EP4065378B1 - Method and device for marking electrical appliances which are arrrangeable in a row - Google Patents

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EP4065378B1
EP4065378B1 EP20816132.3A EP20816132A EP4065378B1 EP 4065378 B1 EP4065378 B1 EP 4065378B1 EP 20816132 A EP20816132 A EP 20816132A EP 4065378 B1 EP4065378 B1 EP 4065378B1
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EP
European Patent Office
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marking
laser head
support rail
levels
receptacle
Prior art date
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Active
Application number
EP20816132.3A
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German (de)
French (fr)
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EP4065378A1 (en
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Christian DÜLME
Stefan Lorenz
Farhad SARRAFZADEGAN
Jan MARRENBACH
Guido MÄNNCHEN
Detlef Reising
Peter LANGOSCH
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Weidmueller Interface GmbH and Co KG
Original Assignee
Weidmueller Interface GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Weidmueller Interface GmbH and Co KG filed Critical Weidmueller Interface GmbH and Co KG
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Application granted granted Critical
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/407Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
    • B41J3/4073Printing on three-dimensional objects not being in sheet or web form, e.g. spherical or cubic objects
    • B41J3/40731Holders for objects, e. g. holders specially adapted to the shape of the object to be printed or adapted to hold several objects
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/44Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using single radiation source per colour, e.g. lighting beams or shutter arrangements
    • B41J2/442Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using single radiation source per colour, e.g. lighting beams or shutter arrangements using lasers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/24Ablative recording, e.g. by burning marks; Spark recording
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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    • B41J3/407Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
    • B41J3/4073Printing on three-dimensional objects not being in sheet or web form, e.g. spherical or cubic objects
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/22Bases, e.g. strip, block, panel
    • H01R9/24Terminal blocks
    • H01R9/26Clip-on terminal blocks for side-by-side rail- or strip-mounting
    • H01R9/2683Marking plates or tabs

