Маркировочное устройство и способ работы такого устройства

Номер патента: 23591

Опубликовано: 30.06.2016

Авторы: Райан Даниэль Джозеф, Кюкендаль Петер Йёрг

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Маркировочный аппарат для маркирования объекта (80), содержащий

маркирующую головку (20), имеющую множество приемных гнезд (24) для индивидуальных маркировочных устройств (40), причем приемные гнезда (24) расположены в виде множества строк (30) и столбцов (32), образующего двумерный массив приемных гнезд (24), и

приводной механизм для перемещения объекта (80) при осуществлении маркирования относительно маркирующей головки (20) в направлении (16) подачи,

при этом

маркирующая головка (20) выполнена поворотной вокруг оси, ориентированной в поперечном направлении по отношению к направлению (16) подачи, а

аппарат выполнен с возможностью посредством по меньшей мере одного детекторного устройства (50) детектировать при различных углах поворота маркирующей головки (20) контрольную метку (84), нанесенную во время перемещения объекта (80) относительно маркирующей головки (20) по меньшей мере одним маркировочным устройством (40), установленным в одном из приемных гнезд (24),

отличающийся тем, что

поворотная маркирующая головка (20) содержит по меньшей мере одно детекторное устройство (50), установленное за приемными гнездами (24) в направлении (16) подачи.

2. Маркировочный аппарат по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одно детекторное устройство (50) выполнено с возможностью перемещения по заданной траектории (36) относительно приемных гнезд (24) маркирующей головки (20).

3. Маркировочный аппарат по п.1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере одно детекторное устройство (50) установлено с возможностью перемещения в поперечном направлении (18) по отношению к направлению (16) подачи.

4. Маркировочный аппарат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что по меньшей мере одно детекторное устройство (50) выполнено подвижным вдоль заданной траектории (36) с обеспечением возможности его установки при различных углах поворота маркирующей головки (20) в положение, в котором оно будет согласовано в направлении (16) подачи с положением по меньшей мере одного из приемных гнезд (24).

5. Маркировочный аппарат по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что по меньшей мере одно детекторное устройство (50) выполнено подвижным вдоль линейной траектории (36).

6. Маркировочный аппарат по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что содержит измерительное устройство для определения положения детекторного устройства (50), детектирующего контрольную метку (84).

7. Маркировочный аппарат по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что содержит блок обработки данных для определения с использованием детектированной контрольной метки (84) значения угла поворота.

8. Маркировочный аппарат по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что содержит блок обработки данных для определения характеристики детектированной контрольной метки (84).

9. Маркировочный аппарат по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что содержит двигатель (76) для поворота маркирующей головки (20).

10. Способ работы маркировочного аппарата по любому из пп.1-9, в котором

по меньшей мере в одно приемное гнездо (24) маркирующей головки (20) указанного аппарата устанавливают маркировочное устройство (40),

перемещают объект (80) относительно маркирующей головки (20) в направлении(16) подачи и

наносят контрольную метку (84) посредством по меньшей мере одного маркировочного устройства (40) во время перемещения объекта (80) относительно маркирующей головки (20),

отличающийся тем, что

контрольную метку (84) детектируют детекторным устройством (50), которое входит в состав поворотной маркирующей головки и установлено за приемными гнездами (24) в направлении (16) подачи.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что

детекторное устройство (50) перемещают в поперечном направлении (18) относительно направления (16) подачи, а

контрольную метку (84) детектируют детекторным устройством (50) во время перемещения детекторного устройства (50) в поперечном направлении.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что контрольную метку (84) наносят во время перемещения объекта (80) относительно маркирующей головки (20) в направлении подачи одним маркировочным устройством в виде линии, вытянутой в направлении подачи со смещением точек указанной линии в поперечном направлении, зависящим от угла поворота маркирующей головки (20), и определяют угол поворота маркирующей головки (20) на основе детектированного положения контрольной метки (84).

13. Способ по любому из пп.10-12, отличающийся тем, что

в каждое из множества приемных гнезд (24), расположенных в одном столбце (32), устанавливают маркировочное устройство (40),

маркирующую головку (20) устанавливают в наклонное положение, в котором столбец (32) маркировочных устройств (40) расположен под углом по отношению к направлению (16) подачи объекта (80),

контрольную метку (84) наносят посредством множества маркировочных устройств (40) во время перемещения объекта (80) относительно маркирующей головки (20), причем вследствие наклонного положения маркирующей головки (20) контрольная метка (84) представляет собой широкую контрольную полосу, при этом

контрольную полосу детектируют детекторным устройством (50), которое установлено за маркировочными устройствами (40) в направлении подачи.

