SYSTEME POUR L'ETALONNAGE DES PARAMETRES DE FONCTIONNEMENT D'UN GRAVEUR LASER La présente invention concerne le domaine des dispositifs et des procédés pour l'automatisation du réglage des paramètres de fonctionnement de graveurs laser et plus particulièrement pour l'étalonnage des niveaux de couleur, de la taille et de la distance de marquage de graveurs laser. On appelle gravure au laser l'utilisation de lasers pour graver ou marquer un objet. La technique peut être très technique et complexe, et souvent un système informatique est utilisé pour commander la gravure par une tête laser. Malgré cette complexité, des gravures très précises et nettes peuvent être réalisées à grande vitesse. La technique ne nécessite pas d'outils rapportés qui viennent en contact avec la surface à graver et qui s'usent. Cela est considéré comme un avantage par rapport à d'autres technologies de gravure où les têtes d'outils rapportés doivent être remplacées régulièrement. L'impact de la gravure au laser a été plus prononcé pour les matériaux pouvant être gravés au laser conçus spécifiquement. Ceux-ci comprennent les polymères et les alliages de métaux originaux. Au moins une propriété de ces matériaux pouvant être gravés au laser est de présenter une modification de couleur en fonction de la quantité d'énergie délivrée par le faisceau laser pendant les opérations de gravure. Dans des situations où une modification physique d'une surface due à la gravure n'est pas souhaitable, une alternative telle qu'un marquage est disponible. Ainsi, l'utilisation de graveurs laser concerne le marquage d'applications telles que de cartes en matière plastique. Le marquage de ces applications par un laser peut résulter en des niveaux de gris variables. Ces différentes variations de niveaux de gris peuvent être obtenues par une variation de la densité de points. The present invention relates to the field of devices and methods for automating the adjustment of operating parameters of laser engravers and more particularly for the calibration of color levels, the size and distance of marking laser engravers. Laser engraving is the use of lasers to engrave or mark an object. The technique can be very technical and complex, and often a computer system is used to control the engraving by a laser head. Despite this complexity, very precise and sharp engravings can be made at high speed. The technique does not require reported tools that come into contact with the surface to be etched and that wear out. This is seen as an advantage over other burning technologies where the reported tool heads need to be replaced regularly. The impact of laser engraving has been more pronounced for specifically designed laser etched materials. These include the original polymers and metal alloys. At least one property of these laser etchable materials is to exhibit a color change depending on the amount of energy delivered by the laser beam during etching operations. In situations where physical modification of a surface due to etching is undesirable, an alternative such as marking is available. Thus, the use of laser engravers relates to the marking of applications such as plastic cards. Labeling of these applications with a laser can result in varying levels of gray. These different variations of gray levels can be obtained by a variation of the density of points.
Un autre procédé pour créer différents niveaux de gris sur la zone de marquage peut consister en la modification du niveau de puissance du laser. Cependant, d'autres paramètres influencent la création de ces niveaux de gris tels que les caractéristiques du matériau de la pièce de fabrication ou la distance de marquage qui peuvent affecter directement la taille des points générés par le laser de la structure gravée. En conséquence, le réglage du graveur laser doit être effectué principalement en fonction des niveaux de gris, de la taille et de la distance de marquage mesurés par le système de vision du graveur laser. Ce système de vision participe au moins au positionnement et à la vérification de l'application gravée. Jusqu'à présent, le réglage du graveur laser et l'étalonnage du système de vision étaient effectués indépendamment l'un de l'autre et manuellement par l'exécution successive de cartes de test. Les résultats sont mesurés et analysés en relation avec les valeurs à régler. Ces mesures mènent à de nouveaux paramètres pour le graveur laser, respectivement le système de vision, qui doivent être validés par une exécution et une mesure de cartes de test supplémentaires comme décrit ci-dessus. Cette procédure doit être répétée jusqu'à ce qu'un résultat suffisant ait été obtenu. Cependant, ce procédé d'étalonnage prend du temps et du travail lorsque les réglages de plusieurs graveurs laser doivent être effectués pour obtenir un résultat identique pour chacun d'eux. Un premier objet de la présente invention consiste à proposer un système agencé pour effectuer un étalonnage en un temps réduit et un réglage sans efforts d'un graveur laser avec une meilleure précision, ce système étant agencé pour régler de façon identique l'alignement d'une pluralité de graveurs laser et éviter en outre au moins un défaut ou un inconvénient de l'art antérieur de l'invention. Cet objet est réalisé par un système pour l'étalonnage d'au moins un paramètre d'un graveur laser, le graveur laser comprenant d'une part un système de gravure avec une lentille de focalisation positionnée à une distance de la surface d'un substrat destiné à être gravé, le substrat pouvant être gravé au laser étant constitué d'au moins un composant de couleur qui change en fonction de l'énergie délivrée par le graveur laser, et d'autre part un système de vision au moins pour le positionnement et la vérification de la gravure, le système de vision comprenant une caméra associée à un éclairage approprié et, dans lequel le dispositif de gravure du laser est agencé de manière à ce que le dispositif de gravure agisse pour graver un substrat avec un agencement gravé spécifique correspondant à une variation d'au moins un paramètre, et dans lequel le système de vision est connecté à un dispositif de comparaison d'au moins un paramètre gravé mesuré avec la valeur de modèle d'au moins une donnée mémorisée dans un dispositif de mémorisation connecté à un dispositif de correction de gravure. Selon une variante de l'invention, le système pour l'étalonnage d'au moins un paramètre d'un graveur laser est caractérisé en ce que les données mémorisées dans le dispositif de mémorisation correspondent aux valeurs d'au moins un paramètre mémorisé d'une carte d'étalonnage gravée utilisée en tant qu'élément de référence et positionnée à l'emplacement du substrat gravé. Selon une réalisation de cette variante de l'invention, le système pour l'étalonnage d'au