FR2924039A1 - Systeme de marquage de pieces comportant plusieurs lasers et procede de marquage utilisant un tel systeme - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet un système de marquage de pièces par faisceau laser. Ce système comporte :- une pluralité de lasers pulsés (L1, L2, L3 ... Lk) ; et- des moyens de contrôle desdits lasers aptes à déclencher des impulsions desdits lasers;Les moyens de contrôle sont aptes à commander le déclenchement des impulsions des différents lasers alternativement, pour former une séquence de caractères sur une pièce (30).

Description

1 Système de marquage de pièces comportant plusieurs lasers et procédé de marquage utilisant un tel système.

La présente invention concerne un système de marquage de pièces comportant plusieurs lasers. Elle concerne également un procédé de marquage de pièces dans lequel on utilise plusieurs lasers. Dans de nombreux domaines industriels, il est nécessaire d'identifier des pièces. Ces pièces sont fréquemment identifiées en marquant une séquence de caractères au moyen d'un laser. Les systèmes de marquage laser utilisés comportent généralement un laser pulsé dont un système de contrôle déclenche une impulsion pour marquer chaque caractère de la séquence de caractères. Chaque impulsion correspond à une quantité d'énergie suffisante pour réaliser le marquage d'un caractère sur la pièce. La vitesse de marquage est donc proportionnelle à la fréquence de déclenchement des impulsions du laser. Lorsqu'on souhaite augmenter cette vitesse de marquage, il convient donc d'augmenter la fréquence de déclenchement des impulsions du laser. Toutefois, en pratique, cette fréquence est limitée par les caractéristiques du laser utilisé. En effet, étant donné que la puissance du laser est limitée, plus on augmente la fréquence de déclenchement des impulsions, plus l'énergie correspondant à chaque impulsion diminue. Or, pour marquer correctement une pièce, il est nécessaire que chaque impulsion corresponde à une quantité minimale d'énergie, fonction notamment du type de laser et du matériau à marquer.

Par conséquent, pour un modèle de laser donné, la vitesse de marquage de la pièce ne peut pas dépasser une valeur maximale. Une solution pour augmenter la vitesse maximale de marquage pourrait consister à augmenter la puissance du laser. Toutefois, lorsqu'il existe déjà un système de marquage comportant un laser de puissance déterminée, le remplacement dudit laser par un laser de puissance plus élevée peut s'avérer complexe et coûteux. En effet, cela nécessiterait de redimensionner l'ensemble des composants (source laser, alimentation, ...) et de valider ce nouveau système. Les pièces à marquer peuvent par exemple correspondre à des câbles, en particulier des câbles électriques. Ainsi, dans le domaine 2 aéronautique, de nombreux câbles doivent être identifiés au moyen d'un marquage sur leur gaine extérieure. Actuellement, un tel marquage est généralement réalisé au moyen d'une technique de marquage laser. Pour cela, la gaine extérieure desdits câbles comporte un matériau apte à être marqué par un faisceau laser, par exemple de l'oxyde de titane (TiO2) qui peut être marqué au moyen d'un rayonnement laser ultraviolet. Dans les machines de marquage de câble actuelles, en particulier celles fabriquées par la demanderesse, on produit ce rayonnement ultraviolet en utilisant un laser Nd-YAG pulsé émettant un rayonnement infra-rouge de longueur d'onde 1064nm. Ce rayonnement infra-rouge traverse un moyen de triplement de fréquence qui le transforme en un rayonnement ultraviolet de longueur d'onde 355nm. Ce rayonnement ultraviolet éclaire un masque rotatif comportant un ensemble de perforations correspondant à un ensemble de caractères susceptibles d'être marqués sur un câble. Des moyens de contrôle commandent le déclenchement des impulsions du laser correspondant aux différents caractères à marquer de façon synchronisée avec la rotation du masque de façon à ce que le rayonnement laser émis lors d'une impulsion traverse la perforation correspondant au caractère que l'on souhaite marquer. L'énergie correspondant à chaque impulsion est de l'ordre de 20mJ. La durée d'une impulsion est de l'ordre de 7 à 10ns. La fréquence maximale de fonctionnement du laser est de 42Hz, correspondant à une période de 23,8ms. Le masque est entraîné en rotation permanente, à vitesse constante autour de son axe. Afin de synchroniser le déclenchement des impulsions avec la rotation du masque, après le déclenchement d'une impulsion correspondant au marquage d'un caractère, pour déclencher l'impulsion correspondant au caractère suivant on attend au moins 23,8ms plus un retard tel que le faisceau laser émis lors de ladite impulsion éclaire la perforation du masque correspondant à ce caractère suivant. Etant donné la vitesse de rotation du masque et la répartition des perforations sur le masque, la durée maximale entre deux impulsions consécutives du laser est de 27ms, correspondant à une fréquence de 37Hz. On a donc une variation de la fréquence de déclenchement des impulsions du laser dans un intervalle de 37Hz à 42Hz en fonction des caractères que l'on souhaite marquer sur le câble. Cet intervalle correspond à un fonctionnement optimal de la machine.