Рисунок 1

Текст

Смотреть все

МАРКИРОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ РАБОТЫ ТАКОГО УСТРОЙСТВА Изобретение относится к маркировочному аппарату для маркирования объекта, содержащему маркирующую головку, имеющую множество приемных гнезд для индивидуальных маркировочных устройств, причем приемные гнезда расположены в виде множества строк и столбцов, образующего двумерный массив приемных гнезд, и приводной механизм для перемещения объекта при осуществлении маркирования относительно маркирующей головки в направлении подачи. Маркирующая головка выполнена поворотной вокруг оси, ориентированной в поперечном направлении по отношению к направлению подачи, а за приемными гнездами в направлении подачи установлено по меньшей мере одно детекторное устройство. Предусмотрена возможность посредством по меньшей мере одного детекторного устройства детектировать при различных углах поворота маркирующей головки контрольную метку, которая нанесена во время перемещения объекта относительно маркирующей головки по меньшей мере одним маркировочным устройством, установленным в одном из приемных гнезд. Кроме того, изобретение относится к способу работы предлагаемого маркировочного аппарата. Кюкендаль Петер Йрг (DE), Райан Даниэль Джозеф (US) Новоселова С.В., Дощечкина В.В.,Липатова И.И., Рыбаков В.М., Хмара М.В. (RU)(71)(73) Заявитель и патентовладелец: АЛЛЬТЕК АНГЕВАНДТЕ ЛАЗЕРЛИХТ ТЕХНОЛОГИ ГМБХ Область техники, к которой относится изобретение Изобретение относится к маркировочному аппарату для маркировки (маркирования) объекта, охарактеризованному в ограничительной части п.1, а также к способу работы предлагаемого аппарата, охарактеризованному в п.10. Маркировочный аппарат содержит маркирующую головку с множеством приемных гнезд, которые предназначены для индивидуальных маркировочных устройств и расположены в виде множества строк и столбцов, образующего двумерный массив приемных гнезд. Кроме того, аппарат снабжен приводным механизмом, перемещающим объект при осуществлении маркирования относительно маркирующей головки в направлении подачи. Предшествующий уровень техники В известном маркировочном аппарате приемные гнезда и, соответственно, маркировочные устройства расположены в фиксированном массиве (паттерне), предопределяющем заданное разрешение аппарата. При осуществлении маркирования объект перемещают относительно маркирующей головки в направлении подачи и посредством маркировочных устройств, установленных в приемных гнездах головки, наносят на него маркировку. В частности, можно наносить маркировку на объект одновременно с взаимным перемещением объекта и маркирующей головки. Чтобы получить хорошее качество маркировки, необходимо правильно отрегулировать положение маркирующей головки относительно направления перемещения объекта. Качество маркировки может понизиться, если реальное направление подачи объекта немного наклонено относительно желаемого направления, или положение головки неправильно отрегулировано относительно направления подачи. Сущность изобретения Изобретение решает задачу создания маркировочного аппарата и разработки способа, которые обеспечивают маркирование объекта, выполняемое с высоким уровнем качества. Согласно изобретению эта задача решена с помощью маркировочного аппарата и способа маркирования, признаки которых включены соответственно в пп.1 и 10. Предпочтительные варианты раскрыты в зависимых пунктах. Маркировочный аппарат по изобретению характеризуется тем, что его маркирующая головка выполнена поворотной вокруг оси, ориентированной в поперечном направлении по отношению к направлению подачи. Кроме того, за приемными гнездами в направлении подачи установлено по меньшей мере одно детекторное устройство, посредством которого можно детектировать, при различных углах поворота маркирующей головки, контрольную маркировку (контрольную метку), нанесенную во время перемещения объекта относительно маркирующей головки по меньшей мере одним маркировочным устройством, установленным в одном из приемных гнезд. Способ по изобретению включает следующие операции: перемещение объекта относительно маркирующей головки в направлении подачи, нанесение во время этого перемещения контрольной метки посредством по меньшей мере одного маркировочного устройства и детектирование контрольной метки детекторным устройством, установленным в направлении подачи по меньшей мере за одним маркировочным устройством. Маркирующая головка, предназначенная для применения в способе по изобретению, содержит множество приемных гнезд для индивидуальных маркировочных устройств, маркирующих объект. При этом приемные гнезда расположены в множестве строк и столбцов, образующих двумерный массив. По меньшей мере в одно приемное гнездо установлено маркировочное устройство. Маркирующая головка выполнена поворотной вокруг оси, ориентированной в поперечном направлении по отношению к направлению подачи. Первая базовая идея изобретения состоит в создании маркировочного аппарата и способа маркирования, обеспечивающих возможность регулировки разрешения маркировки. С этой целью массив маркировочных устройств установлен в маркировочном аппарате с возможностью поворота, в результате чего разрешение маркировки можно изменять поворотом массива маркировочных устройств, конкретно, вокруг оси, которая ориентирована перпендикулярно поверхности маркируемого объекта и/или перпендикулярно направлению подачи (направлению перемещения объекта). Предусмотрена возможность настройки разрешения маркировки на выбранную задачу, что повышает качество маркировки. В своем