DE4212390A1 - Strahlführungssystem für mehrere Laserstrahlen - Google Patents

Strahlführungssystem für mehrere Laserstrahlen

Info

Publication number
DE4212390A1
DE4212390A1 DE4212390A DE4212390A DE4212390A1 DE 4212390 A1 DE4212390 A1 DE 4212390A1 DE 4212390 A DE4212390 A DE 4212390A DE 4212390 A DE4212390 A DE 4212390A DE 4212390 A1 DE4212390 A1 DE 4212390A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
laser
laser beams
laser engraving
beams
engraving device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE4212390A
Other languages
English (en)
Inventor
Juergen Andresen
Lutz Dr Langhans
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BAASEL CARL LASERTECH
Carl Baasel Lasertechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
BAASEL CARL LASERTECH
Carl Baasel Lasertechnik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BAASEL CARL LASERTECH, Carl Baasel Lasertechnik GmbH and Co KG filed Critical BAASEL CARL LASERTECH
Priority to DE4212390A priority Critical patent/DE4212390A1/de
Publication of DE4212390A1 publication Critical patent/DE4212390A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0604Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
    • B23K26/0608Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams in the same heat affected zone [HAZ]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0604Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0643Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising mirrors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0648Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41CPROCESSES FOR THE MANUFACTURE OR REPRODUCTION OF PRINTING SURFACES
    • B41C1/00Forme preparation
    • B41C1/02Engraving; Heads therefor
    • B41C1/04Engraving; Heads therefor using heads controlled by an electric information signal
    • B41C1/05Heat-generating engraving heads, e.g. laser beam, electron beam

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacture Or Reproduction Of Printing Formes (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Lasergravurvorrichtung mit einer Laserstrahlquelle einer Laserlichtübertragungsstrecke und einem Strahlführungssystem, mit dem mindestens ein Laserstrahl auf eine Bearbeitungsstelle eines Werkstücks fokussierbar ist.
Es gibt verschiedene Anwendungsgebiete für solche Lasergra­ vurvorrichtungen. Beispiele hierfür sind das Beschriften von metallischen oder aus Kunststoff bestehenden Werkstücken zu Kennzeichnungszwecken, das Beschriften von Filmmaterial, das Herstellen von Tiefdruckwalzen und dergleichen. Die vorlie­ gende Erfindung soll speziell in Verbindung mit der Herstel­ lung von Druckwalzen beschrieben werden, obschon dadurch die Anwendung der Erfindung auf anderen technischen Gebieten nicht ausgeschlossen ist.
Bei der Herstellung von Druckwalzen wird die aus z. B. Kunst­ stoff, Gummi oder Keramik bestehende Druckwalze - ähnlich wie bei einer Drehmaschine von zwei Seiten eingespannt, mit kon­ stanter Geschwindigkeit um ihre Längsachse gedreht und von einer Laserapparatur oberflächenbearbeitet, um der Oberfläche der Druckwalze ein Reliefmuster entsprechend einer Vorlage zu verleihen.
Eine bekannte Anlage enthält hierzu eine Laserstrahlquelle, eine beispielsweise eine Lichtleiterfaser enthaltende Licht­ übertragungsstrecke und ein eine Optik enthaltendes Strahl­ führungssystem, mit welchem der Laserstrahl auf die Oberflä­ che des Werkstücks fokussiert wird. Während sich die Druck­ walze dreht, wird das Strahlführungssystem translatorisch entlang der Längsachse des Werkstücks bewegt. Dadurch be­ schreibt die Bearbeitungsstelle eine spiralförmige Bahn auf der Oberfläche der Druckwalze. Die Intensität des Laser­ strahls wird nach Maßgabe von Signalen gesteuert, welche durch Abtastung einer Vorlage oder mittels eines Rechners er­ zeugt werden.
Die Bearbeitungsgeschwindigkeit hängt von der Tiefe der in die Oberfläche des Werkstücks einzugravierenden Muster, der Gesamtoberfläche der Druckwalze, der Intensität des Laser­ strahls, der Musterauflösung und weiteren Faktoren ab, z. B. Materialeigenschaften der Oberfläche.
Soll durch die Lasergravur an der Bearbeitungsstelle relativ viel Material entfernt werden, so muß entsprechend viel Energie in die Bearbeitungsstelle eingebracht werden. Ist eine bestimmte Strahlintensität vorgegeben, so bestimmt diese Energie - auch abhängig von der Größe des Bearbeitungsflecks - die Geschwindigkeit, mit der der Auftreffpunkt des Laser­ strahls sich über die Oberfläche des Werkstücks bewegt. Da sich die Druckwalze aus technischen Gründen mit konstanter Geschwindigkeit drehen muß und auch die Vorschubbewegung des Strahlführungssystems parallel zur Drehachse der Druckwalze konstant ist, hängt die höchstmögliche Bearbeitungsgeschwin­ digkeit, also Drehzahl der Walze und Vorschubbewegung des Lasersystems, bei gegebener Strahlintensität davon ab, wie­ viel Material an der am tiefsten zu gravierenden Stelle ab­ getragen werden soll.
