ES2263019T3 - Sistema y procedimiento de mecanizado de objetos con ayuda de un laser. - Google Patents

Sistema y procedimiento de mecanizado de objetos con ayuda de un laser.

Info

Publication number
ES2263019T3
ES2263019T3 ES03755584T ES03755584T ES2263019T3 ES 2263019 T3 ES2263019 T3 ES 2263019T3 ES 03755584 T ES03755584 T ES 03755584T ES 03755584 T ES03755584 T ES 03755584T ES 2263019 T3 ES2263019 T3 ES 2263019T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
laser
machining
objects
galvanometric
source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES03755584T
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Philippe Borgoltz
Richard Renaud
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renaud Lasers
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Renaud Lasers
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Renaud Lasers filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Application granted granted Critical
Publication of ES2263019T3 publication Critical patent/ES2263019T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/042—Automatically aligning the laser beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0643—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising mirrors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0648—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • B23K26/0853—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
    • B23K26/0876—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
    • B23K26/0884—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions in at least in three axial directions, e.g. manipulators, robots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/18—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using absorbing layers on the workpiece, e.g. for marking or protecting purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • B23K37/0408—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work for planar work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Sistema de mecanizado de objetos (11) con la ayuda de un haz de láser, que comprende: - una alimentación de objetos con posicionamiento previo en su superficie de referencia, - una placa portaobjetos (10), - una cabeza galvanométrica (12) que comprende: - una primera cámara (13) de gran campo con su lente (14) de enfoque en cuya salida está dispuesto un primer filtro (15), - una segunda cámara (16) de pequeño campo con su lente (17) de enfoque en cuya salida está dispuesto un segundo filtro (18), - un espejo (20) de guía, - unos espejos galvanométricos (21, 22) de deflexión, - una lente (23) que permite visualizar al menos un objeto (11) situado en la placa (10), - una fuente (24) de láser, - un ordenador (25) provisto de un programa (26) de reconocimiento de forma que permite controlar el funcionamiento de dicha primera cámara, de dicha segunda cámara, de dicha fuente de láser y de medios de pilotaje en movimiento de dicha cabeza galvanométrica (XYZ).

Description

Sistema y procedimiento de mecanizado de objetos con ayuda de un láser.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un sistema y a un procedimiento de mecanizado de objetos con ayuda de un láser, con reconocimiento de formas. Este procedimiento puede ser utilizado particularmente en el campo de la marcación, de la soldadura, de la perforación, del corte o del tratamiento térmico por láser.
Estado de la técnica anterior
El campo de la invención es el del mecanizado, por ejemplo de la marcación o de la soldadura, de objetos muy pequeños con posicionamiento previo de la superficie de referencia, con fuerte cadencia y reconocimiento automático del lugar que hay que mecanizar (posición-orientación). La orientación de los objetos puede ser aleatoria pero sin solapamiento.
La marcación de objetos sin adición de pintura de otros elementos permite conservar la calidad "médica" de los objetos marcados o la calidad de pureza "electrónica".
Existen numerosas soluciones de marcación: mediante pintura, mediante chorro de tinta, mediante enarenamiento... Pero ninguna permite marcar objetos de pequeño tamaño o de geometría compleja.
Además, hay contaminación del objeto por la pintura y necesidad de un posicionamiento anterior a la marcación que es industrialmente costoso.
Ningún procedimiento de la técnica anterior permite realizar simultáneamente operaciones de soldadura de ensambladura y de marcación.
El documento WO 01/07195 A, considerado como el mejor estado de la técnica, describe un sistema de mecanizado de objetos con ayuda de un haz de láser, que comprende:
- una placa portaobjetos,
- una cabeza galvanométrica que comprende:
\bullet
una cámara con su lente de campo,
\bullet
un espejo de guía,
\bullet
espejos galvanométricos de deflexión,
\bullet
una lente que permite visualizar al menos un objeto situado en la placa,
- una fuente de láser,
- un ordenador.