втором аспекте изобретение предлагает способ определения угла поворота маркирующей головки и/или выставления заданного угла таким образом, чтобы обеспечивалось желаемое разрешение маркировки с учетом, в особенности, реального направления перемещения объекта относительно маркирующей головки. Угол поворота можно рассматривать также как угол наклона. Для определения реального угла поворота маркирующей головки предусмотрена возможность нанесения во время перемещения объекта относительно маркирующей головки контрольной (референтной) метки посредством одного или более маркировочных устройств. Контрольную метку, которой может быть, в частности, маркировочная линия, можно детектировать с помощью детекторного устройства. Поскольку контрольная метка нанесена во время перемещения объекта относительно головки, она ориентирована в направлении подачи. Положение маркировки смещается в поперечном направлении в зависимости от угла поворота маркирующей головки. Такая зависимость обеспечивается тем, что маркировочное устройство расположено на поворотной головке эксцентрично. В частности, за угол поворота головки можно принять угол между столбцом маркировочных устройств, установленных в головке, и реальным направлением подачи объекта. В результате положение, в котором детектируется контрольная метка, зависит от угла поворота маркирующей головки. Поэтому, если положение контрольной метки известно, можно определить угол поворота головки. Таким образом, аппарат и способ согласно изобретению можно использовать, в частности, для определения угла поворота маркирующей головки. В добавление к сказанному, предлагаемые аппарат и способ обеспечивают возможность выставления заданного угла поворота маркирующей головки, отвечающего выбранному разрешению маркировки. Такое разрешение можно, в частности, именовать разрешением маркировки, имеющим предварительно выбранную характеристику. Например, можно предварительно выбрать разрешение маркировки, позволяющее получить непрерывные маркировочные линии, ориентированные в поперечном направлении, в частности в направлении, проходящем перпендикулярно направлению подачи объекта. Если угол поворота или наклона маркирующей головки равен 0, разрешение, в целом, задается шагом вдоль строки, т.е. расстоянием между приемными гнездами одной строки. Нулевой угол наклона отвечает, в частности, ситуации, в которой столбцы приемных гнезд согласованы с направлением подачи и/или строки приемных гнезд ориентированы перпендикулярно этому направлению. Разрешение можно повысить, наклоняя или поворачивая маркирующую головку. Если головка наклонена только на очень маленький угол, разрешение маркировки по всему рабочему полю головки может оказаться непостоянной, и в поперечном направлении могут проявиться увеличенные зазоры между двумя смежными столбцами маркировочных устройств. Если головка наклонена слишком сильно, разрешение маркировки может оказаться недостаточным для получения непрерывной маркировочной линии в направлении, перпендикулярном направлению подачи. Изобретение предлагает аппарат и способ, предназначенные для определения и выставления максимального угла поворота, при котором на объект можно нанести непрерывную маркировочную линию в направлении, перпендикулярном направлению подачи. С этой целью маркировку наносят на объект посредством множества маркировочных устройств, установленных в одной строке маркирующей головки. Когда строка наклонена по отношению к направлению подачи, маркировка будет выполняться в виде широкой маркировочной линии, которую можно описать термином "маркировочная полоса". Ширина такой линии больше, чем у маркировки, нанесенной единичным маркировочным устройством. Конкретно, эта ширина будет задаваться расстоянием между первым и последним маркировочными устройствами в столбце. Предусмотрена возможность детектировать и анализировать маркировочную полосу. На основе такого анализа можно определить некоторые характеристики маркировки. Конкретно, можно определить,отвечает ли выставленный угол наклона маркировке в виде непрерывной линии, перпендикулярной направлению подачи объекта. Согласно изобретению необходимо знать положение по меньшей мере одного детекторного устройства относительно положения по меньшей мере одного маркировочного устройства, наносящего контрольную метку. Поэтому, чтобы в максимально возможной степени исключить воздействие любых факторов, которые могли бы исказить заданное известное положение детекторного устройства относительно маркирующего устройства, предпочтительно установить детекторное устройство внутри маркирующей головки. Чтобы обеспечить возможность детектирования контрольной метки во время перемещения объекта относительно маркирующей головки, желательно установить по меньшей мере одно детекторное устройство в направлении подачи за приемными гнездами. Базовым аспектом маркировочного аппарата по изобретению является то, что по меньшей мере одно детекторное устройство выполнено с возможностью обеспечить детектирование контрольной метки при изменяющихся (различных) углах поворота маркирующей головки. Для этого детекторное устройство должно в поперечном направлении перекрывать участок, существенно превышающий ширину нанесенной контрольной маркировочной линии. Предпочтительно, чтобы по меньшей мере одно детекторное устройство перекрывало существенную часть, например по меньшей мере 80 или 90%, ширины маркировки, выполняемой маркирующей головкой. В более предпочтительном варианте это устройство перекрывает, по меньшей мере, всю ширину такой маркировки, конкретно, ширину, отвечающую