Dans d'autres types de machines, les moyens de contrôle commandent le 3 déclenchement des impulsions du laser avec une fréquence fixe et la position du masque est asservie au moyen d'un moteur pas à pas de façon à ce que, pour le marquage de chaque caractère, le faisceau laser éclaire la perforation du masque correspondant à ce caractère. Après avoir traversé une perforation du masque, le faisceau laser passe à travers des moyens optiques qui le dirigent sur le câble. Lorsqu'on souhaite augmenter la vitesse de marquage, il n'est pas possible d'augmenter la fréquence de déclenchement des impulsions du laser car l'énergie correspondant aux impulsions serait insuffisante pour marquer correctement le câble. D'autre part, l'utilisation d'un laser de puissance plus élevée nécessiterait de redimensionner de nombreux composants de la machine de marquage et de qualifier la machine ainsi modifiée (calibrage des impulsions ...), ce qui serait très coûteux. De plus, cette machine modifiée serait prévue pour fonctionner dans un nouvel intervalle optimal de fréquences de déclenchement des impulsions du laser. Par conséquent, il ne serait pas souhaitable de faire fonctionner cette machine de marquage dans l'intervalle de 37Hz à 42Hz pour réaliser des travaux ne nécessitant pas une vitesse de marquage plus élevée.

La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients précités. Elle concerne un système de marquage de pièces par faisceau laser. Ce système est remarquable en ce que : - il comporte une pluralité de lasers pulsés ; - il comporte des moyens de contrôle desdits lasers aptes à 25 déclencher des impulsions desdits lasers ; et - les moyens de contrôle sont aptes à commander le déclenchement des impulsions des différents lasers alternativement, pour former une séquence de caractères sur une pièce. Le système objet de l'invention présente l'avantage de permettre une 30 vitesse de marquage supérieure à la vitesse de marquage des systèmes de l'art antérieur comportant un seul laser. En effet, grâce à l'utilisation de plusieurs lasers dont on déclenche les impulsions alternativement, on obtient une vitesse de marquage de la pièce sensiblement égale à la vitesse de marquage correspondant à l'utilisation d'un seul laser, multipliée par le 4 nombre de lasers utilisés. Cela permet donc une grande amélioration de la productivité par rapport aux systèmes de l'art antérieur. Dans un mode préféré de réalisation, le système selon l'invention comprend : - un masque comportant un ensemble de perforations correspondant à des caractères susceptibles d'être marqués sur la pièce lorsque le masque est éclairé par un faisceau laser ; et - des moyens optiques guidant les faisceaux lumineux émis par lesdits lasers lors des déclenchements desdites impulsions, de façon à ce que ces faisceaux lumineux éclairent le masque de façon à pouvoir traverser des perforations du masque correspondant à des caractères à marquer. Dans une première variante, les moyens optiques sont conformés pour guider les faisceaux lumineux issus des différents lasers de façon à ce que ces différents faisceaux éclairent une même zone du masque.

De façon préférée, lesdits lasers sont de type Nd-YAG émettant un rayonnement infrarouge de longueur d'onde 1064nm et : - chacun des faisceaux lumineux issus desdits lasers traverse un moyen de triplement de fréquence de façon à obtenir un rayonnement ultraviolet de longueur d'onde 355nm ; - au moins deux desdits faisceaux lumineux traversent un même moyen de triplement de fréquence. L'utilisation d'un même moyen de triplement de fréquence pour transformer les faisceaux lumineux infrarouge correspondant à plusieurs lasers en faisceaux lumineux ultraviolets est avantageuse en ce qu'elle permet de réduire le coût du système par rapport à un système qui utiliserait un moyen de triplement de fréquence pour chaque faisceau lumineux émis par lesdits lasers. Dans un premier mode particulier de réalisation, le nornbre de lasers est égal à deux, lesdits lasers produisent des faisceaux lumineux polarisés et 30 ledit système comporte en outre : - des premiers moyens de changement de polarisation recevant au moins un des deux faisceaux lumineux issus desdits lasers, conformés de façon à ce qu'en sortie desdits premiers moyens de changement de polarisation les deux faisceaux lumineux aient des polarisations 35 sensiblement perpendiculaires entre elles ; - un polariseur recevant ces deux faisceaux de polarisations sensiblement perpendiculaires entre elles, le premier faisceau étant reçu selon une première direction et le second faisceau étant reçu selon une seconde direction, de façon à ce qu'en sortie dudit polariseur ces deux 5 faisceaux aient des trajets sensiblement parallèles ; et - des deuxièmes moyens de changement de polarisation recevant les deux faisceaux sensiblement parallèles sortant du polariseur, conformés de façon à ce qu'en sortie desdits deuxièmes moyens de changement de polarisation les deux faisceaux lumineux aient des polarisations sensiblement similaires. Ainsi, lorsque les deux lasers sont de type Nd-YAG et que l'on utilise un moyen de triplement de fréquence pour produire un rayonnement ultraviolet, les deux faisceaux lumineux émis respectivement par les deux lasers traversant ledit moyen de triplement de fréquence avec des polarisations sensiblement similaires. Par conséquent, on obtient un rendement dudit moyen de triplement de fréquence similaire pour chaque faisceau, car ce rendement est généralement fonction de la polarisation des faisceaux lumineux traversant le moyen de triplement de fréquence. Cela permet d'obtenir une énergie de marquage, sur la pièce à marquer, similaire quel que soit le laser utilisé, et donc un marquage de la pièce homogène pour l'ensemble des caractères. Dans un second mode particulier de réalisation, le nornbre de lasers est égal à deux, le premier faisceau émis par le premier laser emprunte un trajet correspondant à une première direction, et le système comporte en outre un miroir disposé à proximité dudit premier trajet et recevant le deuxième faisceau, émis par le second laser, selon une seconde direction. Ce miroir est orienté de façon à réfléchir ce deuxième faisceau selon ladite première direction pour que le premier faisceau et le second faisceau réfléchi par ce miroir aient des trajets sensiblement parallèles. De préférence, le bord du miroir situé à proximité dudit premier trajet est biseauté de façon à ce que la surface réfléchissante du miroir puisse sensiblement affleurer ledit premier faisceau, afin que la distance séparant les deux faisceaux sensiblement parallèles soit la plus petite possible. Avantageusement, le système comporte en outre un moyen de 35 déviation optique recevant les deux faisceaux lumineux sensiblement 6 parallèles, conformé de façon à dévier ces deux faisceaux lumineux pour les faire converger sur une même zone du masque. Ainsi, le masque est éclairé de la même façon que dans un système comportant un seul laser, mais avec une fréquence pouvant être double de la fréquence correspondant à un tel système comportant un seul laser. Selon une première alternative, les deuxièmes moyens de changement de polarisation sont constitués de deux moyens statiques associés respectivement à chacun des deux faisceaux. Une telle solution est avantageuse en ce que de tels moyens statiques ne nécessitent quasiment pas de maintenance. Selon une seconde alternative, les deuxièmes moyens de changement de polarisation sont des moyens mobiles commandés de façon synchronisée avec les déclenchements des impulsions des lasers. Dans un autre mode de réalisation de ladite première variante, les moyens optiques comportent un miroir mobile recevant les faisceaux lumineux issus des différents lasers, ledit miroir étant piloté de façon synchronisée avec les déclenchements des impulsions des différents lasers pour que le faisceau lumineux réfléchi par ce miroir emprunte un même trajet quel que soit le laser émettant ce faisceau lumineux. Ce mode de réalisation présente l'avantage de permettre l'utilisation d'un nombre quelconque de lasers et par conséquence une vitesse élevée de marquage de la pièce. Dans une seconde variante, les moyens optiques sont conformés pour guider les faisceaux lumineux émis par les différents lasers de façon à ce que ces différents faisceaux éclairent plusieurs zones du masque. Ainsi, les différents faisceaux lumineux peuvent suivre des chernins optiques indépendants entre les différents lasers et le masque. De façon avantageuse, les moyens de contrôle peuvent être configurés pour piloter alternativement : - soit l'ensemble des lasers ; - soit un sous-ensemble des différents lasers.