El documento WO 01/07195 A describe también un procedimiento de mecanizado de objetos con ayuda de un láser, con ayuda de un sistema de mecanizado de objetos que comprende una placa portaobjetos, una cabeza galvanométrica, una fuente de láser y un ordenador, comprendiendo dicho procedimiento unas etapas de:
- depósito de los objetos, en dicha placa,
- visualización del conjunto de estos objetos,
- mecanizado de este objeto por medio de un haz emitido por la fuente de láser.
Las máquinas de láser actuales presentan una finura de haz insuficiente para responder a una demanda de marcación fina. Las divergencias de los haces son demasiado elevadas, lo que limita el empleo de las máquinas de láser de marcación.
Un centro de marcación de láser actual típico puede comprender así:
- Una fuente de láser del tipo láser YAG bombeado mediante lámpara de criptón continuo, de Q conmutada de potencia de 50 a 70 W, con una cabeza galvanométrica de desplazamiento del haz en eje X e Y, una lente de enfoque de campo plano de distancia focal de 200 a 300 mm. Con un haz de láser de alrededor de 80 \mum, la altura de los caracteres para marcar es raramente inferior de 500 \mum a 600 \mum. La energía puesta en práctica es demasiado importante para evitar deformaciones de piezas delicadas.
- Un ordenador que utiliza un programa que permite editar diferentes caracteres alfanuméricos, logotipos, códigos de barras, coeficientes de escala, etc.
- Un bastidor de integración que comprende particularmente:
\bullet
un soporte de la fuente de láser con un movimiento según un eje Z (eje de regulación de la distancia focal),
\bullet
una chapistería de protección para la seguridad,
\bullet
un puesto de carga-descarga de los objetos que hay que marcar con postura específica o integrada en la línea de mecanizado,
\bullet
mesa de movimientos cruzados XY,
\bullet
placa rotativa \pm180º o con servomando,
\bullet
unidad de rotación theta, etc.,
\bullet
una aspiración de humos,
\bullet
una boquilla de regulación de atmósfera.
La dimensión de las fuentes de láser así como los equipamientos necesarios para un buen funcionamiento conducen a máquinas voluminosas. La industria de la micromecánica se realiza mayoritariamente en salas blancas, en las que la cantidad de polvo por metro cúbico es limitada, salas que son caras.
- Un puesto de carga de las piezas, que comprende generalmente una mesa plana a menudo de aluminio anodizado, en la que el cliente posiciona él mismo las posturas de su diseño.
Tradicionalmente estas posturas no necesitan una gran precisión, siendo las piezas que hay que marcar de un volumen importante y no siendo preciso el lugar que hay que marcar (\pm 2 mm).
Un programa bien adaptado permite marcar varias piezas en la misma postura mediante una repetición de un paso dado de los ficheros de marcación.
Pero para realizar la marcación de piezas finas, la precisión de posicionamiento así como la orientación de las piezas bajo el haz de láser necesitan una operación delicada y costosa, tanto en coste de utillaje como en manipulación. Esto se traduce en unos costes de marcación de láser muy elevados y por lo tanto no realizables. Por ello, los sistemas de calidad y de gestión tales como el ISO 9001 no pueden ser utilizados para piezas muy pequeñas o con unas formas complicadas.
La invención tiene por objeto resolver tal problema.
Exposición de la invención
La invención se refiere a un sistema de mecanizado de objetos con ayuda de un haz de láser, que comprende:
- una alimentación de objetos con posicionamiento previo en su superficie de referencia,
- una placa portaobjetos,
- una cabeza galvanométrica que comprende:
\bullet
una primera cámara de gran campo con su célula de enfoque en cuya salida está dispuesto un primer filtro,
\bullet
una segunda cámara de pequeño campo con su lente de enfoque en cuya salida está dispuesto un segundo filtro,
\bullet
un espejo de guía,
\bullet
unos espejos galvanométricos de deflexión,
\bullet
una lente que permite visualizar al menos un objeto situado en la placa,
\newpage
- una fuente de láser,
- un ordenador provisto de un programa de reconocimiento de forma que permite controlar el funcionamiento de dicha primera cámara, de dicha segunda cámara, de dicha fuente de láser y de medios de pilotaje en movimiento de dicha cabeza galvanométrica (XYZ).