длине (ширине) одной строки приемных гнезд. Чтобы обеспечить возможность детектирования контрольной метки при различных углах поворота маркирующей головки, единственное детекторное устройство можно выполнить с возможностью перекрывать в поперечном направлении ширину, превышающую ширину маркировки, наносимой маркировочным устройством. Кроме того, предусмотрена возможность наличия множества детекторных устройств, которые образуют массив, перекрывающий в поперечном направлении ширину, превышающую ширину маркировки,нанесенной маркировочным устройством. В особо предпочтительном варианте осуществления, чтобы перекрыть ширину, превышающую ширину маркировки, нанесенной маркировочным устройством, по меньшей мере одно детекторное устройство выполнено с возможностью перемещения по заданной траектории по отношению к приемным гнез-2 023591 дам маркирующей головки. Предпочтительно, чтобы эта траектория проходила внутри головки. Такую траекторию можно, в частности, сориентировать в поперечном направлении по отношению к направлению подачи и/или, по существу, параллельно строке приемных гнезд маркирующей головки,и/или, по существу, перпендикулярно столбцу приемных гнезд маркирующей головки. Таким образом,согласно предпочтительному варианту осуществления по меньшей мере одно детекторное устройство имеет возможность перемещаться в поперечном направлении относительно направления подачи. Для перемещения детекторного устройства по заданной траектории желательно предусмотреть наличие ползунка или каретки, выполненных с возможностью установки на них детекторного устройства и его перемещения по отношению к приемным гнездам маркирующей головки. Перемещать ползунок можно с помощью приводного блока, снабженного двигателем. По меньшей мере одно детекторное устройство предпочтительно выполнить с возможностью перемещения по заданной траектории таким образом, чтобы при различных углах поворота маркирующей головки данное устройство можно было привести в положение, в котором оно согласовано в направлении подачи по меньшей мере с одним из приемных гнезд. В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере одно детекторное устройство выполнено подвижным по линейной траектории. По отношению к приемным гнездам такая траектория может быть ориентирована параллельно строкам и/или перпендикулярно столбцам. Линейный характер траектории способствует прецизионному перемещению и точному позиционированию детекторного устройства. Для определения позиции детекторного устройства, детектирующего контрольную метку, предпочтительно предусмотреть наличие измерительного устройства. Его можно выполнить, в частности, с возможностью определять позицию подвижного детекторного устройства в тот момент времени, когда детекторное устройство детектирует контрольную метку. Таким образом, предусматривается возможность определить позицию контрольной метки, исходя из момента ее детектирования подвижным детекторным устройством. Основываясь на позиции контрольной метки и/или детекторного устройства, можно определить угол поворота маркирующей головки. В другом предпочтительном варианте осуществления предусмотрено наличие блока обработки данных, определяющего на основе детектированной контрольной метки значение угла поворота. Функцию входного параметра для данного блока может выполнять, в частности, величина, характеризующая позицию детектированной контрольной метки. В следующем предпочтительном варианте осуществления предусмотрено наличие блока обработки данных, определяющего характеристику детектированной контрольной метки. В частности, предусмотрена возможность функционально связать данный блок по меньшей мере с одним детекторным устройством. Характеристика детектированной контрольной метки может соотноситься, конкретно, с позицией и/или с разрешением контрольной метки, причем в особенности, если контрольная метка нанесена посредством множества маркировочных устройств. Согласно изобретению приемные гнезда маркирующей головки и установленные в них маркирующие устройства расположены в виде двумерного массива, состоящего из строк и столбцов. Как указывалось выше, двумерный массив можно использовать, в частности, для повышения скорости маркирования и/или разрешения маркировки. Приемные гнезда головки могут быть заполнены маркирующими устройствами полностью или частично. Согласно изобретению двумерный массив приемных гнезд и, соответственно, массив маркирующих устройств выполнены с возможностью поворота или наклона относительно оси, ориентированной в поперечном направлении, например перпендикулярно к направлению подачи и/или к поверхности объекта,подлежащего маркированию. Поворачивая массив, можно установить его в положение, в котором приемные гнезда последующей строки смещены в поперечном направлении по отношению к приемным гнездам предыдущей строки. Другими словами, в направлении подачи приемные гнезда последующей строки могут оказаться между приемными гнездами предыдущей строки. За счет такого смещенного положения приемных гнезд и, соответственно, маркировочных устройств повышается разрешение маркировки. Чем меньше смещение и чем больше количество строк, тем выше достигаемое разрешение. Для прецизионного перемещения маркирующей головки предпочтительно используется двигатель(желательно шаговый), поворачивающий маркирующую головку, предпочтительно заданными малыми угловыми шагами, в интервале 0-90. Малые угловые шаги - это, в частности, шаги меньше 1, предпочтительно меньше 0,1. Двигатель может быть, в частности, электрическим. Управление двигателем происходит на основе