Definitions

  • the invention relates to a method for marking electrical devices which can be lined up and which are arranged on a mounting rail, using a laser head.
  • the support rail can be pivoted in its longitudinal axis and the laser head can be moved at least along the longitudinal axis of the support rail.
  • the invention further relates to a marking device suitable for carrying out the method.
  • Mounting rails are used for snapping on electrical devices in installation technology.
  • prefabricated support rail sections which are then built into control cabinets on site, are often used, which have a large number of electrical devices arranged next to one another.
  • the electrical devices are often terminal blocks, each of which in turn has a plurality of connections.
  • the individual devices and also their connections can be marked, for example by having corresponding marking areas.
  • the pamphlet WO 2010/057768 A1 shows a device with which mounting rails can be fitted with electrical devices, in particular terminal blocks, in an automated manner.
  • a printing unit is provided, which prints an electrical device taken from a magazine on its marking surfaces before it is mounted on the mounting rail.
  • WO 2017/125364 A1 which discloses a device according to the preamble of claim 12, an alternative approach is known in which the support rails are first fitted with the electrical devices and then the devices are marked.
  • the cited publication describes a marking device that has a mounting rail mount and a laser head that applies the desired markings to the marking fields of the devices.
  • the mounting device for the mounting rail is coupled with a linear and pivoting device so that the mounting rail with the electrical devices can be moved and pivoted in front of the laser head in order to be able to move the marking fields to be inscribed into the inscription area of the laser head.
  • support rails are used that reach a length in the range from one meter to more than one meter and can be equipped with a variety of electrical devices.
  • each electrical device is marked at a number of positions with possibly different orientations.
  • a large number of markings for a mounting rail can be applied, with the marking process itself and the pivoting operations carried out on the mounting rail and traversing operations of the laser head taking up time.
  • a further object is to provide a marking device suitable for carrying out the method.
  • a method according to the invention of the type mentioned above is characterized by the following steps: A number of marking instructions are specified, each of which includes a marking content, a position and an alignment of the surface to which the marking content is to be applied. Furthermore, an image of at least one section of the mounting rail and at least one electrical device is created by an image acquisition device. At least one of the positions at which one of the marking contents is to be applied is then corrected on the basis of an evaluation of the image. Then the marking instructions are grouped into marking levels in such a way that all marking instructions of a marking level can be applied by the laser head without moving the laser head or the mounting rail, with the marking levels differing in location coordinates and/or parameters for the laser head.
  • a first of the marking planes is selected and—according to the location coordinates of the selected marking plane—the laser head is positioned and/or the support rail is pivoted. On this selected marking plane marks are made with the parameters for the laser head according to the marking instructions. A next one of the marking planes is then selected for marking, this selection being based on the movements of the Laser head and the mounting rail takes place, which would be necessary to apply markings according to the next marking level can.
  • the actual position of a marking field that is to be labeled can differ from the intended position, particularly in the case of longer, populated mounting rails.
  • the reason for this is unavoidable size tolerances of the individual devices or their not completely gap-free or slightly sloping arrangement on the mounting rail, as well as a change in size caused by temperature and/or ambient humidity.
  • these size tolerances or deviations or gap dimensions can add up so that the actual marking positions deviate from the calculated positions by a few millimeters (mm).
  • An alignment of the positions at which the markings are then subsequently applied using the image prevents incorrect positioning, which means that a precisely applied marking, e.g. lettering, can take place.
  • the image is preferably created and evaluated before the step of grouping the marking instructions into marking levels, with the grouping then being carried out on the basis of the corrected positions.
  • the corrected position is already taken into account when the markings are distributed to the various marking groups. It is thus ensured that a marking lying at the edge of a marking area can actually be created at its corrected position and that the correction does not end up in an area that is no longer accessible given the position of the laser head.
  • the markings are first grouped in so-called marking levels in such a way that markings that can be applied with the same positions of the laser head and mounting rail and the same settings of the laser head are bundled. This prevents unnecessary movements and changes to the settings. In particular, unnecessary movements cost time, which lengthens the marking process.
  • the individual groups are then processed in the most efficient possible order by taking into account the movements to be performed when changing to the next marking level, which also avoids unnecessary movement sequences when positioning the laser head or the mounting rail.
  • the steps of positioning the laser head and/or pivoting the support rail, applying the markings, and selecting a next marking plane are repeated until all marking planes have been processed.
  • the term “electrical device” is to be understood as meaning any device with a mounting rail receptacle for arrangement on a mounting rail. These are, for example, purely passive terminal blocks, but devices with switching or safety elements, such as automatic circuit breakers, also fall under the term “electrical device”, as do devices with electronic components or components that can be mounted on a mounting rail.
  • the next of the marking planes is selected in such a way that a pivoting of the support rail is preferred to a movement of the laser head in the longitudinal direction.
  • the different movement processes are accordingly weighted differently when selecting the next marking plane.
  • priority values are assigned to the remaining marking planes that have not yet been processed using the location coordinates of the marking planes, and the next marking plane to be processed is selected using the priority values.
  • a method can be carried out systematically and adapted to the equipment properties of the marking device.
  • the location coordinates of the marking planes can be used to determine which movements of the laser head and/or the support rail are necessary, with different movements being assigned different priority codes.
  • the priority numbers enable the method to be optimally adapted to the properties of the marking device.
  • the priority metrics of necessary movements are then summed up to obtain a marking plane's priority value.
  • a higher priority index is assigned to a movement of the laser head in the longitudinal direction than to a pivoting of the mounting rail if lower priority values are preferred when selecting.
  • the pivoting can be carried out more quickly than moving the laser head in the longitudinal direction, which is taken into account accordingly by priority numbers reflecting this.
  • movements of the laser head in a direction other than the longitudinal direction can be assigned lower priority indexes than a movement of the laser head in the longitudinal direction. Shifting the laser head in such other directions of movement serves, for example, to change the distance between the laser head and the devices to be labeled and to reach areas that are further up or down on the devices.
  • At least two images are created in different pivoted positions of the mounting rail in order to be able to identify marking fields that are at an angle as well as possible.
  • One or more positions of a marking field for a marking to be applied is advantageously recognized during the evaluation of the at least one image.
  • this can be, for example, a center point of the marking field, whose coordinates are then used to correct the position.
  • at least two positions of the marking field for a marking to be applied are preferably recognized, as a result of which not only the position of the marking to be applied but also its orientation can be corrected.
  • the receptacle is mounted such that it can pivot about its longitudinal axis, and the laser head is movably guided in at least one longitudinal direction, which runs parallel to the longitudinal axis of the receptacle.
  • the device has a control device that is set up to carry out such a method.
  • the device also has an image acquisition device for imaging the mounting rail inserted into the receptacle and the electrical devices arranged thereon.
  • the image acquisition device is preferably arranged directly or indirectly on the displaceable carriage of the linear guide and is particularly preferably a line camera.
  • the image acquisition device makes it possible to match predetermined positions of the markings to be applied to actual circumstances to be adjusted if there are tolerance or gap-related deviations in this regard.
  • a linear guide with a displaceable carriage, on which the laser head is mounted directly or indirectly is arranged parallel to the receptacle. Provision can be made for the laser head to be mounted on the carriage via one or more further linear guides which run perpendicularly to the linear guide.
  • An additional linear guide in the horizontal direction makes it possible to bring the laser head to a suitable focus distance from the area to be marked if the laser head does not have internal options for varying the focus distance.
  • An additional linear guide in the vertical direction expands the marking area up and down.
  • the receptacle has a longitudinal support with a receptacle bed for receiving the support rail, which is held eccentrically to a rotation axis by swivel arms.
  • the receiving bed is preferably arranged approximately 20 to 30 mm off-center from the center of the axis of rotation.
  • the eccentric pivoting movement of the recording and thus the mounting rail is based on the knowledge that on average the center of mass of the electrical devices to be labeled, especially in the case of terminal blocks, is about 20 to 30 mm above the mounting rail recording of the electrical devices. Due to the fact that the receiving bed is at a distance from the axis of rotation by the said distance, the electrical devices are rotated on average in their own center of mass, which enables a rapid and as inertia-free rotary movement as possible. This minimizes the forces that occur when the rotary movement is accelerated. In this way, the highest possible rotational acceleration and thus a pivoting movement that can be carried out quickly is achieved, which shortens the marking process overall.
  • the receptacle is also advantageously mounted in such a way that it can be pivoted through an angle of rotation greater than 360° without a stop.
  • the angle of rotation is also preferably significantly greater than 360° and is 720°, for example. Provision can also be made for any angle of rotation to be possible without a stop.
  • the rotary feedthrough is designed in such a way that power can be supplied to the electromagnets for the entire range of rotation. The one so achieved Free swiveling allows the mounting rail to be swiveled in any direction, and thus to switch to other labeling positions in any situation using the shortest possible turning path. It is thus possible to switch to a next inscription position in any case with a rotary movement of less than 180°.
  • the laser head has a laser that emits in an ultraviolet (UV) wavelength range.
  • UV wavelength range offers the advantage that markings can be applied to almost any plastic surface.
  • the electrical devices to be marked can have fields provided for marking, but these do not have to be provided with a special coating or a special plastic, as is usually necessary for markings with infrared (IR) light. It is also possible to attach markings to areas of the electrical equipment that are not specially designated.
  • the applied markings cannot only be pure color changes, but when using suitable parameters and focusing the laser radiation, they are accompanied by material removal or a material modification that makes the markings palpable (tactile marking).
  • FIG. 1-4 is an example of a device for marking electrical devices that can be lined up in a row, referred to below for short as a marking device, in each case shown in an isometric representation.
  • a marking method according to the application which can be carried out with this device, is in connection with the Figures 7a to 9 described. Examples of individual stackable electrical devices and the same blocks that can be marked with the device are in the Fig. 10a-c , 11 and 12 played back.
  • the marking device is shown with a recorded mounting rail 1, on which a number of electrical devices 2 is snapped. All snapped-on devices 2 shown in the figures of this application are terminal blocks. It goes without saying, however, that other snapped-on electrical or electronic devices, such as fuses or circuit breakers, can also be lined up on the mounting rail 1 and marked by the device shown. For the sake of simplicity, the electrical devices 2 are also referred to below as terminal blocks 2 .
  • the 1 , 2 and 4 show the marking device with differently equipped support rails 1.
  • the viewing direction in which the device is shown is the same in the three cases mentioned.
  • 3 shows the marking device with the Mounting rail 1 and the terminal blocks 2 according to 2 from a different perspective.
  • the marking device has a pivoting device 10 for receiving and also for carrying out a pivoting movement of the mounting rail 1 with the terminal blocks 2 .
  • the actual marking (inscription) on the terminal blocks 2 is carried out by a laser arrangement 20 .
  • the marking device including the laser arrangement 20 is controlled by a control device not shown here. In the following, first the pivoting device 10 and then the laser arrangement 20 will be described in more detail.
  • the pivoting device 10 has a frame 11 in which a receptacle 12 designed in the manner of a swing is arranged so as to be rotatable about its longitudinal axis.
  • the receptacle 12 comprises a longitudinally extending longitudinal beam 13 which is arranged at both ends via pivot arms 14 eccentrically with respect to an axis of rotation.
  • This axis of rotation is rotatably mounted in corresponding bearings in end parts of the frame 11 and is coupled to a drive 16 .
  • the drive 16 is, for example, an actuator with a position encoder.
  • a DC motor that may have a reduced speed is particularly suitable for the actuator.
  • FIG. 5a shows the pivoting device 10 in an isometric view Figure 5b in a side view and the Fig.5c in a top view.
  • a fixed mounting bracket 132 under which an end section of the support rail 1 is pushed in order to fix the support rail to the mounting bed 131 on this side.
  • the opposite end of the mounting rail 1 is fixed with a comparable receiving bracket 152, which is not stationary but is arranged on a sliding rider 15.
  • the rider 15 is guided in a longitudinally displaceable manner on the longitudinal beam 13, for which purpose, for example, guide rails 135 are provided laterally on the longitudinal beam 13 in this exemplary embodiment.
  • the Rider 15 is equipped with a quick-release lever 151 which allows the rider 15 to be locked or released on the side member 13 . After detaching the rider 15, it can be pushed in the direction of the mounted support rail 1 until the receiving lug 152 (see Fig. Fig. 5b, c ) fixes the support rail 1 in the accommodation bed 131.
  • lateral guide plates 133 are provided in the longitudinal direction of the longitudinal beam 13 on the lateral edges of the receiving bed 131, which laterally guide the support rail 1 along its entire length.
  • the side guide plates 133 surround the support rail 1 laterally in a lower area.
  • the lateral guide plates 133 are preferably designed as spring steel plates, so that they can compensate for tolerances in the width of the support rail 1.
  • the lateral guide plates 133 are preferably made so thin and protrude only far beyond the receiving bed 131 that they guide and position the support rail 1 but do not collide with electrical devices 2 that are snapped on. This is possible because the mounting rail mounts on the electrical devices 2 usually have a small lateral free space, at least in the lower area of the mounting rail.
  • the lateral guide plates 133 are helpful in particular for longer support rails 1, since longer support rails 1 tend to sag due to production and/or transport. Due to this deflection, an exact positioning of the support rails and thus of the electrical devices to be labeled would not be possible or is achieved by the lateral guide plates 133.
  • a plurality of electromagnets 134 are arranged at a distance from one another in the longitudinal direction of the support rail 13 in the receiving bed 131 .
  • the electromagnets 134 are energized individually, in groups or together, so that they fix the support rail 134 firmly and without a gap due to deflection in the receiving bed 131 .
  • Power is supplied to the electromagnets 134 via a rotary bushing 17 which is preferably arranged on the side of the pivoting device 10 opposite the drive 16 .
  • the ability to move the tab 15 makes it possible to use support rails 1 of different lengths in the pivoting device 10 .
  • mounting rails of different heights can be used due to the described type of fixing of the mounting rail.
  • FIG. 4 shows an example with a shorter mounting rail 1 used. Provision can also be made in this case for all electromagnets 134 to be energized. Alternatively, provision can be made to energize only a number of electromagnets 134 that are in the region of the mounting rail 1 that is actually used.
  • a channel running in the longitudinal direction of the longitudinal member 13 is formed in the longitudinal member 13 through which cables for energizing the electromagnets 134 can run.
  • the channel 136 is also used to reduce the weight in order to minimize the rotational moment of inertia of the receptacle 12 in order to achieve a high rotational acceleration with the lowest possible torque.
  • the receiving bed 131 for the support rail 1 is arranged eccentrically from the axis of rotation during the rotary movement.
  • the distance that receiving bed 131 is spaced from the axis of rotation is in the range of 20 to 30 millimeters (mm), and more preferably about 23 mm. The reason is that, on average, the center of gravity of the electrical devices 2 to be labeled--especially in the case of terminal blocks--is about 23 mm above the mounting rail receptacle for the electrical devices 2.
  • the electrical devices 2 are rotated on average in their own center of mass, which enables a rapid and as inertia-free rotary movement as possible. This minimizes the forces that occur when the rotary movement is accelerated. In this way, the highest possible rotational acceleration and thus a pivoting movement that can be carried out quickly is achieved, which shortens the marking process overall.
  • the drive 16 and the rotary bushing 17 are preferably designed in such a way that an unlimited angle of rotation is possible when the receptacle 12 is rotated. In this way, the pivoting movement of the receptacle 12 can take place in any direction at any time without being affected by the restrictions that might otherwise exist. The advantages resulting from the marking process will be explained in more detail later.
  • the laser arrangement 20 is arranged laterally next to the pivoting device 10 in the area of the receptacle 12 .
  • the actual marking on the electrical devices 2, i.e. on the terminal blocks 2 in the example shown, is carried out by a laser head 21, which has all the components required for applying the label, in particular a laser as well as deflection and, if necessary, focusing units, in order to apply the laser beam to be able to distract from the marking.
  • Various techniques can be used to mark the electrical devices 2 with a laser.
  • an infrared laser as the laser of the laser head 21, for example a CO 2 laser, which emits light with a wavelength of approximately 10.6 micrometers ( ⁇ m).
  • marking fields sensitive to infrared radiation it is common for marking fields sensitive to infrared radiation to be provided on the electrical devices 2, which change color when the infrared laser radiation hits them, so that a marking can be applied.
  • the marking fields can be in the form of stickers, applied coatings and/or by using a corresponding infrared-sensitive plastic in some sections of the electrical devices.
  • a laser head 21 with a laser emitting in the ultraviolet wavelength range of approximately 190 to 380 nanometers (nm), in particular at 355 nm.
  • a laser can be, for example, an Nd:YAG laser or a CO 2 laser with downstream frequency trebling.
  • Light in the UV wavelength range offers the advantage that markings can be applied to almost any plastic surface.
  • the electrical devices can still have fields provided for marking, but these do not have to be provided with a special coating or a special plastic. It is also possible to attach markings to areas of the electrical equipment that are not specially designated. With suitable parameters and focussing of the laser radiation, not only pure color changes can be used for marking, but material removal or material modification of the marked material can be achieved, which makes the markings tactile (tactile marking).
  • the laser head 21 is controlled by the control device, not shown here, in order to apply an inscription within a focal field 4 .
  • the focus field 4 is in the Figures 1-4 shown. The exact size and the distance at which the focus field 4 is located in front of the laser head 21 depend on the imaging properties of the laser head 21.
  • the laser head 21 can apply markings, in particular characters, numbers and/or symbols, to surfaces to be marked.
  • a laser beam generated in the laser head 21 is deflected via a number of rotating or swiveling mirrors in order to reach every point in the focal field 4 . Since the mirrors have a low inertia, the movement of the mirrors and thus the deflection of the laser beam is a fast process compared to other mechanical movements in the system.
  • the focal field 4 is smaller than the maximum length of the mounting rail 1 with the electrical devices 2 to be inscribed.
  • the laser arrangement 20 has a linear guide 22 in the longitudinal direction of the longitudinal beam 13. This direction is also referred to below as the z-direction.
  • the linear guide 22 extends over essentially the entire length of the receptacle 12 of the pivoting device 10.
  • the linear guide 22 can be designed, for example, in the form of a spindle or rack and pinion drive. However, other drives are also possible. For reasons of clarity, drive motors of the linear guide 22 are not shown explicitly in the figures.
  • the laser head 21 is fastened to a movable carriage of the linear guide 22 via a holder, which also enables the position of the laser head 21 to be adjusted in the x and y directions perpendicular to the z direction.
  • a linear guide 23 is provided in the x-direction and a linear guide 24 in the y-direction.
  • the x-direction runs horizontally and the y-direction runs vertically.
  • the distance between the laser head 21 and the area to be inscribed can be changed.
  • the linear guide 23 can be dispensed with and this can be designed as a holder with a fixed distance.
  • a linear guide in the y-direction can possibly be dispensed with and the corresponding linear guide 24 can be designed as a fixed mount.
  • the height difference refers to a variation in the distance of the areas to be marked from the mounting rail.
  • the laser arrangement has an image acquisition device 25, e.g. a camera, in particular a line camera.
  • This can be arranged independently of the laser head 21 in such a way that it is aligned with the pivoting device 10 and thus with a support rail 1 that is used.
  • the image acquisition device is advantageously arranged in such a way that it can be moved by the linear guide 22 in the x-direction along the mounting rail receptacle.
  • the image acquisition device can be arranged on the laser head 21 or, as in the present case, it is formed integrally in this. In this case, it can be moved not only in the x-direction, but also in the z-direction and, if necessary, the y-direction.
  • a combination of a line camera whose recorded image line is oriented transversely, in particular perpendicularly, to the x-direction and movability in the x-direction makes it possible to image support rails 1 of any length in an image with a variable number of pixels in the x-direction.
  • the image capture device 25 can be used at various stages of the marking process.
  • the image acquisition device 25 can be used to image a mounting rail 1 after it has been inserted, if necessary in different pivoted positions, in order to check whether the mounting rail 1 that has been inserted and is to be labeled is configured correctly, e.g. whether it actually contains the electrical devices 2 to be labeled in the correct orientation and order.
  • it can be checked whether the devices 2 are correctly positioned in such a way that the marking surfaces to which the markings are to be applied are in the position that is stored for the respective marking. If there are deviations that lie within a predeterminable tolerance range, the positions at which the markings are subsequently applied can be adapted to the positions of the marking areas found. This procedure is explained in more detail below.
  • the image acquisition device 25 can be used to monitor the actual marking process.
  • An applied marking can be checked for correctness and/or legibility.
  • a new image of the mounting rail 1 and the electrical devices 2 can be recorded after the markings have been applied.
  • each individual marking can be checked immediately after or even during its application.
  • the laser head 21 is moved with the aid of the linear guide 22 in such a way that at least some of the markings to be applied are in the area of the focal field 4 .
  • the 1 Marking levels 3 drawn in indicating the levels in which markings on the various terminal blocks 2 are to be attached.
  • a plurality of identical terminal blocks 2 is arranged on the mounting rail 1, with areas to be marked being arranged on different sides of the terminal blocks 2 at different heights (compared to the mounting rail 1) arranged contacts. All markings that can be applied to one or more of the terminal blocks 2 are recorded in a marking plane 3 without the receptacle 12 having to be pivoted or the laser head 21 having to be moved.
  • FIG 7a and 7b is the mounting rail 1 with snapped-on electrical devices 2, which are also in figure 5 can be seen, shown separately from the marking device in order to be able to better illustrate the different marking planes 3.
  • the Figure 7a and 7b show the support rail 1 from different perspectives in isometric representations.
  • markings 5 that have already been applied to the electrical devices 2, that is to say the terminal blocks 2, are shown as examples.
  • the markings 5 are for the most part connection markings that are attached to the fields provided next to connections.
  • Other markings 5 relate, for example, to customer-specific identification or order numbers or assembly designations or the like.
  • the various marking planes 3 are successively brought into the plane of the focus field 4, which is achieved by pivoting the receptacle 12 and, if necessary, by actuating the linear guide 22 in the z-direction and/or the linear guide 23 in the x-direction and/or of the linear guide 24 takes place in the z-direction. All markings in the marking plane 3, which is then in the focus field 4, are made by the laser head 21 applied before a next one of the marking planes 3 is brought into the focus field 4.
  • How 3 shows 12 markings can also be attached to the underside of the terminal blocks 2 due to the arbitrary pivotability of the recording.
  • the free pivotability also makes it possible to switch to the other side of the terminal blocks 2 via the underside of the longitudinal beam 13 . If, for example, labeling fields are provided on both sides of the terminal block 2 that are inclined downwards, turning over the underside, i.e. a rotation in which the upper side of the terminal block 2 does not pass the laser head 21, but the underside of the longitudinal beam 13, would result in a rotary movement less than 180° instead of having to rotate more than 180° over the top.
  • the various marking planes 3 are characterized by their position in space and their dimensions. In summary, these properties are referred to as location coordinates of a marking plane 3 . With regard to the position in space, not only the position, but also in particular an inclination of the marking planes 3 is relevant, since markings can only be applied to surfaces that are not distorted and/or blurred in terms of the distance to the laser head 21 but also lie in the focal field 4 with regard to the inclination.
  • the control device which controls both the laser head 21 and the linear guides 22-24 and also the drive 16 of the swivel mount 12, is given information about the configuration of the mounting rail 1, i.e. about transmits the latched electrical devices 2, as well as information about which marking 5 is to be applied to which device at which position and with what inclination. In the context of this application, this information is also collectively referred to as marking instructions.
  • a marking level 3 thus contains at least one, preferably a plurality of markings 5, all of which are located in this marking level 3 and which also do not differ with regard to the marking parameters to be used.
  • Marking parameters relate to the setting of the laser of the laser head 21, which must be set in order to apply the marking.
  • a marking parameter is, for example, the power of the laser and the inscription speed, which together influence the energy input per area of the inscription. These marking parameters are essentially dependent on the material to which the marking 5 is applied.
  • Information about the material to be marked is also available with the data record that describes the mounting rail 1 and the electrical devices 2 . They can be integrated directly into the marking instructions or be accessible via linked product information.
  • An embodiment of a method for defining the different marking levels 3 is in 8 presented in the form of a flowchart.
  • a first (or in subsequent repetitions of step 1, a next) marking instruction is retrieved from the transmitted information about the markings 5 to be applied.
  • a next step S2 it is determined whether the marking 5 specified by this marking instruction is to be applied to the same electrical device 2 with the same marking parameters as the last considered. If this is not the case - e.g. in the first run of the method - the method branches to a next step S3, in which it is checked whether the alignment of the area to be marked is the same as with previously made markings 5. If this is not the case, the method branches to a next step S4, in which a new marking level 3 is generated.
  • a check is then carried out to determine whether there are further marking instructions which have not yet been assigned to a marking level 3. If there are no further marking instructions which have not yet been assigned, this method section is complete. If there are further marking instructions that are not yet assigned to a marking level 3, the method branches back to step S1, in which the next marking instruction is called up.
  • step S2 If it is determined in step S2 that the marking instruction currently being considered relates to the same electrical device as the previously processed one and that the same marking parameters are also used, those are the required ones Marking levels are usually already created and a new marking level does not necessarily have to be opened. In this case, the method is continued in a step S5. Step S5 is also reached if it is determined in step S3 that the current marking instruction relates to an electrical device 2 that is different from the one previously considered, but that the marking 5 is to be applied to a surface with the same alignment.
  • step S5 a query is made as to whether the marking 5 is to be made on the same material to be marked or at least on a material that requires the same setting of the laser of the laser head 21. If this is not the case, i.e. if changed marking parameters are to be used, the method branches to step S4, in which a new marking level 3 is generated.
  • step S6 it is checked whether the current marking is within the focus area of one of the marking planes 3 that have already been created.
  • the focal plane 4 of the laser head 21 allows a depth of focus, albeit small, of up to typically a few millimeters at a distance. Markings which, with the same alignment of the surface to be marked and the same required laser parameters, only differ by a few millimeters (or a distance difference in the depth of field) with regard to the distance between the laser head 21 and the surface can therefore be combined in the same marking plane 3 .
  • step S4 in order to generate a new marking plane.
  • step S7 in which it is checked whether the marking 5 to be applied is possibly shaded.
  • a shading situation can exist, for example, if the laser head 21 sees the marking 5 behind a protruding part of an adjacent electrical device 2, so that the laser beams cannot reach the marking area from the current position of the laser head. If such a shading situation exists for the marking instruction currently being considered, a branch is made the process to step S4 to assign the marking instruction to a new marking plane.
  • step S8 the current marking instruction of this already existing marking level 3 is added.
  • step S9 the current marking instruction of this already existing marking level 3 is added.
  • the various marking planes 3 are then successively brought into the plane of the focal field 4, which is achieved by pivoting the receptacle 12 and, if necessary, by actuating the linear guide 22 in the z-direction and/or the linear guide 23 takes place in the x-direction and/or the linear guide 24 in the z-direction. All the markings lying in the marking plane 3, which is then in the focus field 4, are applied by the laser head 21 before the next one of the marking planes is brought into the focus field 4.
  • a priority can also be assigned to the other two degrees of freedom of movement of the laser head 21, ie the movement in the x or y direction.
  • the feed speeds of the linear guides 23, 24 for the x- and y-directions are generally comparable to those of the linear guide 22 for the z-direction, the distances to be covered are generally smaller for these two movement axes. Therefore, the premise "no movement in the z-direction" always has a higher priority than the premise "no y-direction motion" and "no x-direction motion”.
  • the priorities given to the x- and y-direction motion are similar to those of the pivoting motion and can be ranked before or after it in a priority order .
  • Movements of the laser head in the x-direction are often very small. Movements in the y-direction can be larger, but occur less frequently since a movement in the y-direction from a normal position is only required for very large devices to be labeled. A priority order of “pivoting before movement in the x direction before movement in the y direction before movement in the z direction” is therefore preferred.
  • FIG. 12 is a flowchart showing how priorities can be assigned in an exemplary embodiment with this preferred order of priority in order to select a next marking level for processing by the marking device.
  • the method iterates through the set of marking levels that have not yet been processed in order to provide them with a priority value p.
  • the marker layer that will be created after completing the in 9 method shown has the lowest or one of the lowest priority values p, is processed as the next marking level by the marking device.
  • a next step S12 it is considered whether editing this currently considered marking plane would result in pivoting of the mounting rail receptacle. If so, the priority value p is increased in a step S13 by a value of a priority code that is associated with this movement. Otherwise, the priority value p is retained.
  • the priority number for pivoting the DIN rail mount is 1.
  • a next step S14 it is determined whether processing this currently considered marking plane would result in a movement in the x-direction. If this is the case, the priority value p is increased in a step S15 by the value 2 of a priority number assigned to this movement, otherwise it retains its value.
  • a next step S16 it is determined whether processing this currently considered marking plane would result in a movement in the y-direction. If this is the case, the priority value p is increased in a step S17 by the value 4 of a priority number assigned to this movement, otherwise it retains its value.
  • a next step S18 it is determined whether processing this currently considered marking plane would result in a movement in the z-direction. If this is the case, the priority value p is increased in a step S19 by the value 8 of a priority number assigned to this movement, otherwise it retains its value.
  • a subsequent step S20 checks whether there are further marking levels to be processed that have not yet been assigned a priority value p. If this is the case, the method branches back to step S11 in order to assign a priority value p to the next marking level that is still to be processed.
  • the method branches to a step S21, in which the marking plane 3 with the lowest priority value p is selected. If there are several marking levels 3 with the lowest priority value p, any one of these marking levels 3 is selected. The marking process is then continued with this marking level 3.
  • the in 9 The part of the marking method shown is carried out again in order to again detect the priorities for all further marking planes 3 starting from the then current position of the laser head 21 or rotational position of the receptacle 12 . The method ends when all marking levels 3 have been processed.
  • the various movements are characterized by priority numbers that are powers of two.
  • priority numbers that are powers of two.
  • Such a binary evaluation scheme is advantageous, but other priority indexes can also be assigned.
  • the priority indexes are selected in such a way that marking levels are selected if they have a priority value p that is as small as possible.
  • the method can also be designed in such a way that the highest possible priority value p leads to a selection.
  • the prioritization can also take into account how far the travel paths are in order to set a next marking level.
  • the image acquisition device is used during the method in order to record at least one image of relevant sections of the mounting rail 1 and the devices 2 to be marked. Marking positions can be corrected using the images.
  • the image acquisition device is a line camera, which is integrated into the laser head 21 or is arranged on it. The line camera can be moved along the support rail 1 with the aid of the linear guide 22 in order to image it.
  • the use of a line camera is advantageous in that the mounting rail 1 with the electrical devices 2 can be imaged within any longitudinal section with a correspondingly adapted number of pixels in this X-direction.
  • a continuous section in the x-direction is preferably determined in such a way that all markings to be applied are located in this one continuous section in a specific pivoted position.
  • Comparable images are recorded for further pivoting positions of the pivoting device 10 until the mounting rail 1 and the electrical devices 2 are recorded in all areas in which markings are to be applied.
  • the areas in the longitudinal direction on both sides are selected, for example, by a few percent larger than is necessary according to the marking instructions, in order to ensure that all areas on which markings are to be applied are included in the illustration.
  • the imaging and the evaluation of the images described below preferably takes place before the in connection with 8 described procedure.
  • marking fields special areas are provided on the electrical devices 2 for the markings, which are referred to below as marking fields.
  • marking fields can be provided with a coating that differs in color from the base material of the housing of the electrical device 2 .
  • a further embodiment provides that separate “markers” are used for the marking. These are small plastic plates that can either be pre-written or unwritten for the process described here. The markers are clipped onto the electrical devices at the appropriate point. These markers can also be in the form of so-called marking strips, which extend over two or more marking fields lying next to one another. In the context of this application, a “marking field” is to be understood as any surface on which a marking is to be applied.
  • the marking fields generally have a color or brightness difference compared to the base material of a housing of the electrical devices 2.
  • This color or brightness difference is used to locate the marking fields in the recorded images.
  • evaluation algorithms known per se for edge detection are suitable for this purpose.
  • the center coordinates of recognized marking fields are determined and compared with coordinates according to the marking instructions. Based on the comparison, the actual coordinates are assigned to the expected coordinates.
  • criteria are preferably defined which define the limits of this association regarding. For example, maximum permissible displacements can be defined, which are in the range of a few millimeters, for example. If, for example, the total number of marking fields found is less than the number of marking instructions or if an assignment of the marking fields found to the marking instructions would require shifts that are above the maximum permissible shift, it can be provided that the method is initially stopped. A manual check can be suggested as to whether the support rail 1 used with the electrical devices 2 actually corresponds to that intended according to the marking instructions.
  • marking fields are arranged so close together, for example because they lie next to one another on a marker strip, that they merge seamlessly into one another, these marking fields cannot be distinguished from one another by the edge detection mode described.
  • This can be taken into account in the evaluation process in that a larger marking field that is found is automatically divided into two or more marking fields of the size to be expected, with a center point being calculated accordingly for each of the marking fields.
  • the actual positions of these marking fields are calculated using determined positions of surrounding marking fields. This can be done in particular when it is known from the marking instructions that the material combination of these marking fields does not offer sufficient contrast to the base material of the housing for reliable identification.
  • FIG. 10a-c electrical devices 2 that can be labeled with the device described above are shown as examples.
  • two different terminal blocks 30 are each shown in an isometric view.
  • an end bracket 35 is shown in a top view of its front opposite the support rail.
  • the terminal blocks 30 in the Figure 10a , b each have a housing 31, on the lower side of which a mounting rail receptacle 32 is formed, with which the housing 31 and consequently the terminal block 30 can be clipped onto a mounting rail 1, as shown in the figures shown above.
  • the terminal blocks 30 each have a plurality of clamping devices for wires, which in the present case are designed as so-called "push-in terminals". They each include a wire receptacle 33, ie an opening into which a wire to be clamped is inserted. The wire is guided through the wire holder 33 to a clamping spring 34 which fixes it and makes electrical contact with it.
  • predetermined marking fields are not provided for labeling the various connections, but receptacles are formed in the housing 31 into which markers 51 can be inserted.
  • marker material can also be injected into the marker channels in order to integrally form a comparable one on the terminal block 30 instead of the clipped-in marker 51 .
  • suitable marking surfaces can also be present directly on the housing 51.
  • a number of terminal blocks 30 are usually placed between two end brackets 35, one of which is in Fig. 10c is shown, limited and fixed on the mounting rail 1.
  • the end bracket 35 also has a marker 51 on which, for example, the function or assignment of the adjacent terminal blocks 30 can be indicated.
  • the marker 51 of the end bracket 35 is characterized by a multiple length (in a direction transverse to the longitudinal extent of the support rail 1) compared to the markers 51 of the connections of the terminal blocks 30.
  • a comparison of the positions (relative to the mounting rail receptacle 32) of the markers 51 on the terminal blocks 30 and their different orientations illustrates the great flexibility that is required of the marking device when inscribing the markers 51. Further developments of the marking method are described below, which are used in conjunction with the aforementioned image acquisition device can improve the quality of the applied markings.
  • the terminal block 30 shown has four marking fields in its height (in a direction perpendicular to the mounting rail receptacle 32), which extend over a wide area due to the large overall height of the terminal block 30. Due to the viewing angle range of the image capturing device, a situation can arise, for example, in which only two markers 51, for example the two middle ones, are captured.
  • center point coordinates are determined for these markers 51 . They are in the form of position crosses 52 in Figure 10a registered. Based on these center coordinates, the position of the marker can be corrected, as explained in the previous sections. Such a position correction would of course also be desirable for the markers 51 which are not within the image area of the image acquisition device. In the example of Figure 10a This can be the markers 51 located below or above the two middle markers 51, for example. However, the position of these markers 51, which are not visible to the image acquisition device, is not independent of that of the visible markers 51, since they are located on the same terminal block 30 and are therefore linked to the position of the visible markers 51 by design.
  • the position of such invisible markers 51 is extrapolated based on the known design information about the terminal block 30 (or more generally each electrical device 2 that is marked) using the determined center point coordinates of recognized markers 51.
  • such extrapolated center coordinates are shown as position crosses 53 represented by dashed lines.
  • the geometric information about the relevant terminal block 30 can be taken from design information from a database.
  • Figure 10b shows that markers 51 (or in general any type of marking fields) can be present not only in a plane orientation perpendicular to the mounting rail receptacle 32 and parallel to the mounting rail receptacle 32, but also at any angles in between.
  • markers 51 or in general any type of marking fields
  • the middle two markers 51 are arranged on the terminal block 30, which are at an angle of about 45° to the mounting rail receptacle 32.
  • a camera recording is preferably made with a direction of rotation of the pivoting device 10 in which the inclined markers 51 are perpendicular to the main viewing direction of the image acquisition device.
  • Figure 10c shows with the end bracket 35 a plan view of an electrical device in which the dimensions of the marker 51 significantly exceed those of the terminal blocks 30 shown above.
  • an advantageous further development of the method according to the invention provides not to determine the center coordinates of the marker 51 in an image evaluation of the recordings of the image acquisition device, but rather to determine two end region coordinates spaced apart from one another.
  • the determined coordinates are again symbolized by position crosses 52 in the figure.
  • the 11 shows a plurality of terminal blocks 30, which connect to an end bracket 35.
  • no marker 51 is provided on the end bracket 35, but on the terminal blocks 30, the markers used here also in a longitudinal direction of the terminal blocks 30 compared to the markers of the terminal blocks 30 from the Figure 10a , b are enlarged.
  • the block of terminal blocks 30 is only limited on one side by the end bracket 35 shown. In such a constellation, it can happen that terminal blocks 30, which are further away from the end bracket 35, are positioned obliquely on the mounting rail 1 and are rotated by an angle ⁇ with respect to the actually desired orientation. Realistically, such a twist is in the range of one or two degrees at most. For the sake of better representation, in 11 the rotation by the angle ⁇ is shown artificially enlarged by about 5°.
  • the rotation shown has an influence both on the calculated position of the marker 51 of the terminal block 30 arranged on the far right, and on its alignment.
  • markers 51 on the terminal blocks 30 were only corrected via their center point coordinates by the image evaluation, a position shift of the marker 51 due to the rotation by the angle ⁇ would be compensated, but an applied marking would not be correctly applied to the marker 51 in terms of its alignment . Although it would run perpendicularly to the support rail 1, it would be applied at an angle to the oblique marker.
  • a correction based on two end region coordinates 51, as in Figs Figure 10c or. 11 shown, allows the orientation of the inscription to follow the actual orientation of the marker 51 (or more generally of each marker field).
  • FIG. 12 shows an arrangement of several terminal blocks 30 which rest on one side on one side on an end bracket 35. No further end bracket is provided on the mounting rail 1 on the side opposite the illustrated end bracket 35 .
  • the last of the terminal blocks 30 or at least the last terminal block 30 of the arrangement “scroll” or “scroll open”. This means that although they are sitting in the correct position on the mounting rail 1, in their upper area they tilt from their correct position by an angle ⁇ to the side.
  • Such "peeling” does not lead to a change in the alignment of the markers 51 or the marking fields, but it does lead to a shift in position.
  • Mounting rails are often preconfigured in such a way that blocks of several terminal blocks 30 and, if necessary, end brackets 35 alternate along the mounting rail with gaps between these blocks.
  • an image evaluation relates only to one such block of terminal blocks. Deviations in the overall positioning of the blocks from the intended positions can then be easily corrected for the entire block. The actual position correction then relates primarily to errors that result from an inclined position by an angle ⁇ (according to 11 ) or a "peeling" through an angle ⁇ (according to figure 12 ) result.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Markieren von aneinanderreihbaren elektrischen Geräten, die auf einer Tragschiene angeordnet sind, mithilfe eines Laserkopfs. Dabei ist die Tragschiene im ihre Längsachse verschwenkbar und der Laserkopf zumindest entlang der Längsachse der Tragschiene verfahrbar geführt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zum Markieren.The invention relates to a method for marking electrical devices which can be lined up and which are arranged on a mounting rail, using a laser head. The support rail can be pivoted in its longitudinal axis and the laser head can be moved at least along the longitudinal axis of the support rail. The invention further relates to a marking device suitable for carrying out the method.