Bei der vorliegenden Erfindung geht es zwar auch und speziell um die Herstellung von Druckwalzen für den Tiefdruck, doch sind die erfindungsgemäßen Besonderheiten auch auf andere technische Gebiete anwendbar. Speziell bei der Herstellung von Druckwalzen für den Tiefdruck verwendet man bislang mechanische Gravurvorrichtungen, das sind Vorrichtungen, die mehrere elektromechanisch auslenkbare Finger mit dreieckför­ migen Diamantspitzen besitzen. Durch das gesteuerte Auslenken der einzelnen Finger über einer sich unter den Fingern weg­ drehenden Druckwalze werden in deren beispielsweise aus be­ stehenden Oberflächen kleine Vertiefungen erzeugt. Diese ha­ ben - abhängig von der Relativgeschwindigkeit zwischen den Fingern und der Druckwalze - die Form einer langgestreckten oder kurzen, gestauchten Raute. Die Arbeitsgeschwindigkeit solcher mechanischer Gravurvorrichtungen beträgt etwa 5000 Hz.
Die Bearbeitungsgeschwindigkeit dieser mechanischen Gravur­ vorrichtungen läßt sich praktisch nicht erhöhen. Die Diamant­ spitzen sind trotz ihrer erheblichen Härte beträchtlichem Verschleiß unterworfen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lasergravur­ vorrichtung der oben genannten Art anzugeben, mit der auch hohe Leistungsdichten erfordernde Materialien in relativ kurzer Zeit bearbeitet werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß mindestens zwei Laserstrahlquellen vorgesehen sind, und daß das Strahlführungssystem individuelle Strahlführungsvor­ richtungen für die einzelnen Laserstrahlen aufweist, mit denen die relative Lage der einzelnen Auftreffpunkte der Laserstrahlen an der Bearbeitungsstelle einstellbar ist.
Durch die individuellen Strahlführungsvorrichtungen für die verschiedenen Laserstrahlen können unterschiedliche Muster an der Bearbeitungsstelle erzeugt werden. Zur Steigerung der Verarbeitungs-/Gravurgeschwindigkeit können nicht nur zwei, sondern auch beispielsweise drei oder vier Laserstrahlquellen vorgesehen sein, wobei vorzugsweise jeder einzelnen Laser­ strahlquelle eine spezielle Strahlführungsvorrichtung zuge­ ordnet ist.
Die Erfindung bietet die Möglichkeit, innerhalb einer gege­ benen Zeitspanne eine wesentlich größere Anzahl von Werk­ stücken zu bearbeiten. Individuelle Laserstrahlquellen be­ stehen speziell aus separaten Lasergeräten, grundsätzlich möglich ist aber auch die Verwendung eines einzelnen Lasers in Verbindung mit Strahlaufspaltern, um mehrere Laserstrahlen zu erhalten.
Erfindungsgemäß werden nun mit Hilfe des Strahlführungs­ systems die Auftreffpunkte derart eingestellt, daß sie an der Bearbeitungsstelle
  • a) sich vollständig überlappen, oder
  • b) sich teilweise überlappen, und/oder
  • c) in einer oder mehreren Reihen oder Spalten nebeneinan­ der liegen.
Dabei sind die Intensitäten der einzelnen Laserstrahlen in­ dividuell steuerbar.
Man kann nun eine Fülle von Kombinationen von Laserstrahlen bzw. Auftreffpunkten an der Bearbeitungsstelle bereitstellen. So zum Beispiel kann man sämtliche verfügbaren Laserstrahlen in einem einzigen Punkt sich überlappend zusammenführen. Da­ mit kann maximale Energie auf einen kleinen Punkt der Werk­ stückoberfläche konzentriert werden.
Man kann auch eine teilweise Überlappung vorsehen, so daß sich zum Beispiel der Grundriß eines Kleeblatts oder ähn­ liches ergibt. Außerdem kann man die Auftreffpunkte derart gegeneinander versetzen, daß eine oder mehrere Reihen oder Spalten von Auftreffpunkten über die Werkstückoberfläche geführt werden. Wenn nun die einzelnen Laserstrahlen indi­ viduell in der Intensität einstellbar sind, so kann man zum Beispiel - abhängig von dem zu gravierenden Vorlagen­ muster - einen Strahl mit relativ geringer konstanter Intensität auftreffen lassen, während ein anderer Strahl oder mehrere weitere Strahlen in der Intensität moduliert werden.
Wenn es das Vorlagenmuster zuläßt, kann man die einzelnen Laserstrahlen nebeneinander parallel zu der Drehachse des Werkstücks auftreffen lassen. Dadurch läßt sich die Bearbei­ tungsgeschwindigkeit vervielfachen. Die Steuerung der einzel­ nen Laserstrahlquellen erfolgt - prinzipiell wie im Stand der Technik - programmgesteuert nach Maßgabe von Signalen eines Vorlagenmusters, wobei die Signale zum Beispiel durch eine optische Abtastvorrichtung gewonnen werden, oder auch rein digital erzeugte Daten sind.