сигналов, формируемых на выходе блока обработки данных. В предпочтительном варианте осуществления массиву приемных гнезд придана ортогональная конфигурация, в которой гнезда расположены во взаимно перпендикулярных строках и столбцах. В таком ортогональном массиве гнезда образуют прямоугольный паттерн. Ортогональный массив прост в изготовлении и в общем случае обеспечивает очень высокое разрешение. Желательно, чтобы приемные гнезда массива находились на равных расстояниях вдоль строк и/или столбцов. Другими словами, шаг приемных гнезд по строкам и/или столбцам предпочтительно является постоянным по всему массиву. Постоянство шага дает постоянное разрешение маркировки. Маркировочный аппарат может, например, являться печатным аппаратом и, в частности, предназначаться для маркирования или гравирования объекта посредством по меньшей мере одного лазерного пучка. В частности, предусмотрена возможность выполнить маркировочный аппарат с возможностью проведения операции маркирования последовательным образом, при котором объект маркируется путем последовательного активирования индивидуальных маркировочных устройств. Таким образом, объект во время своего перемещения относительно маркирующей головки маркируется построчно или попиксельно. Маркировочными устройствами могут быть, в частности, устройства для нанесения маркировки,запечатывания или гравирования объекта по меньшей мере одним лазерным пучком. Однако в число маркировочных устройств могут входить также сопла для струйной печати, устройства для термопечати,матричные печатные устройства с игольчатой головкой, устройства микротампопечати, струйные устройства, устройства для электроразрядной обработки и/или маркировочные устройства любых других типов. Установленные в маркирующей головке маркировочные устройства могут относиться к различным типам. По меньшей мере одно детекторное устройство может, в частности, представлять собой оптический датчик и для детектирования или сканирования объекта содержать, например, точечный диод, фотодиод,фотодатчик или фототранзистор. Предпочтительно, чтобы для детектирования контрольной метки на объекте направленный на него свет, по меньшей мере, частично отражался и/или рассеивался объектом с последующим детектированием сенсорным элементом. Можно также использовать излучение в видимом и инфракрасном диапазоне и/или электромагнитное излучение любого другого типа. В предпочтительном варианте осуществления маркировочное устройство и/или детекторное устройство содержат наконечник, в который введено по меньшей мере одно оптическое волокно (далее волокно). В варианте с маркировочным устройством предусмотрена возможность подвести волокно к лазерному устройству, а в варианте с детекторным устройством - к сенсорному элементу. В предпочтительном варианте осуществления приемные гнезда маркирующей и/или сканирующей головки представляют собой выполненные в приемной плате приемные отверстия, которые могут быть, в частности, сквозными. В них можно вводить маркировочные устройства, тем самым присоединяя эти устройства к приемной плате. Для способа по изобретению желательно, чтобы детекторное устройство перемещалось в направлении, поперечном относительно направления подачи, а контрольная метка детектировалась детекторным устройством во время перемещения детекторного устройства в поперечном направлении. Предусмотрена также возможность анализировать контрольную метку. При этом особо предпочтительным результатом является определение ширины и/или яркости контрольной маркировочной линии. В другом предпочтительном варианте осуществления способа угол поворота маркирующей головки определяют с использованием контрольной метки. В следующем предпочтительном варианте осуществления множество приемных гнезд, расположенных в одном столбце, заполнены маркирующими устройствами, маркирующая головка установлена в наклонном положении, в котором столбец маркирующих устройств расположен под углом к направлению подачи объекта, а контрольная метка наносится множеством маркирующих устройств во время перемещения объекта относительно маркирующей головки. При этом, вследствие наклонного положения маркирующей головки, контрольная метка представляет собой широкую контрольную полосу, которая детектируется детекторным устройством, установленным в направлении подачи за маркирующими устройствами. Особо предпочтительно провести анализ контрольной полосы. Например, предусмотрена возможность определить ее разрешение и на основе полученного результата отрегулировать угол наклона маркирующей головки, обеспечивающий желаемое разрешение. Перечень фигур, чертежей Далее изобретение будет описано со ссылками на прилагаемые чертежи. На фиг. 1 схематично представлен маркировочный аппарат по изобретению; на фиг. 2 представлена в перспективном изображении маркирующая головка по изобретению; на фиг. 3 проиллюстрированы маркирующая головка по изобретению и первый вариант ее функционирования; на фиг. 4 представлены сигналы, детектируемые детекторным устройством с использованием первого варианта способа; на фиг. 5 проиллюстрированы маркирующая головка по фиг. 3 и второй способ ее функционирования; на фиг. 6 представлены сигналы, детектируемые детекторным устройством с использованием второго варианта способа; на фиг. 7 маркирующая головка по изобретению представлена в сечении. Эквивалентные элементы имеют идентичные обозначения на всех чертежах. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения На фиг. 1 схематично изображен маркировочный аппарат 10 по изобретению. Он содержит маркирующую головку 20 с множеством маркировочных устройств 40 (см. фиг. 3), к которой кабелем 14 под-4 023591 ключен блок 12 управления функционированием устройств 40. Кабель 14 может заключать в себе множество оптических волокон. Головка 20 может, в частности, являться печатающей головкой и иметь цилиндрический корпус 21. Другие особенности маркирующей головки 20 показаны на фиг. 2, 3, 5 и 7. Головка 20 содержит множество приемных гнезд 24, которые можно заполнить индивидуальными маркировочными устройствами 40. Гнезда 24 расположены в виде двумерного массива 22, имеющего, по существу, прямоугольный контур. Приемные гнезда 24 расположены по строкам 30 и столбцам 32, ориентированным взаимно перпендикулярно. Таким образом, гнезда 24 образуют прямоугольный или квадратный массив, который может именоваться также матрицей и, конкретно, двумерной матрицей. Приемные гнезда 24 разнесены между собой на равные расстояния (равные промежутки), т.е. образуют регулярный массив. Расстояние между двумя соседними приемными гнездами 24, более конкретно расстояние между центральными точками двух соседних гнезд 24 в одной строке 30, именуется шагом по строкам. Соответственно, расстояние между двумя соседними приемными гнездами в одном столбце 32 именуется шагом по столбцам. Приемные гнезда 24 имеют постоянный шаг по строкам и постоянный шаг по столбцам. В данном варианте осуществления маркирующую головку 20 поворачивают таким образом, что приемные гнезда 24 одного столбца 32 оказываются наклоненными (установленными под углом) по отношению к направлению 16 перемещения объекта 80, подлежащего маркированию. Направлением перемещения именуют направление 16 подачи объекта 80 относительно маркирующей головки 20. На фиг. 7 представлена в сечении поворотная маркирующая головка 20 по изобретению. Она содержит приемную плату 28 с множеством приемных отверстий 26, образующих приемные гнезда 24. Плата 28 может быть, например, металлической, в частности стальной. Каждое из приемных отверстий 26 имеет, по существу, круглое поперечное сечение и может быть, в частности, сквозным. Диаметры всех отверстий 26 одинаковы. В дополнение к массиву 22 приемных гнезд 24 предусмотрено множество свободных приемных гнезд 25 для размещения запасных маркировочных устройств 41 (см. фиг. 3). Эти гнезда 25 также выполнены, как приемные отверстия в приемной плате 28. Каждое маркировочное устройство 40 содержит наконечник 42, в который введен конец по меньшей мере одного волокна 46. Наконечник 42 согласован по форме с приемными отверстиями 26 маркирующей головки 20 для ввода в эти отверстия и, конкретно, может иметь, по существу, цилиндрическое тело 43 с цилиндрическим соединительным участком 48, предназначенным для сопряжения с приемным отверстием 26. У тела 43 имеется кольцевой выступ 44 с упорной поверхностью 45 для контактирования с плоской поверхностью приемной платы 28. В предпочтительном варианте осуществления тело 43 содержит металл, керамику, пластиковый материал или стекло. Особенно желательно, чтобы наконечник 42 содержал сталь или циркониевую керамику. В наконечник 42 вдоль его продольной оси введено по меньшей мере одно волокно 46, выполненное с возможностью переносить лазерный пучок на поверхность объекта 80 для осуществления лазерного маркирования, в частности лазерного гравирования. С этой целью волокно 46 может быть подведено к лазеру, чтобы лазерный пучок мог проходить по волокну 46 к поверхности объекта 80 (см. фиг. 3) и производить его маркирование. Маркирующая головка 20 содержит экранирующее устройство 66 для перекрытия излучения, которое поступает из зоны между маркирующей головкой 20 и объектом 80, подлежащим маркированию. Экранирующее устройство 66 содержит внутреннюю кольцевую щетку 67 и наружную кольцевую щетку 68. Для поворота маркирующей головки 20 и/или приемной платы 28 относительно основания 11 установлен двигатель 62, в частности шаговый. Между выходным валом или приводным шкивом 63 двигателя 62 и маркирующей головкой 20 расположена трансмиссия 64, в данном варианте представляющая собой ремень и передающая вращательное движение выходного вала на головку 20 и/или на приемную плату 28. Кроме того, маркирующая головка 20 содержит детекторный блок 70 (фиг. 3) с детекторным устройством 50. Предусмотрена возможность снабдить устройство 50 оптическим сенсорным элементом. В предпочтительном варианте осуществления детекторное устройство имеет наконечник с оптическим волокном, подведенным к сенсорному элементу. Наконечник детекторного устройства 50 может быть выполнен таким, как это было описано в связи с маркировочным устройством 40. Детекторное устройство 50 установлено на ползунке 72, который выполнен с возможностью перемещения относительно массива приемных гнезд 24 маркирующей головки 20. Предусмотрена возможность снабдить приемную плату 28 вырезом, в котором может перемещаться ползунок 72 или каретка. Ползунок 72 перемещается приводным блоком 74, который содержит привод ходового винта с резьбовым штоком (ходовым винтом) 78. Для осуществления вращения винта 78 он подсоединен к двигателю 76, в частности к шаговому. Как показано на фиг. 3, 5, детекторный блок 70 может иметь также второе (запасное) детекторное устройство 51, установленное на ползунке 72. Далее со ссылками на фиг. 3-6 будут описаны варианты способа по изобретению, который может рассматриваться также, как способ калибровки. Первый вариант способа по изобретению проиллюстрирован на фиг. 3 и 4. Его можно применять для определения угла 38 поворота (наклона) маркирующей головки 20 относительно направления 16 подачи объекта 80, подлежащего маркированию (запечатыванию). Целесообразно использовать данный способ после установки головки 20 или после замены объекта. Согласно этому способу активируют единственное маркировочное устройство 40 маркирующей головки 20, которое наносит на объект 80 маркировку, именуемую референтной (контрольной) меткой 84. Активируемое маркировочное устройство 40, которое можно именовать также устройством 40 а для нанесения контрольной метки, предпочтительно установить в верхней строке 30 а маркирующей головки 20, т.