Аппарат для маркирования объекта, аппарат для сканирования объекта и способ маркирования и сканирования объекта с их использованием
Формула / Реферат
1. Аппарат для маркирования объекта, содержащий
головку (20), выполненную как маркирующая головка и имеющую множество приемных гнезд (24) для индивидуальных маркирующих устройств; и
приводной механизм для перемещения объекта при осуществлении маркирования, относительно головки (20) в направлении (16) подачи объекта, отличающийся тем, что дополнительно содержит измерительное устройство (50) для измерения скорости объекта, содержащее
излучатель, снабженный подающим волокном (56) для подачи излучения на объект;
приемник, имеющий первое приемное волокно и второе приемное волокно (58) для приема излучения, отраженного от объекта, причем отраженное излучение, принятое первым приемным волокном (57), формирует первый сигнал, а отраженное излучение, принятое вторым приемным волокном (58), формирует второй сигнал; и
средство (70) для детектирования и обработки сигналов, предназначенное для детектирования первого и второго сигналов, определения временного сдвига между первым сигналом и вторым сигналом и преобразования измеренного временного сдвига в значение скорости объекта;
при этом подающее волокно (56), первое приемное волокно и второе приемное волокно (58) размещены в общем первом наконечнике (52), маркирующие устройства содержат вторые наконечники, первый и вторые наконечники имеют одинаковые соединительные секции и выполнены с возможностью варьирования места их соединения с приемными гнездами (24) маркирующей головки, а измерительное устройство (50) для измерения скорости объекта в направлении (16) подачи установлено по меньшей мере в одном из приемных гнезд (24) маркирующей головки.
2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что в некоторых приемных гнездах (24) маркирующей головки размещены сканирующие устройства, содержащие вторые наконечники.
3. Аппарат по п.1 или 2, отличающийся тем, что приемные гнезда (24) расположены в виде двумерного массива (22), состоящего из множества строк (30), ориентированных поперек направления (16) подачи, причем маркировочные устройства (40) размещены по меньшей мере в одной первой строке (30а), а измерительное устройство (50) установлено во второй строке (30b).
4. Аппарат для сканирования объекта, содержащий
головку (20), выполненную как сканирующая головка и имеющую множество приемных гнезд (24) для индивидуальных сканирующих устройств; и
приводной механизм для перемещения объекта, при осуществлении сканирования относительно сканирующей головки в направлении (16) подачи, отличающийся тем, что дополнительно содержит измерительное устройство (50) для измерения скорости объекта, содержащее
излучатель, снабженный подающим волокном (56) для подачи излучения на объект;
приемник, имеющий первое приемное волокно и второе приемное волокно (58) для приема излучения, отраженного от объекта, причем отраженное излучение, принятое первым приемным волокном (57), формирует первый сигнал, а отраженное излучение, принятое вторым приемным волокном (58), формирует второй сигнал; и
средство (70) для детектирования и обработки сигналов, предназначенное для детектирования первого и второго сигналов, определения временного сдвига между первым сигналом и вторым сигналом и преобразования измеренного временного сдвига в значение скорости объекта;
при этом подающее волокно (56), первое приемное волокно и второе приемное волокно (58) размещены в общем первом наконечнике (52), сканирующие устройства содержат вторые наконечники, первый и вторые наконечники имеют одинаковые соединительные секции и присоединены с возможностью варьирования места их соединения к приемным гнездам (24) сканирующей головки, а измерительное устройство (50) для измерения скорости объекта в направлении (16) подачи установлено по меньшей мере в одном из приемных гнезд (24) сканирующей головки.
5. Аппарат по п.4, отличающийся тем, что приемные гнезда (24) расположены в виде двумерного массива (22), состоящего из множества строк (30), ориентированных поперек направления (16) подачи, причем сканирующие устройства размещены по меньшей мере в одной первой строке (30а), а измерительное устройство (50) установлено во второй строке (30b).
6. Аппарат по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что приемные гнезда (24) представляют собой приемные отверстия (26), выполненные в приемной плате (28).
7. Аппарат по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что первое приемное волокно и второе приемное волокно (58) ориентированы вдоль направления (16) подачи.
8. Аппарат по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что подающее волокно (56) расположено между первым приемным волокном и вторым приемным волокном (58).
9. Аппарат по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что
средство (70) для детектирования и обработки сигналов содержит по меньшей мере один сенсорный элемент, подключенный к первому приемному волокну и второму приемному волокну (58) и выполненный с возможностью детектировать уровни мощности излучения, изменяющиеся в зависимости от шероховатости и/или структурированности поверхности объекта; а
средство (70) для детектирования и обработки сигналов выполнено с возможностью преобразовывать сдвиг по фазе изменяющихся уровней мощности излучения в значение скорости объекта.