Tragschienen werden zum Aufrasten von elektrischen Geräten in der Installationstechnik eingesetzt. Insbesondere im Apparatebau werden häufig vorkonfektionierte Tragschienenabschnitte, die dann vor Ort in Schaltschränke eingebaut werden, eingesetzt, die eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten elektrischen Geräten aufweisen. Unter den elektrischen Geräten sind häufig Reihenklemmen, von denen jede wiederum eine Mehrzahl von Anschlüssen aufweist. Um eine Verdrahtung der Anordnung innerhalb des Schaltkastens zu erleichtern, sind die einzelnen Geräte und auch deren Anschlüsse markierbar, beispielsweise indem sie entsprechende Markierungsflächen aufweisen.Mounting rails are used for snapping on electrical devices in installation technology. In apparatus engineering in particular, prefabricated support rail sections, which are then built into control cabinets on site, are often used, which have a large number of electrical devices arranged next to one another. Among the electrical devices are often terminal blocks, each of which in turn has a plurality of connections. In order to facilitate wiring of the arrangement within the control box, the individual devices and also their connections can be marked, for example by having corresponding marking areas.

Die Druckschrift WO 2010/057768 A1 zeigt eine Vorrichtung, mit der Tragschienen automatisiert mit elektrischen Geräten, insbesondere Reihenklemmen, bestückt werden können. Dabei ist eine Druckeinheit vorgesehen, die ein aus einem Magazin entnommenes elektrisches Gerät an seinen Markierungsflächen bedruckt, bevor es auf der Tragschiene montiert wird.The pamphlet WO 2010/057768 A1 shows a device with which mounting rails can be fitted with electrical devices, in particular terminal blocks, in an automated manner. In this case, a printing unit is provided, which prints an electrical device taken from a magazine on its marking surfaces before it is mounted on the mounting rail.

Aus der Druckschrift WO 2017/125364 A1 , die eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12 offenbart, ist ein alternativer Ansatz bekannt, bei dem die Tragschienen zunächst mit den elektrischen Geräten bestückt werden und danach die Geräte markiert werden. Zu diesem Zweck beschreibt die genannte Schrift eine Markiervorrichtung, die eine Tragschienenaufnahme aufweist sowie einen Laserkopf, der die gewünschten Markierungen auf Markierungsfeldern der Geräte aufbringt. Die Aufnahmevorrichtung für die Tragschiene ist dabei mit einer Linear- und Schwenkvorrichtung gekoppelt, so dass die Tragschiene mit den elektrischen Geräten vor dem Laserkopf verfahren und verschwenkt werden kann, um die zu beschriftenden Markierungsfelder in den Beschriftungsbereich des Laserkopfs bewegen zu können.From the pamphlet WO 2017/125364 A1 , which discloses a device according to the preamble of claim 12, an alternative approach is known in which the support rails are first fitted with the electrical devices and then the devices are marked. For this purpose, the cited publication describes a marking device that has a mounting rail mount and a laser head that applies the desired markings to the marking fields of the devices. The mounting device for the mounting rail is coupled with a linear and pivoting device so that the mounting rail with the electrical devices can be moved and pivoted in front of the laser head in order to be able to move the marking fields to be inscribed into the inscription area of the laser head.

In großen Schaltschränken bzw. Schalteinrichtungen werden Tragschienen eingesetzt, die eine Länge im Bereich von einem bis über einem Meter erreichen und kann mit einer Vielzahl von elektrischen Geräten bestückt sein. Dabei kann vorgesehen sein, jedes elektrische Gerät an mehreren Positionen mit ggf. unterschiedlichen Ausrichtungen zu markieren. Insgesamt kann so eine große Anzahl von Markierungen für eine Tragschiene aufzubringen sein, wobei der Markierungsvorgang selbst und die vorgenommenen Verschwenkvorgänge der Tragschiene und Verfahrvorgänge des Laserkopfs Zeit kosten.In large control cabinets or switching devices, support rails are used that reach a length in the range from one meter to more than one meter and can be equipped with a variety of electrical devices. In this case, it can be provided that each electrical device is marked at a number of positions with possibly different orientations. In total, a large number of markings for a mounting rail can be applied, with the marking process itself and the pivoting operations carried out on the mounting rail and traversing operations of the laser head taking up time.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Markiervorgang der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem vorgegebene Markierungen auf die auf einer Tragschiene aufgerasteten elektrischen Geräte in möglichst kurzer Zeit und mit hoher Präzision aufgebracht werden können. Es ist eine weitere Aufgabe, eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zum Markieren zu schaffen.It is an object of the present invention to create a marking process of the type mentioned at the outset, with which predetermined markings can be applied to the electrical devices snapped onto a mounting rail in the shortest possible time and with great precision. A further object is to provide a marking device suitable for carrying out the method.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Markieren mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a method and a device for marking with the features of the respective independent claim. Advantageous refinements and developments are the subject matter of the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren der eingangs genannten Art zeichnet sich durch die folgenden Schritte aus: Es wird eine Anzahl von Markierungsanweisungen vorgegeben, die jeweils einen Markierungsinhalt, eine Position und eine Ausrichtung der Fläche, auf die der Markierungsinhalt aufzubringen ist, umfassen. Weiter wird ein Abbild zumindest eines Abschnitts der Tragschiene und zumindest eines elektrischen Gerätes von einer Bilderfassungseinrichtung erstellt. Anhand einer Auswertung des Abbilds wird dann mindestens eine der Positionen, an denen einer der Markierungsinhalte anzubringen ist, korrigiert. Dann werden die Markierungsanweisungen in Markierungsebenen derart gruppiert, dass alle Markierungsanweisungen einer Markierungsebene von dem Laserkopf ohne eine Bewegung des Laserkopfs oder der Tragschiene aufgebracht werden können, wobei sich die Markierungsebenen in Ortskoordinaten und/oder Parametern für den Laserkopf unterscheiden. Es wird eine erste der Markierungsebenen ausgewählt und - gemäß den Ortskoordinaten der ausgewählten Markierungsebene - der Laserkopf positioniert und/oder die Tragschiene verschwenkt. Auf diese ausgewählte Markierungsebene werden Markierungen mit den Parametern für den Laserkopf gemäß den Markierungsanweisungen aufgebracht. Anschließend wird eine nächste der Markierungsebenen zur Markierung ausgewählt, wobei diese Auswahl anhand der Bewegungen des Laserkopfs und der Tragschiene erfolgt, die notwendig wären, um Markierungen gemäß der nächsten der Markierungsebene aufbringen zu können.A method according to the invention of the type mentioned above is characterized by the following steps: A number of marking instructions are specified, each of which includes a marking content, a position and an alignment of the surface to which the marking content is to be applied. Furthermore, an image of at least one section of the mounting rail and at least one electrical device is created by an image acquisition device. At least one of the positions at which one of the marking contents is to be applied is then corrected on the basis of an evaluation of the image. Then the marking instructions are grouped into marking levels in such a way that all marking instructions of a marking level can be applied by the laser head without moving the laser head or the mounting rail, with the marking levels differing in location coordinates and/or parameters for the laser head. A first of the marking planes is selected and—according to the location coordinates of the selected marking plane—the laser head is positioned and/or the support rail is pivoted. On this selected marking plane marks are made with the parameters for the laser head according to the marking instructions. A next one of the marking planes is then selected for marking, this selection being based on the movements of the Laser head and the mounting rail takes place, which would be necessary to apply markings according to the next marking level can.

Insbesondere bei längeren bestückten Tragschienen kann sich die tatsächliche Position eines Markierfeldes, das beschriftet werden soll, von der vorgesehenen Position unterscheiden. Grund sind unvermeidbare Größentoleranzen der einzelnen Geräte oder auch deren nicht völlig spaltfreie oder leicht schräge Anordnung auf der Tragschiene, sowie eine durch Temperatur und/oder Umgebungsfeuchtigkeit bedingte Größenänderung. Gerade bei längeren Tragschienen können sich diese Größentoleranzen bzw. -abweichungen oder Spaltmaße so addieren, dass tatsächliche Markierungspositionen von berechneten Positionen um einige Millimeter (mm) abweichen. Eine Angleichung der Positionen, an denen die Markierungen dann nachfolgend aufgebracht werden, anhand des Abbilds verhindert Fehlpositionierungen, wodurch eine präzise aufgebrachte Markierung, z.B. Beschriftung, erfolgen kann.The actual position of a marking field that is to be labeled can differ from the intended position, particularly in the case of longer, populated mounting rails. The reason for this is unavoidable size tolerances of the individual devices or their not completely gap-free or slightly sloping arrangement on the mounting rail, as well as a change in size caused by temperature and/or ambient humidity. Especially with longer mounting rails, these size tolerances or deviations or gap dimensions can add up so that the actual marking positions deviate from the calculated positions by a few millimeters (mm). An alignment of the positions at which the markings are then subsequently applied using the image prevents incorrect positioning, which means that a precisely applied marking, e.g. lettering, can take place.

Bevorzugt erfolgt dazu das Erstellen und Auswerten des Abbilds vor dem Schritt des Gruppierens der Markierungsanweisungen in Markierungsebenen, wobei das Gruppieren dann anhand der korrigierten Positionen vorgenommen wird. Auf diese Weise wird die korrigierte Position bereits bei der Aufteilung der Markierungen auf die verschiedenen Markierungsgruppen berücksichtigt. Es wird so sichergestellt, dass eine am Rand eines Markierungsbereichs liegende Markierung an ihrer korrigierten Position auch tatsächlich erstellt werden kann und nicht durch die Korrektur in einen bei der gegebenen Position des Laserkopfs nicht mehr zugänglichen Bereich gelangt.To this end, the image is preferably created and evaluated before the step of grouping the marking instructions into marking levels, with the grouping then being carried out on the basis of the corrected positions. In this way, the corrected position is already taken into account when the markings are distributed to the various marking groups. It is thus ensured that a marking lying at the edge of a marking area can actually be created at its corrected position and that the correction does not end up in an area that is no longer accessible given the position of the laser head.

Bei dem Verfahren werden also zunächst die Markierungen in sogenannten Markierungsebenen so gruppiert, dass Markierungen, die jeweils mit gleichen Positionen von Laserkopf und Tragschiene und gleichen Einstellungen des Laserkopfs aufgebracht werden können, gebündelt werden. Es werden so unnötige Bewegungen und Änderungen der Einstelllungen verhindert. Insbesondere unnötige Bewegungen kosten Zeit, die den Markiervorgang verlängert.In the method, the markings are first grouped in so-called marking levels in such a way that markings that can be applied with the same positions of the laser head and mounting rail and the same settings of the laser head are bundled. This prevents unnecessary movements and changes to the settings. In particular, unnecessary movements cost time, which lengthens the marking process.

Weiter werden die einzelnen Gruppen dann in einer möglichst effizienten Reihenfolge abgearbeitet, indem bei einem Wechsel zur nächsten Markierungsebene die vorzunehmenden Bewegungen berücksichtigt werden, wodurch ebenfalls unnötige Bewegungsabläufe beim Positionieren des Laserkopfs bzw. der Tragschiene vermieden werden.Furthermore, the individual groups are then processed in the most efficient possible order by taking into account the movements to be performed when changing to the next marking level, which also avoids unnecessary movement sequences when positioning the laser head or the mounting rail.

Um alle Markierungen effizient in möglichst kurzer Zeit aufzubringen, werden die Schritte des Positionierens des Laserkopfes und/oder Verschwenkens der Tragschiene, des Aufbringens der Markierungen, und des Auswählens einer nächsten der Markierungsebenen wiederholt, bis alle Markierungsebenen abgearbeitet sind.In order to apply all markings efficiently in the shortest possible time, the steps of positioning the laser head and/or pivoting the support rail, applying the markings, and selecting a next marking plane are repeated until all marking planes have been processed.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung ist unter dem Begriff "elektrisches Gerät" jedes Gerät mit einer Tragschienenaufnahme zur Anordnung auf einer Tragschiene zu verstehen. Dieses sind beispielsweise rein passive Reihenklemmen, aber auch Geräte mit Schalt- oder Sicherungselementen, wie z.B. Sicherungsautomaten, fallen unter den Begriff des "elektrischen Geräts", ebenso wie auf eine Tragschiene aufsetzbare Geräte mit elektronischen Bauelementen oder Komponenten.In the context of the present application, the term “electrical device” is to be understood as meaning any device with a mounting rail receptacle for arrangement on a mounting rail. These are, for example, purely passive terminal blocks, but devices with switching or safety elements, such as automatic circuit breakers, also fall under the term "electrical device", as do devices with electronic components or components that can be mounted on a mounting rail.

In einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens wird die nächste der Markierungsebenen so ausgewählt, dass ein Verschwenken der Tragschiene gegenüber einer Bewegung des Laserkopfs in der Längsrichtung bevorzugt wird. Die unterschiedlichen Bewegungsvorgänge (Verfahren des Laserkopfs bzw. Verschwenken der Tragschiene) werden demgemäß bei dem Auswählen der nächsten Markierungsebene unterschiedlich gewichtet.In an advantageous embodiment of the method, the next of the marking planes is selected in such a way that a pivoting of the support rail is preferred to a movement of the laser head in the longitudinal direction. The different movement processes (movement of the laser head or pivoting of the mounting rail) are accordingly weighted differently when selecting the next marking plane.

In einer möglichen Ausgestaltung des Verfahrens werden zum Auswählen der nächsten der Markierungsebenen den verbleibenden, noch nicht abgearbeiteten Markierungsebenen anhand der Ortskoordinaten der Markierungsebenen Prioritätswerte zugeordnet und die nächste zu bearbeitende Markierungsebene wird anhand der Prioritätswerte ausgewählt. Ein solches Verfahren lässt sich gut systematisch durchführen und an die apparativen Eigenschaften der Markierungsvorrichtung anpassen. Beispielsweise kann anhand der Ortskoordinaten der Markierungsebenen ermittelt wird, welche Bewegungen des Laserkopfs und/oder der Tragschiene notwendig sind, wobei unterschiedlichen Bewegungen unterschiedliche Prioritätskennzahlen zugeordnet sind. Die Prioritätskennzahlen ermöglichen eine optimale Anpassung des Verfahrens an die Eigenschaften der Markiervorrichtung. Die Prioritätskennzahlen von notwendigen Bewegungen werden dann aufaddiert, um den Prioritätswert einer Markierungsebene zu erhalten.In one possible embodiment of the method, to select the next of the marking planes, priority values are assigned to the remaining marking planes that have not yet been processed using the location coordinates of the marking planes, and the next marking plane to be processed is selected using the priority values. Such a method can be carried out systematically and adapted to the equipment properties of the marking device. For example, the location coordinates of the marking planes can be used to determine which movements of the laser head and/or the support rail are necessary, with different movements being assigned different priority codes. The priority numbers enable the method to be optimally adapted to the properties of the marking device. The priority metrics of necessary movements are then summed up to obtain a marking plane's priority value.

In einer Ausgestaltung wird einer Bewegung des Laserkopfes in der Längsrichtung eine größere Prioritätskennzahl zugeordnet als einem Verschwenken der Tragschiene, falls kleinere Prioritätswerte bei dem Auswählen bevorzugt werden. Das Verschwenken lässt sich bei geeigneter Ausgestaltung der Markiervorrichtung schneller durchführen als ein Verfahren des Laserkopf in der Längsrichtung, was entsprechend durch dieses widerspiegelnde Prioritätskennzahlen berücksichtigt wird. Bewegungen des Laserkopfes in einer anderen als der Längsrichtung können dagegen kleinere Prioritätskennzahlen zugeordnet werden als einer Bewegung des Laserkopfes in der Längsrichtung. Ein Verschieben des Laserkopfs in solche anderen Bewegungsrichtungen dient z.B. einer Veränderung des Abstands des Laserkopfs von den zu beschriftenden Geräten, und um Bereiche zu erreichen, die an den Geräten weiter oben bzw. unten liegen.In one embodiment, a higher priority index is assigned to a movement of the laser head in the longitudinal direction than to a pivoting of the mounting rail if lower priority values are preferred when selecting. With a suitable configuration of the marking device, the pivoting can be carried out more quickly than moving the laser head in the longitudinal direction, which is taken into account accordingly by priority numbers reflecting this. On the other hand, movements of the laser head in a direction other than the longitudinal direction can be assigned lower priority indexes than a movement of the laser head in the longitudinal direction. Shifting the laser head in such other directions of movement serves, for example, to change the distance between the laser head and the devices to be labeled and to reach areas that are further up or down on the devices.

In einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens werden mindestens zwei Abbilder in verschiedenen Schwenkstellungen der Tragschiene erstellt, um auch schräg stehende Markierfelder bestmöglich erkennen zu können.In an advantageous embodiment of the method, at least two images are created in different pivoted positions of the mounting rail in order to be able to identify marking fields that are at an angle as well as possible.

Vorteilhaft wird bei der Auswertung der mindestens einen Abbildung eine oder mehrere Positionen eines Markierfeldes für eine aufzubringende Markierung erkannt. Das kann bei einem kleinen Markierfeld beispielsweise ein Mittelpunkt des Markierfeldes sein, dessen Koordinaten dann zur Positionskorrektur verwendet werden. Bei einem größeren Markierfeld werden bevorzugt mindestens zwei Positionen des Markierfeldes für eine aufzubringende Markierung erkannt, wodurch neben der Position der aufzubringenden Markierung auch ihre Ausrichtung korrigiert werden kann.One or more positions of a marking field for a marking to be applied is advantageously recognized during the evaluation of the at least one image. In the case of a small marking field, this can be, for example, a center point of the marking field, whose coordinates are then used to correct the position. In the case of a larger marking field, at least two positions of the marking field for a marking to be applied are preferably recognized, as a result of which not only the position of the marking to be applied but also its orientation can be corrected.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Markieren von aneinanderreihbaren elektrischen Geräten, die auf einer Tragschiene angeordnet sind, weist eine Aufnahme für die Tragschiene und einen Laserkopf zum Aufbringen der Markierung auf den elektrischen Geräten auf. Dabei ist die Aufnahme um ihre Längsachse verschwenkbar gelagert ist, und der Laserkopf in zumindest einer Längsrichtung, die parallel zu der Längsachse der Aufnahme verläuft, verfahrbar geführt ist. Die Vorrichtung weist eine Steuereinrichtung auf, die zur Durchführung eines derartigen Verfahrens eingerichtet ist. Weiter weist die Vorrichtung eine Bilderfassungseinrichtung zum Abbilden der in die Aufnahme eingesetzten Tragschiene sowie der darauf angeordneten elektrischen Geräte auf.A device according to the invention for marking electrical devices that can be lined up and arranged on a mounting rail has a receptacle for the mounting rail and a laser head for applying the marking to the electrical devices. In this case, the receptacle is mounted such that it can pivot about its longitudinal axis, and the laser head is movably guided in at least one longitudinal direction, which runs parallel to the longitudinal axis of the receptacle. The device has a control device that is set up to carry out such a method. The device also has an image acquisition device for imaging the mounting rail inserted into the receptacle and the electrical devices arranged thereon.

Bevorzugt ist die Bilderfassungseinrichtung direkt oder indirekt an dem verschiebbaren Schlitten der Linearführung angeordnet und ist besonders bevorzugt eine Zeilenkamera. Die Bilderfassungseinrichtung ermöglicht es, vorgegebene Positionen der aufzubringenden Markierungen an tatsächliche Gegebenheiten anzupassen, wenn sich diesbezüglich toleranz- oder spaltbedingte Abweichungen ergeben.The image acquisition device is preferably arranged directly or indirectly on the displaceable carriage of the linear guide and is particularly preferably a line camera. The image acquisition device makes it possible to match predetermined positions of the markings to be applied to actual circumstances to be adjusted if there are tolerance or gap-related deviations in this regard.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist parallel zu der Aufnahme eine Linearführung mit einem verschiebbaren Schlitten, an dem der Laserkopf direkt oder indirekt montiert ist, angeordnet. Es kann vorgesehen sein, den Laserkopf über eine oder mehrere weitere Linearführungen, die senkrecht zu der Linearführung verlaufen, an dem Schlitten zu montieren. Eine zusätzliche weitere Linearführung in horizontaler Richtung ermöglicht es, den Laserkopf in einen geeigneten Fokusabstand zu der zu markierenden Fläche zu bringen, falls nicht der Laserkopf intern über Möglichkeiten verfügt, den Fokusabstand zu variieren. Eine zusätzliche weitere Linearführung in vertikaler Richtung erweitert den Markierungsbereich nach oben und unten.In an advantageous embodiment of the device, a linear guide with a displaceable carriage, on which the laser head is mounted directly or indirectly, is arranged parallel to the receptacle. Provision can be made for the laser head to be mounted on the carriage via one or more further linear guides which run perpendicularly to the linear guide. An additional linear guide in the horizontal direction makes it possible to bring the laser head to a suitable focus distance from the area to be marked if the laser head does not have internal options for varying the focus distance. An additional linear guide in the vertical direction expands the marking area up and down.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung weist die Aufnahme einen Längsträger mit einem Aufnahmebett zum Aufnehmen der Tragschiene auf, der von Schwenkarmen exzentrisch zu einer Drehachse gehalten ist. Bevorzugt ist das Aufnahmebett dabei etwa 20 bis 30 mm außermittig vom Zentrum der Drehachse angeordnet.In an advantageous embodiment of the device, the receptacle has a longitudinal support with a receptacle bed for receiving the support rail, which is held eccentrically to a rotation axis by swivel arms. The receiving bed is preferably arranged approximately 20 to 30 mm off-center from the center of the axis of rotation.