Ventajosamente, dicho sistema comprende unos espejos primero y segundo galvanométricos reflectantes, un espejo replegable, una lente de campo plano, una cinta transportadora de los objetos que hay que mecanizar, y una fuente de gas reactivo cerca de la placa.
Se pueden remplazar los dos primeros espejos reflectantes pivotantes por un solo espejo sobre rótula, permitiendo una mejor compacidad del sistema.
En un ejemplo de realización, el filtro en la salida de la primera cámara deja pasar una longitud de onda de alrededor de 600 nm, la fuente de láser es una fuente de longitud de onda de alrededor de 1064 nm, dejando pasar el filtro en la salida de la segunda cámara tal longitud de onda.
El mecanizado puede corresponder a una marcación, una soldadura, una perforación, un corte o un tratamiento térmico.
La invención se refiere, igualmente, a un procedimiento según la reivindicación 10.
Una finura del orden de algunos micrómetros de mecanizado permite realizar un seguimiento de calidad de objetos complejos o identificados muy pequeños. Una marcación puede, además, seguir una topología compleja. El sistema de reconocimiento óptico permite realizar una ficha de calidad (foto-marcación) de cada objeto, si es necesario.
La presencia de dichas dos cámaras, una de gran campo y la otra de pequeño campo, permite mejorar la finura y la precisión del mecanizado.
La invención permite efectuar una marcación "a voleo" de una cantidad importante de objetos con visualización y reconocimiento de forma de estos (la lectura es también posible). Se consigue entonces la trazabilidad de estos pequeños objetos.
La invención permite también efectuar una soldadura y la marcación asociada (electrónica). Esta técnica es poco cara: acepta un gran flujo de piezas. No contamina los objetos: utiliza las propiedades de combinación del substrato con un gas particular. Está por lo tanto bien adaptada a los productos biomédicos o electrónicos.
La invención puede ser aplicada de manera sencilla a productos alimenticios, domésticos o automóviles y sustituir la firma de calidad de un estado de mecanizado.
El acoplamiento del sistema de la pieza óptica y del barrido galvanométrico permite un mecanizado sin importar la posición.
En resumen, el procedimiento de la invención presenta numerosas ventajas:
- no contaminación de las superficies y no agregación de productos (medicina, relojería...),
- finura y calidad del mecanizado y elección de la resolución,
- gran rapidez gracias al reconocimiento de forma y al barrido del haz mediante espejo galvanométrico (sin movimiento, ni posicionamiento de las piezas),
- posibilidad de mecanizado de piezas en tres dimensiones con autoenfoque,
- posibilidad de marcaciones "artísticas" (dibujos complejos),
- posible lectura de un código de barras y puesta en práctica informática de un número o de un código de rechazo de pieza,
- coste unitario muy pequeño y mecanizado de pieza actualmente imposible de llevar a cabo,
- control de calidad,
- soldadura de objetos muy pequeños y marcación en línea, control de calidad integrado.
Breve descripción de los dibujos
- La figura 1 ilustra un esquema general del sistema de la invención.
- Las figuras 2 y 3 ilustran las etapas del procedimiento de la invención.
- Las figuras 4 y 5 ilustran dos ejemplos de puesta en práctica del procedimiento de la invención.