Ainsi, il est possible d'utiliser l'ensemble des lasers lorsqu'une vitesse de marquage maximale est nécessaire. Par contre, lorsque la vitesse de marquage souhaitée est inférieure à cette vitesse maximale, on peut n'utiliser qu'un sous-ensemble des différents lasers, ce qui présente l'avantage de ne pas user une partie desdits lasers. De plus, le système peut continuer à 7 fonctionner même en cas de panne d'un laser. Dans ce cas, la vitesse de marquage est inférieure à ladite vitesse maximale.

L'invention concerne aussi un procédé de marquage de pièces par faisceau laser selon lequel on marque une séquence de caractères sur une pièce, chaque caractère étant marqué sur cette pièce au moyen d'un faisceau laser émis par un laser pulsé. Ce procédé est remarquable en ce que l'on marque successivement les caractères composant cette séquence de caractères en commandant alternativement le déclenchement d'impulsions d'une pluralité de lasers pulsés. Avantageusement, lors d'une panne d'un desdits lasers on adapte la vitesse de marquage de ladite séquence de caractères et on commande alternativement le déclenchement d'impulsions des autres lasers. Dans le cas particulier où il ne reste qu'un seul laser opérationnel, on commande seulement le déclenchement d'impulsions dudit laser. Avantageusement encore, on adapte le nombre de lasers utilisés en fonction de la vitesse de marquage souhaitée de ladite séquence de caractères. Cela permet d'éviter l'usure d'une partie des lasers.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures annexées. Les figures la et 1 b sont des schémas fonctionnels de deux alternatives d'un premier mode de réalisation d'un système de marquage de pièces selon l'invention ; la figure 2 est un schéma fonctionnel d'un second mode de réalisation d'un système de marquage de pièces selon l'invention ; la figure 3 est un schéma fonctionnel d'un troisième mode de réalisation d'un système de marquage de pièces selon l'invention ; la figure 4 est une vue de face d'un moyen de changement de polarisation ; les figures 5a et 5b sont des schémas fonctionnels correspondant à deux modes de réalisation d'un moyen de déviation optique. Dans un mode particulier de réalisation d'une première variante d'un système de marquage de pièces selon l'invention, tel que représenté sur la figure la, le système de marquage comporte deux lasers L1, L2 de type Nd- 8 YAG pulsés émettant chacun un faisceau F1, F2 de rayonnement laser de longueur d'onde 1064nm. Ce système de marquage comporte aussi des moyens de contrôle aptes à commander alternativement le déclenchement des impulsions des deux lasers LI et L2.