moins un paramètre d'un graveur laser est caractérisé en ce que la carte d'étalonnage fournit un motif de carrés, chaque carré du motif ayant une position définie et présentant une variation d'au moins un paramètre qui diffère d'au moins un autre carré du motif. Selon une variante supplémentaire de l'invention, le système pour l'étalonnage d'au moins un paramètre d'un graveur laser est caractérisé en ce que le paramètre du graveur laser est au moins un niveau de gris correspondant à l'énergie délivrée par le laser ou une taille de la surface de gravure déterminée par la distance entre une tête laser et le substrat gravé. Selon une autre variante de l'invention, le système pour l'étalonnage d'au moins un paramètre d'un graveur laser est caractérisé en ce que l'étalonnage de la distance de marquage est effectué par une carte de test de position de travail comprenant plusieurs motifs de gris, chaque motif ayant la même couleur de gris et la même valeur de points par pouce (dpi), mais présentant une gravure à différentes distances de marquage entre la lentille de focalisation du laser du système de gravure et le substrat gravé. Selon une première réalisation de cette variante de l'invention, le système pour l'étalonnage d'au moins un paramètre d'un graveur laser est caractérisé en ce que la distance focale de la lentille de focalisation est définie en tant que référence pour l'alignement de la position de travail de gravure. Selon une deuxième réalisation de cette variante de l'invention, le système pour l'étalonnage d'au moins un paramètre d'un graveur laser est caractérisé en ce qu'une distance de la lentille de focalisation en relation avec un maximum local de noircissement d'un élément de motif de gris, lorsque la distance de marquage est modifiée, est définie en tant que référence pour l'alignement de la position de travail de gravure. Another method for creating different gray levels on the marking area may be to change the power level of the laser. However, other parameters influence the creation of these gray levels such as the characteristics of the material of the workpiece or the marking distance that can directly affect the size of the points generated by the laser engraved structure. Consequently, the setting of the laser engraver must be carried out mainly according to the gray levels, the size and the marking distance measured by the vision system of the laser engraver. This vision system participates at least in the positioning and verification of the engraved application. Until now, the setting of the laser engraver and the calibration of the vision system were performed independently of one another and manually by the successive execution of test cards. The results are measured and analyzed in relation to the values to be adjusted. These measurements lead to new parameters for the laser engraver, respectively the vision system, which must be validated by an execution and measurement of additional test cards as described above. This procedure must be repeated until a sufficient result has been obtained. However, this calibration process takes time and work when the settings of several laser engravers must be made to obtain the same result for each one. A first object of the present invention is to provide a system arranged to carry out a calibration in a reduced time and an effortless adjustment of a laser engraver with a better accuracy, this system being arranged to adjust in an identical way the alignment of a plurality of laser engravers and further avoid at least one defect or disadvantage of the prior art of the invention. This object is realized by a system for calibrating at least one parameter of a laser engraver, the laser engraver comprising on the one hand an etching system with a focusing lens positioned at a distance from the surface of a laser engraver. substrate to be etched, the laser-etchable substrate consisting of at least one color component which changes as a function of the energy delivered by the laser engraver, and secondly a vision system at least for the positioning and verification of etching, the vision system comprising a camera associated with appropriate illumination and, wherein the laser etching device is arranged so that the etching device acts to etch a substrate with an engraved arrangement specific to a variation of at least one parameter, and wherein the vision system is connected to a device for comparing at least one etched parameter measured with the a model value of at least one datum stored in a storage device connected to an engraving correction device. According to a variant of the invention, the system for calibrating at least one parameter of a laser engraver is characterized in that the data stored in the storage device correspond to the values of at least one stored parameter of an etched calibration card used as a reference element and positioned at the location of the etched substrate. According to one embodiment of this variant of the invention, the system for calibrating at least one parameter of a laser engraver is characterized in that the calibration card provides a pattern of squares, each square of the pattern having a defined position and having a variation of at least one parameter which differs from at least one other square of the pattern. According to a further variant of the invention, the system for calibrating at least one parameter of a laser engraver is characterized in that the parameter of the laser engraver is at least one gray level corresponding to the energy delivered by the laser or a size of the etching surface determined by the distance between a laser head and the etched substrate. According to another variant of the invention, the system for calibrating at least one parameter of a laser engraver is characterized in that the calibration of the marking distance is performed by a work position test card. comprising a plurality of gray patterns, each pattern having the same gray color and the same dots per inch (dpi) value, but having an etching at different marking distances between the laser focusing lens of the etching system and the etched substrate . According to a first embodiment of this variant of the invention, the system for calibrating at least one parameter of a laser engraver is characterized in that the focal length of the focusing lens is defined as a reference for the alignment of the engraving work position. According to a second embodiment of this variant of the invention, the system for calibrating at least one parameter of a laser engraver is characterized in that a distance from the focusing lens in relation to a local maximum of blackening of a gray pattern element, when the marking distance is changed, is defined as a reference for the alignment of the engraving work position.
