einrichtung, die die Optik in Schwingungen versetzt oder eine Einrichtung, in der die Optik exzentrisch zur optischen Achse eine kreisförmige Bewegung ausführt. Diese Einrichtungen sind wahlweise gegen die feststehende Optik austauschbar.I. a. because of the straight beam path from the laser to the deflection mirrors for optics and sufficient freedom of movement of the station and a drive for the telescopic tubes, The subject matter of the invention also includes Heinrich ~ tungen for the movement of the optics, in the simplest case a device, which makes the optics vibrate or a device in which the optics are eccentric executes a circular movement to the optical axis. These bodies are optionally exchangeable for the fixed optics.

Zum Gegenstand der Erfindung gehört ferner eine usatzeinrichtung, bestehend aus einer Parallelsäulenführung mit Optik1 Stößel und Profilkopie des zu bearbeitenden Gegeistandes. Mittels dieser Zusatzeinrichtung wird die Optik so verschoben, daß ihr Fokus auch bei nicht regulär zylindrischen Gegenständen Stets auf der Oberfläche des Gegenstandes liegt. Die Station ist von der Führungsvorrichtung leicht abzunehmen und dafür ein Pendeltisch anzuschrauben. Der Pendeltisch besitzt eine Halterung für Gegenstände mit ebenen Oberflächen.The subject matter of the invention also includes an additional device, consisting of a parallel column guide with Optik1 ram and profile copy of the object to be processed. With this additional device, the optics will be like this shifted so that their focus is always even with objects that are not regularly cylindrical lies on the surface of the object. The station is from the guiding device easy to remove and to screw on a pendulum table. The pendulum table has a holder for objects with flat surfaces.

Der für die Funktion der Maschine notwendige Laser wird vor dem Strahlumlenk- bzw. Strahlführungssystem aufgestellt. Der Laserstrahl trifft auf den Schieber. Der Schieber wird mit dem Beginn des Bearbeitungsvorgangs aufgesteuert. Der Laserstrahl wird dann durch die Blende auf die Umlenkspiegel zur Optik geführt. Die Einschaltung einer blende ist dann besonders vorteilhaft, wenn z. B. bei Verwendung eines Multimodenlasers schiefe Strahlenbündel auftreten. Die Optik fokussiert den LaserstrahL auf die 0berFlächj des Ge(Jonstandus, der in der Halterung der Station eingespannt ist. Kurz vor dem 0ffnen des Schiebers werden die Antriebe zur Bewegung des Gegenstandes und gegebenenfalls der Station und der Optik angeschaltet. Bei Beendigung des Bearbeitungsvorgangs werden der Schieber geschlossen und die Antriebe abgeschaltet. Das wird durch die Endlagenschalter an der Führungsvorrichtung bzw.The laser required for the machine to function is located in front of the beam deflection or the beam delivery system. The laser beam hits the slide. The slide is opened when the machining process begins. The laser beam is then guided through the aperture onto the deflecting mirror to the optics. The activation an aperture is particularly advantageous if, for. B. when using a multimode laser oblique bundles of rays occur. The optics focus the laser beam on the surface of the Ge (Jonstandus, who is clamped in the holder of the station. Shortly before the When the slide is opened, the drives are used to move the object and, if necessary the station and the optics switched on. At the end of the editing process the slide is closed and the drives switched off. That is through the Limit switch on the guide device or

der Strahlumlenkeinrichtung oder durch einen Zeitschalter oder manuell gesteuert. Der Gegenstand wird dann aus der Halterung genommen und ein neuer wird eingespannt. Der beschriebene Bearbeitungsvorgang beginnt von neuem.the beam deflection device or by a timer or manually controlled. The item is then taken out of the holder and a new one becomes clamped. The machining process described begins anew.