Der exzentrischen Schwenkbewegung der Aufnahme und damit der Tragschiene beruht auf der Erkenntnis, dass im Durchschnitt der Massenschwerpunkt der zu beschriftenden elektrischen Geräte, insbesondere bei Reihenklemmen, etwa die genannten 20 bis 30 mm über der Tragschienenaufnahme der elektrischen Geräte liegt. Dadurch, dass das Aufnahmebett um den genannten Abstand von der Drehachse beabstandet ist, werden die elektrischen Geräte im Durchschnitt in ihrem eigenen Massenschwerpunkt gedreht, was eine schnelle und möglichst trägheitslose Drehbewegung ermöglicht. So werden die bei einer Beschleunigung der Drehbewegung auftretenden Kräfte minimiert. Auf diese Weise wird eine möglichst hohe Drehbeschleunigung und damit schnell auszuführende Schwenkbewegung erreicht, was den Markierungsvorgang insgesamt verkürzt.The eccentric pivoting movement of the recording and thus the mounting rail is based on the knowledge that on average the center of mass of the electrical devices to be labeled, especially in the case of terminal blocks, is about 20 to 30 mm above the mounting rail recording of the electrical devices. Due to the fact that the receiving bed is at a distance from the axis of rotation by the said distance, the electrical devices are rotated on average in their own center of mass, which enables a rapid and as inertia-free rotary movement as possible. This minimizes the forces that occur when the rotary movement is accelerated. In this way, the highest possible rotational acceleration and thus a pivoting movement that can be carried out quickly is achieved, which shortens the marking process overall.

Weiter vorteilhaft ist die Aufnahme so gelagert, dass sie ohne Anschlag um einen Drehwinkel größer als 360° verschwenkbar ist. Bevorzugt ist der Drehwinkel auch deutlich größer als 360° und beträgt beispielsweise 720°. Auch kann vorgesehen sein, dass beliebige Drehwinkel ohne Anschlag möglich sind. Die Drehdurchführung ist dabei so ausgebildet, dass eine Stromversorgung für die Elektromagnete für den gesamten Drehbereich erfolgen kann. Die so erreichte freie Verschwenkbarkeit ermöglicht es, die Tragschiene in beliebiger Richtung zu verschwenken, und so in jeder Situation auf dem kürzesten Drehweg zu weiteren Beschriftungspositionen zu wechseln. Es ist dadurch möglich, in jedem Fall mit einer Drehbewegung von weniger als 180° zu einer nächsten Beschriftungsposition zu wechseln.The receptacle is also advantageously mounted in such a way that it can be pivoted through an angle of rotation greater than 360° without a stop. The angle of rotation is also preferably significantly greater than 360° and is 720°, for example. Provision can also be made for any angle of rotation to be possible without a stop. The rotary feedthrough is designed in such a way that power can be supplied to the electromagnets for the entire range of rotation. The one so achieved Free swiveling allows the mounting rail to be swiveled in any direction, and thus to switch to other labeling positions in any situation using the shortest possible turning path. It is thus possible to switch to a next inscription position in any case with a rotary movement of less than 180°.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung weist der Laserkopf einen Laser auf, der in einem ultravioletten (UV) Wellenlängenbereich emittiert. Licht im UV-Wellenlängenbereich bietet den Vorteil, dass Markierungen auf nahezu jeder Kunststoffoberfläche angebracht werden können. Die zu markierenden elektrischen Geräte können vorgesehene Felder zur Markierung aufweisen, diese müssen jedoch nicht mit einer speziellen Beschichtung oder einem speziellen Kunststoff versehen sein, wie es für Markierungen mit infrarotem (IR) Licht in der Regel nötig ist. Zudem ist es möglich, auch auf nicht extra ausgewiesenen Bereichen der elektrischen Geräte Markierungen anzubringen. Die aufgebrachten Markierungen können zudem nicht nur reine Farbumschläge sein, sondern gehen bei Verwendung geeigneter Parameter und Fokussierung der Laserstrahlung mit einem Materialabtrag oder einer Materialmodifikation einher, die die Markierungen ertastbar macht (taktile Markierung).In a further advantageous embodiment of the device, the laser head has a laser that emits in an ultraviolet (UV) wavelength range. Light in the UV wavelength range offers the advantage that markings can be applied to almost any plastic surface. The electrical devices to be marked can have fields provided for marking, but these do not have to be provided with a special coating or a special plastic, as is usually necessary for markings with infrared (IR) light. It is also possible to attach markings to areas of the electrical equipment that are not specially designated. In addition, the applied markings cannot only be pure color changes, but when using suitable parameters and focusing the laser radiation, they are accompanied by material removal or a material modification that makes the markings palpable (tactile marking).

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:

Fig. 1-4
ein Beispiel einer Vorrichtung zum Markieren von elektrischen Geräten in jeweils einer isometrischen Darstellung aus verschiedenen Blickrichtungen und/oder mit verschiedenen eingesetzten Tragschienen mit den zu beschriftenden elektrischen Geräten;
Fig. 5a-c
verschiedene Ansichten einer Schwenkvorrichtung der in den Fig. 1-4 gezeigten Markiervorrichtung;
Fig. 6
eine Querschnittsdarstellung eines Längsträgers der Schwenkvorrichtung gemäß den Fig. 5a-c;
Fig. 7a, b
eine Anordnung von elektrischen Geräten auf einer Tragschiene in jeweils einer isometrischen Darstellung aus verschiedenen Blickrichtungen;
Fig. 8
ein Flussdiagramm eines Verfahrensteils zum Ermitteln von Markierungsebenen;
Fig. 9
ein Flussdiagramm eines Verfahrensteils zum Ermitteln von Prioritäten für die Bearbeitung einer nächsten Markierungsebene;
Fig. 10a, b
verschiedene Reihenklemmen als Beispiele zu markierender elektrischer Geräte;
Fig. 10c
ein Endwinkel als weiteres Beispiel eines zu markierenden elektrischen Gerätes; und
Fig. 11, 12
jeweils eine Ansicht eines Blocks von Reihenklemmen mit einem Endwinkel mit unterschiedlichen Positionierungsfehlern bei einer der Reihenklemmen.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with the aid of figures. The figures show:
Figures 1-4
an example of a device for marking electrical devices in an isometric representation from different viewing directions and/or with different support rails used with the electrical devices to be labeled;
Fig. 5a-c
different views of a pivoting device in the Figures 1-4 shown marking device;
6
a cross-sectional view of a longitudinal member of the pivoting device according to the Fig. 5a-c ;
Fig. 7a, b
an arrangement of electrical devices on a mounting rail, each in an isometric representation from different perspectives;
8
a flowchart of a part of the method for determining marking planes;
9
a flow chart of a part of the method for determining priorities for the processing of a next marking level;
10a, b
various terminal blocks as examples of electrical equipment to be marked;
Figure 10c
an end angle as another example of an electrical device to be marked; and
11, 12
each a view of a block of terminal blocks with an end bracket with different positioning errors in one of the terminal blocks.

In den Fig. 1-4 ist ein Beispiel einer Vorrichtung zum Markieren von aneinanderreihbaren elektrischen Geräten, nachfolgend kurz Markiervorrichtung genannt, in jeweils einer isometrischen Darstellung gezeigt. Ein anmeldungsgemäßes Markierverfahren, das mit dieser Vorrichtung durchgeführt werden kann, wird im Zusammenhang mit den Fig. 7a bis 9 beschrieben. Beispiele von einzelnen aneinanderreihbaren elektrischen Geräten und von Blöcken derselben, die mit der Vorrichtung markiert werden können, sind in den Fig. 10a-c, 11 und 12 wiedergegeben.In the Figures 1-4 is an example of a device for marking electrical devices that can be lined up in a row, referred to below for short as a marking device, in each case shown in an isometric representation. A marking method according to the application, which can be carried out with this device, is in connection with the Figures 7a to 9 described. Examples of individual stackable electrical devices and the same blocks that can be marked with the device are in the Fig. 10a-c , 11 and 12 played back.

Die Markiervorrichtung ist jeweils mit einer aufgenommenen Tragschiene 1 dargestellt, auf die sich eine Anzahl von elektrischen Geräten 2 aufgerastet ist. Alle in den Figuren dieser Anmeldung gezeigten aufgerasteten Geräte 2 sind Reihenklemmen. Es versteht sich jedoch, dass auch andere aufgerastete elektrische oder auch elektronische Geräte, wie beispielsweise Sicherungen oder Lastschalter, auf die Tragschiene 1 aufgereiht und durch die gezeigte Vorrichtung markiert werden können. Lediglich der einfacheren Darstellung halber werden die elektrischen Geräte 2 nachfolgend auch als Reihenklemmen 2 bezeichnet.The marking device is shown with a recorded mounting rail 1, on which a number of electrical devices 2 is snapped. All snapped-on devices 2 shown in the figures of this application are terminal blocks. It goes without saying, however, that other snapped-on electrical or electronic devices, such as fuses or circuit breakers, can also be lined up on the mounting rail 1 and marked by the device shown. For the sake of simplicity, the electrical devices 2 are also referred to below as terminal blocks 2 .

Die Fig. 1, 2 und 4 zeigen die Markiervorrichtung mit unterschiedlich bestückten Tragschienen 1. Die Blickrichtung, in der die Vorrichtung dargestellt ist, ist in den drei genannten Fällen dieselbe. Fig. 3 zeigt die Markiervorrichtung mit der Tragschiene 1 und den Reihenklemmen 2 gemäß Fig. 2 aus einer anderen Blickrichtung.The 1 , 2 and 4 show the marking device with differently equipped support rails 1. The viewing direction in which the device is shown is the same in the three cases mentioned. 3 shows the marking device with the Mounting rail 1 and the terminal blocks 2 according to 2 from a different perspective.

Zur Aufnahme und auch zur Durchführung einer Schwenkbewegung der Tragschiene 1 mit den Reihenklemmen 2 weist die Markiervorrichtung eine Schwenkvorrichtung 10 auf. Die eigentliche Markierung (Beschriftung) auf den Reihenklemmen 2 wird von einer Laseranordnung 20 vorgenommen. Die Markiervorrichtung einschließlich der Laseranordnung 20 wird von einer hier nicht dargestellten Steuereinrichtung angesteuert. Nachfolgend wird zunächst die Schwenkvorrichtung 10, dann die Laseranordnung 20 detaillierter beschrieben.The marking device has a pivoting device 10 for receiving and also for carrying out a pivoting movement of the mounting rail 1 with the terminal blocks 2 . The actual marking (inscription) on the terminal blocks 2 is carried out by a laser arrangement 20 . The marking device including the laser arrangement 20 is controlled by a control device not shown here. In the following, first the pivoting device 10 and then the laser arrangement 20 will be described in more detail.

Die Schwenkvorrichtung 10 weist einen Rahmen 11 auf, in dem eine in Art einer Schaukel ausgebildete Aufnahme 12 drehbar um ihre Längsachse angeordnet ist. Die Aufnahme 12 umfasst einen sich in Längsrichtung erstreckenden Längsträger 13, der an beiden Enden über Schwenkarme 14 exzentrisch gegenüber einer Drehachse angeordnet ist. Diese Drehachse ist in entsprechenden Lagern in Stirnteilen des Rahmens 11 drehbar gelagert und mit einem Antrieb 16 gekoppelt. Der Antrieb 16 ist beispielsweise Stellantrieb mit Positionsencoder. Um hohe Drehmomente und entsprechend schnelle Drehbeschleunigung und damit kurze Positionierzeiten zu erreichen, ist insbesondere ein ggf. drehzahluntersetzter Gleichstrommotor für den Stellantrieb geeignet.The pivoting device 10 has a frame 11 in which a receptacle 12 designed in the manner of a swing is arranged so as to be rotatable about its longitudinal axis. The receptacle 12 comprises a longitudinally extending longitudinal beam 13 which is arranged at both ends via pivot arms 14 eccentrically with respect to an axis of rotation. This axis of rotation is rotatably mounted in corresponding bearings in end parts of the frame 11 and is coupled to a drive 16 . The drive 16 is, for example, an actuator with a position encoder. In order to achieve high torques and correspondingly rapid rotational acceleration and thus short positioning times, a DC motor that may have a reduced speed is particularly suitable for the actuator.

Die Tragschiene mit den Reihenklemmen 2 wird zum Markieren auf den Längsträger 13 aufgesetzt, der zu diesem Zweck ein Aufnahmebett 131 bereitstellt. Dieses Aufnahmebett 131 und weitere Details des Längsträgers 13 sind gut in den Fig. 5a-5c zu erkennen, die die Schwenkvorrichtung 10 in verschiedenen Ansichten separat von der Laseranordnung 20 und ohne aufgesetzte Tragschiene 1 darstellen. Fig. 5a zeigt die Schwenkvorrichtung 10 in einer isometrischen Ansicht, die Fig. 5b in einer Seitenansicht und die Fig.5c in einer Draufsicht.The support rail with the terminal blocks 2 is placed on the longitudinal beam 13 for marking, which provides a receiving bed 131 for this purpose. This recording bed 131 and other details of the longitudinal beam 13 are well in the Figures 5a-5c can be seen, which represent the pivoting device 10 in different views separately from the laser arrangement 20 and without the mounting rail 1 attached. Figure 5a shows the pivoting device 10 in an isometric view Figure 5b in a side view and the Fig.5c in a top view.

An einem Ende des Längsträgers 13 ist eine feste Aufnahmelasche 132 angeordnet, unter die ein Endabschnitt der Tragschiene 1 geschoben wird, um die Tragschiene an dieser Seite an dem Aufnahmebett 131 festzulegen. Das gegenüberliegende Ende der Tragschiene 1 wird mit einer vergleichbaren Aufnahmelasche 152 fixiert, die jedoch nicht ortsfest, sondern an einem verschiebbaren Reiter 15 angeordnet ist. Der Reiter 15 ist längs verschiebbar an dem Längsträger 13 geführt, wozu in diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise Führungsschienen 135 seitlich am Längsträger 13 vorgesehen sind. Der Reiter 15 ist mit einem Schnellspannhebel 151 ausgestattet, der ein Fixieren bzw. Lösen einer Arretierung des Reiters 15 am Längsträger 13 erlaubt. Nach Lösen des Reiters 15 kann dieser in Richtung der aufgesetzten Tragschiene 1 verschoben werden, bis die am Reiter 15 befestigte Aufnahmelasche 152 (s. Fig. 5b, c) die Tragschiene 1 im Aufnahmebett 131 fixiert.At one end of the longitudinal member 13 there is a fixed mounting bracket 132, under which an end section of the support rail 1 is pushed in order to fix the support rail to the mounting bed 131 on this side. The opposite end of the mounting rail 1 is fixed with a comparable receiving bracket 152, which is not stationary but is arranged on a sliding rider 15. The rider 15 is guided in a longitudinally displaceable manner on the longitudinal beam 13, for which purpose, for example, guide rails 135 are provided laterally on the longitudinal beam 13 in this exemplary embodiment. The Rider 15 is equipped with a quick-release lever 151 which allows the rider 15 to be locked or released on the side member 13 . After detaching the rider 15, it can be pushed in the direction of the mounted support rail 1 until the receiving lug 152 (see Fig. Fig. 5b, c ) fixes the support rail 1 in the accommodation bed 131.

Zusätzlich sind Seitenführungsbleche 133 in Längsrichtung des Längsträgers 13 an den seitlichen Rändern des Aufnahmebetts 131 vorgesehen, die die Tragschiene 1 entlang ihrer gesamten Länge seitlich führen.In addition, lateral guide plates 133 are provided in the longitudinal direction of the longitudinal beam 13 on the lateral edges of the receiving bed 131, which laterally guide the support rail 1 along its entire length.

In Fig. 6 ist ein Querschnitt durch den Längsträger 13 mit einer aufgesetzten Tragschiene 1 dargestellt. Die Seitenführungsbleche 133 umgreifen die Tragschiene 1 seitlich in einem unteren Bereich. Die Seitenführungsbleche 133 sind bevorzugt als Federstahlbleche ausgeführt, so dass sie Toleranzen in der Breite der Tragschiene 1 ausgleichen können. Die Seitenführungsbleche 133 sind bevorzugt so dünn ausgebildet und ragen nur so weit über das Aufnahmebett 131 hervor, dass sie die Tragschiene 1 zwar führen und positionieren, aber mit aufgerasteten elektrischen Geräten 2 nicht kollidieren. Dieses ist möglich, da die Tragschienenaufnahmen an den elektrischen Geräten 2 üblicherweise einen kleinen seitlichen Freiraum zumindest im unteren Bereich der Tragschiene aufweisen. Die Seitenführungsbleche 133 sind insbesondere für längere Tragschienen 1 hilfreich, da produktions- und/oder transportbedingt längere Tragschienen 1 dazu neigen, sich durchzubiegen. Aufgrund dieser Durchbiegung wäre eine exakte Positionierung der Tragschienen und damit der zu beschriftenden elektrischen Geräte nicht gegeben bzw. wird durch die Seitenführungsbleche 133 erreicht.In 6 a cross section through the longitudinal member 13 with a mounting rail 1 placed thereon is shown. The side guide plates 133 surround the support rail 1 laterally in a lower area. The lateral guide plates 133 are preferably designed as spring steel plates, so that they can compensate for tolerances in the width of the support rail 1. The lateral guide plates 133 are preferably made so thin and protrude only far beyond the receiving bed 131 that they guide and position the support rail 1 but do not collide with electrical devices 2 that are snapped on. This is possible because the mounting rail mounts on the electrical devices 2 usually have a small lateral free space, at least in the lower area of the mounting rail. The lateral guide plates 133 are helpful in particular for longer support rails 1, since longer support rails 1 tend to sag due to production and/or transport. Due to this deflection, an exact positioning of the support rails and thus of the electrical devices to be labeled would not be possible or is achieved by the lateral guide plates 133.

Weiter sind in Längsrichtung der Tragschiene 13 im Aufnahmebett 131 eine Mehrzahl von Elektromagneten 134 beabstandet voneinander angeordnet. Nach einem Aufsetzen der Tragschiene 1 werden die Elektromagnete 134 einzeln, in Gruppen oder gemeinsam bestromt, so dass sie die Tragschiene 134 fest und ohne einen Spalt aufgrund einer Durchbiegung in dem Aufnahmebett 131 fixieren. Eine Stromzuführung für die Elektromagnete 134 erfolgt über eine Rotationsdurchführung 17, die bevorzugt an der dem Antrieb 16 gegenüberliegenden Seite der Schwenkvorrichtung 10 angeordnet ist.Furthermore, a plurality of electromagnets 134 are arranged at a distance from one another in the longitudinal direction of the support rail 13 in the receiving bed 131 . After the support rail 1 has been put in place, the electromagnets 134 are energized individually, in groups or together, so that they fix the support rail 134 firmly and without a gap due to deflection in the receiving bed 131 . Power is supplied to the electromagnets 134 via a rotary bushing 17 which is preferably arranged on the side of the pivoting device 10 opposite the drive 16 .

Durch die Verschiebbarkeit des Reiters 15 ist die Möglichkeit gegeben, Tragschienen 1 unterschiedlicher Länge in die Schwenkvorrichtung 10 einzusetzen.The ability to move the tab 15 makes it possible to use support rails 1 of different lengths in the pivoting device 10 .

Durch die beschriebene Art der Fixierung der Tragschiene können zudem unterschiedlich hohe Tragschienen eingesetzt werden.In addition, the mounting rails of different heights can be used due to the described type of fixing of the mounting rail.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel mit einer kürzeren eingesetzten Tragschiene 1. Es kann vorgesehen sein auch in diesem Fall alle Elektromagnete 134 zu bestromen. Alternativ kann vorgesehen sein, nur eine Anzahl von Elektromagneten 134 zu bestromen, die im Bereich der tatsächlich eingesetzten Tragschiene 1 liegen. 4 shows an example with a shorter mounting rail 1 used. Provision can also be made in this case for all electromagnets 134 to be energized. Alternatively, provision can be made to energize only a number of electromagnets 134 that are in the region of the mounting rail 1 that is actually used.

Wie Fig. 6 weiter zeigt, ist ein in Längsrichtung des Längsträgers 13 verlaufender Kanal in dem Längsträger 13 ausgebildet, durch den Kabel zur Bestromung der Elektromagnete 134 verlaufen können. Der Kanal 136 dient weiterhin der Gewichtsreduzierung, um das Rotationträgheitsmoment der Aufnahme 12 zu minimieren, um mit möglichst geringen Drehmomenten eine hohe Drehbeschleunigung zu erreichen.How 6 further shows, a channel running in the longitudinal direction of the longitudinal member 13 is formed in the longitudinal member 13 through which cables for energizing the electromagnets 134 can run. The channel 136 is also used to reduce the weight in order to minimize the rotational moment of inertia of the receptacle 12 in order to achieve a high rotational acceleration with the lowest possible torque.