Bei der bekannten Lasergravurvorrichtung erfolgt die Abta­ stung im Grunde genommen spiralförmig über die Oberfläche der Druckwalze. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung kön­ nen nun anstelle der spiralförmigen Abtastung auch aneinan­ der angrenzende Kreisbahnen auf der zylindrischen Oberfläche des Werkstücks abgetastet werden. Hierzu werden die einzelnen Laserstrahlen der sich kontinuierlich entlang der Drehachse der Druckwalze bewegender Laservorrichtung derart nachge­ führt, daß sich auf der zylindrischen Oberfläche des Werk­ stücks Kreisbahn an Kreisbahn anschließt. An einer Übergangs­ stelle kann dann z. B. durch ein sprungweises Rückstellen des Strahlführungssystems der Laserstrahl auf die anschließende Kreisbahn seitlich versetzt werden.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Vorderansicht einer Lasergravur­ anlage,
Fig. 2 eine schematische Querschnittansicht einer Strahl­ führungsvorrichtung, von der mehrere Exemplare in der Lasergravuranlage nach Fig. 1 vorhanden sind, und
Fig. 3 verschiedene Muster von Auftreffpunkten individueller Laserstrahlen.
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer Lasergravurvorrichtung, und
Fig. 5 eine schematisierte Schnittansicht entlang der Linie V-V in Fig. 4.
Fig. 1 zeigt eine Lasergravurvorrichtung 2, mit der eine Tiefdruckwalze 4 mit einem Oberflächenmuster aus einer Vielzahl kleiner Löcher versehen wird.
Hierzu ist die Druckwalze 4 drehbar in zwei Lagern 6 und 8 eingespannt, von denen das eine einen (nicht dargestellten) Drehantrieb besitzt.
Eine Lasereinrichtung enthält eine erste Laserstrahlquelle 10 und eine zweite Laserstrahlquelle 12, die einen Laser­ strahl Lx bzw. Ly über eine zugehörige Einkoppeloptik 18 bzw. 20 auf eine Eintrittsfläche eines Glasfaser-Licht­ leiters 22 bzw. 24 geben.
Aus den Austrittsflächen der Lichtleiterfasern 22 bzw. 24 austretende Laserstrahlen treffen auf eine Auskoppel- und Fokussieroptik 26 bzw. 28 und werden von dieser auf eine Bearbeitungsstelle 30 an der Oberfläche der Druckwalze 4 fokussiert.
Wie in Fig. 1 angedeutet ist, können weitere Laserstrahl­ quellen 14 und 16 vorgesehen sein, die gleichfalls über nicht dargestellte Lichtleiterfasern und Optik-Einrichtun­ gen Laserstrahlen auf die Bearbeitungsstelle 30 fokussieren.
Die die Auskoppel- und Fokussieroptik 26 bzw. 28 enthalten­ den Bestandteile der Lasereinrichtung lassen sich von einer nicht dargestellten Längsführung in Pfeilrichtung P trans­ latorisch parallel zu der Drehachse des Werkstücks 4 bewe­ gen. Damit wird die gesamte Oberfläche des Werkstücks 4 von den Laserstrahlen, gemäß Fig. 1 den Laserstrahlen Lx und Ly, abgetastet. Mit anderen Worten: Die Bearbeitungs­ stelle 30 bewegt sich über die gesamte Bearbeitungsfläche der Druckwalze 4.
Wie an sich bekannt, sind die Drehzahl der Druckwalze 4 und die Geschwindigkeit der translatorischen Bewegung der Lasereinrichtung parallel zu der Drehachse des Werkstücks 4 jeweils konstant. Die Steuerung der Laserstrahlquellen 10, 12 (und 14 sowie 16) erfolgt durch einen Rechner in Abhängigkeit von einem Vorlagenmuster, welches z. B. von einer optischen Abtastvorrichtung synchron zu der Bewegung der Lasergravurvorrichtung abgetastet wird.
Die in Fig. 1 lediglich schematisch angedeuteten Auskop­ pel- und Fokussieroptiken 26 und 28 sind Bestandteil eines Strahlführungssystems, welches individuell für jeden ein­ zelnen Laserstrahl eine Strahlführungsvorrichtung besitzt.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer Strahlführungsvorrichtung. Bei vier Laserstrahlquellen gemäß Fig. 1 sind insgesamt vier derartige Strahlführungsvorrichtungen vorhanden.
Die in Fig. 2 dargestellte Strahlführungsvorrichtung dient zum Stellen und Fokussieren des aus der Lichtleiterfaser 22 austretenden Laserstrahls Lx. Das Ende der Lichtleiterfaser 22 wird von einer Linsenhalterung 34 fixiert, die in ihrem Boden die Linse 26 trägt. An den äußeren Seitenwänden der Linsenhalterung 34 befinden sich zwei Stege 36 und 38, die in entsprechenden Führungsnuten von Gleitführungen 40 und 42 zu gleiten vermögen. Mit Hilfe einer hier nicht darge­ stellten Antriebsvorrichtung läßt sich somit die Linsenhal­ terung 34 in den Gleitführungen 40 und 42 nach oben und nach unten gemäß Pfeil P1 verstellen, um den Strahl Lx an der Bearbeitungsstelle 30 zu fokussieren.
Die Außenflächen der beiden Gleitführungen 40 sind sphärisch ausgebildet und werden von einem mit einer sphärischen Lager­ fläche ausgestatteten Lagerring 44 gehalten. Damit läßt sich die Linsenhalterung mit dem Ende der Lichtleiterfaser 22 und der Linse 26 von einer (nicht dargestellten) Kippvorrich­ tung kippen, wie durch den Pfeil P2 angedeutet ist. Damit läßt sich der Auftreffpunkt des Laserstrahl Lx in der senk­ recht zur Zeichenebene verlaufenden Ebene E verstellen.