Vorteilhaft ist es außerdem, daß während eines Bearbeitungsvorganges in einer zweiten Station schon der nächste Gegenstand einyospannt wird. Nach t:uu-ndiguny diese' VorUnyes wird der Strahl auf die zweite Station gelenkt. uie Bearbeitung beginnt, während an der ersten Station die Entnahme des fertigen Gegenstandes sowie das Einspannen eines neuen unbearbeiteten Gegenstandes erfolgen kann. Zu diesem Zweck werden mehrere Stationen in bestimmter Weise, einzeln, im Karussell oder in einer Reihe, angeordnet.It is also advantageous that during a machining process the next object is already clamped in a second station. According to t: uu-ndiguny this' vorUnyes the beam is directed to the second station. uie processing begins while at the first station the removal of the finished item as well the clamping of a new unprocessed object can take place. To this Purpose are several stations in a certain way, individually, in the carousel or in a row, arranged.

ie Urnschaltung eines oder mehrerer laserstrahlen oder die Hin-und Fortbewegung der Stationen in bzw. aus dem Strahlengang kann zusammen mit den anderen Arbeitsschritten: Bewegen des Gegenstandes, der Strahlumlenkung undjoder der Optik, Auf- und Abblenden des Strahls und die Einstellung seiner Intensität in richtiger Folge gesteuert werden. Es können angewandt werden z. B. eine Steuerung für handgeführte Maschinen, eine Progremmsteuerun eins symetrische Steuerung oder eine rechnergeführte Einzelsteuerung.The switching on of one or more laser beams or the back and forth Movement of the stations in or out of the beam path can be done together with the others Work steps: moving the object, the beam deflection and / or the optics, Fading in and out of the beam and adjusting its intensity in the right way Sequence to be controlled. It can be applied e.g. B. a control for hand-held Machines, a program control, a symmetrical control or a computer-controlled Individual control.

f) Ausführungsbeispiel Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnungen. In den Zeichnungen stellen der Fig. 1 a: eine Seitenansicht der Spann- und Zentriervorrichtung (Station) zur Aufnahme der Glasartikel, Fig. 1 b: eine Seitenansicht einer Strahlführungsvorrichtung (für eine Station, die zusätzlich translatorisch bewegt werden kann), Fig. 2 : eine Seitenansicht der Strahlumlenkvorrichtung (für eine Station, die nicht zusätzlich translatorisch [ewegt werden kann), Fig. 3 : elne seitenansicht olnor Schwingvorrichtung für die rokussierende Optik Fig. 4 : eine Seitenansicht einer Vorrichtung für eine exzentrische Kreisbewegung der Optik, Fig. 5 : eine Seitenansicht einer Kopier-Verschiebevorrichtung für die Bearbeitung nicht reyulär zylindri scher Gegenstände, Fig. 6 : eine Ansicht einer Spann- und Zentriervorrichtung für Gegenstände mit ebenen Oberflächen (Pendeltisch), Fig. 7 : eine schematische Draufsicht über Anordnungamöglich keiten mehrerer Stationen a) als Ltoppelmaschine b) als Karussellmaschine c) als Reihenmaschine In der Fig. 1 a ist die Halterung und Zentrierung des zu bearbeitenden Glesgegenstendes 1 zwischen einem Teller 2 und einem Kegel 3 zu sehen. Teller und Kegel sind auswechselbar, so daß Gegenstände mit unterschiedlichem Durchmesser eingespannt werden können. Der Antrieb des Tellers erfolgt von einem drehzehlkonstanten oder drehzahl regelbaren Motor 4 über ein Getriebe 5. Der Kegel ist in der Welle 6 drehbar gelagert. Durch Anheben bzw. Absenken des Kegels über die Zugstange 7 erfolgt das Aus- bzw. Einspannen des Glasgegenstandes. Die Uìelle ist durch Betätigung der Spannschraube 12 in der Höhe verstellbar, so daß auch unterschiedlich hohe Gegenstände eingespannt werden können. Grundplatte 8 und Rahmen 9 sitzen als Baueinheit auf einer Achse 10. An dieser Achse it die Station drehbar in einem äußeren ;Rahmen aufgehängt. Durch den Spannhebel 11 wird die eingestellte Neigung zum Laserstrahl fixiert. Die Welle 13 ist hohl. Sie besitzt einen Anschluß 14 tür eine Vakuumpumpe. Damit ist ein zusätzliches Festsaugen des Gegenstandes möglich.f) Embodiment Further features of the invention result from the following description of an exemplary embodiment of the invention based on the drawings. In the drawings, FIG. 1 a shows a side view the clamping and centering device (station) for holding the glass items, Fig. 1 b: a side view of a beam guiding device (for a station that additionally can be moved translationally), Fig. 2: a side view of the beam deflection device (for a station that cannot be additionally translated), Fig. 3: a side view of the olnor oscillating device for the focusing optics 4: a side view of a device for an eccentric circular movement der Optik, Fig. 5: a side view of a copy-displacement device for the Processing of non-regular cylindrical objects, Fig. 6: a View of a clamping and centering device for objects with flat surfaces (Pendulum table), Fig. 7: a schematic plan view of possible arrangements several stations a) as a double machine b) as a carousel machine c) as a series machine In Fig. 1 a is the mounting and centering of the Glesgegenstende to be machined 1 can be seen between a plate 2 and a cone 3. The plate and cone are interchangeable, so that objects with different diameters can be clamped. The plate is driven by a speed constant or adjustable speed Motor 4 via a gear 5. The cone is rotatably mounted in the shaft 6. By Raising or lowering the cone via the pull rod 7 is used to unclamp or clamp of the glass object. The Uìelle is by actuating the clamping screw 12 in the Height adjustable so that objects of different heights can be clamped can. Base plate 8 and frame 9 sit as a structural unit on an axis 10 On this axis, the station is rotatably suspended in an outer frame. Through the Clamping lever 11 fixes the set inclination to the laser beam. The wave 13 is hollow. It has a connection 14 for a vacuum pump. This is an additional one The object can be sucked on.