Selon une autre variante de l'invention, le système pour l'étalonnage d'au moins un paramètre d'un graveur laser est caractérisé en ce que le système comprend un dispositif pour positionner le substrat gravé quant à un angle du substrat pendant la gravure pour modifier l'influence de l'éclairage pendant une exposition du système de vision sur le substrat gravé en fournissant une mesure io d'au moins un paramètre par le système de vision selon un nouvel angle. Selon une réalisation de cette variante de l'invention, le système pour l'étalonnage d'au moins un paramètre d'un graveur laser est caractérisé en ce que la valeur de référence des données mémorisées dans le dispositif de mémorisation connecté au dispositif de correction du système de vision est 15 associée à une valeur d'angle correspondant à l'angle de la position du substrat gravé pendant l'opération de mesure. Un deuxième objet de la présente invention consiste à proposer un procédé pour mettre en oeuvre au moins une des variantes du système de l'invention. Cet objet est réalisé par un procédé pour l'étalonnage d'au moins un 20 paramètre d'un graveur laser en utilisant un système selon au moins l'une des variantes du système de l'invention, dans lequel le procédé comprend au moins : - une étape de gravure d'un substrat avec un agencement gravé spécifique correspondant à une variation d'au moins un paramètre par le dispositif de gravure du système, 25 - une étape de mesure de la valeur du paramètre d'au moins un motif par le système de vision en fonction d'un angle de position du substrat pris en tant que référence, - une étape de comparaison d'au moins une valeur mesurée avec au moins une valeur de modèle mémorisée dans un dispositif de mémorisation du système 30 de vision associé, - une étape de réglage d'au moins le paramètre du dispositif de gravure en fonction du résultat de comparaison par le dispositif de correction de gravure, - une étape de gravure d'un nouveau substrat selon le paramètre nouvellement réglé, à chaque fois que la valeur mesurée ne correspond pas à la valeur de modèle mémorisée dans le dispositif de mémorisation. Selon une variante de l'invention, le procédé pour l'étalonnage d'au moins 5 un paramètre d'un graveur laser est caractérisé en ce que le procédé comprend au moins : - une étape de mesure et de comparaison de la taille du motif sur le substrat gravé, ou - une étape de mesure et de comparaison du niveau de gris du motif sur le ~o substrat gravé. Selon une variante de l'invention, le procédé pour l'étalonnage d'au moins un paramètre d'un graveur laser en utilisant une variante du système de l'invention est caractérisé en ce que le procédé comprend au moins : - une étape de vérification que tous les angles d'observation sont surveillés, 15 - une étape de modification de la position du substrat gravé en relation avec l'angle de gravure, pour modifier l'angle d'observation du système de vision et l'influence de l'éclairage sur le substrat gravé, - une étape de mesure d'au moins un paramètre par le système de vision selon un nouvel angle. 20 Selon une variante de l'invention, le procédé pour l'étalonnage d'au moins un paramètre d'un graveur laser en utilisant une variante du système de l'invention est caractérisé en ce que le procédé comprend au préalable au moins : - une étape de gravure d'une carte de test de position de travail comprenant un motif avec au moins un paramètre nécessaire pour l'alignement du 25 système de gravure, - une étape de mesure et de mémorisation de la valeur du paramètre d'au moins un motif de la carte de test, - une étape de définition d'un paramètre mémorisé en tant que position de travail. 30 Selon une particularité de cette variante de l'invention, le procédé pour l'étalonnage d'au moins un paramètre d'un graveur laser en utilisant une variante du système de l'invention est caractérisé en ce que le procédé comprend au préalable au moins : - une étape de gravure d'une carte de test de position de travail comprenant un motif avec plusieurs éléments de gris, chaque élément du motif ayant le même niveau de gris et la même valeur de points par pouce (dpi), mais présentant une gravure à différentes distances de marquage entre la lentille de focalisation d'un système de gravure et un substrat gravé au système de vision, - une étape de mesure du niveau de gris de chaque élément gravé de la carte de test, - une étape de mémorisation de la distance de marquage de l'élément présentant le niveau de gris le plus intéressant, - une étape d'établissement de la distance de marquage mémorisée en tant que position de travail. Selon une particularité de cette variante de l'invention, le procédé pour l'étalonnage d'au moins un paramètre d'un graveur laser en utilisant une variante du système de l'invention est caractérisé en ce que, après l'étape de gravure d'une carte de test de position de travail, le procédé comprend au moins : - une étape de contrôle que tous les éléments sont gravés, - une étape d'augmentation de la distance entre la lentille de focalisation du système de gravure au laser et le matériau devant cette lentille selon un incrément programmé si au moins un élément est manquant, - une étape de réexécution de l'étape de gravure. En outre, selon une première particularité de cette variante de l'invention, le procédé pour l'étalonnage d'au moins un paramètre d'un graveur laser en utilisant une variante du système de l'invention est caractérisé en ce que la position de travail de gravure est alignée sur la distance de marquage de l'élément présentant le niveau de gris le plus foncé. Selon une deuxième particularité de cette variante de l'invention, le procédé pour l'étalonnage d'au moins un paramètre d'un graveur laser en utilisant une variante du système de l'invention est caractérisé en ce que la position de travail de gravure est alignée sur la distance focale de la lentille de focalisation. According to another variant of the invention, the system for calibrating at least one parameter of a laser engraver is characterized in that the system comprises a device for positioning the etched substrate with respect to an angle of the substrate during etching to modify the influence of the illumination during an exposure of the vision system on the etched substrate by providing a measurement of at least one parameter by the vision system at a new angle. According to one embodiment of this variant of the invention, the system for calibrating at least one parameter of a laser engraver is characterized in that the reference value of the data stored in the storage device connected to the correction device the vision system is associated with an angle value corresponding to the angle of the position of the etched substrate during the measuring operation. A second object of the present invention is to provide a method for implementing at least one of the variants of the system of the invention. This object is achieved by a method for calibrating at least one parameter of a laser engraver using a system according to at least one of the variants of the system of the invention, wherein the method comprises at least: a step of etching a substrate with a specific etched arrangement corresponding to a variation of at least one parameter by the etching device of the system; a step of measuring the value of the parameter of at least one pattern by the vision system according to a position angle of the substrate taken as a reference, - a step of comparing at least one measured value with at least one model value stored in a storage device 30 of the vision system associated, - a step of adjusting at least the parameter of the etching device according to the comparison result by the etching correction device, - a step of etching a new substrate according to the new parameter. set, each time the measured value does not correspond to the model value stored in the storage device. According to a variant of the invention, the method for calibrating at least one parameter of a laser engraver is characterized in that the method comprises at least: a step of measuring and comparing the size of the pattern on the etched substrate, or - a step of measuring and comparing the gray level of the pattern on the ~ o engraved substrate. According to a variant of the invention, the method for calibrating at least one parameter of a laser engraver using a variant of the system of the invention is characterized in that the method comprises at least: a step of verifying that all angles of observation are monitored, - a step of modifying the position of the etched substrate in relation to the etching angle, to modify the observation angle of the vision system and the influence of the illumination on the etched substrate, - a step of measuring at least one parameter by the vision system according to a new angle. According to a variant of the invention, the method for calibrating at least one parameter of a laser engraver using a variant of the system of the invention is characterized in that the method comprises beforehand at least: a step of etching a work position test card comprising a pattern with at least one parameter necessary for the alignment of the etching system; a step of measuring and storing the value of the parameter of at least one a pattern of the test card, - a step of defining a parameter stored as a working position. According to a feature of this variant of the invention, the method for calibrating at least one parameter of a laser engraver using a variant of the system of the invention is characterized in that the method comprises in advance the minus: - a step of etching a work position test card comprising a pattern with several gray elements, each element of the pattern having the same level of gray and the same value of dots per inch (dpi), but presenting an etching at different marking distances between the focusing lens of an etching system and a substrate engraved with the vision system, a step of measuring the gray level of each etched element of the test card, a step of storing the marking distance of the element having the most interesting gray level; - a step of setting the storing distance stored as a working position. According to a feature of this variant of the invention, the method for calibrating at least one parameter of a laser engraver using a variant of the system of the invention is characterized in that, after the etching step of a work position test card, the method comprises at least: - a control step that all the elements are etched, - a step of increasing the distance between the focusing lens of the laser etching system and the material in front of this lens according to a programmed increment if at least one element is missing, - a re-execution step of the etching step. In addition, according to a first feature of this variant of the invention, the method for calibrating at least one parameter of a laser engraver using a variant of the system of the invention is characterized in that the position of Engraving job is aligned with the marking distance of the item with the darkest gray level. According to a second feature of this variant of the invention, the method for calibrating at least one parameter of a laser engraver using a variant of the system of the invention is characterized in that the working position of etching is aligned with the focal length of the focusing lens.