Exposición detallada de modos de realización particulares
Como se ilustra en la figura 1, el sistema de la invención comprende:
- una placa 10 de soporte de objetos 11, formada por ejemplo por una cinta 19 alimentada por dichos objetos 11,
- una cabeza galvanométrica 12 que comprende:
\bullet
una primera cámara 13 de gran campo con su lente asociada 14, en cuya salida está dispuesto un primer filtro 15 que deja pasar una primera longitud de onda \lambda1,
\bullet
una segunda cámara 16 de pequeño campo con su lente asociada 17, en cuya salida está dispuesto un segundo filtro 18 que deja pasar una segunda longitud de onda \lambda2,
\bullet
un espejo 20 de guía,
\bullet
unos espejos galvanométricos 21 y 22,
\bullet
una lente 23,
- una fuente 24 de láser que funciona en la longitud de onda \lambda2,
- un ordenador 25 provisto de un programa 26 de reconocimiento de forma que permite controlar el funcionamiento de dicha primera cámara, de dicha segunda cámara, de dicha fuente de láser y de medios 27 y 28 de pilotaje en movimiento de dicha cabeza galvanométrica y de dicha placa 10.
En el modo de realización ilustrado en la figura 1, el sistema de la invención comprende más precisamente:
- unos espejos primero y segundo reflectantes galvanométricos 21 y 22,
- un espejo reflectante 20 replegable según un movimiento 30,
- una lente 23 de campo plano,
- una fuente 32 de gas reactivo o de protección situada cerca de la placa.
El procedimiento de la invención comprende las etapas siguientes.
En una primera etapa, los objetos 11 que hay que mecanizar son depositados en su superficie de referencia (flecha 31) en una placa portaobjetos 10. Son, entonces, automáticamente transportados al campo de la primera cámara 13 de gran campo, como se ilustra en la figura 1.
Para la visualización de gran campo del conjunto de los objetos situados en la placa 10, el camino óptico es por lo tanto el siguiente:
- primera cámara 13,
- paso a través de la lente 14 de enfoque,
- paso a través del primer filtro 15,
- paso a través del espejo galvanométrico 22,
- paso a través de la lente 23.
El análisis de imagen "cuenta" y "orienta" los objetos 11 en un sistema de referencia general. Hay visualización del conjunto de estos objetos, identificación de cada uno con su posición y memorización de un punto característico de cada objeto (por ejemplo su centro de gravedad G) y de su orientación.
Esta primera cámara 13 capta la placa 10 y los objetos 11 depositados en ella a través del espejo 22 y la lente 23. La superposición de la imagen de referencia y del o los objetos 11 vistos se sitúa en este campo. Se registra la zona o zonas útiles en coordenadas X e Y.
\newpage
Como se ilustra en la figura 2, en una segunda etapa, la segunda cámara 16 visualiza la zona o las zonas útiles en coordenadas X, Y anteriores en un campo más pequeño, a través del espejo reflectante replegable 20, los espejos galvanométricos 21 y 22 y la lente 23.
Para la visualización de pequeño campo de la parte de un objeto que hay que mecanizar, el camino óptico es por lo tanto el siguiente:
- segunda cámara 16,
- paso a través de la lente 17 de enfoque,
- paso a través del segundo filtro 18,
- reflexión en el espejo replegable 20,
- reflexión en el espejo 21,
- reflexión en el espejo 22,
- paso a través de la lente 23.
Se superpone la imagen de referencia y un primer objeto visto con gran precisión, a algunos micrómetros de distancia.
Una vez que esta zona está perfectamente identificada, el espejo 20 se repliega, mediante un movimiento 30 lineal o rotativo de forma muy conocida por el experto en la materia, y el sistema de reconocimiento de forma de la invención elige este primer objeto y el sitio en el sistema de referencia de la segunda cámara 16 de pequeño campo con el fin de determinar las coordenadas del punto de partida y la orientación del mecanizado.
El enfoque (z) del movimiento 33 es regulado por el ordenador 27. Los espejos galvanométricos 21 y 22 se orientan para efectuar el mecanizado con ayuda del haz 24 de láser a través de la lente 23.
Hay entonces un cambio de objeto 11 y vuelta a la etapa anterior de colocación de un segundo objeto 11 en el sistema de referencia de la segunda cámara 16.
El sistema óptico y la calidad de los movimientos están en función del campo cubierto de la zona de mecanizado mediante los espejos 21 y 22, en cuanto al tamaño de los objetos 11 que hay que mecanizar. La calidad de la fuente 24 de láser (enfoque, longitud de onda) está en función del material que hay que mecanizar. El gas reactivo o de protección (fuente 32) y su flujo están en función de la naturaleza del objeto 11.
Como se ilustra en las figuras 1 a 3, la superficie portaobjetos puede estar formada por varias placas sobre una cinta 19 en movimiento, pero puede ser igualmente un simple soporte sobre el que los objetos 11 son transportados.
Otra posibilidad consiste en instalar el sistema de la invención en una máquina de ensambladura.
Las figuras 4 y 5 ilustran dos ejemplos de puesta en práctica del procedimiento de la invención respectivamente para una marcación y una soldadura.
La figura 4 es una vista desde arriba de una rueda dentada 40 que constituye un objeto que hay que marcar. La rueda 40 comprende unas cavidades 41. Para un diámetro de rueda de 5 mm, la distancia entre cavidades sucesivas puede ser de 0,2 mm. Un primer espacio entre dos cavidades ha recibido, gracias al procedimiento de la invención, la inscripción "RENAUD LASER". A título de ejemplo, la altura de un carácter de esta inscripción puede ser de 50 \mum y el grosor del trazo puede ser de 10 \mum. La referencia 42 designa un código de barras inscrito entre dos cavidades gracias al procedimiento de la invención.
La figura 5 comprende una figura 5A y una figura 5B, que están respectivamente en vista en alzado y en vista desde arriba, de una bobina eléctrica 50 y de su terminal 60 de unión. La bobina 50 comprende una barra 51 de plástico solidaria a un soporte 52 que comprende la referencia de la bobina. Un hilo conductor 53 está bobinado en la barra
51 y su extremo 54 está dispuesto en el terminal 60 para ser soldado en 61 según el procedimiento de la invención.
Ejemplo de realización
En un ejemplo de realización ventajoso, el sistema de la invención comprende los siguientes elementos diferentes:
\bullet Cámara 13: visualización de un gran campo de alrededor de 80 mm x 80 mm, con:
-
Número de líneas: 768
-
Número de columnas: 494
-
Longitud de onda: alrededor de 690 nm
-
Objetivo 14: focal de 8 mm
\bullet Filtro 15:
-
Transparente a una longitud de onda \lambda1: de alrededor de 690 nm
\bullet Espejo 22:
-
Cara situada del lado de la cámara 13, transparente a longitud de onda de 690 nm
-
Otra cara: reflectante a longitud de onda de 1064 nm
\bullet Lente 23:
-
Focal: 163 mm
\bullet Cámara 16: visualización de un pequeño campo de alrededor de 10 mm x 8 mm, con:
-
Número de líneas: 768
\global\parskip0.950000\baselineskip
-
Número de columnas: 494
-
Longitud de onda: alrededor de 1064 nm
-
Objetivo 17: focal de 100 mm
\bullet Filtro 18:
-
Transparente a longitud de onda \lambda2 de alrededor de 1064 nm
\bullet Espejo replegable 20:
-
Espejo replegable reflectante de 1064 nm
\bullet Espejo 21:
-
Espejo reflectante de 1064 nm
\bullet Fuente 24 de láser: láser YAG bombeado por diodo
-
Calidad de haz: mancha de foco de 14 micrómetros
-
Láser de Q conmutada
-
Frecuencia: de 0 a 100 kHz
-
Diámetro del haz de salida: 20 mm
-
Potencia en modo fundamental TEM00: 5 vatios
Otras fuentes de láser son igualmente posibles, por ejemplo:
- láser de sólidos:
\bullet
láser YAG pulsado,
\bullet
láser YAG continuo,
\bullet
láser YAG de frecuencia duplicada, triplicada o cuadriplicada;
- láseres de gas:
\bullet
láser de CO_{2},
\bullet
láser de excímero.

Claims (10)

1. Sistema de mecanizado de objetos (11) con la ayuda de un haz de láser, que comprende:
- una alimentación de objetos con posicionamiento previo en su superficie de referencia,
- una placa portaobjetos (10),
- una cabeza galvanométrica (12) que comprende:
\bullet
una primera cámara (13) de gran campo con su lente (14) de enfoque en cuya salida está dispuesto un primer filtro (15),
\bullet
una segunda cámara (16) de pequeño campo con su lente (17) de enfoque en cuya salida está dispuesto un segundo filtro (18),
\bullet
un espejo (20) de guía,
\bullet
unos espejos galvanométricos (21, 22) de deflexión,
\bullet
una lente (23) que permite visualizar al menos un objeto (11) situado en la placa (10),
- una fuente (24) de láser,
- un ordenador (25) provisto de un programa (26) de reconocimiento de forma que permite controlar el funcionamiento de dicha primera cámara, de dicha segunda cámara, de dicha fuente de láser y de medios de pilotaje en movimiento de dicha cabeza galvanométrica (XYZ).
2. Sistema según la reivindicación 1, que comprende unos espejos primero y segundo galvanométricos reflectantes (21, 22).
3. Sistema según la reivindicación 1, que comprende un espejo replegable (20).
4. Sistema según la reivindicación 1, que comprende una lente (23) de campo plano.
5. Sistema según la reivindicación 1, que comprende una cinta transportadora (19) de los objetos que hay que mecanizar en su superficie de referencia, precedida de una alimentación de posicionamiento previo de las piezas (11).
6. Sistema según la reivindicación 3, que comprende una fuente de gas reactivo (32) cerca de la placa (10).
7. Sistema según la reivindicación 1, en el que el filtro (15) en la salida de la primera cámara (13) deja pasar una longitud de onda de alrededor de 600 nm.
8. Sistema según la reivindicación 1, en el que la fuente (24) de láser es una fuente de longitud de onda de alrededor de 1064 nm, dejando pasar el filtro (18) en la salida de la segunda cámara (16) tal longitud de onda.
9. Sistema según la reivindicación 1, en el que el mecanizado corresponde a una marcación, una soldadura, una perforación, un corte o un tratamiento térmico.
10. Procedimiento de mecanizado de objetos con la ayuda de un láser, con la ayuda de un sistema de mecanizado de objetos que comprende una placa portaobjetos (10), una cabeza galvanométrica (12), una fuente (24) de láser y un ordenador (25), comprendiendo dicho procedimiento unas etapas de:
- depósito de los objetos (11), posicionados en su cara de referencia, en dicha placa (10),
- visualización del conjunto de estos objetos (11) en gran campo, con identificación de cada objeto (11) con su posición y su orientación,
- visualización de la zona que hay que mecanizar en campo reducido con una gran resolución, en uno de los objetos (11),
- mecanizado de este objeto (11) por medio de un haz emitido por la fuente de láser.
ES03755584T 2002-07-11 2003-07-08 Sistema y procedimiento de mecanizado de objetos con ayuda de un laser. Expired - Lifetime ES2263019T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0208742A FR2842131B1 (fr) 2002-07-11 2002-07-11 Systeme et procede d'usinage d'objets a l'aide d'un laser
FR0208742 2002-07-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2263019T3 true ES2263019T3 (es) 2006-12-01

Family

ID=29763747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES03755584T Expired - Lifetime ES2263019T3 (es) 2002-07-11 2003-07-08 Sistema y procedimiento de mecanizado de objetos con ayuda de un laser.

Country Status (13)

Country Link
US (1) US7714250B2 (es)
EP (1) EP1521661B1 (es)
JP (1) JP2005532170A (es)
KR (1) KR101016971B1 (es)
CN (1) CN100406188C (es)
AT (1) ATE325681T1 (es)
AU (1) AU2003273427B2 (es)
CA (1) CA2491652C (es)
DE (1) DE60305183T2 (es)
ES (1) ES2263019T3 (es)
FR (1) FR2842131B1 (es)
RU (1) RU2322334C2 (es)
WO (1) WO2004007136A2 (es)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2307051T3 (es) * 2003-06-23 2008-11-16 Bridgestone/Firestone North American Tire, Llc Procedimiento y sistema para marcar neumaticos.
US7763827B2 (en) * 2004-12-30 2010-07-27 Medtronic, Inc. Method and apparatus for laser welding incorporating galvanometer delivery
US7945087B2 (en) * 2006-06-26 2011-05-17 Orbotech Ltd. Alignment of printed circuit board targets
EP1964640A1 (en) * 2007-03-01 2008-09-03 C.B. Ferrari Srl. Equipment for automatic determination of the fit parameters in deep engraving machine tools laser works
GB0816308D0 (en) 2008-09-05 2008-10-15 Mtt Technologies Ltd Optical module
ES2360439B8 (es) * 2009-11-25 2012-10-30 CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS (CSIC) (Titular al 60%) Sistema y procedimiento para la fabricación de membranas electrolíticas delgadas y autosoportadas mediante mecanizado láser.
US20150049593A1 (en) * 2012-03-12 2015-02-19 Rolex Sa Method for engraving a timepiece component and timepiece component obtained using such a method
JP6299111B2 (ja) * 2013-08-28 2018-03-28 オムロン株式会社 レーザ加工装置
JP5892198B2 (ja) * 2014-06-26 2016-03-23 横浜ゴム株式会社 モールドの洗浄システム
RU2601362C2 (ru) * 2014-12-12 2016-11-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Способ изготовления деталей из слюды методом лазерной резки
US10471632B2 (en) 2015-11-05 2019-11-12 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Mold cleaning system
WO2017085470A1 (en) 2015-11-16 2017-05-26 Renishaw Plc Module for additive manufacturing apparatus and method
KR101857414B1 (ko) * 2016-02-25 2018-05-15 주식회사 이오테크닉스 마킹 위치 보정장치 및 방법
CN106271079A (zh) * 2016-08-26 2017-01-04 深圳市联赢激光股份有限公司 一种电池注液孔的双波长复合焊接方法
EP3299112A1 (en) * 2016-09-21 2018-03-28 Etxe-Tar, S.A. Method of and system for welding using an energy beam scanned repeatedly in two dimensions
CN106778726B (zh) * 2016-12-14 2020-06-30 广州视源电子科技股份有限公司 板卡定位方法及装置
JP6506341B2 (ja) * 2017-04-07 2019-04-24 ファナック株式会社 加工経路表示装置
JP2020006600A (ja) * 2018-07-10 2020-01-16 Ｔｏｗａ株式会社 成形型クリーニング装置及び方法、樹脂成形装置、並びに樹脂成形品製造方法
JP7316208B2 (ja) * 2019-12-26 2023-07-27 株式会社キーエンス レーザ加工装置
US20230211118A1 (en) * 2021-12-30 2023-07-06 Biosense Webster (Israel) Ltd. Soldering Leads to Pads in Producing Basket Catheter

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3733489A1 (de) * 1987-10-03 1989-04-20 Telemit Electronic Gmbh Verfahren und vorrichtung zur materialbearbeitung mit hilfe eines lasers
DE69116709T2 (de) * 1990-03-19 1997-02-06 Hitachi Ltd Vorrichtung und Verfahren zum Transport von Bauteilen
JP2896043B2 (ja) * 1993-05-18 1999-05-31 三洋電機株式会社 画像認識装置及びそれを用いた部品供給装置
JP3644997B2 (ja) * 1995-03-06 2005-05-11 オリンパス株式会社 レーザ加工装置
JPH09122945A (ja) * 1995-10-27 1997-05-13 Miyachi Technos Corp レーザ加工装置
EP0984844B1 (en) * 1997-05-27 2002-11-13 SDL, Inc. Laser marking system and method of energy control
JPH11221690A (ja) 1998-02-09 1999-08-17 Mitsubishi Electric Corp レーザ加工装置およびレーザ加工方法
JP2000033488A (ja) 1998-07-15 2000-02-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザ加工装置及び方法
JP2003505247A (ja) * 1999-07-23 2003-02-12 ハイデルベルク・インストルメンツ・ミクロテヒニツク・ゲー・エム・ベー・ハー 微細な穴をあける方法
JP2001223145A (ja) * 2000-02-07 2001-08-17 Komatsu Ltd 特異な形態のドットマークを有する半導体ウェハとそのドットマークの形成方法
JP4181921B2 (ja) * 2003-05-19 2008-11-19 日東電工株式会社 ポリマー光導波路

Also Published As

Publication number Publication date
FR2842131A1 (fr) 2004-01-16
RU2005103613A (ru) 2005-07-27
US7714250B2 (en) 2010-05-11
EP1521661A2 (fr) 2005-04-13
ATE325681T1 (de) 2006-06-15
DE60305183D1 (de) 2006-06-14
KR101016971B1 (ko) 2011-02-28
EP1521661B1 (fr) 2006-05-10
RU2322334C2 (ru) 2008-04-20
WO2004007136A2 (fr) 2004-01-22
DE60305183T2 (de) 2007-03-01
CA2491652A1 (fr) 2004-01-22
CN100406188C (zh) 2008-07-30
FR2842131B1 (fr) 2004-08-13
KR20050017105A (ko) 2005-02-21
WO2004007136A3 (fr) 2004-04-08
AU2003273427B2 (en) 2008-01-24
US20050205539A1 (en) 2005-09-22
AU2003273427A1 (en) 2004-02-02
CA2491652C (fr) 2010-11-30
CN1668413A (zh) 2005-09-14
JP2005532170A (ja) 2005-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2263019T3 (es) Sistema y procedimiento de mecanizado de objetos con ayuda de un laser.
ES2927973T3 (es) Aparato de mecanizado por láser y procedimiento de mecanizado por láser
JP5727518B2 (ja) ビーム加工装置
EP0961688B1 (de) Vorrichtung zum beschriften von materialien mit einem laser
US9983562B2 (en) Adaptive part profile creation via independent side measurement with alignment features
CN104384727B (zh) 光纤激光加工氧化铝陶瓷的装置及其方法
US20030024913A1 (en) Laser scanning method and system for marking articles such as printed circuit boards, integrated circuits and the like
IT9019834A1 (it) Contenitore di fibre multiple per accoppiatore di uscita e metodo per usare il medesimo
KR20150116400A (ko) 요철 검출 장치
US7371993B2 (en) Method for laser micromachining
PL228001B1 (pl) Układ odchylania wiazki promieniowania optycznego oraz urzadzenie zawierajace ten układ
US20130193618A1 (en) Laser Machining System and Method for Machining Three-Dimensional Objects from a Plurality of Directions
JP2011079044A (ja) レーザー加工装置
ES2807595T3 (es) Sistema y método para procesamiento con láser
EA026083B1 (ru) Маркировочное устройство, содержащее множество лазеров
CN204234973U (zh) 光纤激光加工氧化铝陶瓷的装置
WO2001054854A1 (en) Laser scanning method and system for marking articles such as printed circuit boards, integrated circuits and the like
CN212384815U (zh) 激光切割和雕刻标记一体机
US7177057B2 (en) Laser system
JP4044777B2 (ja) レーザ加工装置
KR100306667B1 (ko) 크리스탈 및 유리의 내부 가공방법과 그 방법에 의한 크리스탈 제품
JP2006239703A (ja) レーザ加工装置
ES2869908T3 (es) Dispositivo para el mecanizado de material con un haz láser
Bachmann Application adapted diode laser systems: a result of the German national research project MDS
KR20230154740A (ko) 표시 장치 제조를 위한 레이저 가공 장치 및 방법