Aufgrund der Schwenkarme 14 ist das Aufnahmebett 131 für die Tragschiene 1 bei der Drehbewegung exzentrisch von der Drehachse angeordnet. Bevorzugt liegt der Abstand, um den das Aufnahmebett 131 von der Drehachse beabstandet ist, im Bereich von 20 bis 30 Millimetern (mm) und besonders bevorzugt bei etwa 23 mm. Grund ist, dass im Durchschnitt der Massenschwerpunkt der zu beschriftenden elektrischen Geräte 2 - insbesondere bei Reihenklemmen - etwa 23 mm über der Tragschienenaufnahme der elektrischen Geräte 2 liegt. Wird das Aufnahmebett 131 um den genannten Abstand von der Drehachse beabstandet, werden die elektrischen Geräte 2 im Durchschnitt in ihrem eigenen Massenschwerpunkt gedreht, was eine schnelle und möglichst trägheitslose Drehbewegung ermöglicht. So werden die bei einer Beschleunigung der Drehbewegung auftretenden Kräfte minimiert. Auf diese Weise wird eine möglichst hohe Drehbeschleunigung und damit schnell auszuführende Schwenkbewegung erreicht, was den Markierungsvorgang insgesamt verkürzt.Due to the swivel arms 14, the receiving bed 131 for the support rail 1 is arranged eccentrically from the axis of rotation during the rotary movement. Preferably, the distance that receiving bed 131 is spaced from the axis of rotation is in the range of 20 to 30 millimeters (mm), and more preferably about 23 mm. The reason is that, on average, the center of gravity of the electrical devices 2 to be labeled--especially in the case of terminal blocks--is about 23 mm above the mounting rail receptacle for the electrical devices 2. If the receiving bed 131 is spaced from the axis of rotation by the distance mentioned, the electrical devices 2 are rotated on average in their own center of mass, which enables a rapid and as inertia-free rotary movement as possible. This minimizes the forces that occur when the rotary movement is accelerated. In this way, the highest possible rotational acceleration and thus a pivoting movement that can be carried out quickly is achieved, which shortens the marking process overall.

Bevorzugt sind der Antrieb 16 und die Rotationsdurchführung 17 so ausgebildet, dass ein unbegrenzter Drehwinkel bei der Drehung der Aufnahme 12 möglich ist. Auf diese Weise kann die Dreh- bzw. Schwenkbewegung der Aufnahme 12 unbeeinträchtigt von anderenfalls gegebenen Einschränkungen jederzeit in jede Richtung erfolgen. Die sich für den Markierungsprozess ergebenen Vorteil werden später noch detaillierter erläutert.The drive 16 and the rotary bushing 17 are preferably designed in such a way that an unlimited angle of rotation is possible when the receptacle 12 is rotated. In this way, the pivoting movement of the receptacle 12 can take place in any direction at any time without being affected by the restrictions that might otherwise exist. The advantages resulting from the marking process will be explained in more detail later.

Wie bereits zuvor erwähnt ist, ist seitlich neben der Schwenkvorrichtung 10 im Bereich der Aufnahme 12 die Laseranordnung 20 angeordnet. Die eigentliche Markierung auf den elektrischen Geräten 2, also in dem dargestellten Beispiel auf den Reihenklemmen 2, erfolgt durch einen Laserkopf 21, der alle zur Aufbringung der Beschriftung notwendigen Komponenten, insbesondere einen Laser sowie Ablenk- und ggf. Fokussiereinheiten, um den Laserstrahl zur Aufbringung der Markierung ablenken zu können, umfasst.As already mentioned above, the laser arrangement 20 is arranged laterally next to the pivoting device 10 in the area of the receptacle 12 . The actual marking on the electrical devices 2, i.e. on the terminal blocks 2 in the example shown, is carried out by a laser head 21, which has all the components required for applying the label, in particular a laser as well as deflection and, if necessary, focusing units, in order to apply the laser beam to be able to distract from the marking.

Zur Markierung der elektrischen Geräte 2 mit einem Laser können verschiedene Techniken eingesetzt werden. Beispielsweise ist es möglich, als Laser des Laserkopfs 21 einen Infrarotlaser einzusetzen, z.B. einen CO2-Laser, der Licht einer Wellenlänge von etwa 10,6 Mikrometern (µm) emittiert. Bei einem Einsatz eines Infrarotlasers ist es üblich, dass auf den elektrischen Geräten 2 für Infrarotstrahlung sensitive Markierfelder vorgesehen sind, die sich beim Auftreffen von infraroter Laserstrahlung verfärben, so dass eine Markierung angebracht werden kann. Die Markierfelder können in Form von Aufklebern, aufgebrachten Beschichtungen und/oder durch abschnittsweise Verwendung eines entsprechend infrarotsensitiven Kunststoffs bei den elektrischen Geräten vorliegen.Various techniques can be used to mark the electrical devices 2 with a laser. For example, it is possible to use an infrared laser as the laser of the laser head 21, for example a CO 2 laser, which emits light with a wavelength of approximately 10.6 micrometers (μm). When using an infrared laser, it is common for marking fields sensitive to infrared radiation to be provided on the electrical devices 2, which change color when the infrared laser radiation hits them, so that a marking can be applied. The marking fields can be in the form of stickers, applied coatings and/or by using a corresponding infrared-sensitive plastic in some sections of the electrical devices.

Weiter ist es möglich und bevorzugt, einen Laserkopf 21 mit einem im ultravioletten Wellenlängenbereich von etwa 190 bis 380 Nanometern (nm), insbesondere bei 355 nm emittierenden Laser einzusetzen. Ein solcher Laser kann beispielsweise ein Nd:YAG-Laser oder auch ein CO2-Laser mit nachgeordnete Frequenzverdreifachung sein. Licht im UV-Wellenlängenbereich bietet den Vorteil, dass Markierungen auf nahezu jeder Kunststoffoberfläche angebracht werden können. Die elektrischen Geräte können nach wie vor vorgesehene Felder zur Markierung aufweisen, diese müssen jedoch nicht mit einer speziellen Beschichtung oder einem speziellen Kunststoff versehen sein. Zudem ist es möglich, auch auf nicht extra ausgewiesenen Bereichen der elektrischen Geräte Markierungen anzubringen. Durch geeignete Parameter und Fokussierung der Laserstrahlung können zudem nicht nur reine Farbumschläge zur Markierung genutzt werden, sondern es kann ein Materialabtrag oder ein Materialmodifikation des markierten Materials erreicht werden, die die Markierungen ertastbar macht (taktile Markierung).Furthermore, it is possible and preferred to use a laser head 21 with a laser emitting in the ultraviolet wavelength range of approximately 190 to 380 nanometers (nm), in particular at 355 nm. Such a laser can be, for example, an Nd:YAG laser or a CO 2 laser with downstream frequency trebling. Light in the UV wavelength range offers the advantage that markings can be applied to almost any plastic surface. The electrical devices can still have fields provided for marking, but these do not have to be provided with a special coating or a special plastic. It is also possible to attach markings to areas of the electrical equipment that are not specially designated. With suitable parameters and focussing of the laser radiation, not only pure color changes can be used for marking, but material removal or material modification of the marked material can be achieved, which makes the markings tactile (tactile marking).

Der Laserkopf 21 ist angesteuert durch die hier nicht dargestellte Steuereinrichtung, um innerhalb eines Fokusfelds 4 eine Beschriftung aufzubringen. Das Fokusfeld 4 ist in den Fig. 1-4 dargestellt. Die genaue Größe, sowie der Abstand, in dem sich das Fokusfeld 4 vor dem Laserkopf 21 befindet, sind abhängig von den Abbildungseigenschaften des Laserkopfs 21. Innerhalb des Fokusfelds 4 kann der Laserkopf 21 Markierungen, insbesondere Schriftzeichen, Ziffern und/oder Symbole, auf zu markierenden Flächen aufbringen. In der Regel wird ein im Laserkopf 21 erzeugter Laserstrahl über mehrere dreh- oder schwenkbare Spiegel abgelenkt, um jeden Punkt im Fokusfeld 4 zu erreichen. Da die Spiegel eine geringe Massenträgheit aufweisen, ist die Bewegung der Spiegel und damit die Ablenkung des Laserstrahls verglichen mit anderen mechanischen Bewegungen im System ein schneller Vorgang.The laser head 21 is controlled by the control device, not shown here, in order to apply an inscription within a focal field 4 . The focus field 4 is in the Figures 1-4 shown. The exact size and the distance at which the focus field 4 is located in front of the laser head 21 depend on the imaging properties of the laser head 21. Within the focus field 4, the laser head 21 can apply markings, in particular characters, numbers and/or symbols, to surfaces to be marked. As a rule, a laser beam generated in the laser head 21 is deflected via a number of rotating or swiveling mirrors in order to reach every point in the focal field 4 . Since the mirrors have a low inertia, the movement of the mirrors and thus the deflection of the laser beam is a fast process compared to other mechanical movements in the system.

Wie in den Fig. 1-4 ersichtlich ist, ist das Fokusfeld 4 kleiner als die maximale Länge der Tragschiene 1 mit den zu beschriftenden elektrischen Geräten 2. Um eine Beschriftung entlang der gesamten Länge der Tragschiene 1 zu ermöglichen, weist die Laseranordnung 20 eine Linearführung 22 in Längsrichtung des Längsträgers 13 auf. Diese Richtung wird nachfolgend auch als z-Richtung bezeichnet. Die Linearführung 22 erstreckt sich über die im Wesentlichen gesamte Länge der Aufnahme 12 der Schwenkvorrichtung 10. Die Linearführung 22 kann z.B. in Form eines Spindel- oder Zahnstangenantriebs ausgebildet sein. Es sind jedoch auch andere Antriebe möglich. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind Antriebsmotoren der Linearführung 22 in den Figuren nicht explizit dargestellt.As in the Figures 1-4 As can be seen, the focal field 4 is smaller than the maximum length of the mounting rail 1 with the electrical devices 2 to be inscribed. In order to enable inscription along the entire length of the mounting rail 1, the laser arrangement 20 has a linear guide 22 in the longitudinal direction of the longitudinal beam 13. This direction is also referred to below as the z-direction. The linear guide 22 extends over essentially the entire length of the receptacle 12 of the pivoting device 10. The linear guide 22 can be designed, for example, in the form of a spindle or rack and pinion drive. However, other drives are also possible. For reasons of clarity, drive motors of the linear guide 22 are not shown explicitly in the figures.

An einem bewegbaren Schlitten der Linearführung 22 ist der Laserkopf 21 über eine Halterung befestigt, die eine Positionseinstellung des Laserkopfs 21 auch in die senkrecht zur z-Richtung stehenden x- und y-Richtungen ermöglicht. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Linearführung 23 in x-Richtung und eine Linearführung 24 in y-Richtung vorgesehen. Die x-Richtung verläuft im dargestellten Beispiel horizontal und die y-Richtung senkrecht.The laser head 21 is fastened to a movable carriage of the linear guide 22 via a holder, which also enables the position of the laser head 21 to be adjusted in the x and y directions perpendicular to the z direction. In the exemplary embodiment shown, a linear guide 23 is provided in the x-direction and a linear guide 24 in the y-direction. In the example shown, the x-direction runs horizontally and the y-direction runs vertically.

Durch Verschiebung des Laserkopfs 21 in x-Richtung über die Linearführung 23 kann der Abstand des Laserkopfs 21 von dem zu beschriftenden Bereich verändert werden. Durch die Verschiebung in y-Richtung mit Hilfe der Linearführung 24 können weiter oben bzw. unten liegende zu markierende Bereiche erreicht werden. Falls der Laserkopf 21 über eine interne Möglichkeit der Verstellung des Fokusabstands verfügt, kann ggf. auf die Linearführung 23 verzichtet werden und diese als Halterung mit einem festen Abstand ausgebildet sein. Falls die Modellvielfalt der zu beschriftenden elektrischen Geräte 2 keine großen Höhenunterschiede der Geräte vorsieht, kann unter Umständen auf eine Linearführung in y-Richtung verzichtet werden und die entsprechende Linearführung 24 kann als feste Halterung ausgebildet sein. Der Höhenunterschied bezieht sich auf eine Variation des Abstands der zu markierenden Bereiche von der Tragschiene.By moving the laser head 21 in the x-direction via the linear guide 23, the distance between the laser head 21 and the area to be inscribed can be changed. By shifting in the y-direction with the help of the linear guide 24, areas to be marked that are further up or down can be reached. If the laser head 21 has an internal possibility of adjusting the focus distance, the linear guide 23 can be dispensed with and this can be designed as a holder with a fixed distance. If the variety of models of the electrical devices 2 to be inscribed does not provide for large differences in the height of the devices, a linear guide in the y-direction can possibly be dispensed with and the corresponding linear guide 24 can be designed as a fixed mount. The height difference refers to a variation in the distance of the areas to be marked from the mounting rail.

Die Laseranordnung weist eine Bilderfassungseinrichtung 25 auf, z.B. eine Kamera, insbesondere eine Zeilenkamera. Diese kann unabhängig von dem Laserkopf 21 so angeordnet sein, dass sie auf die Schwenkvorrichtung 10 und damit eine eingesetzte Tragschiene 1 ausgerichtet ist. Vorteilhaft ist - wie auch bei der hier gezeigten Vorrichtung - die Bilderfassungseinrichtung so angeordnet, dass sie von der Linearführung 22 in x-Richtung entlang der Tragschienenaufnahme verfahrbar ist. Die Bilderfassungseinrichtung kann dazu an dem Laserkopf 21 angeordnet sein oder sie ist, wie vorliegend, integral in diesem ausgebildet. In dem Fall ist sie nicht nur in x-Richtung, sondern auch in z-Richtung und ggf. y-Richtung verfahrbar. Eine Kombination einer Zeilenkamera, deren aufgenommene Bildzeile quer, insbesondere senkrecht zur x-Richtung ausgerichtet ist, und einer Verfahrbarkeit in x-Richtung ermöglicht es, Tragschienen 1 jeder Länge in jeweils einem Bild mit variabler Pixelanzahl in x-Richtung abzubilden.The laser arrangement has an image acquisition device 25, e.g. a camera, in particular a line camera. This can be arranged independently of the laser head 21 in such a way that it is aligned with the pivoting device 10 and thus with a support rail 1 that is used. As with the device shown here, the image acquisition device is advantageously arranged in such a way that it can be moved by the linear guide 22 in the x-direction along the mounting rail receptacle. For this purpose, the image acquisition device can be arranged on the laser head 21 or, as in the present case, it is formed integrally in this. In this case, it can be moved not only in the x-direction, but also in the z-direction and, if necessary, the y-direction. A combination of a line camera whose recorded image line is oriented transversely, in particular perpendicularly, to the x-direction and movability in the x-direction makes it possible to image support rails 1 of any length in an image with a variable number of pixels in the x-direction.

Die Bilderfassungseinrichtung 25 kann in verschiedenen Stadien des Markierungsvorgangs eingesetzt werden. Zum einen kann die Bilderfassungseinrichtung 25 genutzt werden, um eine Tragschiene 1 nach dem Einsetzen abzubilden, ggf. in verschiedenen Schwenkstellungen, um zu überprüfen, ob die eingesetzte und zu beschriftende Tragschiene 1 korrekt konfiguriert ist, z.B. ob sie tatsächlich die zu beschriftenden elektrischen Geräte 2 in der korrekten Orientierung und Reihenfolge aufweist. Weiter kann überprüft werden, ob die Geräte 2 dahingehend korrekt positioniert sind, dass Markierungsflächen, auf die die Markierungen aufgebracht werden sollen, sich an der Position befinden, die für die jeweilige Markierung gespeichert ist. Wenn sich dabei Abweichungen zeigen, die innerhalb eines vorgebbaren Toleranzbereichs liegen, kann eine Anpassung der Positionen, an denen die Markierungen nachfolgend aufgebracht werden, an die aufgefundenen Positionen der Markierungsflächen angepasst werden. Diese Vorgehensweise wird nachfolgend noch detaillierter erläutert.The image capture device 25 can be used at various stages of the marking process. On the one hand, the image acquisition device 25 can be used to image a mounting rail 1 after it has been inserted, if necessary in different pivoted positions, in order to check whether the mounting rail 1 that has been inserted and is to be labeled is configured correctly, e.g. whether it actually contains the electrical devices 2 to be labeled in the correct orientation and order. Furthermore, it can be checked whether the devices 2 are correctly positioned in such a way that the marking surfaces to which the markings are to be applied are in the position that is stored for the respective marking. If there are deviations that lie within a predeterminable tolerance range, the positions at which the markings are subsequently applied can be adapted to the positions of the marking areas found. This procedure is explained in more detail below.

Zum anderen kann die Bilderfassungseinrichtung 25 eingesetzt werden, um den eigentlichen Markierungsvorgang zu überwachen. Eine aufgebrachte Markierung kann auf Korrektheit und/oder Lesbarkeit überprüft werden. Dazu kann ein erneutes Abbild der Tragschiene 1 und den elektrischen Geräten 2 aufgenommen werden, nachdem die Markierungen aufgebracht wurden. Insbesondere wenn sich die Bilderfassungseinrichtung mit dem Laserkopf 21 mitbewegt, kann eine Prüfung jeder einzelnen Markierung unmittelbar nach oder sogar während ihres Aufbringens erfolgen.On the other hand, the image acquisition device 25 can be used to monitor the actual marking process. An applied marking can be checked for correctness and/or legibility. For this purpose, a new image of the mounting rail 1 and the electrical devices 2 can be recorded after the markings have been applied. In particular, when the image acquisition device moves with the laser head 21, each individual marking can be checked immediately after or even during its application.

Nachfolgend wird der Markierungsvorgang näher erläutert.The marking process is explained in more detail below.

Zum Aufbringen der Markierung auf die elektrischen Geräte 2 der Tragschiene 1 wird der Laserkopf 21 mit Hilfe der Linearführung 22 so verfahren, dass zumindest ein Teil der aufzubringenden Markierungen im Bereich des Fokusfelds 4 liegen. Beispielsweise sind in der Fig. 1 Markierungsebenen 3 eingezeichnet, die Ebenen angeben, in denen Markierungen auf den verschiedenen Reihenklemmen 2 anzubringen sind. Beim Beispiel der Fig. 1 ist eine Mehrzahl gleicher Reihenklemmen 2 auf der Tragschiene 1 angeordnet, wobei zu markierende Bereiche auf verschiedenen Seiten der Reihenklemmen 2 an unterschiedlich hoch (gegenüber der Tragschiene 1) angeordneten Kontakten angeordnet sind. In einer Markierungsebene 3 sind alle Markierungen aufgenommen, die auf eine oder mehrere der Reihenklemmen 2 aufgebracht werden können, ohne dass entweder die Aufnahme 12 verschwenkt oder der Laserkopf 21 verfahren werden muss.To apply the marking to the electrical devices 2 of the mounting rail 1 , the laser head 21 is moved with the aid of the linear guide 22 in such a way that at least some of the markings to be applied are in the area of the focal field 4 . For example, in the 1 Marking levels 3 drawn in, indicating the levels in which markings on the various terminal blocks 2 are to be attached. In the example of 1 a plurality of identical terminal blocks 2 is arranged on the mounting rail 1, with areas to be marked being arranged on different sides of the terminal blocks 2 at different heights (compared to the mounting rail 1) arranged contacts. All markings that can be applied to one or more of the terminal blocks 2 are recorded in a marking plane 3 without the receptacle 12 having to be pivoted or the laser head 21 having to be moved.

In den Fig. 7a und 7b ist die Tragschiene 1 mit aufgerasteten elektrischen Geräten 2, die auch in Fig. 5 zu sehen ist, separat von der Markiervorrichtung dargestellt, um die verschiedenen Markierungsebenen 3 besser veranschaulichen zu können. Die Fig. 7a und 7b geben die Tragschiene 1 jeweils aus unterschiedlichen Blickrichtungen in isometrischen Darstellungen wieder.In the Figure 7a and 7b is the mounting rail 1 with snapped-on electrical devices 2, which are also in figure 5 can be seen, shown separately from the marking device in order to be able to better illustrate the different marking planes 3. The Figure 7a and 7b show the support rail 1 from different perspectives in isometric representations.

In diesen Figuren sind beispielhaft verschiedene bereits aufgebrachte Markierungen 5 auf den elektrischen Geräte 2, also den Reihklemmen 2, dargestellt. Die Markierungen 5 sind zum großen Teil Anschlussmarkierungen, die auf dafür vorgesehenen Feldern neben Anschlüssen angebracht sind. Weitere der Markierungen 5 betreffen z.B. kundenspezifische Identifikations- oder Auftragsnummern oder Baugruppenbezeichnungen o.ä.In these figures, various markings 5 that have already been applied to the electrical devices 2, that is to say the terminal blocks 2, are shown as examples. The markings 5 are for the most part connection markings that are attached to the fields provided next to connections. Other markings 5 relate, for example, to customer-specific identification or order numbers or assembly designations or the like.