Aus Fig. 3 ist ersichtlich, wie sich die von vier verschie­ denen Laserstrahlen herrührenden Auftreffpunkte x, y, z und w durch individuelle Strahlführungsvorrichtungen der in Fig. 2 stellvertretend dargestellten Art konfigurieren lassen.
Gemäß Fig. 3 (A) sind die Auftreffpunkte x, y, z und w von vier Laserstrahlen vollständig miteinander überlappt. Damit empfängt die Bearbeitungsstelle 30 die Intensität sämtlicher Laserstrahlen.
Fig. 3(B) zeigt ein Muster von Auftreffpunkten, bei dem die einzelnen Auftreffpunkte in einer Spalte untereinander liegen. Die Richtung der Relativbewegung zwischen Strahl­ führungssystem und Werkstück erfolgt in Fig. 3 (B) z. B. von oben nach unten.
Alternativ könnten die drei Auftreffpunkte auch nebeneinander in einer Reihe liegen. Man kann auch ein Muster von quadra­ tisch angeordneten Auftreffpunkten vorsehen.
Fig. 3(C) zeigt ein "Kleeblattmuster", bei dem sich die vier Auftreffpunkte (genauer: Auftreff-Flecken) paarweise überlappen.
Fig. 3(D) zeigt ein weiteres Beispiel für einander teilweise überlappende Auftreffpunkte.
Beliebige weitere Muster sind denkbar.
Die gemäß Fig. 3 an einer Bearbeitungsstelle 30 in einem bestimmten Muster zusammengeführten Laserstrahlen können in ihrer Intensität individuell gesteuert werden. Beispiels­ weise kann gemäß Fig. 3(B) der zu dem Auftreffpunkt x ge­ hörige Laserstrahl Lx konstante Intensität aufweisen, wäh­ rend die anderen Laserstrahlen in der Intensität gemeinsam oder individuell moduliert werden.
Fig. 4 zeigt eine bevorzugte weitere Ausführungsform einer Lasergravurvorrichtung gemäß der Erfindung.
Die in Fig. 4 und 5 dargestellte Lasergravurvorrichtung 102 ist als Laserkopf ausgebildet und vermag wie das oben beschriebene Ausführungsbeispiel ein bestimmtes Muster von Auftreffpunkten an einer Bearbeitungsstelle 130, z. B. an der Oberfläche einer Tiefdruckwalze zu erzeugen.
Die in Fig. 4 und 5 dargestellte Lasergravurvorrichtung 102 besitzt einen Granit-Träger 101, auf dem mittig angrenzend an die äußeren Längsseiten insgesamt vier Laserstrahlquellen 110, 112, 114 und 116 paarweise angeordnet sind, wobei die beiden mittleren Laserstrahlquellen 112 und 114 zwischen sich eine Lücke 115 bilden.
Die Laserstrahlquellen 110-116 geben Laserstrahlen Lx, Ly, Lz bzw. Lw über jeweils einen zugeordneten Intensitätsschal­ ter (Modulator) 151 auf zugehörige Ablenkspiegel 152, 153, 154 bzw. 156. Von diesen Ablenkspiegeln gelangen die Laser­ strahlen auf einen weiteren Ablenkspiegelblock 156, von wo aus die Strahlen in Form eines Bündels paralleler Laser­ strahlen teilweise in der Lücke 115 zwischen den beiden Laserstrahlquellen 112 und 114 und teilweise oberhalb dieser Lücke 115 auf einen Block 150 von individuell verstellbaren Ablenkspiegeln 150a-150d gelangen.
Fig. 5 zeigt schematisch den Strahlverlauf. Von den einzel­ nen Laserstrahlquellen geht der Laserstrahl in die Zeichen­ ebene hinein, was durch das Symbol "x" angedeutet ist. Von den einzelnen Ablenkspiegeln 152-155 gehen die Laserstrah­ len zu dem Ablenkblock 156 und werden von diesem in Richtung aus der Zeichenebene heraus umgelenkt, was durch das Symbol "." angedeutet ist.
Die einzelnen Laserstrahlen Lx . . . . gelangen also auf die je­ weils diesen Strahlen zugeordneten Ablenkspiegel 150a, 150b, 150c und 150d des Ablenkspiegelblocks 150, der aus Gründen der Anschaulichkeit in Fig. 4 perspektivisch dargestellt ist.
Die Spiegelflächen der einzelnen Ablenkspiegel 150 . . . lassen sich individuell um zwei Achsen in gewissen Grenzen verstellen, so daß dementsprechend auch die zugehörigen Laserstrahlen Lx . . . in entsprechenden Grenzen abgelenkt werden können.
Sämtliche Laserstrahlen gelangen über einen Umlenkspiegel 127, der um eine Drehachse verstellbar ist, auf eine für sämtliche Laserstrahlen gemeinsame Fokussieroptik 126, welche die Laserstrahlen auf eine Bearbeitungsstelle 130 lenkt.