Les deux faisceaux FI et F2 sont polarisés, sensiblement selon une même polarisation. Le premier faisceau FI émis par le premier laser LI arrive sur un polariseur 10 selon une première direction et il traverse ce polariseur sans être dévié. Ce polariseur peut notamment correspondre à un polariseur diélectrique. De préférence, son angle d'incidence est choisi égal à 45°. Le deuxième faisceau F2 émis par le second laser L2 traverse une lame de phase demi-onde 12 qui a pour effet de modifier la polarisation du rayonnement laser correspondant à ce deuxième faisceau : la polarisation en sortie de la lame de phase demi-onde 12 est sensiblement perpendiculaire à la polarisation en entrée de ladite lame de phase demi-onde. Après être sorti de la lame de phase demi-onde, le deuxième faisceau F2 arrive sur le polariseur 10 selon une seconde direction perpendiculaire à ladite première direction dans le cas où l'angle d'incidence du polariseur 10 est choisi égal à 45°. Etant donné sa polarisation, ce second faisceau est dévié par le polariseur, dont il sort selon une direction sensiblement perpendiculaire à ladite seconde direction, donc parallèle à la première direction correspondant au premier faisceau. En sortie du polariseur 10, les deux faisceaux F1 et F2, émis respectivement par les deux lasers LI et L2, sont donc sensiblement parallèles et de polarités perpendiculaires entre elles. Ces deux faisceaux sont espacés d'au plus quelques millimètres. Dans certains cas, il peut être souhaitable d'intégrer les deux lasers parallèles entre eux dans le dispositif de marquage. Les deux faisceaux FI et F2 sont alors parallèles entre eux. La direction du deuxième faisceau F2 correspond donc à ladite première direction du premier faisceau F1. On utilise alors un miroir 14 disposé de façon à réfléchir ce deuxième faisceau F2 perpendiculairement à ladite première direction. Par conséquent, la direction du deuxième faisceau F2 après réflexion par le miroir, correspond donc à ladite seconde direction selon laquelle il doit entrer dans le polariseur 10. Sans sortir du cadre de l'invention, on peut aussi utiliser un polariseur ayant un angle d'incidence de valeur différente de 45°, par exemple égale à 57° (angle de Brewster). Dans 9 ce cas, l'homme du métier saura adapter sans difficulté ladite seconde direction, ainsi que la disposition du miroir 14 s'il y a lieu. Les deux faisceaux F1 et F2 sortant du polariseur 10 arrivent sur un moyen 16 de changement de polarisation. Celui-ci comporte deux lames de phase demi onde disposées de façon à ce que le premier faisceau F1 arrive sur une première lame de phase 32a et le deuxième faisceau F2 arrive sur une deuxième lame de phase 32b, comme représenté sur la figure 4. Ces deux lames de phase sont disposées de façon à ce que les polarisations correspondant aux deux faisceaux FI et F2 soient sensiblement similaires en sortie dudit dispositif 16 de changement de polarisation. Ces deux lames de phase sont maintenues par un support 34. Les deux faisceaux sortant dudit dispositif 16 de changement de polarisation arrivent sur un moyen de triplement de fréquence composé d'un doubleur de fréquence 18 et d'un tripleur de fréquence 20 montés en série. De façon connue, Ile doubleur de fréquence 18 et le tripleur de fréquence 20 peuvent correspondre à des cristaux générateurs d'harmoniques dont les fréquences sont respectivement double et triple de la fréquence du rayonnement provenant des lasers L1 et L2. Le rendement du moyen de triplement de fréquence étant variable en fonction de la polarisation des faisceaux lumineux le traversant, le dispositif 16 de changement de polarisation est conformé de façon à ce que la polarisation des faisceaux FI et F2 en sortie dudit dispositif de changement de polarisation corresponde à une polarisation permettant un rendement maximal du moyen de triplement de fréquence. Ce moyen de triplement de fréquence transforme le rayonnement infrarouge de longueur d'onde 1064nm émis par les deux lasers LI et L2 en un rayonnement ultraviolet de longueur d'onde 355nm. De préférence, on dispose un filtre (non représenté) en sortie dudit moyen de triplement de fréquence, de façon à ne conserver dans les faisceaux FI et F2 que le rayonnement de longueur d'onde 355nm. De façon alternative à l'utilisation de la lame de phase demi-onde 12, du polariseur 10 et du dispositif 16 de changement de polarisation, le système de marquage comporte un miroir 11 comme représenté sur la figure 1 b. Le premier faisceau F1 émis par le premier laser LI emprunte un trajet correspondant à une première direction. Le miroir 11 est disposé à proximité dudit premier trajet. II reçoit le deuxième faisceau F2, émis par le second laser L2, selon une seconde direction. Ce miroir est orienté de façon à 10 réfléchir ce deuxième faisceau selon ladite première direction pour que le premier faisceau et le second faisceau réfléchi par ce miroir aient des trajets sensiblement parallèles. De préférence, la seconde direction est perpendiculaire à la première direction. Le bord Fb du miroir situé à proximité dudit premier trajet est biseauté de façon à ce que la surface réfléchissante du miroir puisse sensiblement affleurer ledit premier faisceau, afin que la distance séparant les deux faisceaux sensiblement parallèles soit la plus petite possible (par exemple comprise entre 0 et 5 millimètres pour des faisceaux FI et F2 de 7mm de diamètre). Sur la figure, l'épaisseur du miroir 11 est volontairement accentuée afin de mettre en évidence le bord biseauté Fb. Comme dans le mode de réalisation correspondant à la figure la, les deux faisceaux sensiblement parallèles arrivent sur un moyen de triplement de fréquence composé d'un doubleur de fréquence 18 et d'un tripleur de fréquence 20 montés en série.