Zum Aufbringen der Markierungen 5 werden nacheinander die verschiedenen Markierungsebenen 3 in die Ebene des Fokusfelds 4 gebracht, was durch Verschwenken der Aufnahme 12 und ggf. durch Betätigen der Linearführung 22 in z-Richtung und/oder der Linearführung 23 in x-Richtung und/oder der Linearführung 24 in z-Richtung erfolgt. Alle in der Markierungsebene 3, die sich dann im Fokusfeld 4 befindet, liegenden Markierungen werden vom Laserkopf 21 aufgebracht, bevor eine nächste der Markierungsebenen 3 in das Fokusfeld 4 gebracht wird.To apply the markings 5, the various marking planes 3 are successively brought into the plane of the focus field 4, which is achieved by pivoting the receptacle 12 and, if necessary, by actuating the linear guide 22 in the z-direction and/or the linear guide 23 in the x-direction and/or of the linear guide 24 takes place in the z-direction. All markings in the marking plane 3, which is then in the focus field 4, are made by the laser head 21 applied before a next one of the marking planes 3 is brought into the focus field 4.

Wie Fig. 3 zeigt können aufgrund der beliebigen Verschwenkbarkeit der Aufnahme 12 auch Markierungen an der Unterseite der Reihenklemmen 2 angebracht werden. Die freie Verschwenkbarkeit ermöglicht es auch, über die Unterseite des Längsträgers 13 auf die andere Seite der Reihenklemmen 2 zu wechseln. Wenn beispielsweise auf beiden Seiten der Reihenklemmen 2 schräg nach unten geneigte Beschriftungsfelder vorgesehen sind, würde ein Drehen über die Unterseite, also eine Drehung, bei der nicht die Oberseite der Reihenklemme 2 den Laserkopf 21 passiert, sondern die Unterseite des Längsträgers 13, zu einer Drehbewegung von weniger als 180° führen, anstelle eine Drehbewegung mit mehr als 180° über die Oberseite ausführen zu müssen.How 3 shows 12 markings can also be attached to the underside of the terminal blocks 2 due to the arbitrary pivotability of the recording. The free pivotability also makes it possible to switch to the other side of the terminal blocks 2 via the underside of the longitudinal beam 13 . If, for example, labeling fields are provided on both sides of the terminal block 2 that are inclined downwards, turning over the underside, i.e. a rotation in which the upper side of the terminal block 2 does not pass the laser head 21, but the underside of the longitudinal beam 13, would result in a rotary movement less than 180° instead of having to rotate more than 180° over the top.

Die verschiedenen Markierungsebenen 3 sind durch ihre Lage im Raum sowie ihre Abmessungen charakterisiert. Zusammenfassend werden diese Eigenschaften als Ortskoordinaten einer Markierungsebene 3 bezeichnet. Im Hinblick auf die Lage im Raum ist nicht nur die Position, sondern insbesondere auch eine Neigung der Markierungsebenen 3, relevant, da Markierungen, um nicht verzerrt und/oder unscharf zu werden, nur auf Flächen aufgebracht werden können, die im Hinblick auf den Abstand zum Laserkopf 21 aber auch im Hinblick auf die Neigung in dem Fokusfeld 4 liegen.The various marking planes 3 are characterized by their position in space and their dimensions. In summary, these properties are referred to as location coordinates of a marking plane 3 . With regard to the position in space, not only the position, but also in particular an inclination of the marking planes 3 is relevant, since markings can only be applied to surfaces that are not distorted and/or blurred in terms of the distance to the laser head 21 but also lie in the focal field 4 with regard to the inclination.

Um die Markierungen 5 auf den elektrischen Geräten 2 der Tragschiene 1 aufzubringen, werden der Steuereinrichtung, die sowohl den Laserkopf 21 als auch die Linearführungen 22-24 und auch den Antrieb 16 der Schwenkaufnahme 12 ansteuert, Informationen über die Konfiguration der Tragschiene 1, d.h. über die aufgerasteten elektrischen Geräte 2 übermittelt, sowie Informationen darüber, auf welchem Gerät an welcher Position mit welcher Neigung welche Markierung 5 aufzubringen ist. Diese Informationen werden im Rahmen dieser Anmeldung zusammenfassend auch als Markierungsanweisungen bezeichnet.In order to apply the markings 5 to the electrical devices 2 of the mounting rail 1, the control device, which controls both the laser head 21 and the linear guides 22-24 and also the drive 16 of the swivel mount 12, is given information about the configuration of the mounting rail 1, i.e. about transmits the latched electrical devices 2, as well as information about which marking 5 is to be applied to which device at which position and with what inclination. In the context of this application, this information is also collectively referred to as marking instructions.

Um die Markierungen 5 aufzubringen, werden in einem ersten Verfahrensteil zunächst die Markierungsebenen 3 ermittelt, in denen Markierungen 5 bzw. die zugrundeliegenden Markierungsanweisungen zusammengefasst sind. Eine Markierungsebene 3 beinhaltet somit mindestens eine, bevorzugt eine Mehrzahl von Markierungen 5, die alle in dieser Markierungsebene 3 liegen und die sich zudem im Hinblick auf zu verwendende Markierungsparameter nicht unterscheiden. Markierungsparameter betreffen die Einstellung des Lasers des Laserkopfs 21, die zur Aufbringung der Markierung eingestellt werden müssen. Ein Markierungsparameter ist z.B. die Leistung des Lasers und die Beschriftungsgeschwindigkeit, die gemeinsam den Energieeintrag pro Fläche der Beschriftung beeinflussen. Diese Markierungsparameter sind im Wesentlichen von dem Material, auf das die Markierung 5 aufgebracht wird, abhängig. Auch Informationen über das zu markierende Material sind mit dem Datensatz, der die Tragschiene 1 und die elektrischen Geräte 2 beschreibt, verfügbar. Sie können unmittelbar mit in die Markierungsanweisungen eingebunden sein oder auch über verlinkte Produktinformationen zugänglich sein.In order to apply the markings 5, the marking levels 3 in which the markings 5 or the marking instructions on which they are based are combined are first determined in a first part of the method. A marking level 3 thus contains at least one, preferably a plurality of markings 5, all of which are located in this marking level 3 and which also do not differ with regard to the marking parameters to be used. Marking parameters relate to the setting of the laser of the laser head 21, which must be set in order to apply the marking. A marking parameter is, for example, the power of the laser and the inscription speed, which together influence the energy input per area of the inscription. These marking parameters are essentially dependent on the material to which the marking 5 is applied. Information about the material to be marked is also available with the data record that describes the mounting rail 1 and the electrical devices 2 . They can be integrated directly into the marking instructions or be accessible via linked product information.

Ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Festlegen der verschiedenen Markierungsebenen 3 ist in Fig. 8 in Form eines Flussdiagramms dargestellt.An embodiment of a method for defining the different marking levels 3 is in 8 presented in the form of a flowchart.

In einem ersten Schritt S1 wird zunächst aus den übertragenen Informationen über die aufzubringenden Markierungen 5 eine erste (bzw. in nachfolgenden Wiederholungen des Schrittes 1 eine nächste) Markierungsanweisung abgerufen.In a first step S1, a first (or in subsequent repetitions of step 1, a next) marking instruction is retrieved from the transmitted information about the markings 5 to be applied.

In einem nächsten Schritt S2 wird ermittelt, ob die von dieser Markierungsanweisung spezifizierte Markierung 5 mit gleichen Markierungsparametern auf dem gleichen elektrischen Gerät 2 aufzubringen ist wie die zuletzt betrachtete. Falls dem nicht so ist - wie z.B. beim ersten Durchlauf des Verfahrens - verzweigt das Verfahren zu einem nächsten Schritt S3, in dem überprüft wird, ob die Ausrichtung der zu markierenden Fläche die gleiche ist wie bei zuvor vorgenommenen Markierungen 5. Ist dem nicht so, verzweigt das Verfahren zu einem nächsten Schritt S4, in dem eine neue Markierungsebene 3 erzeugt wird.In a next step S2, it is determined whether the marking 5 specified by this marking instruction is to be applied to the same electrical device 2 with the same marking parameters as the last considered. If this is not the case - e.g. in the first run of the method - the method branches to a next step S3, in which it is checked whether the alignment of the area to be marked is the same as with previously made markings 5. If this is not the case, the method branches to a next step S4, in which a new marking level 3 is generated.

In einem nächsten Schritt S9 wird dann überprüft, ob weitere Markierungsanweisungen, die noch keiner Markierungsebene 3 zugeordnet sind, vorliegen Falls keine weiteren noch nicht zugeordneten Markierungsanweisungen vorliegen, ist dieser Verfahrensabschnitt abgeschlossen. Wenn weitere Markierungsanweisungen vorliegen, die noch keiner Markierungsebene 3 zugeordnet sind, verzweigt das Verfahren zurück zum Schritt S1, in dem die nächste Markierungsanweisung abgerufen wird.In a next step S9, a check is then carried out to determine whether there are further marking instructions which have not yet been assigned to a marking level 3. If there are no further marking instructions which have not yet been assigned, this method section is complete. If there are further marking instructions that are not yet assigned to a marking level 3, the method branches back to step S1, in which the next marking instruction is called up.

Falls in dem Schritt S2 festgestellt wird, dass die aktuell betrachtete Markierungsanweisung dasselbe elektrische Gerät betrifft wie die zuvor bearbeitete und auch die dieselben Markierungsparameter eingesetzt werden, sind die benötigten Markierungsebenen in der Regel schon angelegt und es muss nicht unbedingt eine neue Markierungsebene eröffnet werden. Das Verfahren wird in dem Fall in einem Schritt S5 fortgesetzt. Der Schritt S5 wird ebenfalls erreicht, wenn im Schritt S3 festgestellt wird, dass die aktuelle Markierungsanweisung ein anderes als das zuvor betrachtete elektrische Gerät 2 betrifft, jedoch die Markierung 5 auf einer Fläche mit gleicher Ausrichtung aufgebracht werden soll.If it is determined in step S2 that the marking instruction currently being considered relates to the same electrical device as the previously processed one and that the same marking parameters are also used, those are the required ones Marking levels are usually already created and a new marking level does not necessarily have to be opened. In this case, the method is continued in a step S5. Step S5 is also reached if it is determined in step S3 that the current marking instruction relates to an electrical device 2 that is different from the one previously considered, but that the marking 5 is to be applied to a surface with the same alignment.

In dem folgenden Schritt S5 wird abgefragt, ob die Markierung 5 auf gleichem zu markierenden Material oder zumindest auf einem Material, das gleiche Einstellung des Lasers des Laserkopfs 21 erfordert, erfolgen soll. Wenn das nicht so ist, d.h. wenn geänderte Markierungsparameter zu verwenden sind, verzweigt das Verfahren zum Schritt S4, in dem eine neue Markierungsebene 3 generiert wird.In the following step S5, a query is made as to whether the marking 5 is to be made on the same material to be marked or at least on a material that requires the same setting of the laser of the laser head 21. If this is not the case, i.e. if changed marking parameters are to be used, the method branches to step S4, in which a new marking level 3 is generated.

Falls die Markierungsparameter nicht geändert werden müssen, verzweigt das Verfahren zu einem nächsten Schritt S6. In dem Schritt S6 wird überprüft, ob die aktuelle Markierung innerhalb des Fokusbereichs einer der bereits erstellten Markierungsebenen 3 liegt. Hintergrund ist, dass die Fokusebene 4 des Laserkopfs 21 eine - wenn auch kleine - Tiefenschärfe bis zu typischerweise einigen Millimetern im Abstand zulässt. Markierungen, die bei gleicher Ausrichtung der zu markierenden Fläche und gleichen geforderten Laserparametern, sich im Hinblick auf den Abstand des Laserkopfs 21 zur Fläche nur um wenige Millimeter (bzw. einen Abstandsunterschied im Bereich der Tiefenschärfe) unterscheiden, können daher in derselben Markierungsebene 3 zusammengefasst werden.If the marking parameters do not have to be changed, the method branches to a next step S6. In step S6, it is checked whether the current marking is within the focus area of one of the marking planes 3 that have already been created. The background to this is that the focal plane 4 of the laser head 21 allows a depth of focus, albeit small, of up to typically a few millimeters at a distance. Markings which, with the same alignment of the surface to be marked and the same required laser parameters, only differ by a few millimeters (or a distance difference in the depth of field) with regard to the distance between the laser head 21 and the surface can therefore be combined in the same marking plane 3 .

Falls die aktuelle aufzubringende Markierung 5 jedoch außerhalb des Fokusbereichs liegt, verzweigt das Verfahren wiederum zum Schritt S4, um eine neue Markierungsebene zu generieren. Falls die aktuelle Markierung in dem Fokusbereich einer bereits bestehenden Markierungsebene 3 liegt, verzweigt das Verfahren zu einem Schritt S7, in dem überprüft wird, ob die aufzubringende Markierung 5 eventuell verschattet ist. Eine Verschattungssituation kann z.B. vorliegen, wenn aus Sicht des Laserkopf 21 die Markierung 5 hinter einem hervorstehenden Teil eines benachbarten elektrischen Geräts 2 liegt, so dass die Laserstrahlen den Markierungsbereich aus der vorliegenden Position des Laserkopfes heraus gar nicht erreichen könnten. Falls eine solche Verschattungssituation für die aktuell betrachtete Markierungsanweisung vorliegt, verzweigt das Verfahren zum Schritt S4, um die Markierungsanweisung einer neuen Markierungsebene zuzuweisen.However, if the current marking 5 to be applied is outside the focus area, the method again branches to step S4 in order to generate a new marking plane. If the current marking is in the focus area of an already existing marking plane 3, the method branches to a step S7, in which it is checked whether the marking 5 to be applied is possibly shaded. A shading situation can exist, for example, if the laser head 21 sees the marking 5 behind a protruding part of an adjacent electrical device 2, so that the laser beams cannot reach the marking area from the current position of the laser head. If such a shading situation exists for the marking instruction currently being considered, a branch is made the process to step S4 to assign the marking instruction to a new marking plane.

Falls keine Verschattungssituation für die aktuelle Markierungsanweisung besteht, verzweigt das Verfahren zu einem nächsten Schritt S8, in dem die aktuelle Markierungsanweisung dieser bereits bestehenden Markierungsebene 3 zugefügt wird. Auch vom Schritt S8 wird das Verfahren mit dem Schritt S9 fortgeführt, um ggf. weitere Markierungsanweisungen zu betrachten.If there is no shadowing situation for the current marking instruction, the method branches to a next step S8, in which the current marking instruction of this already existing marking level 3 is added. The method is also continued from step S8 with step S9 in order to consider further marking instructions, if necessary.

Zum eigentlichen Aufbringen der Markierungen 5 auf die elektrischen Geräte 2 werden dann nacheinander die verschiedenen Markierungsebenen 3 in die Ebene des Fokusfelds 4 gebracht, was durch Verschwenken der Aufnahme 12 und ggf. durch Betätigen der Linearführung 22 in z-Richtung und/oder der Linearführung 23 in x-Richtung und/oder der Linearführung 24 in z-Richtung erfolgt. Alle in der Markierungsebene 3, die sich dann im Fokusfeld 4 befindet, liegenden Markierungen werden vom Laserkopf 21 aufgebracht, bevor eine nächste der Markierungsebenen in das Fokusfeld 4 gebracht wird.For the actual application of the markings 5 to the electrical devices 2, the various marking planes 3 are then successively brought into the plane of the focal field 4, which is achieved by pivoting the receptacle 12 and, if necessary, by actuating the linear guide 22 in the z-direction and/or the linear guide 23 takes place in the x-direction and/or the linear guide 24 in the z-direction. All the markings lying in the marking plane 3, which is then in the focus field 4, are applied by the laser head 21 before the next one of the marking planes is brought into the focus field 4.

Um die Reihenfolge zu ermitteln, in der die generierten Markierungsebenen 3 ausgehend von einer neutralen Startposition des Laserkopfs 21 und auch der Aufnahme 12 angefahren und abgearbeitet werden, werden anmeldungsgemäß die verschiedenen Bewegungen des Laserkopfs 21 bzw. der Aufnahme 12 für die Tragschiene 1, die für einen Wechsel zur nächsten Markierungsebene notwendig sind, berücksichtigt. Diese Bewegungen werden mit verschiedenen Prioritäten belegt, wobei die Bewertung von der involvierten Zeit für die Durchführung der Bewegung abhängt. Da insbesondere bei dem Aufbau der Markiervorrichtung, wie er im Zusammenhang mit den Fig. 1-6 beschrieben ist, ein Verschwenken der Tragschiene 1 deutlich schneller erfolgen kann als ein Verfahren des Laserkopfs entlang der Tragschiene 1, hat das Kriterium "kein Verfahren des Laserkopfs 21 in z-Richtung" eine höhere Priorität als das Kriterium "keine Drehung der Aufnahme 12".In order to determine the sequence in which the generated marking planes 3 are approached and processed, starting from a neutral starting position of the laser head 21 and also the holder 12, the various movements of the laser head 21 and the holder 12 for the mounting rail 1, which are required for changing to the next marking level is taken into account. These movements are assigned different priorities, with the evaluation depending on the time involved in completing the movement. Since, in particular, in the construction of the marking device, as in connection with the Figures 1-6 is described, a pivoting of the support rail 1 can take place much faster than a movement of the laser head along the support rail 1, the criterion "no movement of the laser head 21 in the z-direction" has a higher priority than the criterion "no rotation of the receptacle 12".

Auch den anderen beiden Bewegungsfreiheitsgraden des Laserkopfs 21, also die Bewegung in x- bzw. y-Richtung, kann eine Priorität zugewiesen werden. Wenngleich die Vorschubgeschwindigkeiten der Linearführungen 23, 24 für die x- und y-Richtungen in der Regel mit denen der Linearführung 22 für die z-Richtung vergleichbar sind, sind bei diesen beiden Bewegungsachsen in der Regel die zurückzulegenden Wege kleiner. Von daher hat die Prämisse "keine Bewegung in z-Richtung" in jedem Fall höhere Priorität als die Prämisse "keine Bewegung in y-Richtung" und "keine Bewegung in x-Richtung". Die Prioritäten, die der Bewegung der x- und der y-Richtung eingeräumt werden, sind vergleichbar mit denen der Verschwenkbewegung und können in einer Prioritätenreihenfolge vor oder nach dieser einsortiert werden.A priority can also be assigned to the other two degrees of freedom of movement of the laser head 21, ie the movement in the x or y direction. Although the feed speeds of the linear guides 23, 24 for the x- and y-directions are generally comparable to those of the linear guide 22 for the z-direction, the distances to be covered are generally smaller for these two movement axes. Therefore, the premise "no movement in the z-direction" always has a higher priority than the premise "no y-direction motion" and "no x-direction motion". The priorities given to the x- and y-direction motion are similar to those of the pivoting motion and can be ranked before or after it in a priority order .

Bewegungen des Laserkopfs in x-Richtung sind häufig nur sehr klein. Bewegungen in y-Richtung können größer sein, kommen aber seltener vor, da eine Bewegung in der y-Richtung aus einer Normalstellung heraus nur bei sehr großen zu beschriftenden Geräten benötigt wird. Eine Prioritätenreihenfolge "Verschwenken vor Bewegung in x-Richtung vor Bewegung in y-Richtung vor Bewegung in z-Richtung" ist daher bevorzugt.Movements of the laser head in the x-direction are often very small. Movements in the y-direction can be larger, but occur less frequently since a movement in the y-direction from a normal position is only required for very large devices to be labeled. A priority order of “pivoting before movement in the x direction before movement in the y direction before movement in the z direction” is therefore preferred.

In Fig. 9 ist in einem Flussdiagramm dargestellt, wie eine Vergabe der Prioritäten in einem Ausführungsbeispiel mit dieser bevorzugten Prioritätenreihenfolge erfolgen kann, um eine nächste Markierungsebene zur Abarbeitung durch die Markiervorrichtung auszuwählen.In 9 FIG. 12 is a flowchart showing how priorities can be assigned in an exemplary embodiment with this preferred order of priority in order to select a next marking level for processing by the marking device.

Das Verfahren iteriert durch die Menge der noch nicht abgearbeiteten Markierungsebenen, um diese mit einem Prioritätswert p zu versehen. Die Markierungsebene, die nach Abschluss des in Fig. 9 gezeigten Verfahrens den kleinsten oder einen der kleinsten Prioritätswerte p hat, wird als nächste Markierungsebene von der Markiervorrichtung abgearbeitet.The method iterates through the set of marking levels that have not yet been processed in order to provide them with a priority value p. The marker layer that will be created after completing the in 9 method shown has the lowest or one of the lowest priority values p, is processed as the next marking level by the marking device.

In einem nächsten Schritt S11 wird eine erste der noch zu bearbeitenden Markierungsebenen ausgewählt und mit einem vorläufigen Prioritätswert p = 1 belegt. In einem nächsten Schritt S12 wird betrachtet, ob ein Bearbeiten dieser aktuell betrachteten Markierungsebene ein Verschwenken der Tragschienenaufnahme zur Folge haben würde. Falls dem so ist, wird der Prioritätswert p in einem Schritt S13 um einen Wert einer Prioritätskennzahl erhöht, der dieser Bewegung zugeordnet ist. Andernfalls wird der Prioritätswert p beibehalten. Die Prioritätskennzahl für das Verschwenken der Tragschienenaufnahme ist in diesem Beispiel gleich 1 gewählt.In a next step S11, a first of the marking levels still to be processed is selected and given a provisional priority value p=1. In a next step S12, it is considered whether editing this currently considered marking plane would result in pivoting of the mounting rail receptacle. If so, the priority value p is increased in a step S13 by a value of a priority code that is associated with this movement. Otherwise, the priority value p is retained. In this example, the priority number for pivoting the DIN rail mount is 1.