Selon une troisième particularité de cette variante de l'invention, le procédé pour l'étalonnage d'au moins un paramètre d'un graveur laser en utilisant une variante du système de l'invention est caractérisé en ce que la position de travail de gravure est alignée sur une distance de la lentille de focalisation donnant un maximum local de noircissement, lorsque la distance de marquage est modifiée. According to a third feature of this variant of the invention, the method for calibrating at least one parameter of a laser engraver using a variant of the system of the invention is characterized in that the working position of etching is aligned at a distance from the focusing lens giving a local maximum of blackening, when the marking distance is changed.
Selon une variante de l'invention, le procédé pour l'étalonnage d'au moins un paramètre d'un graveur laser en utilisant une variante du système de l'invention est caractérisé en ce que le procédé comprend au préalable au moins : - une étape de mémorisation de données dans le dispositif de mémorisation par un positionnement à l'emplacement du substrat gravé d'une carte d'étalonnage gravée utilisée en tant qu'élément de référence avec un motif de valeurs de modèle pour au moins un paramètre. L'invention, avec ses caractéristiques et ses particularités, sera plus évidente et illustrée avec plus de détails dans la description qui suit en faisant 10 référence aux figures jointes, sur lesquelles : - la figure 1 est un schéma d'un graveur laser avec un système de vision montrant une position de gravure et une première position du substrat avec le système de vision correspondant à la position par défaut du système de vision, - la figure 2 est un schéma d'un graveur laser avec un système de vision 15 montrant une deuxième position du substrat avec le système de vision correspondant à une position de la pièce de fabrication en fonction d'un angle avec la position du substrat pendant l'exposition au système de vision pour une vue supplémentaire par la caméra du système, - la figure 3 est un schéma d'un exemple de carte d'étalonnage pour le 20 réglage des niveaux de gris et de la taille, - la figure 4 est un schéma d'un exemple d'un agencement de gravure pour le réglage de la position de travail, - la figure 5 est un schéma d'un exemple d'un résultat de gravure pour l'alignement de la position de travail après l'étape de gravure, 25 - la figure 6 est un organigramme du procédé de l'invention pour l'alignement automatisé selon un angle différent et pour le réglage des divers paramètres, - la figure 7 est un organigramme du procédé de l'invention pour un alignement de focalisation automatisé, 30 - la figure 8 est un schéma illustrant la valeur de niveau de gris en fonction de la distance de marquage de la gravure. On comprendra facilement que les composants de la présente invention, telle que décrite généralement et illustrée sur les diverses figures de référence ci-dessus, peuvent être agencés et conçus selon un grand nombre de configurations différentes. Ainsi, la description plus détaillée des modes de réalisation du dispositif, du système et du procédé de la présente invention, telle que représentée sur les figures 1 à 8, n'est pas destinée à limiter l'étendue de l'invention, telle que revendiquée, mais est simplement représentative de modes de réalisation sélectionnés de l'invention. Un grand nombre des unités fonctionnelles décrites dans cette description ont été appelées dispositifs afin d'accentuer plus particulièrement l'indépendance de leur mise en oeuvre. Par exemple, un dispositif peut être mis en oeuvre en tant que circuit matériel comprenant des circuits VLSI personnalisés ou des réseaux de portes, des semi-conducteurs disponibles dans le commerce, tels que des puces logiques, des transistors, ou d'autres composants discrets. Un dispositif peut également être mis en oeuvre dans des moyens matériels programmables, tels que des réseaux de portes programmables sur site, une logique de réseau programmable, des moyens logiques programmables, ou similaire. Des dispositifs peuvent également être mis en oeuvre dans un logiciel pour une exécution par divers types de processeurs. Un dispositif identifié de code exécutable peut, par exemple, comprendre un ou plusieurs blocs physiques ou logiques d'instructions d'ordinateur qui peuvent, par exemple, être organisés en tant qu'objet, procédure, ou fonction. Néanmoins, les codes exécutables d'un dispositif identifié ne doivent pas être placés physiquement ensemble, mais peuvent comprendre des instructions disparates mémorisées à différents emplacements qui, lorsqu'elles sont réunies de manière logique, composent le dispositif et réalisent l'objectif formulé pour le dispositif. According to a variant of the invention, the method for calibrating at least one parameter of a laser engraver using a variant of the system of the invention is characterized in that the method comprises beforehand at least: step of storing data in the storage device by positioning at the location of the etched substrate an etched calibration card used as a reference element with a pattern value pattern for at least one parameter. The invention, with its features and features, will be more obvious and illustrated in more detail in the following description with reference to the accompanying figures, in which: FIG. 1 is a diagram of a laser engraver with a vision system showing an etching position and a first position of the substrate with the vision system corresponding to the default position of the vision system; - Fig. 2 is a diagram of a laser engraver with a vision system showing a second position of the substrate with the vision system corresponding to a position of the workpiece according to an angle with the position of the substrate during the exposure to the vision system for an additional view by the camera of the system, - the figure Fig. 3 is a schematic diagram of an exemplary calibration board for grayscale and size adjustment; Fig. 4 is a diagram of an example of an engraving arrangement; Fig. 5 is a diagram of an example of an engraving result for alignment of the working position after the etching step; Fig. 6 is a flowchart; of the method of the invention for automated alignment at a different angle and for adjusting the various parameters; FIG. 7 is a flowchart of the method of the invention for automated focus alignment, FIG. diagram showing the gray level value as a function of the marking distance of the engraving. It will be readily understood that the components of the present invention, as generally described and illustrated in the various reference figures above, can be arranged and designed in a large number of different configurations. Thus, the more detailed description of embodiments of the device, system and method of the present invention, as shown in FIGS. 1 to 8, is not intended to limit the scope of the invention, such as claimed, but is merely representative of selected embodiments of the invention. Many of the functional units described in this description have been called devices in order to accentuate more particularly the independence of their implementation. For example, a device can be implemented as a hardware circuit including custom VLSI circuits or gate networks, commercially available semiconductors, such as logic chips, transistors, or other discrete components. . A device can also be implemented in programmable hardware means, such as on-site programmable gate networks, programmable network logic, programmable logic means, or the like. Devices may also be implemented in software for execution by various types of processors. An exemplary executable code device may, for example, include one or more physical or logical blocks of computer instructions that may, for example, be organized as an object, procedure, or function. Nevertheless, the executable codes of an identified device should not be physically placed together, but may include disparate instructions stored at different locations which, when logically combined, make up the device and achieve the objective formulated for the device. device.