In der Fig. 1 b ist eine Möglichkeit der Aufhängung der Station in einem Rahmen 15 gezeigt. Dieser Rahmen ist an einer Führungsvorrichtung, z. 8. Parallelsäulenführung 16, befestigt. Damit ist eine vertikale oder auch horizontale Bewegung der Station möglich. Der Antrieb der Spindel 17 erfolgt über einen Elektromotor mit verstellbarem Getriebe 18. Durch Verstellen der Endlagenschalter 19 können unterschiedliche Bewegungslängen realisiert werden. vird durch das Kontaktstück des Schlittens 20 der cndlagenschelter gedrückt, so wird über eine Steuerung der Getriebemotor vom Getriebe 18 ausgeschaltet und/oder seine Drehrichtung geändert. Bei vertikaler Anordnung ist es zweckmäßig, einen Massenausgleich über eine Rolle 21 anzubringen. Ein Beispiel für eine Strahlführungseinrichtung ist rechts im Bild 1 b zu sehen. Die Strahlführungseinrichtung besteht aus einem elektromagnetischen Schieber 22, einer Blende 23, einem Teleskoprohr 24 zur Abschirmung des Strahlenganges und einer Optik 25 zur Fokussierung der Laserstrahlung auf die Oberfläche des Glesgegenstandes. Die Optik befindet sich auf einer Justiervorrichtung 26, so daß eine genaue Positionierung der Optik möglich wird und Asmmetriefehler vermieden werden.In Fig. 1 b is a possibility of hanging the station in a frame 15 is shown. This frame is attached to a guide device, e.g. 8. Parallel column guide 16, attached. This means that the station can move vertically or horizontally possible. The spindle 17 is driven by an adjustable electric motor Gear 18. By adjusting the limit switch 19, different lengths of movement will be realized. The contact piece of the slide 20 is used to create the cndlagenschelter pressed so is controlled by the gear motor from the gearbox 18 switched off and / or changed its direction of rotation. When arranged vertically it is expedient to apply a mass balance via a roller 21. An example for a beam guiding device can be seen on the right in Figure 1b. The beam guiding device consists of an electromagnetic slide 22, a diaphragm 23, a telescopic tube 24 for shielding the beam path and optics 25 for focusing the laser radiation on the surface of the gel object. The optics are located on an adjustment device 26, so that an exact positioning of the optics is possible and asymmetry errors be avoided.

lurch einen zusätzlichen Gasstrorn, der auf den Gegenstand gerichtet ist, werden das verdampfte Material schnell weggeführt, die Optik somit geschützt und die nicht bestrahlten Randzonen gekühlt. 22, 23, 24 und 26 befinden sich auf Reitern 27 einer optischen Bank. Die Schiene 28 der optischen Bank ist auf einem festen Tischgestell 29 montiert.by an additional gas stream directed at the object the evaporated material is quickly carried away, thus protecting the optics and the non-irradiated edge zones are cooled. 22, 23, 24 and 26 are on Riders 27 of an optical bench. The optical bench rail 28 is on one fixed table frame 29 mounted.