Les deux faisceaux FI et F2 sortant du moyen 18, 20 de triplement de fréquence arrivent sur un moyen 22 de déviation optique. Comme représenté sur la figure 5a, celui-ci peut par exemple être constitué d'une lentille coupée en deux, dont les deux parties 36a et 36b reçoivent chacune l'un des deux faisceaux FI et F2. Ces deux parties sont disposées de façon à former entre elles un angle tel que les deux faisceaux FI et F2 convergent en un point C situé à une distance prédéterminée dudit moyen de déviation optique. Dans un autre mode de réalisation représenté sur la figure 5b, le moyen 22 de déviation optique est constitué de deux miroirs 38a et 38b disposés à proximité l'un de l'autre et réfléchissant chacun l'un des faisceaux FI et F2. Ces deux miroirs forment entre eux un angle tel que les deux faisceaux F1 et F2 convergent en un point C situé à une distance prédéterminée dudit moyen 22 de déviation optique. Les deux faisceaux FI et F2 sortant dudit moyen de déviation optique arrivent sur un masque 24 comportant une ensemble de perforations P correspondant à des caractères susceptibles d'être marqués sur la pièce à marquer. Ce masque est entraîné en rotation par un moteur 26 par l'intermédiaire d'un axe 25. Les moyens de contrôle des lasers LI et L2 déclenchent les impulsions desdits lasers de façon synchronisée avec la rotation du masque, de façon à ce que le faisceau de rayonnement laser émis par un laser éclaire une perforation du masque correspondant au 11 caractère que l'on souhaite marquer. Ladite distance prédéterminée entre le moyen 22 de déviation optique et le point de convergence des deux faisceaux F1 et F2 est choisie de façon à ce que ce point de convergence soit situé sur le masque 24. Ainsi, les deux faisceaux F1 et F2 éclairent une même zone du masque. Ces deux faisceaux peuvent donc traverser des perforations du masque correspondant aux caractères que l'on souhaite marquer sur la pièce. Après avoir traversé des perforations du masque, les faisceaux FI et F2 arrivent sur des moyens 28 permettant de diriger ces faisceaux vers la pièce 30 à marquer, selon un trajet commun correspondant à un faisceau commun Fc quel que soit le laser L1 ou L.2 émettant le rayonnement laser. Ces moyens 28 peuvent par exemple comporter un objectif optique, un miroir galvanométrique... permettant de guider le faisceau commun Fc vers une position particulière de la pièce à marquer. Les moyens de contrôle des lasers LI et L2 commandent alternativement le déclenchement des impulsions desdits lasers. Ainsi, pour marquer un premier caractère sur la pièce, ces moyens de contrôle commandent par exemple le déclenchement d'une impulsion du laser L1 qui émet en conséquence un faisceau F1, à un instant où le trajet du faisceau F1 traverse une perforation du masque correspondant à ce prernier caractère.

Pour marquer un deuxième caractère sur la pièce, les moyens de contrôle commandent alors le déclenchement d'une impulsion du laser L2 qui émet en conséquence un faisceau F2, à un instant où le trajet du faisceau F2 traverse une perforation du masque correspondant à ce deuxième caractère. Pour marquer un troisième caractère sur la pièce, les moyens de contrôle commandent le déclenchement d'une impulsion du laser L1, et ainsi de suite. De préférence, les deux lasers LI et L2 ont des caractéristiques sensiblement similaires. En commandant alternativement le déclenchement des impulsions de l'un et de l'autre desdits lasers, ces lasers fonctionnant chacun dans une plage de fréquence nominale de déclenchement des impulsions, on produit des impulsions laser avec une fréquence double de la fréquence de fonctionnement de chacun des lasers LI et L2. Par conséquent, la vitesse de marquage des caractères sur la pièce par le système selon l'invention est double de la vitesse de marquage d'un système de marquage qui n'utiliserait qu'un seul laser. 12 Ce système de marquage présente l'avantage d'être entièrement statique en ce qui concerne les moyens permettant la combinaison des deux faisceaux FI et F2 pour marquer la pièce. En conséquence, lesdits moyens présentent une fiabilité et une disponibilité très élevées. D'autre part, l'utilisation des deux lasers LI et L2 est économiquement plus avantageuse que l'utilisation d'un seul laser de puissance plus élevée que la puissance des lasers LI et L2 et qui serait adapté pour marquer la pièce avec une vitesse de marquage comparable à celle dudit système. Dans une application particulière du système de marquage, la pièce à marquer est un câble. Les deux lasers LI e L2 sont sensiblement identiques et sont optimisés pour fonctionner avec une fréquence de déclenchement des impulsions comprise entre 37 et 42 