Mit der in Fig. 4 und 5 dargestellten Lasergravurvorrich­ tung lassen sich die in Fig. 3 dargestellten Muster von Auftreffpunkten und eine praktisch nicht begrenzte Anzahl weiterer Muster erzeugen. Durch die individuellen Intensi­ tätsschalter 151 für die einzelnen Laserstrahlen Lx, Ly, Lz und Lw lassen sich an den Bearbeitungsstellen die gewünschten Leistungsdichten erzielen.
Wie eingangs erläutert, ist bei einer Lasergravuranlage zum Herstellen von Druckwalzen die spiralförmige Abtastung der Oberfläche der Walze der Normalfall. Wenn man sich beispiels­ weise den Druck von Millimeterpapier vorstellt, so ist er­ sichtlich, daß bei einer spiralförmigen Gravurspur auf der Mantelfläche der Druckwalze das schließlich gedruckte Milli­ meterpapier nicht exakt den kartesischen Koordinaten ent­ spricht, sondern etwas abgeschrägt ist und - genaugenommen - die Form eines Parallelogramms hat.
Das oben erwähnte Beispiel des Millimeterpapiers verdeut­ licht, daß grundsätzlich das Gravieren einer Zylindermantel­ fläche in Form von eng aneinanderliegenden Kreisbahnen der spiralförmigen Spur auf der Zylindermantelfläche zu bevorzugen ist.
Die spiralförmige Spur entsteht dadurch, daß der Laserkopf bzw. die Lasergravurvorrichtung kontinuierlich translatorisch parallel zur Drehachse der Drucktrommel bewegt wird.
Erfindungsgemäß wird nun eine Gravur in Form von aufeinander­ folgenden Kreisbahnen dadurch erreicht, daß die Laserstrahlen entgegen der translatorischen Bewegung der Lasergravurvor­ richtung nachgeführt werden, so daß sich die Bearbeitungs­ stelle nicht wie bei der spiralförmigen Bearbeitung der Ober­ fläche der Druckwalze kontinuierlich gegenüber letzterer be­ wegt, sondern intermittierend in Form von aufeinanderfolgen­ den Kreisbahnen. Nach jeweils einer vollen Umdrehung springt die Bearbeitungsstelle von einer Kreisbahn auf die benach­ bahrte Kreisbahn.
Dieses Springen von einer Kreisbahn auf die benachbarte Kreisbahn läßt sich mit der in Fig. 4 dargestellten Laser­ gravurvorrichtung z. B. dadurch erreichen, daß der Umlenk­ spiegel 137 um eine senkrecht auf der Zeichnungsebene stehen­ de Achse verschwenkt wird. Diese Schwenkbewegung entspricht einer zeitabhängigen Sägezahnkurve. Während praktisch einer vollen Umdrehung wird der Spiegel kontinuierlich verschwenkt, so daß die Bearbeitungsstelle 130 sich gegenüber der Längs­ erstreckung der Druckwalze praktisch nicht bewegt. Ist eine Kreisbahn abgeschlossen, springt der Umlenkspiegel 127 wieder in seine Ausgangsstellung zurück.
Wenn sich die in Fig. 4 dargestellte Lasergravurvorrichtung 102 in Pfeilrichtung von unten nach oben bewegt, wird der Umlenkspiegel 127 langsam im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, so daß die Bearbeitungsstelle 130 sich nicht in Längsrichtung der Druckwalze bewegt.

Claims (7)

1. Lasergravurvorrichtung, mit einer Laserstrahlquelle (10, 12, 14, 16; 110, 112, 114, 116), einer Lichtübertragungs­ strecke (18, 20, 22, 24; 152-156) und einem Strahlführungs­ system (32, 28, 26, 150, 126, 127), mit dem mindestens ein Laserstrahl (Lx, Ly) auf eine Bearbeitungsstelle (30) eines Werkstücks (4) fokussierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Laserstrahlquellen (10-110-116) vorge­ sehen sind, und daß das Strahlführungssystem individuelle Strahlführungsvorrichtungen (32, 152-155, 150a-150d) für die einzelnen Laserstrahlen (Lx, Ly, Lw) aufweist, mit denen die relative Lage der einzelnen Auftreffpunkte (x, y, z, w) der Laserstrahlen an der Bearbeitungsstelle (30, 130) einstellbar ist.
2. Lasergravurvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Strahlführungssystem die Auftreffpunkte derart einstellbar sind, daß sie an der Bearbeitungsstelle
  • a) sich vollständig überlappen (Fig. 3(A); oder
  • b) sich teilweise überlappen (Fig. 3(C; D)) und/oder
  • c) in einer oder mehreren Reihen oder Spalten neben­ einander liegen (Fig. 3 (B)).
3. Lasergravursystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Intensitäten der Laserstrahlen individuell steuerbar sind.
4. Verfahren zum Betreiben einer Lasergravurvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, insbesondere zum Herstellen von Druckwalzen, bei dem die Laserstrahlen translatorisch para­ llel zu der Längsachse eines sich um die Längsachse drehen­ den Werkstücks (4) bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlführungssystem (32, 150, 126, 127) die Laser­ strahlen derart führt, daß die Bearbeitungsstelle nebeneinan­ der liegende, sich zu einem Zylindermantel ergänzende Kreis­ bahnen auf der Werkstückoberfläche beschreibt.
5. Lasergravurvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Laserstrahlquellen (110-116) auf einem Träger (101) angeordnet sind, und daß aus den Laserstrahlen (Lx, Ly, Lz, Lw) ein Bündel paralleler Laserstrahlen gebildet wird, die auf einen Block (150) von individuell für jeden Laser­ strahl um zwei Achsen verstellbaren Ablenkspiegeln (150a . . 150d) treffen.
6. Lasergravurvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Lichtübertragungsstrecke jeder Laser­ strahlquelle (110-116) ein Intensitätsschalter (151) und ein Ablenkspiegel (152-155) angeordnet ist, so daß das Bündel paralleler Laserstrahlen gebildet wird.
7. Lasergravurvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Block (150) von Ablenkspie­ geln (150a-150d) kommenden Laserstrahlen von einem um eine Achse schwenkbaren Umlenkspiegel (127) auf eine für alle Laserstrahlen gemeinsame Fokussieroptik (126) gelenkt werden.
DE4212390A 1992-04-13 1992-04-13 Strahlführungssystem für mehrere Laserstrahlen Withdrawn DE4212390A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4212390A DE4212390A1 (de) 1992-04-13 1992-04-13 Strahlführungssystem für mehrere Laserstrahlen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4212390A DE4212390A1 (de) 1992-04-13 1992-04-13 Strahlführungssystem für mehrere Laserstrahlen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4212390A1 true DE4212390A1 (de) 1993-10-14

Family

ID=6456743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4212390A Withdrawn DE4212390A1 (de) 1992-04-13 1992-04-13 Strahlführungssystem für mehrere Laserstrahlen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4212390A1 (de)

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4338337C1 (de) * 1993-11-10 1995-05-24 Bernd Dr Bolzmann Vorrichtung und Verfahren zum Gravieren von Tiefdruckformen
DE4444208A1 (de) * 1993-12-14 1995-06-22 Krause Biagosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Belichtung von Druckplatten
WO1996034718A1 (de) * 1995-05-03 1996-11-07 Mdc Max Dätwyler Bleienbach Ag Verfahren und vorrichtung zur herstellung von rasternäpfchen in der oberfläche eines tiefdruckzylinders
DE19544502C1 (de) * 1995-11-29 1997-05-15 Baasel Scheel Lasergraphics Gm Lasergravuranlage
DE19906407A1 (de) * 1999-02-16 2000-08-17 Heidelberger Druckmasch Ag Gravier- oder Belichtungssystem mit Laserstrahl
EP1068923A2 (de) * 1999-07-12 2001-01-17 MDC Max Dätwyler Bleienbach AG Verfahren zur Erzeugung einer Intensitätsverteilung über einen Arbeitslaserstrahl sowie Vorrichtung hierzu
EP1072350A1 (de) * 1999-07-12 2001-01-31 MDC Max Dätwyler AG Bleienbach Verfahren zur Erzeugung einer Intensitätsverteilung über einen Arbeitslaserstrahl sowie Vorrichtung hierzu
EP1674931A3 (de) * 2004-12-16 2009-08-05 Esko-Graphics A/S Belichtungssystem und Verfahren zur Herstellung von Druckformen
EP2139682A1 (de) * 2007-04-23 2010-01-06 Anders Bjurstedt Tiefdruckvorrichtung
EP2328710A1 (de) * 2008-09-24 2011-06-08 Standex International Corporation Verfahren und vorrichtung für lasergravuren
WO2013034211A1 (en) * 2011-09-05 2013-03-14 Alltec Angewandte Laserlicht Technologie Gmbh Marking apparatus with a plurality of lasers and a combining deflection device
US9071034B2 (en) 2011-09-05 2015-06-30 Alltec Angewandte Laserlicht Technologie Gmbh Laser device
US9073349B2 (en) 2011-09-05 2015-07-07 Alltec Angewandte Laserlicht Technologie Gmbh Marking apparatus
US9077141B2 (en) 2011-09-05 2015-07-07 Alltec Angewandte Laserlicht Technologie Gmbh Gas laser device and gas reservoir
US9077140B2 (en) 2011-09-05 2015-07-07 Alltec Angewandte Laserlight Technologie GmbH Laser device and method for generating laser light
EP2284007B1 (de) 2007-12-21 2015-07-08 Apex Europe B.V. Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Rasterwalze
US9139019B2 (en) 2011-09-05 2015-09-22 Alltec Angewandte Laserlicht Technologie Gmbh Marking device for marking an object with marking light
US9272364B2 (en) * 2005-02-22 2016-03-01 Samsung Display Co., Ltd. Laser irradiation device and laser induced thermal imaging method
US9300106B2 (en) 2011-09-05 2016-03-29 Alltec Angewandte Laserlicht Technologie Gmbh Laser device with a laser unit and a fluid container for a cooling means of said laser
US9348026B2 (en) 2011-09-05 2016-05-24 Alltec Angewandte Laserlicht Technologie Gmbh Device and method for determination of a position of an object by means of ultrasonic waves
US9573223B2 (en) 2011-09-05 2017-02-21 Alltec Angewandte Laserlicht Technologie Gmbh Marking apparatus with a plurality of gas lasers with resonator tubes and individually adjustable deflection means