Fig. 2 zeigt eine Strahlumlenkeinrichtung. Sie kann in horizontaler oder vertikaler Lage angewandt werden, wenn die Bewegung der Station, besonders bei Mehrstationenmaschinen, technisch schwer zu realisieren ist.Fig. 2 shows a beam deflecting device. It can be in horizontal or vertical position can be applied when moving the station, especially with multi-station machines, is technically difficult to realize.

Der Laserctrah.' wird dabei von einem justierbaren, im Winkel von 45 ° geneigten Spiegel 30 reflektiert. Er fällt auf einen zweiten Spiegel 31. Von diesem geht es durch die Optik 25 auf den zu bearbeitenden Gegenstand. Der Strahlengang verläuft vom Spiegel 30 zum Spiegel 31 durch ein Teleskoprohr 32. Die Verschiebung des äußeren Rohres erfolgt über eine Spindeiführung 33. Die Spindel wird von einem drehzahlregelbaren Elektromotor 34 angetrieben. Die Bewegung des Teleskop-Rohrsyetems kann ebenso wie die der Station durch Endlagenschalter gesteuert werden.The Laserctrah. ' is supported by an adjustable angle of 45 ° inclined mirror 30 is reflected. It falls on a second mirror 31. From This goes through the optics 25 to the object to be processed. The beam path runs from mirror 30 to mirror 31 through a telescopic tube 32. The displacement of the outer tube takes place via a spindle guide 33. The spindle is of a variable-speed electric motor 34 driven. The movement of the telescopic tube system can be controlled by limit switches just like that of the station.

Ein dekoratives Muster kann nicht nur dadurch erhalten werden, daß Gegenstände mit dielektrischen oder metallischen Überzügen (Schablonen) mit dem Laserstrahl zeilenweise überfahren werden, sondern direkt durch definierte Ablenkung des begrenzten oder gebündelten Strahles selbst. Eine Strahlablenkung wird z, B. in einfacher Weise durch Bewegung der Optik erhalten.A decorative pattern cannot be obtained only by Objects with dielectric or metallic coatings (stencils) with the Laser beam can be passed over line by line, but directly through defined deflection of limited or focused beam itself. A beam deflection is obtained, for example, in a simple manner by moving the optics.

Bewegungen der Optik sind vielfältig durch mechanische oder elektrische Systeme möglich. Ein einfaches Beispiel, das diese Möglichkeiten verdeutlicht, ist in Fig. 3 zu sehen.Movements of the optics are varied by mechanical or electrical Systems possible. A simple example that illustrates these possibilities is can be seen in FIG. 3.

Auf einer Grundplatte 35 sind der Synchronmotor 3U, die Lagerung 37, des Wechselradgetriebes und die Führungssäule 38 des Kurbeltriebes angebracht. Die Grundplatte ist auf einen Reiter 27 geschraubt, der auf eine optische Bank aufzusetzen ist. Gie Getriebezahnräder 39 sind durch Lösen der Schrauben 40 leicht zu wechseln. Sie können so gewählt werden, daß die Frequenz der Auf- und Abbewegung der Optik 25 und somit das gewünschte Wellenmuster auf dem sich drehenden Gegenstand entsteht. Diese Bewegung erfolgt über den Kurbeltrieb 41. Durch Verstellung des Exzenters 42 ist die Hubhöhe des Kurbeltriebes und somit die Amplitude der Wellenmuster zu verändern.The synchronous motor 3U, the bearing 37, of the change gear and the guide column 38 of the crank mechanism attached. the The base plate is screwed onto a rider 27 that can be placed on an optical bench is. The transmission gears 39 can easily be changed by loosening the screws 40. They can be chosen so that the frequency of the up and down movement of the optics 25 and thus the desired wave pattern is created on the rotating object. This movement takes place via the crank mechanism 41. By adjusting the eccentric 42 is the lifting height of the crank mechanism and thus the amplitude of the wave pattern change.