En effet, un dispositif de code exécutable pourrait être une instruction unique, ou de nombreuses instructions, et peut même être réparti dans plusieurs segments de code différents, dans différents programmes, et dans plusieurs moyens formant mémoire. De manière similaire, les données de fonctionnement peuvent être identifiées et illustrées ici dans des dispositifs, et peuvent être mises en oeuvre sous n'importe quelle forme appropriée et organisées en n'importe quel type approprié de structure de données. Les données de fonctionnement peuvent être collectées en tant qu'ensemble de données unique, ou peuvent être réparties à différents emplacements, y compris sur différents moyens de mémorisation, et peuvent exister, au moins partiellement, simplement en tant que signaux électroniques dans un système ou un réseau. Dans la totalité de cette description, un seul agencement ou un agencement désigne une particularité, une structure, ou une caractéristique particulière décrite en relation avec l'agencement qui est incluse dans au moins un agencement de la présente invention. Ainsi, les expressions dans un seul agencement ou dans un agencement à différents emplacements dans cette description ne font pas nécessairement toutes référence au même agencement. En outre, les particularités, structures, ou caractéristiques décrites peuvent être combinées de n'importe quelle manière appropriée en un ou plusieurs agencements. Dans la description qui suit, de nombreux détails spécifiques sont fournis, tels que des exemples de programmation, des dispositifs logiciels, des sélections d'utilisateur, des transactions de réseau, des interrogations de base de données, des structures de base de données, des dispositifs matériels, des circuits matériels, des puces matérielles, etc., pour apporter une compréhension complète des agencements de l'invention. Un homme du métier reconnaîtra, cependant, que l'invention peut être mise en pratique sans un ou plusieurs des détails spécifiques, ou avec d'autres procédés, composants, matériaux, etc. Dans d'autres cas, des structures, des matériaux, ou des opérations bien connus ne sont pas montrés ou décrits en détail pour éviter d'obscurcir les aspects de l'invention. La présente invention concerne le réglage des niveaux de gris, de la taille et de la distance de marquage dans un graveur laser (1) en modifiant l'énergie du faisceau laser et la distance entre la tête laser et le substrat à graver avec des niveaux de gris définis. Le substrat utilisé à graver par le système de gravure au laser de l'invention a des propriétés spécifiques. En particulier, ce substrat est constitué d'un matériau pouvant être gravé au laser qui est capable de changer de couleur en fonction de la quantité d'énergie délivrée par le faisceau laser pendant les opérations de gravure. Ainsi, le réglage de niveau de gris est obtenu pour commander une énergie en modifiant la distance de travail séparant la tête de gravure au laser et le substrat pouvant être gravé au laser comme détaillé sur le schéma montré par la figure 8, ou en modifiant les réglages de puissance lorsque la distance de travail est maintenue alignée. La modification de la distance entre la tête laser et le substrat donne également une possibilité de modifier la taille du point gris ou de la surface grise obtenu sur le substrat. L'invention comprend un agencement capable de modifier l'énergie du faisceau laser ou de modifier la focalisation et la distance entre une tête laser du laser de gravure et la surface du substrat, comme montré sur la figure 1. Ainsi, la modification de l'énergie du laser ou de la distance est obtenue en tant que résultat des étapes du procédé mis en oeuvre par cet agencement. Le graveur laser (1) comprend habituellement un système de vision (2) qui effectue le positionnement du substrat (3) avant le processus de gravure et la vérification du substrat (3) gravé. Ce système de vision (2) comprend au moins une caméra (2a) associée à un dispositif d'éclairage (2b) pour obtenir une vision et un éclairage optimisés du substrat (3) lors de la mesure. Le système de vision est connecté à un dispositif de mémorisation (2c) dans lequel une base de données est mémorisée. Cette base de données comprend des valeurs d'au moins un paramètre utilisé en tant que référence pour l'étalonnage du graveur laser (1). La mémorisation de ces valeurs de référence est effectuée par une carte d'étalonnage (4). Cette carte d'étalonnage (4) est agencée pour être positionnée à l'emplacement du substrat (3) gravé lorsque le processus de vérification est en cours, à l'avant et à une distance définie de la lentille de focalisation du système de vision (2). La carte d'étalonnage (4) est une carte gravée qui peut être réalisée par un graveur laser correctement étalonné en fonction du type de paramètre à étalonner. En effet, l'alignement de la distance de travail peut être effectué sans utiliser de carte d'étalonnage provenant d'un système déjà aligné, étant donné que la position nécessaire est déterminée par une mesure relative dans la carte d'étalonnage gravée comportant le motif montré sur la figure 4. La position de travail est marquée par un motif de gris caractéristique par rapport aux autres motifs de niveau de gris de la même carte. Par contre, l'alignement du niveau de gris ou l'alignement de la taille nécessite une carte d'étalonnage provenant d'un système déjà aligné. Le système de vision du graveur en cours de traitement enregistre les données provenant de cette carte d'étalonnage provenant du système déjà aligné et compare ces valeurs au résultat du