US9573227B2 (en) 2011-09-05 2017-02-21 Alltec Angewandte Laserlight Technologie GmbH Marking apparatus with a plurality of lasers, deflection means, and telescopic means for each laser beam
US9577399B2 (en) 2011-09-05 2017-02-21 Alltec Angew Andte Laserlicht Technologie Gmbh Marking apparatus with a plurality of lasers and individually adjustable sets of deflection means
US9664898B2 (en) 2011-09-05 2017-05-30 Alltec Angewandte Laserlicht Technologie Gmbh Laser device and method for marking an object
ES2649745A1 (es) * 2016-07-14 2018-01-15 Jeanologia, S. L. Dispositivo para el tratamiento de pantalones por láser
US10236654B2 (en) 2011-09-05 2019-03-19 Alltec Angewandte Laserlight Technologie GmbH Marking apparatus with at least one gas laser and heat dissipator
EP4241992A1 (de) * 2022-03-09 2023-09-13 AKK GmbH Mehrfach-lasergravur

Cited By (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4338337C1 (de) * 1993-11-10 1995-05-24 Bernd Dr Bolzmann Vorrichtung und Verfahren zum Gravieren von Tiefdruckformen
DE4444208A1 (de) * 1993-12-14 1995-06-22 Krause Biagosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Belichtung von Druckplatten
WO1996034718A1 (de) * 1995-05-03 1996-11-07 Mdc Max Dätwyler Bleienbach Ag Verfahren und vorrichtung zur herstellung von rasternäpfchen in der oberfläche eines tiefdruckzylinders
US5856648A (en) * 1995-05-03 1999-01-05 Mdc Max Datwyler Bleienbach Ag Method and apparatus for producing wells in the surface of a rotogravure cyclinder with a laser
DE19544502C1 (de) * 1995-11-29 1997-05-15 Baasel Scheel Lasergraphics Gm Lasergravuranlage
WO1997019783A1 (de) * 1995-11-29 1997-06-05 Baasel-Scheel Lasergraphics Gmbh Lasergravuranlage
US6150629A (en) * 1995-11-29 2000-11-21 Baasel-Scheel Lasergraphics Gmbh Laser engraving system
DE19906407A1 (de) * 1999-02-16 2000-08-17 Heidelberger Druckmasch Ag Gravier- oder Belichtungssystem mit Laserstrahl
US6462307B1 (en) 1999-07-12 2002-10-08 Mdc Max Datwyler Ag Bleienbach Process for producing an intensity distribution over a working laser beam and a device for this purpose
EP1072350A1 (de) * 1999-07-12 2001-01-31 MDC Max Dätwyler AG Bleienbach Verfahren zur Erzeugung einer Intensitätsverteilung über einen Arbeitslaserstrahl sowie Vorrichtung hierzu
EP1068923A3 (de) * 1999-07-12 2003-02-12 MDC Max Dätwyler AG Bleienbach Verfahren zur Erzeugung einer Intensitätsverteilung über einen Arbeitslaserstrahl sowie Vorrichtung hierzu
EP1068923A2 (de) * 1999-07-12 2001-01-17 MDC Max Dätwyler Bleienbach AG Verfahren zur Erzeugung einer Intensitätsverteilung über einen Arbeitslaserstrahl sowie Vorrichtung hierzu
EP1674931A3 (de) * 2004-12-16 2009-08-05 Esko-Graphics A/S Belichtungssystem und Verfahren zur Herstellung von Druckformen
US8013887B2 (en) 2004-12-16 2011-09-06 Esko-Graphics Imaging Gmbh Beam illumination system and method for producing printing plates
US9272364B2 (en) * 2005-02-22 2016-03-01 Samsung Display Co., Ltd. Laser irradiation device and laser induced thermal imaging method
EP2139682A1 (de) * 2007-04-23 2010-01-06 Anders Bjurstedt Tiefdruckvorrichtung
EP2139682A4 (de) * 2007-04-23 2010-09-08 Anders Bjurstedt Tiefdruckvorrichtung
EP2284007B1 (de) 2007-12-21 2015-07-08 Apex Europe B.V. Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Rasterwalze
EP2275260B1 (de) 2007-12-21 2021-12-01 Apex Europe B.V. Verfahren zum Bedrucken eines Substrats mithilfe einer Anilox Walze, Anilox Walze, Anilox Walze für ein Druckverfahren und Druckmaschine
EP2328710A1 (de) * 2008-09-24 2011-06-08 Standex International Corporation Verfahren und vorrichtung für lasergravuren
EP2328710A4 (de) * 2008-09-24 2014-08-20 Standex Int Corp Verfahren und vorrichtung für lasergravuren
EP2564973B1 (de) * 2011-09-05 2014-12-10 ALLTEC Angewandte Laserlicht Technologie Gesellschaft mit beschränkter Haftung Markierungsvorrichtung mit mehreren Lasern und einem Mischungsdeflektorsmittel
US9573227B2 (en) 2011-09-05 2017-02-21 Alltec Angewandte Laserlight Technologie GmbH Marking apparatus with a plurality of lasers, deflection means, and telescopic means for each laser beam
US9077141B2 (en) 2011-09-05 2015-07-07 Alltec Angewandte Laserlicht Technologie Gmbh Gas laser device and gas reservoir
US9077140B2 (en) 2011-09-05 2015-07-07 Alltec Angewandte Laserlight Technologie GmbH Laser device and method for generating laser light
US9071034B2 (en) 2011-09-05 2015-06-30 Alltec Angewandte Laserlicht Technologie Gmbh Laser device