Eine zweite Ausführungsform einer Bewegungseinrichtung für die Optik ist in Fig. 4 zu sehen. Durch Bewegung der Optik 25 auf einer Kreisbahn um die optische Achse 43 entstehen auf einem sich bewegenden Gegenstand viele Arten von Schlingenmustern. Der Grundaufbau dieser Vorrichtung ist ähnlich dem der Schwingvorrichtung (Fig. 3). Auf einer Grundplatte 44 sind ein Synchronmotor 45, ein Wechselradgetriebe 4o und die Halterung 47 für des Lager 48 angebracht. Die gelagerte Hohlwelle 49 wird vom Getrieberad 50, das in den Zahnkranz 51 eingreift, in Rotation versetzt. Auf der Abschlu,3-Ringplatte der Hohlwelle 52 ist der Flanschring 53 einer zweiten Hohlwelle 54 angeschraubt. Diese Hohlwelle trägt die Lagerung 55 für die Optik. In die Fassung 56 kann somit auch eine flüssigkeitsgekühlte Optik eingesetzt werden, weil sie selbst dadurch nicht rotiert, sondern nur eine Kreisbewegung um die Achse 43 ausführt.A second embodiment of a movement device for the optics can be seen in FIG. By moving the optics 25 on a circular path around the optical On axis 43, many types of loop patterns are created on a moving object. The basic structure of this device is similar to that of the oscillating device (Fig. 3). On a base plate 44 are a synchronous motor 45, a change gear 4o and the bracket 47 for the bearing 48 is attached. The mounted hollow shaft 49 is from the gear wheel 50, which engages in the ring gear 51, set in rotation. on the closure, 3-ring plate of the hollow shaft 52 is the flange ring 53 of a second hollow shaft 54 screwed on. This hollow shaft carries the bearing 55 for the optics. In the frame 56, liquid-cooled optics can also be used because they themselves as a result, it does not rotate, but only performs a circular movement about the axis 43.

Die Frequenz der reisbewegung kann durch Auswechseln der Getriebezahnräder des Wechselyetriebes 4 in gewLinschter-l!ieise verändert werden. Durch Versetzen der Hohlwelle 54 an der Flanschverbindung 53 kann die Exzentrizität und damit die Schlingenweite des Musters eingestellt werden. Die Grundplat te 44 ist au f einem Reiter 27 befestigt. Die Vorrichtung ist somit leicht auf die Schiene 28 der optischen Bank zu setzen.The frequency of the rice movement can be adjusted by changing the gear wheels of the change gear 4 can be changed in the desired manner. By moving the hollow shaft 54 on the Flange connection 53 can reduce the eccentricity and thus the loop size of the pattern can be set. The base plate 44 is attached to a rider 27. The device is thus easy to put on the rail 28 of the optical bench.

Die maschine kann dadurch aucn schnell auf diese nester umgestelLt werden. Ein weiteres Beispiel für eine Bewegung "löslichkeit der Optik ist in Fig. 5 gezeigt.This means that the machine can also quickly switch to these nests will. Another example of a movement "solubility of the optics" is shown in Fig. 5 shown.

Ein optimaler Gravureffekt entsteht im allgemeinen, wenn eich der Fokus der Optik auf der Oberfläche des Gegenstandes befindet. Bei regulär zylindrischen Gegenständen ist diese Bedingung mit den beschriehenen Vorrichtung leicht einzuhalten.An optimal engraving effect generally arises when the Focus of the optics is on the surface of the object. With regular cylindrical Objects, this condition is easy to comply with with the device described.

t3ei rotationysyinmet riscken Gegenständen mit stark gewölbten Oberflächen ist eine entsj0rechende Verschiebung der Optik erforderlich. Das erfolgt am einfachsten dadurch, daß eine stabile Schablone 57 mit dem Originalprofil 58 des Gegenstandes mittels Halterung 59 an der Parallelsäulenführung 10 für die Station befestigt wird und ein Stößel òO die Kontur der Schablone während der translatorischen Bewegung der Führungsvorrichtung abtastet. er Stößel 30 ist an einem Schlitten 61 einer Parallelsäulenführung 62 befestigt. Oruckfedern 63 zwischen Schlitten und Säulen-Grundplatte 64 drücken den Schlitten mit Stößel ständig auf die Schablone 57. Auf dem Schlitten eitzt die Halterung mit der Optik 25. er Schlitten mit der Optik wird so exakt entsprechend dem Oberflächenprofil des Gegenstandes verschoben, daß der Fokus sich immer auf der Oberfläche des Gegenstandes befindet. Auch andere Abtaatysteme zur Fokuskorrektur können angewandt werden. Sollen Gegenstände rit ebenen Oberflächen graviert werden, wird der Rahmen 15 mit der Station für rotationssymmetrische ? nstände vo Schlitten der Parallelsäulenführung 16 leicht abgeschraubt und dafür die in Fig. 6 dargestellte Pendeltischvorrichtung angeschraubt.With rotationally symmetrical objects with strongly curved surfaces a corresponding shift of the optics is required. This is the easiest to do in that a stable template 57 with the original profile 58 of the object is attached by means of bracket 59 to the parallel column guide 10 for the station and a ram òO the contour of the template during the translational movement the guide device scans. he plunger 30 is on a slide 61 of a parallel column guide 62 attached. Press the compression springs 63 between the slide and the column base plate 64 the slide with the plunger constantly on the template 57. The Bracket with optics 25. The slide with optics is exactly the same the surface profile of the object shifted so that the focus is always on the surface of the object. Also other defrosting systems for focus correction can be applied. If objects are to be engraved with flat surfaces, is the frame 15 with the station for rotationally symmetrical? items from sled the parallel column guide 16 is slightly unscrewed and the one shown in FIG. 6 instead Pendulum table device screwed on.

Zur Vorrichtung gehört die Parallelsäulenführung 65. Auf der einen Seite des Schlittens 66 der Führung befindet sich eine Tischplatte 87. Auf der Tischplatte wird der Gegenstand 68 - gegebenenfalls mittels einer speziellen Halterung 69 -aufgespannt, daß seine ebene Fläche sich immer in der Folcusebene der Optik befindet. Auf der anderen Seite des Schlittens bG ist eine PLatte 70 mit uinem Langloch angebracht, in weiche ein Mitnehmerzapfen 71 der über zwei Kettenräder 72 umlaufenden Kette 73 eingreift.The device includes the parallel column guide 65. On the one hand Side of the slide 66 of the guide is a table top 87. On the table top the item becomes 68 - if necessary by means of a special Bracket 69 -spanned so that its flat surface is always in the plane of the Folcus the optics is located. On the other side of the carriage bG is a plate 70 with uinem elongated hole attached, in soft a driving pin 71 of the two sprockets 72 revolving chain 73 engages.

Ein Kettenrad wird von einem regelbaren Getriebemotor 74 angetrieben. Der Mitnehmerzapfen zieht den Schlitten somit ständig hin und her. Diese gesamte Vorrichtung kann dazu noch durch die motorgetriebene Parallelsäulenführung 1 translatorisch bewegt werden. Der gebündelte oder ungebündelte Lacerstrahl überfährt die ebene Oberfläche des Gegenstandes 68 in einer mehr oder weniger engen Zick-Zack-Linie. Bei einer gesteuerten diskontinuierlichen Bewegung der Paralielsäulenführung 16 können bei feststehender Optik parallele Linien oder treppenförmige Muster erzeugt werden.A sprocket is driven by a controllable gear motor 74. The driving pin thus constantly pulls the slide back and forth. This entire The device can also translationally through the motor-driven parallel column guide 1 be moved. The bundled or unbundled Lacer beam travels over the plane Surface of the object 68 in a more or less narrow zigzag line. With a controlled, discontinuous movement of the parallel column guide 16 with fixed optics, parallel lines or step-shaped patterns can be created will.

Steht ein Laser mit höherer St rahiungsleiu tung zur Verführung.Is a laser with a higher radiation line available to seduce?

gibt es mehrere Möglichkeiten einer effektiven Nutzung.there are several ways to use it effectively.

Einmal besteht die Möglichkeit, mit der beschriebenen Ein-Station-Maschine und den Strahllenkungs-Einrichtungen größere Gravurtiefen zu erzielen. Zum anderen können durch Anwendung eines oder mehrerer Strahlteiler bei einer Ein-Station-Meschine ein Gegenstand an zwei oder mehreren Stellen gleichzeitig oder mehrere Gegenstände an mehreren Stationen gleichzeitig graviert werden. Wird angestrebt, auch die Zeit des Ein- und Ausspannens des Gegenstandes produktiv zu nutzen, so ist eine Mehrstetionen-Anordnung anzuwenden.Once there is the option of using the one-station machine described and the beam steering devices to achieve greater engraving depths. On the other hand can be achieved by using one or more beam splitters in a one-station machine an object in two or more places at the same time or several objects can be engraved at several stations at the same time. The aim is also the time to use productively for clamping and unclamping the object, is a multi-stage arrangement apply.