Hz. Ces lasers peuvent par exemple être similaires à ceux des machines de marquage précitées de l'art antérieur. Le système de marquage de câbles selon l'invention permet alors le marquage d'un câble avec une fréquence double de la fréquence de chacun des lasers LI et L2, c'est à dire comprise entre 74 et 84 Hz. II en résulte que la vitesse de marquage du câble est double de la vitesse de marquage correspondant aux machines précitées de l'art antérieur. Le fait de pouvoir utiliser des lasers similaires à ceux des machines de l'art antérieur est avantageux : il n'est pas nécessaire de valider un nouveau modèle de laser et les mêmes équipements annexes (alimentations, systèmes de refroidissement...) peuvent être utilisés. De plus, lorsqu'un utilisateur possède des machines de marquage de l'art antérieur et des machines selon l'invention, il peut utiliser un même stock de pièces de rechange pour l'ensemble des machines de marquage. Le dispositif 16 de modification de polarisation et le moyen 18, 20 de triplement de fréquence sont nécessaires lorsque l'on souhaite marquer une pièce, par exemple un câble, au moyen d'un rayonnement ultraviolet produit à partir de lasers émettant un rayonnement infrarouge, tel que décrit précédemment. Toutefois, toujours dans le cadre de l'invention, ce dispositif 16 de modification de polarisation et ce moyen 18, 20 de triplement de fréquence ne sont pas nécessaires lorsque l'on souhaite marquer une pièce avec un rayonnement (infrarouge, ultraviolet...) de même longueur d'onde que le rayonnement émis par les lasers. 13 De façon alternative, le dispositif 16 de modification de polarisation peut être constitué de moyens mobiles commandés en synchronisme avec le déclenchement des impulsions des lasers LI et L2. Dans ce cas, les deux faisceaux FI et F2 peuvent emprunter un même trajet et le moyen 22 de déviation optique n'est alors pas nécessaire. Les moyens mobiles peuvent correspondre à des lames de phase fixées sur une structure mobile. Dans un premier exemple de réalisation, ces moyens mobiles comportent deux lames de phase fixées sur une structure montée rotative autour d'un axe. Cette structure est commandée de façon à ce qu'une première lame de phase soit traversée par le premier faisceau FI lors du déclenchement d'une impulsion du premier laser LI et qu'une deuxième lame de phase soit traversée par le deuxième faisceau F2 lors du déclenchement d'une impulsion du second laser L2. Les orientations des deux lames de phase relativement à ladite structure sont choisies de façon à obtenir la polarisation souhaitée pour les faisceaux FI et F2 lorsque ces lames de phase sont traversées par lesdits faisceaux. Dans un deuxième exemple de réalisation, les moyens mobiles comportent encore deux lames de phase fixées sur une structure mobile, mais cette structure est mobile en translation. Comme dans le premier exemple, elle est commandée de façon à ce qu'une première lame de phase soit traversée par le premier faisceau FI lors du déclenchement d'une impulsion du premier laser LI et qu'une deuxième lame de phase soit traversée par le deuxième faisceau F2 lors du déclenchement d'une impulsion du second laser L2. Dans un troisième exemple, une seule lame de phase est fixée sur une structure mobile. Cette structure est mobile en rotation et la lame de phase est en permanence traversée, sensiblement en son centre, par le trajet des faisceaux FI et F2. La structure mobile est commandée pour faire tourner la lame de phase sur elle-même afin que cette lame de phase soit orientée selon une première orientation lors du déclenchement d'une impulsion du premier laser LI et soit orientée selon une deuxième orientation lors du déclenchement d'une impulsion du second laser L2. Cette première orientation et cette deuxième orientation sont choisies de façon à obtenir la polarisation souhaitée pour les faisceaux FI et F2. Dans un autre mode de réalisation de ladite première variante du 35 système de marquage de pièces selon l'invention, tel que représenté sur la figure 2, le système de marquage comporte plusieurs lasers LI, L2, L3 ... Lk de type Nd-YAG pulsés émettant chacun respectivement un faisceau FI, F2, F3 ... Fk de rayonnement laser de longueur d'onde 1064nm. Ce système de marquage comporte aussi des moyens de contrôle aptes à commander alternativement le déclenchement des impulsions des différents lasers. Les faisceaux F1, F2, F3 ... Fk correspondant aux différents lasers sont orientés de façon à converger vers un même point d'un miroir mobile Mm. Si l'on souhaite intégrer les différents lasers parallèles entre eux dans le système de marquage, on dévie les faisceaux F2, F3 ... Fk émis par les lasers L2, L3