In einem nächsten Schritt S14 wird ermittelt, ob ein Bearbeiten dieser aktuell betrachteten Markierungsebene ein Verfahren in x-Richtung zur Folge haben würde. Falls dem so ist, wird der Prioritätswert p in einem Schritt S15 um den Wert 2 einer dieser Bewegung zugeordneten Prioritätskennzahl erhöht, andernfalls behält er seinen Wert.In a next step S14, it is determined whether processing this currently considered marking plane would result in a movement in the x-direction. If this is the case, the priority value p is increased in a step S15 by the value 2 of a priority number assigned to this movement, otherwise it retains its value.

In einem nächsten Schritt S16 wird ermittelt, ob ein Bearbeiten dieser aktuell betrachteten Markierungsebene ein Verfahren in y-Richtung zur Folge haben würde. Falls dem so ist, wird der Prioritätswert p in einem Schritt S17 um den Wert 4 einer dieser Bewegung zugeordneten Prioritätskennzahl erhöht, andernfalls behält er seinen Wert.In a next step S16, it is determined whether processing this currently considered marking plane would result in a movement in the y-direction. If this is the case, the priority value p is increased in a step S17 by the value 4 of a priority number assigned to this movement, otherwise it retains its value.

In einem nächsten Schritt S18 wird ermittelt, ob ein Bearbeiten dieser aktuell betrachteten Markierungsebene ein Verfahren in z-Richtung zur Folge haben würde. Falls dem so ist, wird der Prioritätswert p in einem Schritt S19 um den Wert 8 einer dieser Bewegung zugeordneten Prioritätskennzahl erhöht, andernfalls behält er seinen Wert.In a next step S18, it is determined whether processing this currently considered marking plane would result in a movement in the z-direction. If this is the case, the priority value p is increased in a step S19 by the value 8 of a priority number assigned to this movement, otherwise it retains its value.

Nach dem Schritt S18 bzw. S19 wird in einem folgenden Schritt S20 abgeprüft, ob noch weitere zu bearbeitende Markierungsebenen vorliegen, denen noch kein Prioritätswert p zugeteilt wurde. Falls das so ist, verzweigt das Verfahren zurück zum Schritt S11, um die nächste noch zu bearbeitende Markierungsebene mit einem Prioritätswert p zu belegen.After step S18 or S19, a subsequent step S20 checks whether there are further marking levels to be processed that have not yet been assigned a priority value p. If this is the case, the method branches back to step S11 in order to assign a priority value p to the next marking level that is still to be processed.

Falls alle noch zu bearbeitenden Druckeben mit Prioritätswerten p belegt wurden, verzweigt das Verfahren zu einem Schritt S21, in dem die Markierungsebene 3 mit dem kleinsten Prioritätswert p ausgewählt wird. Falls es mehrere Markierungsebenen 3 mit dem kleinsten Prioritätswert p gibt, wird eine beliebige dieser Markierungsebenen 3 ausgewählt. Der Markiervorgang wird dann mit dieser Markierungsebene 3 fortgeführt.If all the print planes still to be processed have priority values p, the method branches to a step S21, in which the marking plane 3 with the lowest priority value p is selected. If there are several marking levels 3 with the lowest priority value p, any one of these marking levels 3 is selected. The marking process is then continued with this marking level 3.

Nach Fertigstellung des Markiervorgangs in dieser Markierungsebene 3 wird der in Fig. 9 gezeigte Teil des Markierverfahrens erneut durchgeführt, um wiederum ausgehend von der dann aktuellen Position des Laserkopfs 21 bzw. Drehposition der Aufnahme 12 wiederum die Prioritäten für alle weiteren Markierungsebenen 3 zu erfassen. Das Verfahren endet, wenn alle Markierungsebenen 3 abgearbeitet wurden.After completion of the marking process in this marking level 3, the in 9 The part of the marking method shown is carried out again in order to again detect the priorities for all further marking planes 3 starting from the then current position of the laser head 21 or rotational position of the receptacle 12 . The method ends when all marking levels 3 have been processed.

Bei dem gezeigten Bespiel werden die verschiedenen Bewegungen durch Prioritätskennzahlen charakterisiert, die Zweierpotenzen darstellen. Ein solches binäres Bewertungsschema ist vorteilhaft, es können jedoch auch andere Prioritätskennzahlen vergeben werden.In the example shown, the various movements are characterized by priority numbers that are powers of two. Such a binary evaluation scheme is advantageous, but other priority indexes can also be assigned.

Weiter sind die Prioritätskennzahlen so gewählt, dass Markierungsebenen ausgewählt werden, wenn sie einen möglichst kleinen Prioritätswert p aufweisen.Furthermore, the priority indexes are selected in such a way that marking levels are selected if they have a priority value p that is as small as possible.

Es versteht sich, dass das Verfahren auch so gestaltet sein kann, dass ein möglichst hoher Prioritätswert p zu einer Auswahl führt.It goes without saying that the method can also be designed in such a way that the highest possible priority value p leads to a selection.

In einer Erweiterung des dargestellten Verfahrens kann die Priorisierung zusätzlich mitberücksichtigen, wie weit die Verfahrwege sind, um eine nächste Markierungsebene einzustellen. Schließlich ist es auch möglich, bei bekannten Verfahr- und Anfahrgeschwindigkeiten, also bei vollständig bekannter Bewegungsdynamik der Linearführungen 22 bis 24 bzw. der Schwenkvorrichtung 10 die zu erwartenden Zeiten für den Wechsel von einer zur nächsten Markierungsebene zu ermitteln. Die Zeiten stellen dann die Prioritätswerte gemäß Fig. 9 dar. Auf diese Weise wird die insgesamt zur Markierung der elektrischen Geräte 2 der Tragschiene 1 benötigte Zeit bestmöglich minimiert.In an extension of the method shown, the prioritization can also take into account how far the travel paths are in order to set a next marking level. Finally, it is also possible to determine the times to be expected for changing from one marking level to the next if the travel and approach speeds are known, ie if the movement dynamics of the linear guides 22 to 24 or the pivoting device 10 are completely known. The times then set the priority values accordingly 9 In this way, the total time required to mark the electrical devices 2 on the mounting rail 1 is minimized as much as possible.

Wie zuvor bereits erwähnt können verschiedene Umstände dazu führen, dass sich die Flächen der elektrischen Geräte 2 auf der Tragschiene 1, auf die die Markierungen angebracht werden sollen, real nicht an den Positionen befinden, an denen sie theoretisch gemäß der Markierungsanweisungen zu erwarten sind.As previously mentioned, various circumstances can lead to the fact that the surfaces of the electrical devices 2 on the mounting rail 1, to which the markings are to be applied, are not actually at the positions at which they are theoretically to be expected according to the marking instructions.

Anmeldungsgemäß wird während des Verfahrens die Bilderfassungseinrichtung verwendet, um mindestens ein Abbild relevanter Abschnitte der Tragschiene 1 und der zu markierenden Geräte 2 aufzuzeichnen. Anhand der Abbilder können Markierpositionen korrigiert werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Bilderfassungseinrichtung eine Zeilenkamera, die in den Laserkopf 21 integriert oder an diesem angeordnet ist. Mit Hilfe der Linearführung 22 kann die Zeilenkamera entlang der Tragschiene 1 verfahren werden, um sie abzubilden. Die Verwendung einer Zeilenkamera ist dabei insofern vorteilhaft, als dass die Tragschiene 1 mit den elektrischen Geräten 2 innerhalb eines beliebigen Längsabschnitts mit entsprechend angepasster Pixelanzahl in dieser X-Richtung abgebildet werden kann. Bevorzugt wird dabei ein zusammenhängender Abschnitt in x-Richtung ermittelt, derart, dass alle aufzubringenden Markierungen in einer bestimmten Schwenkstellung sich in diesem einen zusammenhängenden Abschnitt befinden. Vergleichbare Abbildungen werden für weitere Schwenkstellungen der Schwenkvorrichtung 10 aufgezeichnet, bis die Tragschiene 1 und die elektrischen Geräte 2 in allen Bereichen, in denen Markierungen aufzubringen sind, erfasst sind. Vorteilhaft werden die Bereiche in Längsrichtung auf beiden Seiten um beispielsweise einige Prozent größer gewählt, als gemäß der Markieranweisungen notwendig ist, um sicherzustellen, dass alle Flächen, auf denen Markierungen angebracht werden sollen, von der Abbildung erfasst sind.According to the application, the image acquisition device is used during the method in order to record at least one image of relevant sections of the mounting rail 1 and the devices 2 to be marked. Marking positions can be corrected using the images. In an advantageous embodiment, the image acquisition device is a line camera, which is integrated into the laser head 21 or is arranged on it. The line camera can be moved along the support rail 1 with the aid of the linear guide 22 in order to image it. The use of a line camera is advantageous in that the mounting rail 1 with the electrical devices 2 can be imaged within any longitudinal section with a correspondingly adapted number of pixels in this X-direction. A continuous section in the x-direction is preferably determined in such a way that all markings to be applied are located in this one continuous section in a specific pivoted position. Comparable images are recorded for further pivoting positions of the pivoting device 10 until the mounting rail 1 and the electrical devices 2 are recorded in all areas in which markings are to be applied. Advantageously, the areas in the longitudinal direction on both sides are selected, for example, by a few percent larger than is necessary according to the marking instructions, in order to ensure that all areas on which markings are to be applied are included in the illustration.

Um die sich aus der Auswertung der Aufnahmen ergebenen Positionskorrekturen bereits bei der Zuordnung der Markierungen zu Markierebenen berücksichtigen zu können, erfolgt das Abbilden und das nachfolgend beschriebene Auswerten der Abbildungen bevorzugt noch vor dem in Zusammenhang mit Fig. 8 beschriebenen Verfahren.In order to be able to take into account the position corrections resulting from the evaluation of the recordings when assigning the markings to marking planes, the imaging and the evaluation of the images described below preferably takes place before the in connection with 8 described procedure.

Für die Markierungen sind auf den elektrischen Geräte 2 in der Regel spezielle Bereiche vorgesehen, die nachfolgend Markierfelder genannt werden. Um eine gute Lesbarkeit zu gewährleisten, können diese Markierfelder mit einer Beschichtung versehen sein, die sich farblich von dem Basismaterial des Gehäuses des elektrischen Gerätes 2 unterscheidet. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass zur Markierung gesonderte "Markierer" eingesetzt werden. Dieses sind kleine Kunststoffplättchen, die wahlweise vorbeschriftet sein können oder für das hier beschriebene Verfahren unbeschriftet sind. Die Markierer werden an entsprechender Stelle an die elektrischen Geräte angeclipst. Diese Markierer können auch in Form sogenannter Markierstreifen vorliegen, die sich über zwei oder mehr nebeneinander liegende Markierfelder erstrecken. Als "Markierfeld" ist im Rahmen dieser Anmeldung jede Fläche zu verstehen, auf die eine Markierung aufgebracht werden soll.As a rule, special areas are provided on the electrical devices 2 for the markings, which are referred to below as marking fields. In order to ensure good legibility, these marking fields can be provided with a coating that differs in color from the base material of the housing of the electrical device 2 . A further embodiment provides that separate “markers” are used for the marking. These are small plastic plates that can either be pre-written or unwritten for the process described here. The markers are clipped onto the electrical devices at the appropriate point. These markers can also be in the form of so-called marking strips, which extend over two or more marking fields lying next to one another. In the context of this application, a “marking field” is to be understood as any surface on which a marking is to be applied.

Durch die Beschichtung oder den Einsatz von Markieren weisen die Markierfelder in der Regel einen Farb- oder Helligkeitsunterschied gegenüber dem Basismaterial eines Gehäuses der elektrischen Geräte 2 auf. Dieser Farb- oder Helligkeitsunterschied wird zur Auffindung der Markierfelder in den aufgenommenen Abbildungen genutzt. Dazu bieten sich beispielsweise an sich bekannte Auswertealgorithmen zur Kantendetektion an. Weiter ist es vorteilhaft, die Bilderfassungseinrichtung, also beispielsweise die Zeilenkamera, so auszuwählen oder so zu betreiben, dass sie einen Wellenlängenbereich nutzt, in dem Kontraste zwischen dem Markierfeld und dem Basismaterial des Gehäuses besonders deutlich hervortreten.As a result of the coating or the use of markings, the marking fields generally have a color or brightness difference compared to the base material of a housing of the electrical devices 2. This color or brightness difference is used to locate the marking fields in the recorded images. For example, evaluation algorithms known per se for edge detection are suitable for this purpose. It is also advantageous to select or operate the image acquisition device, for example the line camera, in such a way that it uses a wavelength range in which the contrasts between the marking field and the base material of the housing are particularly evident.

Bei der Auswertung der Abbildungen werden von erkannten Markierfeldern deren Mittelpunktskoordinaten bestimmt und diese mit Koordinaten gemäß den Markieranweisungen verglichen. Anhand des Vergleichs wird eine Zuordnung der tatsächlichen Koordinaten zu den erwarteten Koordinaten vorgenommen. Bevorzugt sind dabei Kriterien festgelegt, die die Grenzen dieser Zuordnung betreffen. Beispielsweise können maximal zulässige Verschiebungen definiert sein, die z.B. im Bereich von einigen Millimetern liegen. Wenn dann beispielsweise insgesamt die Anzahl der aufgefundenen Markierfelder kleiner ist als die Anzahl der Markierungsanweisungen oder wenn eine Zuordnung der aufgefundenen Markierfelder zu den Markieranweisungen Verschiebungen erfordern würde, die über der maximal zulässigen Verschiebung liegen, kann vorgesehen sein, dass das Verfahren zunächst gestoppt wird. Es kann eine manuelle Überprüfung angeregt werden, ob die eingesetzte Tragschiene 1 mit den elektrischen Geräten 2 tatsächlich der gemäß den Markieranweisungen vorgesehenen entspricht.When evaluating the images, the center coordinates of recognized marking fields are determined and compared with coordinates according to the marking instructions. Based on the comparison, the actual coordinates are assigned to the expected coordinates. In this case, criteria are preferably defined which define the limits of this association regarding. For example, maximum permissible displacements can be defined, which are in the range of a few millimeters, for example. If, for example, the total number of marking fields found is less than the number of marking instructions or if an assignment of the marking fields found to the marking instructions would require shifts that are above the maximum permissible shift, it can be provided that the method is initially stopped. A manual check can be suggested as to whether the support rail 1 used with the electrical devices 2 actually corresponds to that intended according to the marking instructions.

Sind zwei Markierfelder so nah beieinander angeordnet, beispielsweise weil sie nebeneinander auf einem Markiererstreifen liegen, dass sie nahtlos ineinander übergehen, können diese Markierfelder durch den beschriebenen Kantendetektionsmodus nicht voneinander unterschieden werden. Dieses kann im Auswerteverfahren dahingehend berücksichtigt werden, dass ein größeres aufgefundenes Markierfeld automatisch in zwei oder mehr Markierfelder der zu erwartenden Größe aufgeteilt wird, wobei zu jedem der Markierfelder entsprechend ein Mittelpunkt berechnet wird. Weiter kann vorgesehen sein, dass in einem Fall, in dem einzelne Markierfelder nicht sicher erkannt werden, die tatsächlichen Positionen dieser Markierfelder anhand ermittelter Positionen umliegender Markierfelder berechnet werden. Auf diese Weise kann insbesondere dann vorgegangen werden, wenn aufgrund der Markieranweisungen bekannt ist, dass die Materialkombination dieser Markierfelder zu dem Basismaterial des Gehäuses keinen ausreichenden Kontrast für eine sichere Erkennung bietet.If two marking fields are arranged so close together, for example because they lie next to one another on a marker strip, that they merge seamlessly into one another, these marking fields cannot be distinguished from one another by the edge detection mode described. This can be taken into account in the evaluation process in that a larger marking field that is found is automatically divided into two or more marking fields of the size to be expected, with a center point being calculated accordingly for each of the marking fields. Furthermore, it can be provided that in a case in which individual marking fields are not reliably recognized, the actual positions of these marking fields are calculated using determined positions of surrounding marking fields. This can be done in particular when it is known from the marking instructions that the material combination of these marking fields does not offer sufficient contrast to the base material of the housing for reliable identification.

Insgesamt wird durch die genannten zusätzlichen Schritte des Abbildens der Tragschiene 1 und der elektrischen Geräte 2, des Analysierens der Abbildungen, des Ermittelns der tatsächlichen Positionen von Markierfeldern und des Berücksichtigens dieser tatsächlichen Positionen bei dem Aufbringen der Markierung das Markierverfahren zuverlässiger gestaltet werden, so dass es automatisiert mit geringsten Ausschussraten durchgeführt werden kann.Overall, the additional steps mentioned of imaging the mounting rail 1 and the electrical devices 2, analyzing the images, determining the actual positions of marking fields and taking these actual positions into account when applying the marking make the marking process more reliable, so that it can be carried out automatically with the lowest reject rates.

In den Fig. 10a-c sind beispielhaft elektrische Geräte 2, die mit der zuvor beschriebenen Vorrichtung beschriftet werden können, dargestellt. In den Fig. 10a, b sind zwei verschiedene Reihenklemmen 30 in jeweils einer isometrischen Darstellung gezeigt. In Fig. 10c ist ein Endwinkel 35 in einer Aufsicht auf seine der Tragschiene gegenüberliegenden Front gezeigt.In the Fig. 10a-c electrical devices 2 that can be labeled with the device described above are shown as examples. In the Figure 10a , b two different terminal blocks 30 are each shown in an isometric view. In Figure 10c an end bracket 35 is shown in a top view of its front opposite the support rail.

Die Reihenklemmen 30 in den Fig. 10a, b weisen jeweils ein Gehäuse 31 auf, an dessen unterer Seite eine Tragschienenaufnahme 32 ausgebildet ist, mit der das Gehäuse 31 und mithin die Reihenklemme 30 an eine Tragschiene 1, wie sie in den zuvor gezeigten Figuren dargestellt ist, aufgeclipst werden kann.The terminal blocks 30 in the Figure 10a , b each have a housing 31, on the lower side of which a mounting rail receptacle 32 is formed, with which the housing 31 and consequently the terminal block 30 can be clipped onto a mounting rail 1, as shown in the figures shown above.

Die Reihenklemmen 30 weisen jeweils eine Mehrzahl von Klemmeinrichtungen für Drähte auf, die vorliegend als sog. "Push-in-Klemmen" ausgebildet sind. Sie umfassen jeweils eine Drahtaufnahme 33, also eine Öffnung, in die ein zu klemmender Draht eingeführt wird. Der Draht wird durch die Drahtaufnahme 33 zu einer Klemmfeder 34 geführt, die ihn festlegt und elektrisch kontaktiert.The terminal blocks 30 each have a plurality of clamping devices for wires, which in the present case are designed as so-called "push-in terminals". They each include a wire receptacle 33, ie an opening into which a wire to be clamped is inserted. The wire is guided through the wire holder 33 to a clamping spring 34 which fixes it and makes electrical contact with it.

Zur Beschriftung der verschiedenen Anschlüsse sind bei den gezeigten Reihenklemmen 30 nicht vorgegebene Markierungsfelder vorgesehen, sondern in dem Gehäuse 31 Aufnahmen ausgebildet, in die Markierer 51 eingesetzt werden können. Dieses eröffnet die Möglichkeit, vormarkierte Markierer 51 einzusetzen oder Markierer 51, die unbeschriftet sind und die mit der in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Vorrichtung bzw. nach dem hier beschriebenen Verfahren von der Laseranordnung 20 beschriftet werden. Des Weiteren kann Markierermaterial auch in die Markiererkanäle eingespritzt werden, um anstelle des eingeclipsten Markierers 51 einen vergleichbaren integral an der Reihenklemme 30 auszubilden. Schließlich können geeignete Markierflächen anstelle der Aufnahmen für die Markierer 51 auch unmittelbar an dem Gehäuse 51 vorhanden sein.In the case of the terminal blocks 30 shown, predetermined marking fields are not provided for labeling the various connections, but receptacles are formed in the housing 31 into which markers 51 can be inserted. This opens up the possibility of using pre-marked markers 51 or markers 51 that are unmarked and that are marked by the laser arrangement 20 using the device described in the present application or according to the method described here. Furthermore, marker material can also be injected into the marker channels in order to integrally form a comparable one on the terminal block 30 instead of the clipped-in marker 51 . Finally, instead of the receptacles for the markers 51, suitable marking surfaces can also be present directly on the housing 51.