graveur en cours de traitement. Cette carte d'étalonnage mène aux mêmes résultats en ce qui concerne les niveaux de gris et la taille, tandis que la distance de travail d'un graveur différent peut être différente. La carte d'étalonnage (4) comprend un motif constitué d'une pluralité de modèles agencés selon un agencement similaire, par exemple, un motif de carrés. Indeed, an executable code device could be a single instruction, or many instructions, and could even be distributed in several different code segments, in different programs, and in several memory means. Similarly, the operating data can be identified and illustrated herein in devices, and can be implemented in any suitable form and organized into any suitable type of data structure. The operating data may be collected as a single data set, or may be distributed at different locations, including different storage means, and may exist, at least partially, simply as electronic signals in a system or a network. Throughout this description, a single arrangement or arrangement refers to a particular feature, structure, or feature described in connection with the arrangement that is included in at least one arrangement of the present invention. Thus, expressions in a single arrangement or arrangement at different locations in this description do not necessarily all refer to the same arrangement. In addition, the features, structures, or features described may be combined in any suitable manner into one or more arrangements. In the description that follows, many specific details are provided, such as programming examples, software devices, user selections, network transactions, database queries, database structures, hardware devices, hardware circuits, hardware chips, etc., to provide a complete understanding of the arrangements of the invention. Those skilled in the art will recognize, however, that the invention may be practiced without one or more of the specific details, or with other methods, components, materials, etc. In other cases, well-known structures, materials, or operations are not shown or described in detail to avoid obscuring aspects of the invention. The present invention relates to adjusting the gray levels, the size and the marking distance in a laser engraver (1) by modifying the energy of the laser beam and the distance between the laser head and the substrate to be etched with levels. defined gray. The substrate used to be etched by the laser etching system of the invention has specific properties. In particular, this substrate is made of a laser etchable material which is capable of changing color depending on the amount of energy delivered by the laser beam during etching operations. Thus, the gray level adjustment is obtained to control energy by changing the working distance separating the laser etching head and the laser engraved substrate as detailed in the diagram shown in FIG. 8, or by modifying the power settings when the working distance is kept aligned. Changing the distance between the laser head and the substrate also provides a possibility to change the size of the gray dot or the gray surface obtained on the substrate. The invention comprises an arrangement capable of modifying the energy of the laser beam or of modifying the focus and the distance between a laser head of the etching laser and the surface of the substrate, as shown in FIG. 1. Thus, the modification of the laser Laser energy or distance is obtained as a result of the steps of the method implemented by this arrangement. The laser engraver (1) usually comprises a vision system (2) which performs the positioning of the substrate (3) before the etching process and the verification of the etched substrate (3). This vision system (2) comprises at least one camera (2a) associated with a lighting device (2b) to obtain an optimized vision and illumination of the substrate (3) during the measurement. The vision system is connected to a storage device (2c) in which a database is stored. This database includes values of at least one parameter used as a reference for the calibration of the laser engraver (1). The storage of these reference values is performed by a calibration card (4). This calibration card (4) is arranged to be positioned at the location of the etched substrate (3) when the verification process is in progress, at the front and at a defined distance from the focusing lens of the vision system. (2). The calibration card (4) is an engraved card which can be made by a laser engraver correctly calibrated according to the type of parameter to be calibrated. Indeed, the alignment of the working distance can be performed without using a calibration card from an already aligned system, since the necessary position is determined by a relative measurement in the engraved calibration card having the pattern shown in Figure 4. The working position is marked by a characteristic gray pattern compared to other gray level patterns of the same card. On the other hand, gray scale alignment or size alignment requires a calibration card from an already aligned system. The imaging system of the currently processing burner records the data from this calibration card from the already aligned system and compares these values with the result of the burner being processed. This calibration card leads to the same results with respect to grayscale and size, while the working distance of a different burner may be different. The calibration card (4) comprises a pattern consisting of a plurality of patterns arranged in a similar arrangement, for example, a pattern of squares.
Chaque carré (4a) du motif est défini par sa position, désignée, par exemple, par un numéro de position. Chaque élément (4a1) du motif présente une modification d'au moins un paramètre qui diffère d'au moins un autre élément (4a2) du motif. Le paramètre modifié peut être le niveau de gris dû au niveau d'énergie appliqué par le faisceau laser ou la taille de chaque motif (4a) gravé en fonction de la distance de focalisation séparant la tête de gravure au laser et le substrat pouvant être gravé au laser . Cette modification de la distance offre la possibilité de modifier la taille du point de gris ou de la surface de gris obtenu sur le substrat. Selon un agencement particulier de la carte d'étalonnage (4), la carte fournit un motif de carrés dans lequel chaque carré du motif fournit un élément qui a une position définie qui peut être indiquée, par exemple, par un numéro de position. Lorsque la carte d'étalonnage (4) est disposée devant la lentille de focalisation du système de vision (2), les valeurs d'au moins un paramètre de la carte d'étalonnage (4) sont lues et mesurées par le système de vision et mémorisées dans le dispositif de mémorisation (2c) pour remplir ou compléter la base de données du dispositif de mémorisation (2c). Une fois qu'au moins un paramètre a été mémorisé dans le dispositif de mémorisation (2c), le réglage du graveur laser peut être effectué. Les étapes de réglage de cette gravure sont montrées sur la figure 6. D'abord, la gravure d'un substrat est effectuée selon un agencement programmé particulier qui est de préférence identique à l'agencement du motif de la carte d'étalonnage (4). Ensuite, le résultat de cette gravure, c'est-à-dire ce substrat (3) gravé, est positionné devant l'objectif du système de vision (2), où sa surface gravée est surveillée, lue et mesurée, afin de comparer au moins un paramètre de la gravure avec les données mémorisées dans le dispositif de mémorisation (2c). La valeur de chaque élément du motif, définie par sa position, est comparée à la valeur correspondante dans les données mémorisées à la même position définie. Each square (4a) of the pattern is defined by its position, designated, for example, by a position number. Each element (4a1) of the pattern has a modification of at least one parameter that differs from at least one other element (4a2) of the pattern. The modified parameter may be the gray level due to the energy level applied by the laser beam or the size of each etched pattern (4a) as a function of the focusing distance separating the laser etching head and the etchable substrate laser. This modification of the distance offers the possibility of modifying the size of the gray point or of the gray surface obtained on the substrate. According to a particular arrangement of the calibration card (4), the card provides a pattern of squares in which each square of the pattern provides an element which has a defined position which can be indicated, for example, by a position number. When the calibration card (4) is arranged in front of the focusing lens of the vision system (2), the values of at least one parameter of the calibration card (4) are read and measured by the vision system and stored in the storage device (2c) to fill or complete the database of the storage device (2c). Once at least one parameter has been stored in the storage device (2c), the setting of the laser engraver can be performed. The steps for adjusting this etching are shown in FIG. 6. First, the etching of a substrate is performed according to a particular programmed arrangement which is preferably identical to the pattern arrangement of the calibration card (4). ). Then, the result of this etching, that is to say this engraved substrate (3), is positioned in front of the objective of the vision system (2), where its etched surface is monitored, read and measured, in order to compare at least one parameter of the engraving with the data stored in the storage device (2c). The value of each element of the pattern, defined by its position, is compared with the corresponding value in the data stored at the same defined position.
Après la comparaison, si la comparaison n'aboutit pas à une correspondance correcte du paramètre mesuré avec les valeurs du modèle mémorisées dans le dispositif de mémorisation (2c), le système de gravure (1) est réglé quant au paramètre comparé. Ainsi, la taille et le niveau de gris du motif du substrat (3) gravé sont successivement surveillés et comparés aux données mémorisées afin de régler ce paramètre ou ces paramètres du système de gravure (1). Selon une particularité de l'invention, le réglage du système de gravure (1) n'est effectué que lorsque le résultat de cette comparaison n'est pas dans une 10 plage de tolérance. Lorsque le réglage du paramètre a été effectué pour le système de gravure (1), un nouveau substrat est gravé par le laser. Ce nouveau substrat gravé est ensuite surveillé de la même manière que le premier substrat gravé. Ces opérations sont répétées jusqu'à ce que les paramètres pour la gravure du 15 substrat soient réglés pour correspondre aux données mémorisées dans le dispositif de mémorisation (2c) pour cette opération. Une fois que le paramètre réglé correspond correctement aux données mémorisées, le réglage du paramètre aux valeurs correctes pour le système de gravure (1) est mémorisé et utilisé en tant que paramètre de travail. 20 Selon une particularité de l'invention, le système pour l'étalonnage du graveur laser comprend un dispositif pour modifier le positionnement du substrat (3) gravé en relation avec au moins un angle (a) particulier de gravure pendant l'exposition du système de vision. Ce positionnement particulier permet une modification de l'éclairage sur le substrat (3) gravé et, en conséquence, modifie la 25 surveillance de ce substrat (3) gravé. Cette modification de la surveillance du substrat (3) gravé par le système de vision fournit un ensemble de mesures différent pour un même paramètre et, ainsi, peut éviter l'influence de distorsions provoquées par des réflexions dues à l'éclairage sur la surface. Cependant, étant donné que les valeurs du paramètre dépendent de l'inclinaison et de l'angle (a), 30 les valeurs mémorisées dans le dispositif de mémorisation sont enregistrées selon un angle spécifique. Ainsi, l'étape de comparaison est effectuée entre les valeurs mesurées et les valeurs correspondantes pour le même angle (a) d'inclinaison mémorisé dans le dispositif de mémorisation (2c). After the comparison, if the comparison does not result in a correct match of the measured parameter with the model values stored in the storage device (2c), the engraving system (1) is set for the compared parameter. Thus, the size and the gray level of the pattern of the etched substrate (3) are successively monitored and compared with the stored data in order to adjust this parameter or these parameters of the etching system (1). According to one particularity of the invention, the setting of the etching system (1) is performed only when the result of this comparison is not within a tolerance range. When the parameter setting has been made for the engraving system (1), a new substrate is etched by the laser. This new etched substrate is then monitored in the same way as the first etched substrate. These operations are repeated until the parameters for etching the substrate are set to match the data stored in the storage device (2c) for this operation. Once the parameter set correctly matches the stored data, setting the parameter to the correct values for the engraving system (1) is stored and used as a working parameter. According to a feature of the invention, the system for calibrating the laser engraver comprises a device for modifying the positioning of the etched substrate (3) in relation to at least one particular engraving angle (a) during the exposure of the system. of vision. This particular positioning allows a modification of the illumination on the etched substrate (3) and, consequently, modifies the monitoring of this etched substrate (3). This modification of the monitoring of the substrate (3) etched by the vision system provides a different set of measurements for the same parameter and, thus, can avoid the influence of distortions caused by reflections due to illumination on the surface. However, since the parameter values depend on the inclination and the angle (a), the values stored in the storage device are recorded at a specific angle. Thus, the comparison step is performed between the measured values and the corresponding values for the same inclination angle (a) stored in the storage device (2c).