е. по отношению к направлению 16 подачи в первой строке 30 а. Положение столбца 32 а, в котором находится активируемое устройство 40 а, отмечено на фиг. 3 наклонной линией. Другие маркировочные устройства 40 головки 20 во время осуществления данного способа будут находиться в неактивном состоянии. Во время перемещения объекта 80 в направлении 16 подачи контрольное маркировочное устройство 40 а наносит на него контрольную метку 84. В частности, это может быть контрольная маркировочная линия. Детекторное устройство 50 перемещают по заданной траектории 36 в поперечном направлении 18,т.е. параллельно строкам 30 приемных гнезд 24. Когда устройство 50 проходит контрольную метку 84,происходит ее детектирование. Поскольку положение устройства 50 относительно устройства 40 а нанесения контрольной метки известно, можно вычислить угол 38 наклона маркирующей головки 20. На фиг. 4 показаны сигналы 90, генерируемые детекторным устройством 50, конкретно - зависимость амплитуды сигнала от положения ползунка или детекторного устройства 50, когда оно детектирует контрольную маркировочную линию 84. Верхняя линия соответствует сигналу 90 устройства 50, когда на светлом фоне детектируется темная линия. Нижняя линия представляет сигнал 90 устройства 50, когда на темном фоне детектируется светлая линия. По положению минимума или, соответственно, максимума сигнала 90 определяют середину маркировочной линии, обозначенную пунктирной линией 86. Положение контрольной маркировочной линии и положение активированного устройства 40 а в столбце показаны, соответственно, пунктирными линиями 86 и 87, расстояние между которыми определяет реальный угол 38 поворота (наклона) маркирующей головки 20. Кроме того, исходя из формы сигнала, можно определить ширину 88 маркировочной линии. Соответствующим образом посредством маркировочного аппарата 10 по изобретению можно провести калибровку мощности маркировочного устройства 40. Оптимальная мощность устройства 40 может, в частности, зависеть от подложки, подлежащей маркированию, т.е. от объекта 80. Когда в сигнале начинает проявляться контрольная линия, устанавливают минимальную потребляемую мощность; если затем детектируемая линия не становится шире или темнее, для используемой подложки устанавливают максимальную потребляемую мощность. Второй вариант осуществления способа по изобретению проиллюстрирован на фиг. 5 и 6. Этот вариант можно применять для определения оптимального угла 38 наклона маркирующей головки 20 относительно направления 16 подачи, причем оптимальным может быть максимальный угол 38, при котором имеется возможность маркировать сплошную линию в направлении, перпендикулярном к направлению 16 подачи. Во время перемещения объекта 80 в направлении 16 подачи активируют множество маркировочных устройств 40 а одного столбца 32 а маркирующей головки 20, и на объект 80 наносится контрольная метка 84. Детекторное устройство 50 перемещают по заданной траектории 36 в поперечном направлении 18,т.е. параллельно строкам 30 приемных гнезд 24. Когда устройство 50 проходит контрольную метку 84,происходит ее детектирование. После этого детектирования угол 38 наклона маркирующей головки 20 изменяют, а конкретно увеличивают. Устройство 50 снова приводят в движение, и опять происходит детектирование контрольной метки 84. Вследствие увеличения угла 38 наклона увеличивается и ширина 88 контрольной метки 84. Предусмотрена возможность повторения описанных операций. Конкретно, угол 38 наклона маркирующей головки 20 немного увеличивают после каждого прохода ползунка или детекторного устройства. Таким образом, ползунок 72 и/или детекторное устройство 50 совершают осциллирующее перемещение, показанное на чертеже стрелкой 37. На фиг. 6 показаны различные детектированные сигналы, соотносящиеся с разными углами 38 наклона. Как и на фиг. 4, представлена зависимость амплитуды сигнала от положения ползунка, т.е. от положения детекторного устройства. Первый детектированный сигнал 92 соотносится с относительно небольшим первым углом наклона. При увеличении этого угла ширина сигнала возрастает. Например, второй детектированный сигнал 94 соотносится с углом наклона, превышающим первый угол наклона. Если сигнал начинает формировать локальные минимумы или локальные максимумы, маркировочные линии разделяются, как это показано на чертеже для детектированных сигналов 96 и 98. Наличие локальных минимумов или локальных максиму-6 023591 мов свидетельствует о разрешении, которое не обеспечивает возможность маркировать или распечатывать непрерывные линии высокого качества, ориентированные перпендикулярно направлению подачи. Таким образом, изобретение предлагает способ анализа качества маркировки, получаемой при различных углах наклона. Оптимальным можно считать угол наклона, соотносящийся с сигналом, формируемым непосредственно перед появлением минимумов или максимумов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Маркировочный аппарат для маркирования объекта (80), содержащий маркирующую головку (20), имеющую