Beim Anordnen von Reihenklemmen 30 auf einer Tragschiene wird eine Anzahl von Reihenklemmen 30 üblicherweise zwischen zwei Endwinkel 35, von denen einer in Fig. 10 c gezeigt ist, begrenzt und auf der Tragschiene 1 fixiert. Auch der Endwinkel 35 weist einen Markierer 51 auf, auf dem beispielsweise die Funktion oder Zuordnung der sich angrenzenden Reihenklemmen 30 angegeben werden kann. Der Markierer 51 des Endwinkels 35 zeichnet sich durch eine vielfache Länge (in einer Richtung quer zur Längserstreckung der Tragschiene 1) aus verglichen mit den Markierern 51 der Anschlüsse der Reihenklemmen 30.When arranging terminal blocks 30 on a mounting rail, a number of terminal blocks 30 are usually placed between two end brackets 35, one of which is in Fig. 10c is shown, limited and fixed on the mounting rail 1. The end bracket 35 also has a marker 51 on which, for example, the function or assignment of the adjacent terminal blocks 30 can be indicated. The marker 51 of the end bracket 35 is characterized by a multiple length (in a direction transverse to the longitudinal extent of the support rail 1) compared to the markers 51 of the connections of the terminal blocks 30.

Ein Vergleich der Positionen (relativ zur Tragschienenaufnahme 32) der Markierer 51 an den Reihenklemmen 30 sowie ihre unterschiedliche Ausrichtung verdeutlicht die große Flexibilität, die der Markiervorrichtung beim Beschriften der Markierer 51 abverlangt wird. Nachfolgend werden Weiterbildungen des Markierverfahrens beschrieben, die in Verbindung mit der zuvor erwähnten Bilderfassungseinrichtung die Qualität der aufgebrachten Markierungen verbessern kann.A comparison of the positions (relative to the mounting rail receptacle 32) of the markers 51 on the terminal blocks 30 and their different orientations illustrates the great flexibility that is required of the marking device when inscribing the markers 51. Further developments of the marking method are described below, which are used in conjunction with the aforementioned image acquisition device can improve the quality of the applied markings.

Die in Fig. 10a gezeigte Reihenklemme 30 weist in ihrer Höhe (in einer Richtung senkrecht zur Tragschienenaufnahme 32) vier Markierfelder auf, die aufgrund der großen Bauhöhe der Reihenklemme 30 sich über einen weiten Bereich erstrecken. Bedingt durch den Blickwinkelbereich der Bilderfassungseinrichtung kann beispielsweise eine Situation eintreten, in der nur zwei, beispielsweise die beiden mittleren Markierer 51 erfasst werden.In the Figure 10a The terminal block 30 shown has four marking fields in its height (in a direction perpendicular to the mounting rail receptacle 32), which extend over a wide area due to the large overall height of the terminal block 30. Due to the viewing angle range of the image capturing device, a situation can arise, for example, in which only two markers 51, for example the two middle ones, are captured.

Zu diesen Markierern 51 werden wie zuvor beschrieben Mittelpunktskoordinaten bestimmt. Sie sind in Form von Positionskreuzen 52 in Fig. 10a eingetragen. Anhand dieser Mittelpunktskoordinaten kann eine Positionskorrektur der Markierung erfolgen, wie in den vorherigen Abschnitten erläutert wurde. Eine derartige Positionskorrektur wäre natürlich auch für die Markierer 51, die nicht innerhalb des Bildbereichs der Bilderfassungseinrichtung liegen, wünschenswert. Im Beispiel der Fig. 10a können das z.B. die unterhalb bzw. oberhalb der beiden mittleren Markierer 51 liegenden Markierer 51 sein. Die Position dieser von der Bilderfassungseinrichtung nicht sichtbaren Markierer 51 ist jedoch nicht unabhängig von der der sichtbaren Markierer 51, da sie sich auf der gleichen Reihenklemme 30 befinden und somit hinsichtlich ihrer Position konstruktionsbedingt mit der Position der sichtbaren Markierer 51 verbunden sind.As previously described, center point coordinates are determined for these markers 51 . They are in the form of position crosses 52 in Figure 10a registered. Based on these center coordinates, the position of the marker can be corrected, as explained in the previous sections. Such a position correction would of course also be desirable for the markers 51 which are not within the image area of the image acquisition device. In the example of Figure 10a This can be the markers 51 located below or above the two middle markers 51, for example. However, the position of these markers 51, which are not visible to the image acquisition device, is not independent of that of the visible markers 51, since they are located on the same terminal block 30 and are therefore linked to the position of the visible markers 51 by design.

In einer Weiterbildung des Markierverfahrens wird die Position solcher nicht sichtbaren Markierer 51 (oder allgemeiner Markierfelder) aufgrund der bekannten Konstruktionsinformationen über die Reihenklemme 30 (oder allgemeiner jedes elektrische Gerät 2, das markiert wird) mithilfe der ermittelten Mittelpunktskoordinaten von erkannten Markierern 51 extrapoliert. In der Fig. 10a sind solche extrapolierten Mittelpunktskoordinaten als gestrichelt dargestellte Positionskreuze 53 wiedergegeben.In a further development of the marking method, the position of such invisible markers 51 (or more generally marking fields) is extrapolated based on the known design information about the terminal block 30 (or more generally each electrical device 2 that is marked) using the determined center point coordinates of recognized markers 51. In the Figure 10a such extrapolated center coordinates are shown as position crosses 53 represented by dashed lines.

Die geometrischen Informationen über die betreffende Reihenklemme 30 können dabei aus Konstruktionsinformationen aus einer Datenbank entnommen werden.The geometric information about the relevant terminal block 30 can be taken from design information from a database.

Fig. 10b zeigt, dass Markierer 51 (bzw. allgemein jede Art von Markierfeldern) nicht nur in einer Ebenenausrichtung senkrecht zur Tragschienenaufnahme 32 und parallel zur Tragschienenaufnahme 32 vorhanden sein können, sondern auch in beliebigen Winkeln dazwischen. Beim vorliegenden Beispiel sind mittig auf der Reihenklemme 30 zwei Markierer 51 angeordnet, die in einem Winkel von etwa 45° zur Tragschienenaufnahme 32 stehen. Um eine gute Erkennung der Mittelpunktskoordinaten zu ermöglichen (diese sind wiederum über Positionskreuze 52 symbolisiert) wird bevorzugt eine Kameraaufnahme bei einer Drehrichtung der Schwenkvorrichtung 10 vorgenommen, in der die schräg gestellten Markierer 51 senkrecht zur Hauptblickrichtung der Bilderfassungseinrichtung stehen. Figure 10b shows that markers 51 (or in general any type of marking fields) can be present not only in a plane orientation perpendicular to the mounting rail receptacle 32 and parallel to the mounting rail receptacle 32, but also at any angles in between. In the present example are in the middle two markers 51 are arranged on the terminal block 30, which are at an angle of about 45° to the mounting rail receptacle 32. In order to enable a good recognition of the center coordinates (these are in turn symbolized by position crosses 52), a camera recording is preferably made with a direction of rotation of the pivoting device 10 in which the inclined markers 51 are perpendicular to the main viewing direction of the image acquisition device.

Fig. 10c zeigt mit dem Endwinkel 35 eine Draufsicht auf ein elektrisches Gerät, bei dem die Abmessungen des Markierers 51 die der zuvor gezeigten Reihenklemmen 30 deutlich übersteigen. Figure 10c shows with the end bracket 35 a plan view of an electrical device in which the dimensions of the marker 51 significantly exceed those of the terminal blocks 30 shown above.

Bei einem solchen Markierer 51 sieht eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, bei einer Bildauswertung der Aufnahmen der Bilderfassungsvorrichtung nicht die Mittelpunktskoordinaten des Markierers 51 zu bestimmen, sondern beabstandet voneinander zwei Endbereichskoordinaten. Die ermittelten Koordinaten sind wiederum in der Figur durch Positionskreuze 52 symbolisiert.With such a marker 51, an advantageous further development of the method according to the invention provides not to determine the center coordinates of the marker 51 in an image evaluation of the recordings of the image acquisition device, but rather to determine two end region coordinates spaced apart from one another. The determined coordinates are again symbolized by position crosses 52 in the figure.

Ein Vorteil dieser Vorgehensweise wird am Beispiel der Fig.11 erläutert.An advantage of this approach is illustrated by the example of Fig.11 explained.

Die Fig. 11 zeigt eine Mehrzahl von Reihenklemmen 30, die sich an einen Endwinkel 35 anschließen. In dem gezeigten Beispiel ist an dem Endwinkel 35 kein Markierer 51 vorgesehen, wohl aber an den Reihenklemmen 30, wobei die hier verwendeten Markierer ebenfalls in einer Längsrichtung der Reihenklemmen 30 gegenüber den Markierern der Reihenklemmen 30 aus den Fig. 10a, b vergrößert sind. Der Block der Reihenklemmen 30 ist nur an einer Seite von dem gezeigten Endwinkel 35 begrenzt. In einer solchen Konstellation kann es vorkommen, dass Reihenklemmen 30, die weiter weg vom Endwinkel 35 liegen, schräg auf der Tragschiene 1 positioniert sind und gegenüber der eigentlich gewünschten Ausrichtung eine Verdrehung um einen Winkel α aufweisen. Realistisch liegt eine solche Verdrehung maximal im Bereich von einem oder zwei Grad. Der besseren Darstellung halber ist in Fig. 11 die Verdrehung um den Winkel α mit etwa 5° künstlich vergrößert dargestellt.The 11 shows a plurality of terminal blocks 30, which connect to an end bracket 35. In the example shown, no marker 51 is provided on the end bracket 35, but on the terminal blocks 30, the markers used here also in a longitudinal direction of the terminal blocks 30 compared to the markers of the terminal blocks 30 from the Figure 10a , b are enlarged. The block of terminal blocks 30 is only limited on one side by the end bracket 35 shown. In such a constellation, it can happen that terminal blocks 30, which are further away from the end bracket 35, are positioned obliquely on the mounting rail 1 and are rotated by an angle α with respect to the actually desired orientation. Realistically, such a twist is in the range of one or two degrees at most. For the sake of better representation, in 11 the rotation by the angle α is shown artificially enlarged by about 5°.

Die gezeigte Verdrehung hat einen Einfluss sowohl auf die berechnete Position des Markierers 51 der ganz rechts angeordneten Reihenklemme 30, als auch auf seine Ausrichtung.The rotation shown has an influence both on the calculated position of the marker 51 of the terminal block 30 arranged on the far right, and on its alignment.

Würden die Markierer 51 auf den Reihenklemmen 30 nur über ihre Mittelpunktskoordinaten durch die Bildauswertung korrigiert, wäre zwar eine Positionsverschiebung des Markierers 51 aufgrund der Verdrehung um den Winkel α kompensiert, dennoch würde eine aufgebrachte Markierung von ihrer Ausrichtung her nicht korrekt auf den Markierer 51 aufgebracht werden. Sie würde zwar senkrecht zur Tragschiene 1 verlaufen, damit aber schräg auf dem schrägstehenden Markierer aufgebracht werden. Eine Korrektur anhand von zwei Endbereichskoordinaten 51, wie in den Fig. 10c bzw. Fig. 11 gezeigt, ermöglicht es, die Beschriftung in ihrer Ausrichtung der tatsächlichen Ausrichtung des Markierers 51 (bzw. allgemeiner eines jeden Markiererfelds) folgen zu lassen.If the markers 51 on the terminal blocks 30 were only corrected via their center point coordinates by the image evaluation, a position shift of the marker 51 due to the rotation by the angle α would be compensated, but an applied marking would not be correctly applied to the marker 51 in terms of its alignment . Although it would run perpendicularly to the support rail 1, it would be applied at an angle to the oblique marker. A correction based on two end region coordinates 51, as in Figs Figure 10c or. 11 shown, allows the orientation of the inscription to follow the actual orientation of the marker 51 (or more generally of each marker field).

Ein weiterer typischer Effekt der Positionierung von Reihenklemmen in einem Bereich, der von einem Endwinkel 35 weiter entfernt ist, ist das sog. Auffächern des Endbereichs. Dieses ist in Fig. 12 dargestellt. Fig. 12 zeigt eine Anordnung von mehreren Reihenklemmen 30, die an einer Seite an einer Seite an einem Endwinkel 35 anliegen. An der dem dargestellten Endwinkel 35 gegenüberliegenden Seite ist auf der Tragschiene 1 kein weiterer Endwinkel vorgesehen. Als Folge "blättern" oder "blättert" die letzten der Reihenklemmen 30 bzw. zumindest die letzte Reihenklemme 30 der Anordnung auf. Das bedeutet, dass sie zwar auf der Tragschiene 1 an der richtigen Position sitzen, sich in ihrem oberen Bereich jedoch aus ihrer korrekten Position um einen Winkel β zur Seite neigen. Ein solches "Aufblättern" führt zwar nicht zu einer Änderung der Ausrichtung der Markierer 51 bzw. der Markierfelder, wohl aber zu einer Positionsverschiebung.Another typical effect of positioning terminal blocks in an area that is further away from an end bracket 35 is the so-called fanning out of the end area. This is in 12 shown. 12 shows an arrangement of several terminal blocks 30 which rest on one side on one side on an end bracket 35. No further end bracket is provided on the mounting rail 1 on the side opposite the illustrated end bracket 35 . As a result, the last of the terminal blocks 30 or at least the last terminal block 30 of the arrangement “scroll” or “scroll open”. This means that although they are sitting in the correct position on the mounting rail 1, in their upper area they tilt from their correct position by an angle β to the side. Such "peeling" does not lead to a change in the alignment of the markers 51 or the marking fields, but it does lead to a shift in position.

Tragschienen werden häufig so vorkonfiguriert, dass entlang der Tragschiene sich Blöcke mehrerer Reihenklemmen 30 und gegebenenfalls Endwinkeln 35 mit Lücken zwischen diesen Blöcken abwechseln. Beim Auswerteverfahren kann vorgesehen sein, dass sich eine Bildauswertung jeweils nur auf einem derartigen Block an Reihenklemmen bezieht. Abweichungen in der Gesamtpositionierung der Blöcke gegenüber den vorgesehenen Positionen können dann leicht für den gesamten Block korrigiert werden. Die eigentliche Positionskorrektur bezieht sich dann vor allem auf Fehler, die aus einer Schrägstellung um einen Winkel α (gemäß Fig. 11) oder ein "Aufblättern" um einen Winkel β (gemäß Figur 12) ergeben.Mounting rails are often preconfigured in such a way that blocks of several terminal blocks 30 and, if necessary, end brackets 35 alternate along the mounting rail with gaps between these blocks. In the evaluation method, it can be provided that an image evaluation relates only to one such block of terminal blocks. Deviations in the overall positioning of the blocks from the intended positions can then be easily corrected for the entire block. The actual position correction then relates primarily to errors that result from an inclined position by an angle α (according to 11 ) or a "peeling" through an angle β (according to figure 12 ) result.

BezugszeichenReference sign

11
Tragschienemounting rail
22
elektrisches Gerätelectric device
33
Markierungsebenemarker level
44
Fokusfeldfocus field
55
Markierungmark
5151
Markierermarker
52, 5352, 53
Positionposition
1010
Schwenkvorrichtungswivel device
1111
RahmenFrame
1212
AufnahmeRecording
1313
Längsträgerside members
131131
Aufnahmebettadmission bed
132132
feste Aufnahmelaschefixed pick-up strap
133133
Seitenführungsblechside guide plate
134134
Elektromagnetelectromagnet
135135
Führungguide
136136
Kanalchannel
1414
Schwenkarmswivel arm
1515
verschiebbarer Reitermoveable tab
151151
Schnellspannhebelquick release lever
152152
verschiebbare Aufnahmelaschesliding pick-up strap
1616
Antriebdrive
1717
Rotationsdurchführungrotary bushing
2020
Laseranordnunglaser array
2121
Laserkopflaser head
2222
Linearführung (in z-Richtung)linear guide (in z-direction)
2323
weitere Linearführung (in x-Richtung)further linear guide (in x-direction)
2424
weitere Linearführung (in y-Richtung)further linear guide (in y-direction)
2525
Bilderfassungseinrichtungimage capture device
3030
Reihenklemmeterminal block
3131
GehäuseHousing
3232
TragschienenaufnahmeDIN rail mount
3333
Anschlusskanalconnecting channel
3434
Klemmenfederclamp spring
3535
Endwinkelend angle
α, βα, β
Fehlstellungswinkelmisalignment angle
S1-S9S1-S9
Verfahrensschrittprocess step
S11-S21S11-S21
Verfahrensschrittprocess step

Claims (20)

  1. Method for marking electrical devices (2) which can be arranged in a row and are arranged on a support rail (1), with the aid of a laser head (21), wherein the support rail (1) is pivotable about its longitudinal axis and the laser head (21) is guided such that it can be moved at least along the longitudinal axis of the support rail (1), comprising the steps of:
    - specifying a number of marking instructions, each comprising a marking content and a position and an orientation of the surface to which the marking content is to be applied;
    - creating an image of at least a section of the support rail (1) and at least one electrical device (2) from an image capture device, and correcting at least one of the positions at which one of the marking contents is to be applied based on an evaluation of the image;
    - grouping the marking instructions into marking levels (3) in such a way that all marking instructions of one marking level (3) can be applied by the laser head (21) without a movement of the laser head (21) or the support rail (1), wherein the marking levels (3) differ in terms of spatial coordinates and/or parameters for the laser head (21);
    - selecting a first one of the marking levels (3);
    - positioning of the laser head (21) and/or pivoting of the support rail (1) according to the spatial coordinates of the selected marking level (3);
    - applying markings (5) according to the marking instructions of the selected marking level (3) with the parameters for the laser head (21); and
    - selecting a next one of the marking levels (3) for marking based on the movements of the laser head (21) and the support rail (1) which would be necessary to enable markings according to the next one of the marking levels (3) to be applied.
  2. Method according to claim 1, in which the steps of positioning the laser head (21) and/or pivoting the support rail, applying the markings, and selecting a next one of the marking levels (3) are repeated until all of the marking levels (3) have been processed.
  3. Method according to claim 1 or 2, in which the closest of the marking levels (3) is selected such that pivoting of the support rail (1) is preferred over movement of the laser head (21) in the longitudinal direction.
  4. Method according to one of claims 1 to 3, in which the following steps are performed to select the next of the marking levels (3):
    - assigning priority values (p) of the remaining marking levels (3) based on the spatial coordinates of the marking levels (3); and
    - selecting a next one of the marking levels (3) for marking based on the priority values (p).
  5. Method according to claim 4, in which the spatial coordinates of the marking levels (3) are used to determine which movements of the laser head (21) and/or of the support rail (1) are necessary, wherein different priority indices are assigned to different movements, wherein priority indices of necessary movements are added up to obtain the priority value (p).
  6. Method according to claim 5, in which a movement of the laser head (21) in the longitudinal direction is assigned a greater priority index than a pivoting of the support rail (1) if smaller priority values (p) are preferred in the selecting.
  7. Method according to claim 6, in which a movement of the laser head (21) in a direction other than the longitudinal direction is assigned a smaller priority index than a movement of the laser head (21) in the longitudinal direction.
  8. Method according to one of claims 1 to 7, in which creating and evaluating the image is performed prior to the step of grouping the marking instructions into marking levels (3), wherein the grouping is then performed based on the corrected positions.
  9. Method according to one of claims 1 to 8, in which at least two images are created in different pivoted positions of the support rail (1).
  10. Method according to one of claims 1 to 9, in which in the step of evaluating the at least one image, one or more positions of a marking field for a mark to be applied are detected.
  11. Method according to one of claims 1 to 10, in which in the step of evaluating the at least one image, at least two positions of a marking field for a marking to be applied are detected, wherein in addition to the position of the marking, its orientation is also corrected.
  12. Device for marking electrical devices (2) which can be arranged in a row and are arranged on a support rail (1), wherein the device has a receptacle (12) for the support rail (1) and a laser head (21) for applying a marking to the electrical devices (2), wherein the receptacle (12) is mounted such that it can be pivoted about its longitudinal axis, characterized in that the laser head (21) is guided such that it can be moved in at least one longitudinal direction which extends parallel to the longitudinal axis of the receptacle (12), wherein the device comprises a control device which has an image capture device (25) for imaging the support rail (1) inserted into the receptacle (12) and the electrical devices (2) arranged thereon, and which is set up to carry out a method according to one of claims 1 to 11.
  13. Device according to claim 12, in which a linear guide (22) with a displaceable carriage, on which the laser head (21) is directly or indirectly mounted, is arranged parallel to the receptacle (12).
  14. Device according to claim 13, in which the laser head (21) is mounted on the carriage via one or more further linear guides (23, 24) extending perpendicularly to the linear guide (22).
  15. Device according to one of claims 12 to 14, in which the receptacle (12) comprises a longitudinal member (13) with a receiving bed (131) for receiving the support rail (1), which is held by pivot arms (14) eccentric to an axis of rotation.
  16. Device according to claim 15, in which the receiving bed (131) is 20 to 30 mm eccentric of the axis of rotation.
  17. Device according to one of claims 12 to 16, in which the receptacle (12) can be pivoted through any angle of rotation without a stop.
  18. Device according to one of claims 12 to 17, in which the laser head (21) comprises a laser that emits in a UV wavelength range.
  19. Device according to one of claims 12 to 18, in which the image capture device (25) is arranged directly or indirectly on the displaceable carriage of the linear guide (22).
  20. Device according to claim 19, in which the image capture device (25) is a line scan camera.
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