In Fig. 7 sind beispielsweise ;%nordnungsmöglichkeiten für die stationen dargestellt. Fig. 7 a zeigt eine Anordnung von zwei Ei-Station-Maschinen 78, 76. Durch einen Spiegel 77.For example, in Fig. 7;% northing options for the stations shown. 7 a shows an arrangement of two egg station machines 78, 76. Through a mirror 77.

der in den Strahlengang bewegt wird, kann nach L3eendigung des Bearbeitungsvorganges an der Station 76 der strahl zur Station 75 gelenkt werden und dort den Bearbeitungsvorgang beginnen. Inzwischen wird von der Bedienungskraft 78 der Gegenstand in 73 gewechselt. Nach Beendigung des Bearbeitungsvorganges in 75 erfolgt erneut die Umschaltung: in 76 wird bearbeitet und in 75 wird der Gegenstand gewechselt. Auch cine Karussellanordnung der Stationen (Fig. 6 b) oder eine Reihenanordnung (Fig. 5 c) kann mit Strahlumlenkeinrichtungen (Fig. 2) oder Strahlteilern gekoppelt werden und zu Produktionssteigerungen führen.which is moved into the beam path can after completion of the machining process At station 76 the beam can be directed to station 75 and there the machining process kick off. In the meantime, the operator 78 is the object changed to 73. After the end of the machining process in 75 takes place again the switchover: in 76 processing is carried out and in 75 the object is changed. Also a carousel arrangement of the stations (Fig. 6 b) or a row arrangement (Fig. 5c) can be coupled with beam deflection devices (Fig. 2) or beam splitters and lead to production increases.

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Claims

Invention claim machine for decorating and marking glass articles or objects made of porcelain, wood, plastic and other electrically non-conductive materials Materials or objects with metallic or dielectric coatings (stencils) by means of laser beams, characterized in that the object in a clamping and the centering device (2; 3) is rotated or moved in a translatory manner and the laser beam either directly or via beam deflection devices (30; 31), beam guidance systems (22 to 24), beam splitters or moving or non-moving optics (25) onto the surface dL opposing country steps,

2. Machine according to item 1, characterized in that a The object is also held by suction using a vacuum via hollow shafts (14) or channels is provided.

3. Machine according to item 1, characterized in that the holder is rotatably mounted for the object to be processed in a Rahman (15)

4. Machine according to point 1, characterized in that the bracket with frame (station) on a guide device (16; 17) for additional vertical or horizontal translational movements that can be eJestcuart via limit switches (19), fasteniyt is.

5. Machine according to item 1, characterized in that an associated Steel guide device, consisting of an electromagnetic slide (22), a diaphragm (23), a telescopic tube (24) and one: 3 vertical planes well adjustable optics (25) protected by an additional gas flow, on one solid, vibration-free frame (27 to 29) is set up in front of the station.

6. Machine according to item 1, characterized in that a beam deflection device, consisting of 2 or more Mirrors (3u; 31), a single telescopic tube (32) with adjustable drive system (33; 34). for additional movement of the station is provided.

7. Machine according to point 1 and 5, characterized in that a mechanirches or an electrical system for the controllable and synchronous movement of the optics is, with an up and down movement of the optics by a crank mechanism (35 to W :) or an eccentric circular movement about the optical axis (43) by mounting in an eccentrically offset hollow shaft (54) on a second, via a toothed ring (51) driven hollow shaft (49) can take place.

b. Machine according to items 1 to 4, characterized in that for processing of objects with flat surfaces, the station for rotationally symmetrical objects can be unscrewed from the guide device (16; 17) and a pendulum device (65 to 74) can be attached for this.

9. Machine according to items 1 to 9, characterized in that below Using beam splitters, the object can be processed in several places at the same time is.

10. Machine according to items 1 to 10, characterized in that by means of Multiple arrangement and use of moving mirrors for temporary beam deflection or objects by using beam splitters on multiple machines are editable at the same time.

11. Machine according to items 1 to 11, characterized in that for the operations and the intensity setting of the laser beam as desired Follow a manual control, program control, numerical or computer-controlled control is provided.