US9139019B2 (en) 2011-09-05 2015-09-22 Alltec Angewandte Laserlicht Technologie Gmbh Marking device for marking an object with marking light
CN103781586B (zh) * 2011-09-05 2015-11-25 奥迪克激光应用技术股份有限公司 具有复数个激光器和一组合偏转设备的标记仪器
CN103781586A (zh) * 2011-09-05 2014-05-07 奥迪克激光应用技术股份有限公司 具有复数个激光器和一组合偏转设备的标记仪器
US9300106B2 (en) 2011-09-05 2016-03-29 Alltec Angewandte Laserlicht Technologie Gmbh Laser device with a laser unit and a fluid container for a cooling means of said laser
US9348026B2 (en) 2011-09-05 2016-05-24 Alltec Angewandte Laserlicht Technologie Gmbh Device and method for determination of a position of an object by means of ultrasonic waves
US9573223B2 (en) 2011-09-05 2017-02-21 Alltec Angewandte Laserlicht Technologie Gmbh Marking apparatus with a plurality of gas lasers with resonator tubes and individually adjustable deflection means
US9073349B2 (en) 2011-09-05 2015-07-07 Alltec Angewandte Laserlicht Technologie Gmbh Marking apparatus
US9577399B2 (en) 2011-09-05 2017-02-21 Alltec Angew Andte Laserlicht Technologie Gmbh Marking apparatus with a plurality of lasers and individually adjustable sets of deflection means
EA026083B1 (ru) * 2011-09-05 2017-02-28 Алльтек Ангевандте Лазерлихт Технологи Гмбх Маркировочное устройство, содержащее множество лазеров
US9595801B2 (en) 2011-09-05 2017-03-14 Alltec Angewandte Laserlicht Technologie Gmbh Marking apparatus with a plurality of lasers and a combining deflection device
US9664898B2 (en) 2011-09-05 2017-05-30 Alltec Angewandte Laserlicht Technologie Gmbh Laser device and method for marking an object
WO2013034211A1 (en) * 2011-09-05 2013-03-14 Alltec Angewandte Laserlicht Technologie Gmbh Marking apparatus with a plurality of lasers and a combining deflection device
US10236654B2 (en) 2011-09-05 2019-03-19 Alltec Angewandte Laserlight Technologie GmbH Marking apparatus with at least one gas laser and heat dissipator
ES2649745A1 (es) * 2016-07-14 2018-01-15 Jeanologia, S. L. Dispositivo para el tratamiento de pantalones por láser
EP4241992A1 (de) * 2022-03-09 2023-09-13 AKK GmbH Mehrfach-lasergravur
WO2023170113A1 (de) * 2022-03-09 2023-09-14 Akk Gmbh Mehrfach-lasergravur

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4212390A1 (de) Strahlführungssystem für mehrere Laserstrahlen
EP1262315B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Druckform
EP0176872B1 (de) Einrichtung zum berührungslosen Verändern der Oberfläche eines Gegenstandes
EP1262316A1 (de) Verfahren und Vorrichtund zur Herstellung einer Druckform
DE1941680A1 (de) Verfahren zur Bildung eines Musters durch eine Steuerung der Bildung einer grossen Anzahl von kleinen Fluessigkeitstropfen sowie Vorrichtung zur Ausfuehrung des Verfahrens
EP0713433B2 (de) Verfahren zum gravieren eines musters in eine oberfläche eines werkstücks
DE19513354A1 (de) Materialbearbeitungseinrichtung
WO2020094450A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur strukturierung einer walzenoberfläche
DE2725959C3 (de) Elektronenstrahl-Bearbeitungseinrichtung
EP0653791A1 (de) Vorrichtung zum Beschriften von Werkstücken
EP1577048A1 (de) Bearbeitungsvorrichtung mit zwei unterschiedlichen Bearbeitungswerkzeugen und Verfahren zum Steuern derselben
DE4024299C2 (de)
EP0074484B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Speichern ausgewählter Punkte einer Sollformlinie bei einer Projektionsformenschleifmaschine
DE60025877T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Gravieren einer zylindrischen Flüssigkeitsübertragungswalze mit Laserstrahlen
DE202012008666U1 (de) Lasergravurgerät
DE2163826C3 (de) Vorrichtung zum selektiven Bestrahlen einer lichtempfindlichen Oberfläche
EP1097023B1 (de) Vorrichtung zum laserbearbeiten von werkstücken
DE102005009696B3 (de) Vorrichtung und Verfahren sowie Verwendung des Verfahrens zum Laserbearbeiten einer Oberfläche eines transparenten oder transluzenten Werkstücks
DE102017105955A1 (de) Laserschleifvorrichtung sowie Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstückes
DE2214883A1 (de) Gerät und Verfahren zum optischen Bearbeiten von Werkstoffen
DE2111628A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Druckformen,insbesondere Tiefdruckformen
EP1245326B2 (de) Verfahren zum Betreiben einer Lasergravureinrichtung
DE102019204032B4 (de) Vorrichtung zur Erzeugung einer räumlich modulierbaren Leistungsdichteverteilung aus Laserstrahlung
EP0683007B1 (de) Materialbearbeitungseinrichtung
EP0998370A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer stanzform

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee