HU217738B - Eljárás és berendezés mozgó tárgyak megjelölésére - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya egy eljárás és egy berendezés, amely különfélemozgó tárgyak (26) mozgás közbeni megjelölésére alkalmazható. Atalálmány szerint a mozgó tárgyra (26) egy nagy energiasűrűségűsugárnyalábot (46) irányítanak, a mozgó tárgyon (26) vagy annakbelsejében kis kiterjedésű folttá koncentrálják a sugárnyalábot (46),a foltot két mozgási összetevő szerint mozgatják, ahol az egyikösszetevő egyenlő a mozgó tárgy (26) mozgási sebességével, a másikösszetevő pedig a tárgyhoz (26) képest egy adott relatív rajzolatotleíró összetevő. A berendezésben a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot(46) előállító eszköz jellegzetesen egy lézer (44). Van benneezenkívül egy, a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot (46) a mozgótárgyra (26) irányító eszköz, egy, a mozgó tárgyon (26) vagy annakbelsejében a sugárnyalábot (46) folttá koncentráló eszköz, továbbáegy, a foltot az említett két mozgási összetevő szerint mozgatóeszköz. ŕ

Description

A találmány tárgya egy eljárás és egy berendezés, amely különféle, többedmagukkal, adott pálya mentén mozgó tárgyak nagy energiájú lézersugárral való mozgás közbeni megjelölésére alkalmazható. A tárgyra nagy energiasűrűségű sugárnyalábot irányítunk, a mozgó tárgyon vagy annak belsejében kis kiteijedésű folttá koncentráljuk a sugárnyalábot. A foltot két mozgási összetevő szerint mozgatjuk, ahol az egyik összetevő egyenlő a mozgó tárgy mozgási sebességével, a másik összetevő pedig a tárgyhoz képest egy adott relatív rajzolatot leíró összetevő.

Számos különféle terméket gyártanak, illetve dolgoznak fel fütószalagos sorok segítségével, amelyek folytonos mozgást biztosítanak az egyes munkafázisok végzését lehetővé tevő munkaállomások között. Ezeken általában a teljes munkafolyamatot el lehet végezni. Gyakran előfordul, hogy az egyes termékeket, amelyek a szállítószalagon haladnak, meg is jelölik valamilyen módon, de úgy, hogy az ne befolyásolja hátrányosan a kérdéses tárgy folyamatos mozgását.

Egy erre alkalmas eszköz, amelyet manapság elterjedten használnak is, a tintasugaras jelölőkészülék, amely a megkívánt jel felvitelét lehetővé teszi az előtte elhaladó csomagra vagy tárgyra. Ez a készülék alkalmas arra, hogy akár ezer jelet is felvihessenek vele percenként, azonban állandó figyelmet és gyakori felülvizsgálatot igényel, azon célból, hogy a tintafecskendező ágyú hibás működését megelőzhessék. Egy ilyen felülvizsgálat szükségessé teszi a teljes szállítószalag leállítását, amely ezáltal jelentős kiesést okozhat a gyártási folyamatban. Ezen túlmenően egy ilyen készülék jelentős mennyiségű anyagot fogyaszt el, tintát, oldószereket, ezáltal működtetése viszonylag költséges. További probléma, hogy az ily módon létrehozott jelölések valóban letörölhetetlenek-e, vagy nem.

Ezen problémát másik oldalról megközelítve a lézeres megjelölés egy tiszta és elegáns alternatív megoldást nyújt, amely, szemben a tintasugaras megoldással, egy feltétlenül állandó, letörölhetetlen jelölést eredményez.

Általánosabb megközelítéssel élve, a jelenleg forgalomban levő lézeres megjelölési technikák két kategóriába sorolhatók. Az első kategóriába tartoznak azok, amelyeknél egy fokuszálatlan lézersugámyaláb halad át egy maszkon, és ezáltal jön létre a megkívánt minta. A másik kategóriába tartozó módszerek szerint a kérdéses tárgy felületét letapogatva magát a sugárnyalábot vezérlik oly módon, hogy az létrehozza a jelölést.

Az US 4 758 703 lajstromszámú amerikai szabadalom egy jól használható példát mutat be egy, az első kategóriába eső eljárásra, ahol is egy mikroszkóppal észlelhető rejtett kódolt mintázat kerül kialakításra a mozgásban levő tárgy felületén. Ezen eljárás szerint észlelik a mozgó tárgy jelenlétét, valamint annak sebességét abban a megfelelő pillanatban, amikor a tárgy elhalad a lézerfej előtt. A fokuszálatlan lézersugámyaláb egy maszkon keresztül van a tárgyra irányítva. Ez az a maszk, amely tulajdonképpen a szükséges mintázatot létrehozza. Olyan maszkról van szó, amely tartalmaz egy lyukakból álló, a sugárnyaláb keresztmetszeténél nagyobb felületű lemezben kialakított lyukmátrixot. Miután a sugárnyaláb keresztülhaladt a maszkon, azt fókuszálják, hogy a fenti módon előállított minta élesebb és kevésbé elmosódott legyen a megjelölendő csomagolás felületén, továbbá ezzel növelik a sugárnyaláb intenzitását is. A leírt lejárás során a sugárnyaláb intenzitását úgy szabályozzák, hogy a végső kialakult mintázat, amely a jelölést hordozza, puszta szemmel is felismerhető rajzolati minőségű legyen.

A jelen találmány bejelentője az UK 911 752 1.6 bejelentési számú angol szabadalmi bejelentésben bemutat egy példát a lézeres megjelölés pásztázással történő megvalósítására, amelynél egy tárgyat annak egy segédfelületén jelölnek meg, amely segédfelület az elektromágneses sugárzással szemben viszonylag nagy áteresztőképességgel bír. Az eljárás során egy nagy energiájú sugarat irányítanak a tárgy felszínére, ahol az ezen fokozott áteresztőképességű segédfelületét tartalmazza, és úgy fókuszálják a sugárnyalábot, hogy az a segédfelülettől egy bizonyos távolságra, a tárgy belsejében legyen a fokuszáltság maximális, és ezáltal helyileg ionizálja az anyagot. Ezen UK 911 752 1.6 bejelentési számú angol szabadalmi bejelentés tárgya továbbá néhány olyan speciális tárgy, amelyet ezen eljárás révén láttak el azonosító jelöléssel.

A WO 0/00459 számú irat lézeres megjelölési eljárást mutat be. A lézersugarat, amelyet impulzusüzemű lézer szolgáltat, többlépéses módon a tárgyakra irányítják. Megemlítendő, hogy a tárgy eközben álló helyzetben van, amely lényegesen egyszerűbb feladatot támaszt, mintha ugyanezt mozgás közben és hasonló minőségben szeretnénk elvégezni.

Az EP A 0,400,476 számú irat ismertette megoldás futószalagon továbbított tárgyak mozgás közben történő lézeres megmunkálására vonatkozik. Ebben a mozgás sebességét a futószalag mozgási sebességéből, azzal azonosnak tekintve vették számításba. Ez számos alkalmazásnál megfelelő eredményt is nyújt, azonban azokban az esetekben, amikor a megjelölni szándékozott tárgyak nem szabályos egymásutánban, valamint a fütószalag mozgásától lemaradva, például azon megcsúszva haladnak, akkor az említett megoldás hibára vezet.

Ezen felismerésen okulva vezettük be azt, hogy minden egyes megjelölni szándékozott tárgyat egyedileg kell detektálnunk, és ezt követően csekély késéssel ráirányítanunk a fókuszált nagy energiájú sugárnyalábot.

A jelen találmány céljául tűztük ki azt, hogy automatikus termékfeldolgozásnál, szállítószalagos árucikk-továbbításnál jól használható jelölésfelvitelt valósítsunk meg, akkor is, ha az árucikkek változó, rendezetlen egymásutánban, esetleg a szállítószalagon megcsúszva érkeznek.

A találmány szerinti, a bevezetőszakasznak megfelelő eljárásban azt megelőzően, hogy a mozgó tárgyra a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot ráirányítjuk, egy érzékelőmodul segítségével az adott pálya mentén mozgó megjelölendő tárgyat egy adott ponton érzékeljük, és a sugárnyaláb mozgatását úgy vezéreljük, hogy az általa alkotott folt a mozgó tárgy adott állandó helyére vetüljön.

HU 217 738 Β

Előnyösen a folt mozgatása előtt meghatározzuk a mozgó tárgy mozgási sebességét. Felismerve, hogy ezt nem pusztán a tárgyat mozgató eszköz, például futószalag mozgásából, hanem a tárgy tényleges beméréséből kaphatjuk meg, így lényegében a mozgó tárgy mozgási sebességét egy közvetlen, a tárgyra irányuló méréssel határozzuk meg.

Előnyösen a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot a mozgó tárgy mozgási útvonalát metsző egyenesbe irányítjuk, és a mozgó tárgynak a metszésponttól egy ismert távolságra levő ponton való áthaladása után egy adott időtartammal aktiváljuk a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot, ahol az adott időtartamot a mozgó tárgy mozgási sebességének függvényében változtatjuk.

Bizonyos speciális esetekben a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot a mozgó tárgy belsejében levő valamely pontra fókuszáljuk, amivel a fókuszpontban helyi ionizációt hozunk létre, és a jelölést valamilyen elektromágneses sugárzással szembeni megváltozott áteresztőképességű terület formájában kapjuk. Ezen kivitelében a tárgy alkalmas részének átlátszónak kell lennie a látható spektrumban, így a jelölés szabad szemmel is látható lesz. így például a tárgy lehet üvegből vagy műanyagból. Másfelől viszont a tárgy megfelelő része lehet átlátszatlan is a látható spektrumban. Ebben az esetben a jelölés többé-kevésbé láthatatlan a szemlélő számára, de megfelelő hullámhosszúságon dolgozó optikai eszközök segítségével felismerhető. Az így létrejövő jelölés ugyan nem lát el minden olyan feladatot, amelyet látható tartományú megfelelője, de kétségkívül maradandó, letörölhetetlen jelölést eredményez.

Jelölésként például számokat, betűket, szimbólumokat vagy ezek kombinációit használhatunk. Ezek hordozhatnak azonosító jeleket, védjegyeket, géppel olvasható kódokat vagy bármi hasonlót. Továbbá a jelölés lehet háromdimenziós is.

A találmány másik oldalról egy berendezés a kérdéses mozgó tárgyak megjelölésére, amelyben van egy nagy felületienergia-sűrűségű sugárnyalábot előállító eszköz, van benne ezenkívül egy, a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot a többedmagával, adott pálya mentén mozgó tárgyra irányító eszköz, egy, a mozgó tárgy felületén vagy belsejében a sugárnyalábot folttá koncentráló eszköz, továbbá a sugárnyalábot és ennek révén a foltot mozgató eszköz, és a mozgatóeszközt két mozgási összetevő szerint vezérlő számítógép vagy hasonló vezérlőeszköz, ahol az egyik összetevő egyenlő a mozgó tárgy mozgási sebességével, a másik összetevő pedig egy, a tárgyhoz képest egy adott relatív rajzolatot leíró összetevő. A találmány szerint van egy, az adott pálya mentén mozgó megjelölendő tárgyat egy adott ponton detektáló érzékelőmodul, és a számítógép az érzékelőmodul kimenőjelei alapján a sugárnyaláb mozgatását az általa alkotott foltnak a mozgó tárgy adott állandó helyére vetülő módon, a mozgatóeszközön keresztül vezérlő kialakítású.

Előnyösen a foltot mozgató eszköz része egy, a második összetevő, a tárgyhoz képesti adott relatív rajzolatot leíró összetevő szerint mozgató eszköz, amely például egy mozgatható tükör, a sugármenetben elhelyezve. Ezen mozgatható tükör mozgatását megkönnyíti, ha azt számítógép vezérli, és a tükör lehet például egy galvanométertükör. A tükör mozgatására minden alkalmas eszköz szóba jöhet, így például szervomotor vagy kézi vezérlésű botkormány, míg egy galvanométertükör jól megfelel a gyors mozgathatóság és az egyszerű vezérelhetőség kritériumainak, amely jelentős előny az egyéb megoldásokkal szemben.

Előnyösen a foltot a második említett összetevő szerint mozgató eszköz egyúttal a foltot az első, a mozgó tárgy mozgási sebességének megfelelő összetevő szerint is mozgatja.

Célszerű, ha a foltot a két összetevő szerint mozgató eszköz külön elemként tartalmazza az első összetevő szerint mozgató eszközt, amely legalább egy, forgathatóan szerelt tükör, amely a mozgó tárgy mozgási sebességével arányos gyorsasággal van forgatva.

Az egyik kivitelnek megfelelően a forgathatóan szerelt tükör többoldalú.

Szintén hasznos, ha a foltot az első összetevő szerint mozgató eszközben legalább egy, a mozgó tárgy mozgási sebességével azonos sebességgel mozgatható tükör van.

A mozgatás megvalósítása érdekében az egyik kiviteli alaknál a foltot az első összetevő szerint mozgató eszközben legalább egy akusztooptikai vagy elektrooptikai kristály van.

Különösen előnyös, ha az előzőek szerinti berendezésnek egy, a tárgy mozgási sebességét mérő eleme van. Felismertük, hogy a szóban forgó tárgy mozgási sebességét meg tudjuk kapni azáltal, hogy az azt továbbító eszköz, például a futószalag mozgását figyeljük, így tehát a tárgy mozgási sebességét közvetlen módon mérő elemet használunk. Példaként említve a tárgy mozgási sebességét, áthaladási idő alapján mérő két optodetektort helyezünk el a tárgy mozgási útvonala mentén, egymástól adott távolságra.

Előnyös, ha a berendezésnek a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot a mozgó tárgy mozgási útvonalát metsző egyenesbe irányítottan előállító eszköze van, amelyhez csatlakoztatva egy, a mozgó tárgynak a metszésponttól egy ismert távolságra levő ponton való áthaladása után egy adott időtartammal történő aktiválást végző eszköze van, ahol az adott időtartam a mozgó tárgy mozgási sebességének függvénye.

A nagy energiasűrűségű sugárnyalábot koncentráló eszköz célszerűen lehet egy lencse, amely az átmérőjéhez hasonló nagyságrendbe eső fókusztávolságú, így kompenzálva a részbeni defokuszáltság hatását. Másfelől a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot koncentráló eszköz lehet egy zoom lencse, amely kompenzálhatja a részbeni defokuszáltságot, avagy lehetővé teheti háromdimenziós jelölések kialakítását. Egy bizonyos kivitelnél a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot koncentráló eszköz akár szórólencsét is tartalmazhat.

Különösen hatékonyan alkalmazhatunk felületi jelölést létrehozó berendezést, és abban nagy energiasűrűségű sugárnyalábot előállító eszközként egy szén-dioxid-lézert.

Amikor a tárgyon egy segédfelületi jelölést kívánunk kialakítani, akkor a nagy energiasűrűségű sugár3

HU 217 738 Β nyalábot előállító eszköz egy olyan lézer, amelynek fókuszált felületicsúcsenergia-sűrűsége legalább 10⁷ J/cm². Ez a fókuszált felületicsúcsenergia-sűrűség létrehozható egy olyan impulzusüzemű lézerrel, amelynek fókuszált felületicsúcsteljesítmény-sűrűsége legalább 10⁷ W/cm², és a lézer impulzusideje legfeljebb 10 ⁶ s tartamú. Ekkor a tárgy alkalmas részének átlátszónak kell lennie a látható spektrumban, és a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot előállító eszköz előnyösen egy Nd-YAG (neodímiumadalékolású ittrium-alumíniumgránát) lézer lehet, amelynek működési hullámhossza 1,06 pm.

Egy további, látható sugárzást kibocsátó lézereszköz a sugárnyaláb irányzását segítheti elő.

Magának a mozgó tárgynak a továbbítására egy szállítószalag lehet a megfelelő eszköz, amivel a jelölőberendezés össze van építve. Ilyenkor a szállítószalag egy, a továbbítandó tárgyak oldalirányú helyzetét meghatározó eszközzel lehet ellátva.

A jelen találmány néhány kivitele a következőkben a csatolt rajzok segítségével kerül bővebb ismertetésre, ahol a rajzok a következőket mutatják: az

1. ábra a lézeres megjelölő munkahely vázlatos bemutatása a második fő kiviteli alaknak megfelelően, ahol a lézeres készülék és érzékelőmodul egy folyamatosan mozgó futószalag mellett van elhelyezve; a

2. ábra az 1. ábra szerinti érzékelőmodul vázlatos bemutatása; a

3. ábra az 1. ábra szerinti lézeres készülék vázlatos bemutatása; a

4. ábra azt mutatja be, hogy az 1. ábra szerinti lézeres készülék hogyan van elektromosan bekötve; az

5. ábra egy működési szekvencia folyamatábrája; a

6. ábra a második fő kiviteli alak szerinti jelölőberendezés vázlatos bemutatása; a

7. ábra a harmadik fő kiviteli alak szerinti jelölőberendezés vázlatos bemutatása; a

8. ábra a negyedik fő kiviteli alak szerinti jelölőberendezés vázlatos bemutatása.

Az 1. ábra szerinti lézeres jelölő munkaállomás egy 10 jelölőkészüléket és egy 12 érzékelőmodult tartalmaz, mindkettő egy védőburkolatként szolgáló 14 házba van építve, amely egy folyamatosan mozgó 16 szállítószalag mellé van telepítve.

A 16 szállítószalag általában kellően széles ahhoz, hogy az adott tárgyakat a lézeres jelölő munkaállomáshoz továbbítsa, valamint rendelkezik egy 18 továbbítófelülettel és két, függőleges irányban kiálló 20,22 oldalfallal. Jellemzően az első 20 oldalfal a 18 továbbítófelülethez hozzá van erősítve, míg a másik 22 oldalfal az előzőhöz képest egy 24 beállítócsavarral mozgatható. A 24 beállítócsavar meghúzása által a két 20, 22 oldalfal közötti távolság csökken, csakúgy, mint ezáltal a 16 szállítószalag effektív szélessége.

A csatolt ábrákon a megjelölésre szánt tárgyat egy közönséges palackkal ábrázoltuk, amely jelen esetben a 26 tárgyat képviseli. Ezt a 16 szállítószalag juttatja a lézeres jelölő munkaállomáshoz, amelynek 14 házába egy első 28 nyíláson átjut be. Ezután a 26 tárgy elhalad a 12 érzékelőmodul előtt, és a 10 jelölőkészülék előtt, majd elhagyja a 14 házat a második 30 nyíláson keresztül. A biztonság céljából a két 28, 30 nyílás olyan távolságra van elhelyezve, hogy a berendezést kezelő személy ne tudjon véletlenül úgy a 14 házba nyúlni, hogy a keze a 10 jelölőkészülék elé kerülhessen.

A 12 érzékelőmodul részletesebben a 2. ábrán van bemutatva. Tartalmaz egy pár 32, 34 optodetektort, a 16 szállítószalag egyik oldalán egymás mellett elhelyezve. Mindkét 32, 34 optodetektor tartalmaz egy 36 fényforrást, és egy megfelelő 38 érzékelőt, amely térbelileg van illesztve a 40, 42 tükrök fényútban való elhelyezése révén a hozzájuk tartozó 36 fényforrással. A fény a 36 fényforrásból a megfelelő 40,42 tükörre kerül, ahonnan visszaverődve a 38 érzékelőbe jut. Ily módon, amikor az optodetektor és a hozzárendelt tükör között nincsen semmilyen tárgy, ahogy az a 2. ábrán látható, a 38 érzékelő által felfogott fénymennyiség maximális. Ha az optikai sugármenetbe valamilyen zavaró tárgy kerül, például a megjelölendő tárgy, amikor áthalad a 16 szállítószalag mozgása következtében, akkor a 38 érzékelő által felfogott fénymennyiség egy adott küszöbérték alá csökken, amely egy villamos jelet eredményez.

Annak érdekében, hogy a 32, 34 optodetektorok érzékenysége minél nagyobb legyen, a 36 fényforrást úgy választjuk meg, hogy a látható vagy a közeli infravörös tartományban bocsásson ki fényt, míg a 38 érzékelő kiválasztásánál nemcsak azt vesszük tekintetbe, hogy egy adott, keskeny frekvenciatartományban működjön mint érzékelő, hanem hogy csak bizonyos polarizációs tulajdonságokkal bíró fénybehatásra legyen érzékeny, olyanra, amilyet a 36 fényforrás előállít. Ily módon a 38 érzékelő nem fog jelezni abban az esetben, ha más fényforrásból származó fény éri, vagy a 40, 42 tükröktől különböző egyéb tárgyról verődik vissza a fénysugár. Ez utóbbi esetben a reflektált fény polarizációs jellemzői általában megváltoznak.

A 10 jelölőkészüléket úgy alakítjuk ki, hogy elősegítse a mozgó 26 tárgy felületének jelöléssel való ellátását. Ezen célból megfelelően nagy energiasűrűségű lézersugámyalábot irányítunk a 26 tárgyra, amely hevítésével rövid időre megolvasztja a tárgy felszínét, és amely visszahűlve nyomot hagy. A 3. ábra szerinti kiviteli alak szerint a sugárforrás egy rádiófrekvenciás gerjesztésű, folyamatos üzemű, 44 szén-dioxid-lézer, amelynek a kibocsátott 46 sugárnyalábja 10,6 pm hullámhosszúságú, és ezért szabad szemmel nem látható. A sugárforrás, a 44 lézer kibocsátotta 46 sugárnyaláb az első visszaverést okozó 48 tükörre esik, amely a 46 sugárnyalábot egy speciális 50 nyalábtágítóra juttatja, és ez után következik az 52 sugárközösítő, majd a második visszaverést létrehozó 54 tükör. A második lézersugárforrás egy kis teljesítményű hélium-neon 56 lézer, amely a 44 szén-dioxid-lézer mellett van elhelyezve, és egy második, és a látható tartományba eső 58 sugárnyalábot állít elő, melynek hullámhossza 638 nm. Ezen második 58 sugárnyaláb szintén az 52 su4

HU 217 738 Β gárközösítőre jut, ahonnan az 54 tükörre jut, egybeesve a másik lézer 46 sugárnyalábjával. Ebből következően az 52 sugárközösítő olyan tulajdonsággal rendelkezik, hogy átengedi a 10,6 gm hullámhosszúságú elektromágneses sugárzást, és a 638 nm hullámhosszúságút visszaveri. Az ilyen egyesített sugárnyaláb megfelelő mértékű energiát hordoz, ugyanakkor lehetővé teszi a látható tartományba való optikai irányzást.

A két egyesített és egybeeső 46 és 58 sugárnyaláb az 54 tükörről visszaverődve a harmadik reflektálófelületet képező 60 tükörre jut, majd a 62 tükörre. Az egyesített nyaláb a 64 fejegységbe jutva veszi fel azt az irányt, amely alkalmas arra, hogy a 26 tárgy útját keresztezze. Szükség lehet arra, hogy a 26 tárgy aljától mért különböző magasságokban haladjon el az imént leírt sugárnyaláb, amelynek megvalósíthatósága érdekében a harmadik és negyedik 60 és 62 tükrök, továbbá a 64 fejegység egyetlen szerkezetként van összeszerelve, mégpedig úgy, hogy függőleges síkban elmozdítható legyen, például egy léptetőmotorral, amely az ábrán nincs feltüntetve.

A 64 fejegységen belül az egyesített 46, 58 sugarak egymás után két mozgatható 68 és 70 tükörre esnek. Az első 68 tükör úgy van elhelyezve, hogy a függőleges síkbeli irányzást tegye lehetővé. A második 70 tükör ehhez hasonló módon olyan felerősítésű, hogy az első 68 tükörről idekerülő egyesített 46, 58 sugárnyaláb vízszintes síkban változtatható módon verődjék vissza. Ebből következően nyilvánvalóvá válik az olvasó számára, hogy a 64 fej egységből kilépő sugár tetszőlegesen irányítható az említett két 68, 70 tükör egyidejű mozgatásával, beállításával. Ennek gyakorlati megvalósítása céljából a két mozgatható 68, 70 tükör a megfelelő 72 és 74 galvanométerekre van szerelve. Bár más megoldás is szóba jöhet erre a célra, mint például különálló szervomotorok vagy egy kézi állítókar alkalmazása, ez a megoldás azonban mégis előnyösebb, figyelembe véve az egyszerű vezérelhetőséget és a gyors működtetés lehetőségét. A 64 fejegységből kilépve az egyesített 46, 58 sugárnyalábok a 76 összetett lencsével fókuszálva vannak. Lehetséges például, hogy az első 78 lencseelem a kívánt távolságú fókuszpontba egyesíti a fényt a megjelölendő tárgy felületén. Mint ismeretes, a 46, 58 sugárnyaláb maximális teljesítménysűrűsége fordítottan arányos a sugárnyaláb rádiuszának négyzetével, amely viszont fordítottan arányos a 76 összetett lencsére eső nyaláb rádiuszával. így a fókuszpontban tapasztalható E energiasűrűségre a következő, első közelítésként figyelembe vehető egyenlőséget tudjuk felírni:

E [W/m²]=(PR²)/(h²f²), ahol h a hullámhossz, a lencsére eső nyaláb rádiusza R, a lencse fókusztávolsága f, és P a lézer teljesítménye. Mindebből nyilvánvalóvá válik, hogy mi a célja az 50 nyalábtágítónak, mivel hogy az R rádiusz növelésével együtt növekszik az E teljesítménysűrűség a fókuszpontban. Továbbá a 78 lencseelem jellemzően rövid fókusztávolságú lencse, 70 és 80 mm közé eső a fókusztávolsága, amely feltételek mellett a jellemző E felületiteljesítmény-sűrűség a fókuszban meghaladja a 300 W/cm²-t. Ilyen nagyságrendű felületi teljesítményeknél termikus változás következik be a megjelölendő 26 tárgy felszíni rétegeiben, ahol a ráeső 46, 58 sugárnyalábok hordozta energia elnyelődik, és hővé alakul. Ez a lokális hőfejlődés a 26 tárgy felszínén olvadást és visszahűlést eredményez, amely a maradandó jelölési alakzatot létrehozza a tárgyon. A fókuszpontot a 68 és 70 tükör segítségével mozgatni tudjuk, ezáltal a jelölés egy előre meghatározható alakzatot tud leírni, amely tartalmazhat például egy vagy több számjegyet, betűt vagy egyéb szimbólumot. Ezek alkalmasak lehetnek az azonosításra, képezhetnek egy védjegyet, avagy lehetnek egy gép által azonosítható kódok.

A hőhatás által okozott maradandó változás kiváltásához szükséges energiasűrűség természetesen függ a tárgy anyagától és attól a sebességtől, ahogy a sugárnyaláb azt végigpásztázza. Az olyan anyagok, mint például a plexi, körülbelül 50 W/cm² felületiteljesítmény-sűrűséget igényelnek, ugyanakkor bizonyos fémek akár 1 MW/cm² felületiteljesítmény-sűrűséget is megkövetelhetnek. Ezen két extrém határ közé esnek a például az üvegből készült dolgok, amelyek 300 W/cm² felületitelj esítmény-sűrűséget igényelnek legalább, ha a letapogatási sebesség 3 m/s.

A biztonság szempontját figyelembe véve a két különböző 44 és 56 lézer, valamint azok 46 és 58 sugárnyalábjai egy közös 80 burkolatban vannak elhelyezve, mint az a 4. ábrán látható, amelyből az egyesített 46, 58 sugarak csak a 76 összetett lencsén való keresztülhaladást követően lépnek ki. A 44 és 56 lézerekhez, valamint a különböző beépített optikai elemekhez való hozzáférést a 80 burkolat 82 ajtaja biztosítja, amely össze van kötve egy 84 blokkolószerkezettel, amely megakadályozza, hogy a 44 szén-dioxid-lézer működésbejöhessen, miközben a 82 ajtó nyitva van. Megjegyezzük, hogy a másik 56 lézer kis teljesítményű, ezért hasonló blokkolásra itt nincs szükség, ennek működése nem jelent semmiféle veszélyt a kezelőszemélyre nézve.

A 86 elosztóegységhez a 84 blokkolószerkezeten keresztül egy egyfázisú, 240 V-os hálózati tápegység csatlakozik, amely alul helyezkedik el és el van szigetelve a 80 burkolattól, hogy megakadályozza a kezelőszemély elektromosáram-ütését. A 86 elosztóegység látja el energiával a hélium-neon 56 lézert, valamint a 44 szén-dioxid-lézert. A 88 hűtőegység az utóbbinak a hűtésére szolgál. Végül az elektromos tápegység szolgáltatja a megfelelő táplálást a 66 léptetőmotor, valamint a 90 számítógép számára. Három darab AC/DC konverter szolgál a feszültségszabályozott 9 V-os, 12 V-os és 15 V-os egyenfeszültségek előállítására. Ez biztosítja a héliumneon 56 lézer pumpálását. Egy további 97 blokkolóegység akadályozza meg a 44 lézer idő előtti beindítását, és a 64 fejegységen keresztüli lézerműködés megkezdését az első és második 72 és 74 galvanométereken keresztül, amelyek az előre meghatározott mozgást leírják a 68 és 70 tükrök segítségével.

Az összetett működés folyamatábráját mutatja be az

5. ábra, ahol a 10 jelölőkészülék és a 12 érzékelőmodul együttesen kerül működtetésre, a 90 számítógép vezérlése mellett, amely számítás vagy kikeresés alapján megállapítja a következő, felvitelre kerülő megjelölést.

HU 217 738 Β így a lézeres megjelölő munkahely számos egymást követő tárgy megjelölésére lehet alkalmas, figyelembe véve a jelölések egymásutániságát. Alternatív megoldásként egy adott sorozat elindításakor azonosítható és megállapítható az előre beprogramozott különféle jelek közül az, amely éppen alkalmazandó. Az éppen soron levő jelölés az operátori kezelőhelyen meg is jeleníthető számos más információ társaságában, mint amilyen például a megjelölt tárgyak darabszáma, a futószalag sebessége, amivel a 12 érzékelőmodul előtt elhalad, vagy bármi más.

Miután megállapítottuk a mozgásban levő 26 tárgy esetében alkalmazandó jelet, a 90 számítógép kiszámítja azt a vektort, amely ahhoz szükséges, hogy a jel felviteléhez szükséges sugárnyaláb-modulációt elvégezzük, feltételezve azt, hogy a 26 tárgy a megjelölés ideje alatt egyenletes mozgásállapotban van.

Ezen vektorok ezután villamos jellé való transzformáláson esnek keresztül, amely jelek modulálják a 15 voltos egyenáramú tápegységet, valamint az első és második 72 és 74 galvanométereket. A 68 és 70 tükrök olyan mozgássorozatot állítanak elő ezáltal, amely a geijesztett lézersugámyaláb fókuszpontjába helyezett 26 tárgyon a kívánt mintázatú, hő által kiváltott jelölést hozzák létre.

A 16 szállítószalag által továbbított 26 tárgy helyzete a rögzített 20 oldalfalhoz képest a 24 beállítócsavar segítségével állítható. A 24 beállítócsavart jellegzetesen a 16 szállítószalag szélességének első 28 nyílás előtti szűkítésére használjuk. Ily módon aló szállítószalag szélessége nem haladja meg nagymértékben a 26 tárgy saját méretét, ezáltal bizonyos fokú ellenőrzést tesz lehetővé a 26 tárgy, valamint a 12 érzékelőmodul és a 10 jelölőkészülék egymáshoz viszonyított távolságára vonatkozóan.

A 12 érzékelőmodul jelzi a megjelölendő 26 tárgy közeledtét. Amint az eléri a 32 optodetektort, annak első éle megszakítja a 36 fényforrás és a 40 tükör, valamint a 38 érzékelő közötti optikai sugármenetet. Az érzékelt fény ekkor a küszöbérték alá csökken. Ekkor egy megfelelő jel kerül előállításra, amely a 90 számítógépben elindít egy időzítést. Ez az időzítés mindaddig tart, míg a 26 tárgy első éle hasonló módon meg nem szakítja a második 34 optodetektor sugármenetét. A 32 és 34 optodetektorok egymástól való d( távolsága ismert, így a megjelölendő 26 tárgy v sebessége könnyen kiszámítható a d! távolság és a tj időzítés hányadosából:

v^/t,.

Azon okból, hogy a készülék viszonylag nagy v sebességgel mozgó tárgyak jelölésére is alkalmas legyen, a dj távolságot lehetőleg kicsire választjuk. Határesetben d] akár 1 mm kicsi is lehet. Ilyen rövid távolság mellett is az az oszcillátor, amely a tj időzítést adja, öt órajelciklus fölött már alkalmas a megfelelő t, időzítés előállítására, így a d] távolság csökkentése nem hat negatív módon a v sebesség mérésének pontosságára.

Miután elhaladt a második 34 optodetektor előtt, a 26 tárgyat a 16 szállítószalag továbbviszi, mígnem a t₂ időtartam elteltét követően a 10 jelölőkészülék elé kerül. Mivel a második 34 optodetektor és 10 jelölőkészülék ismét csak egy ismert d₂ távolságra van egymástól, t₂ a következőképpen számítható:

t₂=d₂/v.

Vagy:

Azon célból, hogy kisméretű egységet hozhassunk létre, ismét csak olyan kicsire választjuk d₂-t, amilyenre csak lehet, és amilyenre a 90 számítógép műveleti sebessége lehetőséget ad. Ez jellegzetesen 5 mm nagyságrendű d₂ távolságnak felel meg.

A fenti egyenletek révén a 90 számítógép kiszámítja az azon becsült t₂ időtartamot, amely elteltével a 26 tárgy a 10 jelölőkészülék elé ér. Ez azt jelenti, hogy ekkor ér a 26 tárgy első éle, kontúrvonala a jelölést végző sugárnyaláb vonalába. Egy további dt késleltetés szükséges ahhoz, hogy a t₃ időpontban a 26 tárgy megfelelő része kerüljön a kívánt helyre.

A t₃ időpontban a 44 szén-dioxid-lézer aktiválásra kerül, és az egyesített 46, 58 sugárnyaláb, amely a 26 tárgy megfelelő helyzetű pontjára van irányítva, végre tudja hajtani a jelölés létrehozását. Ugyanebben az időpontban különféle jelekkel az első és második 72 és 74 galvanométereket moduláljuk, és létrehozzuk azokat a szükséges vektorokat, amelyek az adott jelölés letapogatásához szükségesek, és amelyek szuperponálva tartalmazzák a 26 tárgy v sebességű mozgását is. Ezen moduláció a 68 és 70 tükrök elmozdulásának egy olyan sorozatát generálja, amely a kombinált sugárnyaláb fókuszpontja által leírt alakzatot a kívántra alakítja. Ily módon a dinamikus letapogatás ténylegesen megtörténhet.

A 26 tárgy a megjelölés után továbbhalad a 16 szállítószalag mozgásának megfelelően, elhagyja a 14 házat és a lézeres megjelölő munkahelyet a második 30 nyíláson keresztül. A 26 tárgy ezután további feldolgozásra kerül, amilyet adott esetben a technológiai sor megkíván, majd a 90 számítógép kikeresi a következő, felvitelre kerülő jelet, és az egész kezdődik elölről.

Szakember számára nyilvánvaló, hogy mind a fenti távolságok, mind a jelölésre kiválasztandó rész a 26 tárgyon változtatás tárgyát képezheti. Ha a felvitt jelölés mérete megfelelő nagyságú, akkor a 26 tárgy felületének elhajlása a 76 összetett lencsétől a felszín különböző pontjainak távolságát befolyásolhatja. Továbbá az egymás után következő különböző tárgyak a 16 szállítószalagon szintén különböző távolsági pozíciókban foglalhatnak helyet a rögzített 20 oldalfalhoz képest, még akkor is, ha 16 szállítószalag effektív szélességét a megjelölésre kijelölt szakasz kezdeténél leszűkítjük is. Amint azt leírtuk az előzőekben, a 78 lencseelem rögzített fókusztávolságú, mindezen tényezők a jelölés egyes részeinek többé-kevésbé a fókuszponton kívül való megjelenését eredményezik. Mindazonáltal, hogy ha gondosan választjuk meg ezen fókusztávolságot, akkor az ebből fakadó probléma hatásában nem lesz jelentős. Mint azt az előzőekben már megállapítottuk, az első 78 lencse elem fókusztávolsága tipikusan 70 és 80 mm között van, amely alkalmas a kombinált 46, 58 sugárnyalábok fokuszálására úgy, hogy a fókuszpontban a felületiteljesítmény-sűrűség meghaladja a 300 W/cm² értéket. Sőt azt is elmondhatjuk, hogy eb6

HU 217 738 Β ben az esetben a fókuszponttól egy kicsiny dx távolságra a teljesítménysűrűség még mindig elegendő ahhoz, hogy a megfelelő hőhatást kiváltsa. Egy előnyös kivitelnél a 78 lencse elem például 75 mm fókusztávolságú, és dx=5 mm távolságban is kellő energiát kapunk ahhoz, hogy egy üvegből készült tárgyat megjelölhessünk. Természetesen a dx távolság nagysága íügg a tárgy anyagától. Ilyen lencsék használatakor a készülék hatékony eszközt biztosít ahhoz, hogy a 76 összetett lencsétől mért optimális távolságtól bármely irányban való kismértékű eltérés esetén is jó, hatékony eredményt kaphassunk.

További lehetőségként vagy kiegészítésként egy második 92 lencseelem helyezhető el az első 78 lencseelemmel közös optikai tengelyben, azon célból, hogy a defokuszálóhatás fent leírt hátrányait csökkentsük. Egy ilyen 92 lencseelem az átmérőjéhez hasonló nagyságrendbe eső fókusztávolságú, és alkalmas arra, hogy kompenzálja a megjelölendő tárgy felületének tetszőleges görbültségét.

Egy másik elrendezés szerint a 76 összetett lencse magában foglalhat egy harmadik 94 lencseelemet, amely egy zoom lencse, amelynek fókusztávolsága változtatható a 10 jelölőkészülék előtt elhaladó 26 tárgy távolságának függvényében. Ezzel a megoldással az említett defokuszálóhatás ellenére is a kívánt ponton tartható a sugárnyaláb fókuszpontja.

Egy még további kivitel esetén a második és harmadik 92,94 lencseelemek helyett egy negyedik 95 lencseelem kerülhet alkalmazásra (az ábrán nincs feltüntetve). Ez lehet egy szórólencse, amelynek f2 fókusztávolsága van, és éppen f2 távolságra van elhelyezve a 78 lencseelem egyébként létrehozott fókuszpontja mögött. A 95 lencseelem egy keskeny összetartó és nagy energiájú sugárnyalábot állít elő, amely a 26 tárgyra van irányítva, amelynek felületén egy foltszerű megvilágítást hoz létre. Feltételezve azt, hogy a nyaláb elég keskeny ahhoz, hogy a benne koncentrált energia hatást gyakoroljon a 26 tárgy felületére, ezen kialakítás szerint nem lép fel defokuszálóhatás.

Egy további és a 6. ábrán bemutatott kiviteli alak szerinti 10 jelölőkészülék hasonlóan van kialakítva az eddigiekhez, azzal a különbséggel, hogy a 26 tárgy mozgását kompenzáló komponens nincsen a sugárnyaláb által követett mozgásvektorba szuperponálva. Ehelyett ezt egy további 96 tükör végzi el.

A 96 tükör egy 98 tengely körül forgathatóan van felszerelve, és iránya olyan, hogy az egyesített 46,58 sugárnyalábokat a mozgásban levő 26 tárgyra irányítsa egy további 70 tükör segítségével. Amint ez a 26 tárgy elhalad a 10 jelölőkészülék előtt, a 96 tükör forgása által követi azt.

Előnyösen a 96 tükör egy galvanométertükör. így a 68 és 70 tükrökhöz hasonló módon kivitelezhető a mozgatás és vezérlés. Ilyen körülmények között a 44 széndioxid-lézer aktiválásra kerül, és a 15 V-os egyenáramtápfeszültség működteti az első és második 72 és 74 galvanométereket, amelyek az előre meghatározott mozgásforma 68 és 70 tükrök általi követésének megfelelően vannak modulálva. Egy külön 15 V-os egyenáramú tápegység szolgál a harmadik galvanométer üzemeltetésére, amelynek modulálása az előzőleg meghatározott sebességkarakterisztika függvényében történik. A galvanométertükrök alkalmazása lehetővé teszi a valós idejű dinamikus letapogatást. A 6. ábrán a 96 tükör a második 70 tükör és a 76 összetett lencse között van elhelyezve, azonban nyilvánvaló a szakember számára, hogy az optikai sugármenet mentén máshol is elhelyezhető a megfelelő tükör, így például közvetlenül a 76 összetett lencse után.

Egy harmadik kiviteli alaknak megfelelően, amely nagyban hasonló az előzőhöz, a 26 tárgy mozgása szintén a jelölést kialakító energiaközlő szerkezettől függetlenül van kompenzálva, a 96 tükör egy 102 többoldalú tükörrel van helyettesítve, mint az a 7. ábrán látható. Ez a 102 többoldalú tükör egy másik 104 tengely körül forgatható módon van elhelyezve, és az előzőekhez hasonló elrendezése révén az egyesített 46, 48 sugárnyalábot a 26 tárgy felületére tudja továbbítani a 70 tükör közvetítése révén. A 102 többoldalú tükör forgása révén tudja a 26 tárgy haladó irányú mozgását kompenzálni.

Ezen harmadik kiviteli alak előnye, amely a másodiktól egyben meg is különbözteti, az a 102 többoldalú tükör, amely a második kiviteli alakban levő 96 tükörnek felel meg, és nem kell a 104 tengely körül gyorsan oda-vissza forgatni. Ehelyett a 102 többoldalú tükör állandó sebességgel kerül forgatásra, és ez lehetővé teszi a 46,58 sugárnyalábok megfelelő irányítását a megjelölendő tárgyra. A forgási sebességet úgy kell megválasztani, hogy az egy oldalra eső szögelfordulás ideje nagyobb legyen, mint az egy tárgy megjelölésére szánt idő.

A 102 többoldalú tükör vezérlése a 90 számítógép által történik, amely a 26 tárgy sebességét is ez méri, és a szükséges, a jelölést bejáró letapogatásához szükséges vektorok száma jól meghatározza azt az időt, amely egy jel felviteléhez szükséges.

A 7. ábra a 102 többoldalú tükröt mutatja, amint az a második 70 tükör és a 76 összetett lencse közé van helyezve, de az előzőekhez hasonlóan itt is nyilvánvaló, hogy ez az elem az optikai sugármenet más, ettől eltérő pontján is elhelyezhető. így például közvetlenül a 76 összetett lencsét követően.

A 10 jelölőkészülék egy negyedik kiviteli alakja látható a 8. ábrán, a 26 tárgy mozgása teljes egészében a 64 fejegység és a 76 összetett lencse által van kompenzálva. Miután megmérjük a mozgó tárgy sebességét, a 64 fejegység és a 76 összetett lencse a 26 tárggyal párhuzamosan elmozdul egy, az ábrán fel nem tüntetett motor meghajtásának révén. A 64 fejegységet és a 76 összetett lencsét a 26 tárgy sebességével azonos párhuzamos sebességgel mozgatjuk, így azok között a relatív sebességkülönbség nullává válik, így nem is szorul kompenzálásra. Miután egy adott tárgy megjelölése megtörtént és befejeződött, a 64 fejegységet és 76 öszszetett lencsét gyorsan vissza kell vinni a kiindulóhelyzetbe ismét csak az előzőleg használt motor segítségével, így előkészítve a szerkezetet a következő jelölési műveletre.

Amennyiben a kombinált 46, 58 sugárnyaláb, amely az első 68 tükörről visszaverődik, párhuzamos irányú a

HU 217 738 Β szállítószalaggal, mielőtt a 26 tárgyra lenne reflektálva a 70 tükör segítségével, akkor nyilvánvaló, hogy csak a második 70 tükröt és a 76 összetett lencsét szükséges csupán mozgatni. Valóban: ha a 76 összetett lencse az optikai sugármenet azon részében kerül elhelyezésre ahol a negyedik 60 tükör és második 68 tükör közötti részen van, akkor csak a második 70 tükröt kell a motor segítségével mozgatni.

Egy ötödik kiviteli alak értelmében egy vagy több akusztooptikai vagy elektrooptikai kristállyal kompenzáljuk a 26 tárgy mozgását, amely kristályt a 46, 58 sugárnyalábok útjában helyezünk el. Az ilyen típusú kristályok azzal a tulajdonsággal rendelkeznek, hogy a belső fénysugár nyalábját különböző szögekben tudják eltéríteni, a rájuk kapcsolt feszültség függvényében. így a vezérlést a szükséges mértékben időben változó feszültség biztosítása révén nyerjük.

Szintén nyilvánvalónak tekinthető, hogy a párhuzamos 9 117 521.6 bejelentési számú, azonos bejelentőjű amerikai egyesült államokbeli szabadalmi bejelentés által ismertetett berendezés lényegében változtatás nélkül alkalmazható a fenti kiviteli alakok bármelyike szerinti lézeres megjelölési technikához.

Mind ez ideig azon célból, hogy egy eltávolíthatatlan jelet képezzenek ki a gyártók a kívánt tárgyon, szinte kizárólagosan a felület megjelölését használták. Mindazonáltal egy lényeges probléma, hogy ez megsérülhet, ha a tárgy felülete is sérül, továbbá lehetőséget nyújt az imitációra egy hasonló másik tárgy esetében. A leírthoz hasonló készülék segítségével egy mozgó tárgy egy segédfelületét is kiválaszthatjuk és elláthatjuk valamiféle jelöléssel, megfelelő energiájú fókuszált sugárnyalábbal, amely sugárzásra nézve az adott anyag átlátszó. A sugárnyalábot úgy fókuszáljuk, hogy a felülettől egy bizonyos távolságra kerüljön a fókuszpont, amely a tárgyon mégis belül helyezkedik el. Ez a sugárzás helyi ionizációt hoz létre az anyagban. így a felületen semmi sem látszik.

A kétségek elkerülése végett azon fogalom alatt, hogy átlátszó, azt értjük, hogy a nagy energiájú sugárnyaláb képes áthatolni rajta legalábbis addig a mélységig, ahol a kívánt jelölést óhajtjuk létrehozni, és ebbe bele kell értenünk az áttetsző anyagokat, valamint a színezett és füstszínű üvegeket, amelyek esetében a látható tartományba eső hullámhosszúságú elektromágneses sugárzások elnyelődése fokozott, de nem teljes. Az átlátszóság vonatkozik azokra az anyagokra is, ahol ez a részleges áthatolás a nagy energiájú sugárnyaláb hullámhosszán mutatkozik.

A lézersugár és a megjelölt tárgy közötti kölcsönhatás három főbb kategóriába sorolható a lézer teljesítménysűrűségének függvényében az alábbiak szerint:

1. fotokémiai kölcsönhatás;

2. termikus kölcsönhatás, ahol a beeső sugárzás hő formájában kerül elnyelésre;

3. ionizációs kölcsönhatás, ahol az anyag nem hő következtében létrejövő valamilyen bomlása valósul meg, a besugárzás hatására.

A különbség ezen három kölcsönhatás között jól demonstrálható a jellemző felületiteljesítmény sűrűségértékekkel, ahol IO^-3 W/cm² szükséges a fotokémiai kölcsönhatáshoz, 10¹² W/cm² az ionizációhoz.

Ahhoz, hogy helyi ionizáció menjen végbe az anyagban, a nagy energiájú nyaláb a teljesítménysűrűségének legalább akkorának kell lennie, hogy a fókuszpontban elég energiát adjon a molekulák felbontásához. A besugárzás megszűnte után a plazma visszahűl, és egy olyan helyi zóna keletkezik, amelynek a többitől eltérő, megváltozott anyagszerkezete vagy törésmutatója van, és amely az elektromágneses sugárzást szórja az átlátszónak tekinthető környezetbe.

A manapság kereskedelmi forgalomban beszerezhető lézerek közül azok, amelyek ionizációs kölcsönhatás kiváltására alkalmasak, impulzusüzeműek, csúcsteljesítményük így fokuszálás mellett elegendő arra, hogy a megfelelő ionizáció és plazma jöjjön létre az anyagban. A segédfelületi megjelölés elősegítése végett legalább 10⁷ W/cm² felületiteljesítmény-sűrűségre van szükség a fókuszban, és az impulzusidő nem több, mint IO^-6 s tartamú. így minden egyes impulzus felületienergia-sűrűsége legalább 10 ⁷ J/cm², amely elegendő a helyi ionizációhoz.

Amennyiben azt szeretnénk, hogy a jelölés szabad szemmel is látható legyen, akkor a tárgy alkalmas részének átlátszónak kell lennie a látható spektrumban. így például a tárgy lehet üvegből vagy műanyagból. Azonban nem korlátozható ily módon az anyag, lehet a tárgy alkalmas része áttetsző is a látható spektrumban. Ebben az esetben a jelölés többé-kevésbé láthatatlan a szemlélő számára, de megfelelő hullámhosszúságon dolgozó optikai eszközök segítségével azonosítható. Megfelelő hullámhosszúság lehet például az a hullámhosszúság, amelyen a nagy energiájú sugárnyalábot előállítottuk. Az így létrejövő jelölés ugyan nem lát el minden olyan feladatot, amelyet látható megfelelője, de kétségkívül maradandó, letörölhetetlen jelölést eredményez.

Feltételezve, hogy a segédfelületi megjelölést szabad szemmel is láthatónak szánjuk, és ennélfogva a 26 tárgy anyaga üveg vagy műanyag, amely a látható spektrumban valóban átlátszó, a 46 sugárnyaláb létrehozására Nd-YAG (neodímiumadalékolású ittrium-alumínium-gránát) lézert használhatunk, amelynek működési hullámhossza 1,06 m.

A leírt berendezés többi részét lényegében nem szükséges megváltoztam! ahhoz, hogy a segédfelületi megjelölésre alkalmazható elrendezést kapjunk, habár a különféle optikai elemek hatásfoka a hullámhossz függvényében eltérő lehet. Mindezen hatások vonatkozásában a szakember tudásanyagára alapozhatunk.

Segédfelületi megjelölés esetében a 76 összetett lencse tartalmazhat egy harmadik 94 lencseelemet, például zoom lencsét, hogy a mozgó 26 tárgy felületétől különböző mélységben elhelyezkedő jelöléseket, továbbá háromdimenziós jelöléseket hozhassunk létre.

Értelemszerűen a leírt berendezés számos további elemet, így a 26 tárgy mozgási sebességét meghatározó elemet is tartalmazhat. Ez a 26 tárgy mozgási sebességét meghatározó elem pedig lehet egy mechanikai kényszerkapcsolat által kialakítva, amikor a kombinált 46, 58 sugárnyaláb által leírt relatív mozgás figyelmen kívül hagyható.

Claims (35)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás mozgó tárgyak megjelölésére, amelynek során a többedmagával, adott pálya mentén mozgó tárgyra (26) egy nagy felületienergia-sűrűségű sugárnyalábot (46) irányítunk, a mozgó tárgyon (26) vagy annak belsejében kis kiterjedésű folttá koncentráljuk a sugárnyalábot (46), a foltot két mozgási összetevő szerint mozgatjuk, ahol az egyik összetevő egyenlő a mozgó tárgy (26) mozgási sebességével, a másik összetevő pedig a tárgyhoz (26) képest egy adott relatív rajzolatot leíró összetevő, azzal jellemezve, hogy azt megelőzően, hogy a mozgó tárgyra (26) a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot (46) ráirányítjuk, egy érzékelőmodul (12) segítségével az adott pálya mentén mozgó megjelölendő tárgyat (26) egy adott ponton érzékeljük, és a sugárnyaláb (46) mozgatását vezéreljük, az általa alkotott foltnak a mozgó tárgy (26) adott állandó helyére vetülő módon.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a folt mozgatása előtt meghatározzuk a mozgó tárgy (26) mozgási sebességét.
3. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mozgó tárgy (26) mozgási sebességét a pálya mentén továbbító eszköz sebességétől független, közvetlen méréssel határozzuk meg.
4. 4. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot (46) a mozgó tárgy (26) mozgási útvonalát metsző egyenesbe irányítjuk, és a mozgó tárgynak (26) a metszésponttól egy ismert távolságra levő ponton való áthaladása után egy adott időtartammal aktiváljuk a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot (46), ahol az adott időtartamot a mozgó tárgy (26) mozgási sebességének függvényében változtatjuk.
5. 5. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot (46) a mozgó tárgy (26) belsejében levő pontra fókuszáljuk, amivel a fókuszpontban helyi ionizációt hozunk létre, és a jelölést valamilyen elektromágneses sugárzással szembeni megváltozott áteresztőképességű terület formájában hozzuk létre.
6. 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan mozgó tárgyra (26) alkalmazzuk, amely a látható fény tartományába eső elektromágneses sugárzással szemben átlátszó.
7. 7. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan mozgó tárgyra (26) alkalmazzuk, amely a látható fény tartományába eső elektromágneses sugárzással szemben átlátszatlan.
8. 8. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy jelölésként számokat, betűket, szimbólumokat vagy ezek kombinációit használjuk.
9. 9. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy háromdimenziós jelölést hozunk létre.
10. 10. Berendezés mozgó tárgyak megjelölésére, amelyben van egy nagy felületienergia-sűrűségű sugárnyalábot (46) előállító eszköz, van benne ezenkívül egy, a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot (46) a többedmagával, adott pálya mentén mozgó tárgyra (26) irányító eszköz, egy, a mozgó tárgy (26) felületén vagy belsejében a sugárnyalábot (46) folttá koncentráló eszköz, továbbá a sugárnyalábot (46) és ennek révén a foltot mozgató eszköz, és a mozgatóeszközt két mozgási összetevő szerint vezérlő számítógép (90) vagy hasonló vezérlőeszköz, ahol az egyik összetevő egyenlő a mozgó tárgy (26) mozgási sebességével, a másik összetevő pedig egy, a tárgyhoz (26) képest egy adott relatív rajzolatot leíró összetevő, azzal jellemezve, hogy van egy, az adott pálya mentén mozgó, megjelölendő tárgyat (26) egy adott ponton detektáló érzékelőmodulja (12), és a számítógép (90) az érzékelőmodul (12) kimenőjelei alapján a sugárnyaláb (46) mozgatását az általa alkotott foltnak a mozgó tárgy (26) adott állandó helyére vetülő módon, a mozgatóeszközön keresztül vezérlő kialakítású.
11. 11. A 10. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a foltot mozgató eszköz egy fejegység (64), amelynek része egy, a második, a tárgyhoz (26) képesti adott relatív rajzolatot leíró összetevő szerinti mozgatást előállító, mozgatható tükör (68, 70), amely a sugárnyaláb (46) sugármenetében van elhelyezve.
12. 12. A 11. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a mozgatható tükör (68, 70) mozgatását a számítógép (90) vezérli.
13. 13. A 11. vagy 12. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a mozgatható tükör (68, 70) galvanométertükör (72, 74).
14. 14. A 11-13. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a foltot a második összetevő szerint mozgató fejegység (64) egyúttal a foltot az első, a mozgó tárgy (26) mozgási sebességének megfelelő összetevő szerint is mozgató eszköz.
15. 15. A 11-13. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a foltot a két összetevő szerint mozgató fejegység (64) külön elemként tartalmazza az első összetevő szerint mozgató eszközt.
16. 16. A 15. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a foltot az első összetevő szerint mozgató eszközben legalább egy, forgathatóan szerelt tükör (96) van, amely a mozgó tárgy (26) mozgási sebességével arányos gyorsasággal van forgatva.
17. 17. A 16. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a forgathatóan szerelt tükör (96) többoldalú tükör (102).
18. 18. A 15. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a foltot az első összetevő szerint mozgató eszközben a mozgó tárgy (26) mozgási sebességével azonos sebességgel mozgatható tükör (68, 70) van.
19. 19. A 15. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a foltot az első összetevő szerint mozgató eszközben akusztooptikai vagy elektrooptikai kristály van.
20. 20. A 10-19. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a megjelölendő mozgó tárgy (26) mozgási sebességét mérő további optodetektorai (32, 34) vannak.
21. 21. A 20. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a tárgy (26) mozgási sebességét közvetlen módon, a tárgyat (26) továbbító eszköz, például szállító9

    HU 217 738 Β szalag (16), sebességétől függetlenül mérő optodetektorai (32, 34) vannak.
22. 22. A 21. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a tárgy (26) mozgási sebességének meghatározásához áthaladási időt mérő órája van, és a két optodetektor (32, 34) a tárgy (26) mozgási útvonala mentén egymástól adott távolságra van elhelyezve.
23. 23. A 10-22. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot (46) a mozgó tárgy (26) mozgási útvonalát metsző egyenesbe irányítottan előállító eszközhöz egy, a mozgó tárgynak (26) a metszésponttól egy adott távolságra levő ponton való áthaladása után egy adott időtartammal történő aktiválást végző eszköz van csatlakoztatva, ahol az adott időtartam a mozgó tárgy (26) mozgási sebességének függvénye.
24. 24. A 10-23. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot (46) koncentráló eszköze olyan lencseelem (78), amely az átmérőjéhez hasonló nagyságrendbe eső fókusztávolságú.
25. 25. A 10-24. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot (46) koncentráló eszköze egy zoom lencse.
26. 26. A 10-24. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot (46) koncentráló eszköze legalább egy szórólencse-összetevőt is tartalmaz.
27. 27. A 10-26. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy felületi jelölést létrehozó berendezés.
28. 28. A 27. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot (46) előállító eszköze egy szén-dioxid-lézer (44).
29. 29. A 10-25. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a tárgyon (26) egy segédfelületi jelölést létrehozó berendezés.
30. 30. A 29. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot (46) előállító eszköze egy lézer (44), amelynek fokuszáltfelületicsúcsenergia-sűrűsége legalább 10⁷ J/cm².
31. 31. A 29. vagy 30. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot (46) előállító eszköze egy impulzusüzemű lézer (44), amelynek fokuszáltfelületicsúcsteljesítménysűrűsége legalább 10⁷ W/cm², és az impulzusidő legfeljebb 10 ⁶ s tartamú.
32. 32. A 29-31. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a nagy energiasűrűségű sugárnyalábot (46) előállító eszköze egy Nd-YAG lézer (44).
33. 33. A 10-32. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy egy további, látható sugárzást kibocsátó, ezzel a kombinált sugárnyaláb (46, 58) irányzását elősegítő lézere (56) van.
34. 34. A 10-33. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a mozgó tárgyat (26) továbbító szállítószalaggal (16) van összeépítve.
35. 35. A 34. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a szállítószalag (16) a továbbítandó tárgyak (26) szállítószalaghoz (16) viszonyított oldalirányú helyzetét meghatározó eszközzel, előnyösen beállítócsavarral (24) van ellátva.