...DTD: Lk au moyen de miroirs fixes M2, M3 ... Mk de façon à faire converger les différents faisceaux FI, F2, F3 ... Fk vers ledit point du miroir rnobile Mm. De façon avantageuse, le miroir mobile Mm est un miroir galvanornétrique piloté en synchronisme avec les commandes de déclenchement des impulsions des différents lasers de façon à réfléchir successivement tous les faisceaux F1, F2, F3 ... Fk émis par les différents lasers selon un même trajet optique, formant ainsi un faisceau commun Fc correspondant à l'ensemble des impulsions émises alternativement par les différents lasers L1, L2, L3 ... Lk. Lorsque cela est nécessaire, ce faisceau commun Fc traverse un moyen 18, 20 de triplement de fréquence permettant de convertir le rayonnement infrarouge émis par les lasers en un rayonnement ultraviolet. Le faisceau sortant du moyen de triplement de fréquence éclaire une perforation d'un masque 24 correspondant au caractère que l'on souhaite marquer sur la pièce. Comme dans le mode de réalisation décrit précédemment, le masque 24 est entraîné en rotation et les moyens de contrôle des lasers déclenchent les impulsions des différents lasers de façon à ce que le faisceau Fc éclaire successivement des perforations du masque correspondant aux différents caractères formant la séquence de caractères que l'on souhaite marquer sur la pièce. Après avoir traversé une perforation du masque, le faisceau Fc est dirigé vers la pièce à marquer de la même façon que dans le mode de réalisation décrit précédemment. Ce mode de réalisation présente l'avantage de permettre l'utilisation d'un nombre élevé k de lasers. La vitesse de marquage de la pièce est proportionnelle au nombre de lasers. Par conséquent, cette vitesse de marquage est égale à k fois la vitesse de marquage d'un système de marquage qui ne comporterait qu'un seul laser. Par exemple, dans le cas de 15 machines de marquage de câbles comportant des lasers du type décrit précédemment, la vitesse de marquage correspondra à une fréquence de déclenchement des impulsions comprise entre k fois 37 Hz et k fois 42 Hz. Le nombre k de lasers n'est essentiellement limité que par la dynamique du miroir mobile Mm. Un autre mode de réalisation, correspondant à une seconde variante du système de marquage de pièces selon l'invention, est représenté sur la figure 3. Le système de marquage comporte au moins deux lasers LI, L2... de type Nd-YAG pulsés émettant chacun un faisceau FI, F2... de rayonnement laser de longueur d'onde 1064nm. Ce système de marquage comporte aussi des moyens de contrôle aptes à commander alternativement le déclenchement des impulsions desdits lasers LI, L2... Lorsque l'on souhaite convertir le rayonnement infrarouge, émis par les lasers, en un rayonnement ultraviolet, chaque faisceau F1, F2 traverse un moyen de triplement de fréquence, respectivement 18a, 20a et 18b, 20b. Chacun des faisceaux F1, F2... sortant d'un moyen de triplement de fréquence éclaire une zone distincte d'un masque 24, ladite zone comportant une perforation correspondant à un caractère que l'on souhaite marquer sur la pièce. Le masque 24 est entraîné en rotation comme dans les modes de réalisation décrit précédemment. Après avoir traversé lesdites perforations du masque, les faisceaux F1, F2... arrivent sur des moyens respectifs 28a, 28b permettant de diriger ces faisceaux vers la pièce à marquer. Ces moyens 28a, 28b peuvent par exemple comporter un objectif optique, un miroir galvanométrique... permettant de guider chacun des faisceaux FI, F2... vers une position particulière de la pièce 30 à marquer. Pour marquer une séquence de caractères sur la pièce 30, on déclenche une impulsion du premier laser LI lorsqu'une perforation du masque correspondant au premier caractère que l'on souhaite marquer est située dans une première zone susceptible d'être éclairée par le premier faisceau FI émis par ce premier laser. Les moyens 28a sont pilotés par le système de contrôle pour diriger le faisceau F1 vers un point de la pièce 30 où l'on souhaite marquer le premier caractère. Ensuite, on déclenche une impulsion du second laser L2 lorsqu'une perforation du masque correspondant au second caractère que l'on souhaite marquer est située dans une seconde zone susceptible d'être éclairée par le deuxième faisceau F2 émis par ce second laser. Les moyens 16 28b sont pilotés par le système de contrôle pour diriger le faisceau F2 vers un point de la pièce 30 où l'on souhaite marquer le second caractère. On utilise ensuite le premier laser LI pour le marquage du troisième caractère, de la même façon que pour le marquage du premier caractère, puis on utilise le second laser L2 pour le marquage du quatrième caractère, de la même façon que pour le marquage du second caractère, et ainsi de suite jusqu'au marquage complet de la séquence de caractères sur la pièce 30. Ce mode de réalisation n'est pas limité à l'utilisation de deux lasers. Il est possible d'utiliser un nombre plus élevé de lasers dont les faisceaux sont guidés pour traverser des perforations du masque dans des zones distinctes du masque. Sans sortir du cadre de l'invention, on peut envisager d'autres modes de réalisation correspondant par exemple à des combinaisons des modes décrits précédemment. Par exemple, on peut utiliser plusieurs ensembles de lasers pour lesquels on groupe les faisceaux des différents lasers de chaque ensemble de la même façon que dans l'un des deux modes de réalisation décrits pour la première variante, et les différents faisceaux groupés correspondant aux différents ensembles de lasers éclairent des perforations du masque correspondant à des zones distinctes du masque, de la même façon que dans le mode de réalisation décrit pour la seconde variante. De façon avantageuse, les moyens de contrôle des lasers peuvent être configurés pour piloter alternativement soit l'ensemble des lasers, soit un sous-ensemble des différents lasers. La vitesse de marquage des caractères sur la pièce étant fonction du nombre de lasers réellement utilisés, il est ainsi possible d'adapter cette vitesse de marquage en fonction du besoin de l'utilisateur du système de marquage. Lorsque l'utilisateur a besoin d'une vitesse de marquage maximale, il configure le système de marquage pour que celui-ci utilise l'ensemble des lasers : les moyens de contrôle des lasers pilotent alors alternativement l'ensemble des lasers. Lorsque l'utilisateur n'a besoin que d'une vitesse de marquage minimale, le système de marquage peut n'utiliser qu'un seul laser. Lorsque le système de marquage comporte plus de deux lasers et que l'utilisateur a besoin d'une vitesse de marquage comprise entre cette vitesse minimale et cette vitesse maximale, le système de marquage est configuré pour utiliser un sous-ensemble de l'ensemble des lasers, le nombre de lasers dudit sous-ensemble étant fonction de la vitesse 17 de marquage souhaitée. Les moyens de contrôle des lasers pilotent alors alternativement les lasers dudit sous-ensemble. Cela est avantageux puisqu'il est ainsi possible d'adapter la vitesse de marquage en fonction du besoin de l'utilisateur. De plus, lorsque la vitesse maximale de marquage n'est pas requise, certains lasers ne sont pas utilisés. On augmente ainsi la durée de vie des lasers qui ne sont pas utilisés. Un autre avantage d'un tel système de marquage est qu'en cas de panne d'un laser, ce système peut continuer à fonctionner en mode dégradé : dans un tel cas, les moyens de contrôle des lasers pilotent alternativement les lasers d'un sous-ensemble de l'ensemble des lasers, ce sous-ensemble comportant au plus tous les lasers sauf le laser en panne. La vitesse maximale de marquage est donc réduite, mais le système de marquage peut continuer à fonctionner en mode dégradé jusqu'au dépannage du laser en panne.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Système de marquage de pièces par faisceau laser, caractérisé en ce que: - il comporte une pluralité de lasers pulsés (L1, L2, L3 ... Lk) ; -il comporte des moyens de contrôle desdits lasers aptes à déclencher des impulsions desdits lasers ; et - les moyens de contrôle sont aptes à commander le déclenchement 10 des impulsions des différents lasers alternativement, pour former une séquence de caractères sur une pièce (30).

2. Système selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend : -un masque (24) comportant un ensemble de perforations (P) 15 correspondant à des caractères susceptibles d'être marqués sur la pièce (30) lorsque le masque est éclairé par un faisceau laser (FI, F2, F3 ... Fk) ; et - des moyens optiques (10, 12, 22, M2, M3 ... Mk, Mm) guidant les faisceaux lumineux émis par lesdits lasers lors des déclenchements desdites impulsions, de façon à ce que ces faisceaux lumineux éclairent le masque 20 (24) de façon à pouvoir traverser des perforations (P) du masque correspondant à des caractères à marquer.

3. Système selon la revendication 2 caractérisé en ce que les moyens optiques sont conformés pour guider les faisceaux lumineux issus des 25 différents lasers de façon à ce que ces différents faisceaux éclairent une même zone du masque.

4. Système selon la revendication 3 caractérisé en ce que lesdits lasers sont de type Nd-YAG et : 30 - chacun des faisceaux lumineux issus desdits lasers traverse un moyen de triplement de fréquence ((18, 20), (18a, 20a), (18b, 20b)) ; - au moins deux desdits faisceaux lumineux traversent un même moyen de triplement de fréquence.

5. Système selon l'une des revendications 3 ou 4 caractérisé en ce que le nombre de lasers est égal à deux et en ce que lesdits lasers (L1, L2) produisent des faisceaux lumineux polarisés (FI, F2), ledit système comportant en outre : - des premiers moyens (12) de changement de polarisation recevant au moins un des deux faisceaux lumineux (FI, F2) issus desdits lasers, conformés de façon à ce qu'en sortie desdits premiers moyens de changement de polarisation les deux faisceaux lumineux aient des polarisations sensiblement perpendiculaires entre elles ; - un polariseur (10) recevant ces deux faisceaux de polarisations sensiblement perpendiculaires entre elles, le premier faisceau (FI) étant reçu selon une première direction et le second faisceau (F2) étant reçu selon une seconde direction, de façon à ce qu'en sortie dudit polariseur ces deux faisceaux aient des trajets sensiblement parallèles ; - des deuxièmes moyens de changement de polarisation (16) recevant les deux faisceaux sensiblement parallèles sortant du polariseur, conformés de façon à ce qu'en sortie desdits deuxièmes moyens de changement de polarisation les deux faisceaux lumineux aient des polarisations sensiblement similaires.

6. Système selon l'une des revendications 3 ou 4 caractérisé en ce que le nombre de lasers est égal à deux, le premier faisceau (F 1) émis par le premier laser (L1) empruntant un trajet correspondant à une première direction, ledit système comportant en outre un miroir (11) disposé à proximité dudit premier trajet et recevant le deuxième faisceau (F2) émis par le second laser (L2) selon une seconde direction, ce miroir étant orienté de façon à réfléchir ce deuxième faisceau selon ladite première direction pour que le premier faisceau (FI) et le second faisceau (F2) réfléchi par ce miroir aient des trajets sensiblement parallèles.

7. Système selon l'une des revendications 5 ou 6 caractérisé en ce qu'il comporte en outre un moyen de déviation optique (22) recevant les deux faisceaux lumineux sensiblement parallèles, conformé de façon à dévier ces deux faisceaux lumineux pour les faire converger sur une même zone du masque (24).

8. Système selon la revendication 5 caractérisé en ce que les deuxièmes moyens de changement de polarisation (16) sont constitués de deux moyens statiques associés respectivement à chacun des deux faisceaux.

9. Système selon la revendication 5 caractérisé en ce que les deuxièmes moyens de changement de polarisation (16) sont des moyens mobiles commandés de façon synchronisée avec les déclenchements des impulsions des lasers. 10

10. Système selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4 caractérisé en ce que les moyens optiques comportent un miroir mobile (Mm) recevant les faisceaux lumineux issus des différents lasers (L1, L2, L3

.Lk), ledit miroir étant piloté de façon synchronisée avec les déclenchements des 15 impulsions des différents lasers pour que le faisceau lumineux réfléchi par ce miroir emprunte un même trajet quel que soit le laser émettant ce faisceau lumineux...CLMF:

11. Système selon la revendication 2 caractérisé en ce que les moyens 20 optiques sont conformés pour guider les faisceaux lumineux issus des différents lasers de façon à ce que ces différents faisceaux éclairent plusieurs zones du masque.

12. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes 25 caractérisé en ce que les moyens de contrôle peuvent être configurés pour piloter alternativement : - soit l'ensemble des lasers ; - soit un sous-ensemble des différents lasers. 30

13. Procédé de marquage de pièces par faisceau laser selon lequel on marque une séquence de caractères sur une pièce (30), chaque caractère étant marqué sur cette pièce au moyen d'un faisceau laser émis par un laser pulsé, caractérisé en ce que l'on marque successivement les caractères composant cette séquence de caractères en commandant alternativement le5 21 déclenchement d'impulsions d'une pluralité de lasers pulsés (L1, L2, L3 ... Lk).

14. Procédé selon la revendication 13 caractérisé en ce que lors d'une panne d'un desdits lasers on adapte la vitesse de marquage de ladite séquence de caractères et on commande alternativement le déclenchement d'impulsions des autres lasers.

15. Procédé selon la revendication 13 caractérisé en ce que l'on adapte le 10 nombre de lasers utilisés en fonction de la vitesse de marquage souhaitée de ladite séquence de caractères.