Pendant le réglage des paramètres du système de gravure (1), le réglage aux valeurs correctes peut être effectué avec précision selon les données mémorisées en fonction des différentes valeurs pour l'angle d'observation. En conséquence, la précision du réglage est améliorée. Lorsqu'une étape de comparaison est effectuée pour une première valeur d'angle, le système vérifie si un autre ensemble de données pour le paramètre réglé est mémorisé dans le dispositif de mémorisation (2c). Si tous les angles d'observation mémorisés n'ont pas été surveillés, l'angle d'observation entre le système de vision et le substrat gravé est modifié. Ainsi, la pluralité de surveillances d'un même paramètre sur un même substrat (3) gravé selon plusieurs angles d'observation (a) optimise la précision du réglage avec un nombre limité de substrats (3) gravés après des réglages successifs du système de gravure (1). Avant l'étalonnage du réglage d'un paramètre tel que le niveau de gris ou la taille de la gravure, l'alignement de la distance de travail du graveur laser est de préférence effectué. Les étapes pour l'alignement de la distance de travail sont montrées sur l'organigramme de la figure 7. Une première distance entre la lentille de focalisation du système de gravure au laser et le substrat devant cette lentille est utilisée en tant que distance initiale. Un premier substrat est marqué par le système de gravure au laser selon un agencement particulier pour fournir une carte de test avec le même niveau de gris, la même taille et la même valeur de points par pouce (dpi) pour chaque élément (4a1) du motif gravé montré sur la figure 4. Cependant, la gravure de chaque élément de la carte de test a été effectuée avec une distance de marquage différente de sorte que le motif résultant apparaît avec différents niveaux de gris (montrés sur la figure 5) au système de vision du fait de la position de travail du système de gravure. En fait, selon la modification du niveau de gris en fonction de la distance de marquage, comme montré sur la figure 8. Lorsque la gravure au laser est effectuée avec le même niveau d'énergie et une courte distance de marquage, la valeur de gris augmente en augmentant la distance de marquage jusqu'à une valeur maximale locale de noircissement, indiquée sur la figure 8 en tant que point A. Une augmentation supplémentaire de la distance résultera en la diminution du noircissement jusqu'à une valeur minimale locale, indiquée par le point C sur la figure 8 et correspondant à la distance focale F de la lentille de focalisation, du système de gravure. L'augmentation supplémentaire de la distance de marquage résulte en une deuxième valeur maximale locale de noircissement, indiquée en tant que point B sur la figure 8. Une fois que la gravure de la carte de test a été effectuée, un dispositif contrôle si tous les carrés ou éléments du motif sont gravés. Si au moins l'un d'entre eux manque, la distance entre la lentille de focalisation du système de gravure au laser et le matériau devant cette lentille est modifiée selon un incrément programmé. Cet incrément peut être une distance fixe ou proportionnelle à la partie manquante du motif. Lorsque tous les éléments du motif ont été gravés, le résultat des étapes de gravure est surveillé par le système de vision pour mesurer le niveau de gris de chaque élément gravé de la carte de test, et la distance de marquage de l'élément ayant le niveau de gris approprié est mémorisée pour être établie en tant que position de travail. Selon une particularité du processus pour l'alignement du système de gravure, l'étape de surveillance de la carte de test gravée peut être effectuée selon plusieurs angles d'observation (a), comme expliqué précédemment. Au moins un avantage du système de l'invention est que, du fait de la mémorisation des données d'étalonnage dans le dispositif de mémorisation du système de vision (2), l'alignement et le réglage des paramètres du système de gravure peuvent être effectués de nouveau dans des périodes de temps adéquates. II sera évident aux hommes du métier que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'écarter du domaine d'application de l'invention telle que revendiquée. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés en tant qu'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par l'étendue des revendications jointes. During the setting of the parameters of the engraving system (1), the setting to the correct values can be carried out accurately according to the stored data according to the different values for the viewing angle. As a result, the accuracy of the adjustment is improved. When a comparison step is performed for a first angle value, the system checks whether another set of data for the set parameter is stored in the storage device (2c). If all the observed viewing angles have not been monitored, the viewing angle between the vision system and the etched substrate is changed. Thus, the plurality of monitors of the same parameter on the same substrate (3) etched according to several observation angles (a) optimizes the accuracy of the adjustment with a limited number of substrates (3) etched after successive adjustments of the system. engraving (1). Before calibrating the setting of a parameter such as gray level or engraving size, alignment of the working distance of the laser engraver is preferably performed. The steps for aligning the working distance are shown in the flowchart of Fig. 7. A first distance between the focusing lens of the laser engraving system and the substrate in front of this lens is used as the initial distance. A first substrate is marked by the laser engraving system in a particular arrangement to provide a test card with the same gray level, the same size and the same dots per inch (dpi) value for each element (4a1) of the However, the engraving of each element of the test card has been carried out with a different marking distance so that the resulting pattern appears with different gray levels (shown in Figure 5) to the system. of vision due to the working position of the engraving system. In fact, according to the modification of the gray level as a function of the marking distance, as shown in FIG. 8. When the laser engraving is performed with the same energy level and a short marking distance, the value of gray increases by increasing the marking distance to a local maximum blackening value, shown in Figure 8 as point A. Further increase in distance will result in a decrease in blackening to a local minimum value, indicated by point C in FIG. 8 and corresponding to the focal length F of the focusing lens of the etching system. The further increase in the marking distance results in a second local maximum blackening value, indicated as point B in Fig. 8. Once the etching of the test card has been performed, a device checks whether all squares or pattern elements are engraved. If at least one of them is missing, the distance between the focusing lens of the laser engraving system and the material in front of this lens is changed according to a programmed increment. This increment can be a fixed distance or proportional to the missing part of the pattern. When all the elements of the pattern have been etched, the result of the etching steps is monitored by the vision system to measure the gray level of each engraved element of the test card, and the marking distance of the element having the appropriate gray level is memorized to be set as the working position. According to a feature of the process for the alignment of the etching system, the step of monitoring the etched test card can be performed according to several observation angles (a), as explained above. At least one advantage of the system of the invention is that, due to the storage of the calibration data in the storage device of the vision system (2), the alignment and adjustment of the parameters of the engraving system can be performed again in adequate periods of time. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention allows embodiments in many other specific forms without departing from the scope of the invention as claimed. Therefore, the present embodiments should be considered as an illustration, but may be modified in the field defined by the scope of the appended claims.