множество приемных гнезд (24) для индивидуальных маркировочных устройств (40), причем приемные гнезда (24) расположены в виде множества строк (30) и столбцов (32), образующего двумерный массив приемных гнезд (24), и приводной механизм для перемещения объекта (80) при осуществлении маркирования относительно маркирующей головки (20) в направлении (16) подачи,при этом маркирующая головка (20) выполнена поворотной вокруг оси, ориентированной в поперечном направлении по отношению к направлению (16) подачи, а аппарат выполнен с возможностью посредством по меньшей мере одного детекторного устройства(50) детектировать при различных углах поворота маркирующей головки (20) контрольную метку (84),нанесенную во время перемещения объекта (80) относительно маркирующей головки (20) по меньшей мере одним маркировочным устройством (40), установленным в одном из приемных гнезд (24),отличающийся тем, что поворотная маркирующая головка (20) содержит по меньшей мере одно детекторное устройство(50), установленное за приемными гнездами (24) в направлении (16) подачи. 2. Маркировочный аппарат по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одно детекторное устройство (50) выполнено с возможностью перемещения по заданной траектории (36) относительно приемных гнезд (24) маркирующей головки (20). 3. Маркировочный аппарат по п.1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере одно детекторное устройство (50) установлено с возможностью перемещения в поперечном направлении (18) по отношению к направлению (16) подачи. 4. Маркировочный аппарат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что по меньшей мере одно детекторное устройство (50) выполнено подвижным вдоль заданной траектории (36) с обеспечением возможности его установки при различных углах поворота маркирующей головки (20) в положение, в котором оно будет согласовано в направлении (16) подачи с положением по меньшей мере одного из приемных гнезд (24). 5. Маркировочный аппарат по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что по меньшей мере одно детекторное устройство (50) выполнено подвижным вдоль линейной траектории (36). 6. Маркировочный аппарат по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что содержит измерительное устройство для определения положения детекторного устройства (50), детектирующего контрольную метку (84). 7. Маркировочный аппарат по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что содержит блок обработки данных для определения с использованием детектированной контрольной метки (84) значения угла поворота. 8. Маркировочный аппарат по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что содержит блок обработки данных для определения характеристики детектированной контрольной метки (84). 9. Маркировочный аппарат по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что содержит двигатель (76) для поворота маркирующей головки (20). 10. Способ работы маркировочного аппарата по любому из пп.1-9, в котором по меньшей мере в одно приемное гнездо (24) маркирующей головки (20) указанного аппарата устанавливают маркировочное устройство (40),перемещают объект (80) относительно маркирующей головки (20) в направлении(16) подачи и наносят контрольную метку (84) посредством по меньшей мере одного маркировочного устройства(40) во время перемещения объекта (80) относительно маркирующей головки (20),отличающийся тем, что контрольную метку (84) детектируют детекторным устройством (50), которое входит в состав поворотной маркирующей головки и установлено за приемными гнездами (24) в направлении (16) подачи. 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что детекторное устройство (50) перемещают в поперечном направлении (18) относительно направления (16) подачи, а контрольную метку (84) детектируют детекторным устройством (50) во время перемещения детекторного устройства (50) в поперечном направлении. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что контрольную метку (84) наносят во время перемещения объекта (80) относительно маркирующей головки (20) в направлении подачи одним маркировочным устройством в виде линии, вытянутой в направлении подачи со смещением точек указанной линии в поперечном направлении, зависящим от угла поворота маркирующей головки (20), и определяют угол поворота маркирующей головки (20) на основе детектированного положения контрольной метки (84). 13. Способ по любому из пп.10-12, отличающийся тем, что в каждое из множества приемных гнезд (24), расположенных в одном столбце (32), устанавливают маркировочное устройство (40),маркирующую головку (20) устанавливают в наклонное положение, в котором столбец (32) маркировочных устройств (40) расположен под углом по отношению к направлению (16) подачи объекта (80),контрольную метку (84) наносят посредством множества маркировочных устройств (40) во время перемещения объекта (80) относительно маркирующей головки (20), причем вследствие наклонного положения маркирующей головки (20) контрольная метка (84) представляет собой широкую контрольную полосу, при этом контрольную полосу детектируют детекторным устройством (50), которое установлено за маркировочными устройствами (40) в направлении подачи.

МПК / Метки

МПК: B41J 2/46, B41J 25/00

Метки: работы, способ, маркировочное, устройство, устройства, такого

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/10-23591-markirovochnoe-ustrojjstvo-i-sposob-raboty-takogo-ustrojjstva.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Маркировочное устройство и способ работы такого устройства</a>

Похожие патенты