10. Аппарат по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что наконечник (52) имеет тело (53), имеющее снаружи, по существу, форму цилиндра и профилированное с возможностью введения в приемное отверстие (26) аппарата при заданном угловом положении тела наконечника.
11. Аппарат по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что тело (53) наконечника (52) снабжено элементом шпоночного соединения для ввода тела (53) наконечника в приемное отверстие (26) аппарата при заданном угловом положении тела наконечника.
12. Аппарат по любому из пп.1-9, 11, отличающийся тем, что наконечник (52) имеет тело (53) с многоугольным поперечным сечением, позволяющим ввести его в приемное отверстие (26) аппарата при заданном угловом положении тела наконечника.
13. Аппарат по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что наконечник (52) имеет тело (53), изготовленное методом литья.
14. Аппарат по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что конец подающего волокна (56), конец первого приемного волокна и конец второго приемного волокна (58) расположены в вершинах треугольника.
15. Аппарат по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что головка (20) выполнена поворотной вокруг оси, перпендикулярной к направлению (16) подачи, а указанный аппарат содержит измерительное средство для определения угла наклона головки (20) и выполнен с возможностью передачи значения, полученного на выходе измерительного средства, на средство (70) для детектирования и обработки сигналов.
16. Способ маркирования и сканирования объекта с использованием аппаратов по пп.1-15, в котором
маркируют и сканируют объект посредством множества индивидуальных маркировочных и сканирующих устройств, размещенных в маркировочной и сканирующей головках аппарата для маркирования объекта и аппарата для сканирования объекта соответственно; и
перемещают объект при осуществлении маркирования и сканирования относительно маркирующей и сканирующей головок в направлении (16) подачи, отличающийся тем, что
подают излучение на объект по подающему волокну (56);
принимают излучение, по меньшей мере, частично отраженное или рассеянное объектом, первым приемным волокном и вторым приемным волокном (58), при этом отраженное излучение, принятое первым приемным волокном (57), формирует первый сигнал, а отраженное излучение, принятое вторым приемным волокном (58), формирует второй сигнал, причем подающее волокно (56), первое приемное волокно и второе приемное волокно (58) размещают в общем наконечнике (52);
детектируют первый и второй сигналы и
определяют временной сдвиг между первым сигналом и вторым сигналом и преобразуют полученный результат в значение скорости объекта.
Текст
АППАРАТ ДЛЯ МАРКИРОВАНИЯ ОБЪЕКТА, АППАРАТ ДЛЯ СКАНИРОВАНИЯ ОБЪЕКТА И СПОСОБ МАРКИРОВАНИЯ И СКАНИРОВАНИЯ ОБЪЕКТА С ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ Предложены аппарат для маркирования объекта и аппарат для сканирования объекта. Аппарат по изобретению содержит маркирующую (сканирующую) головку (20) со множеством приемных гнезд (24) для маркирующих (сканирующих) устройств (40), приводной механизм, перемещающий объект, измерительное устройство (50), измеряющее скорость объекта и содержащее излучатель,снабженный подающим оптическим волокном (56) для подачи излучения на объект, приемник,имеющий первое и второе оптические волокна (57, 58), принимающие излучение, отраженное от объекта, и формирующие сигналы, обусловленные излучением, а также средство (70) обработки указанных сигналов, определяющее временной сдвиг между ними и, используя полученный результат, значение скорости объекта. Все волокна размещены в общем первом наконечнике(52), а маркирующие и/или сканирующие устройства содержат вторые наконечники, причем первый и вторые наконечники снабжены соответствующими соединительными секциями и выполнены с возможностью их присоединения, варьируемым образом, к приемным гнездам головки. В одном из приемных гнезд установлено устройство для измерения скорости. Кроме того, изобретение относится к способу маркирования и сканирования объекта с использованием описанных аппаратов. 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 аппаратам и способам для маркирования и сканирования объекта. Предшествующий уровень техники Из уровня техники хорошо известны различные аппараты, предназначенные для маркирования или для сканирования объекта и содержащие маркирующую (или, соответственно, сканирующую) головку с множеством приемных гнезд для индивидуальных маркирующих (сканирующих) устройств. Известные аппараты такого назначения содержат маркирующую или сканирующую головку, имеющую множество приемных гнезд для индивидуальных маркирующих или сканирующих устройств, и приводной механизм для перемещения объекта, при осуществлении маркирования или сканирования,относительно данной головки в направлении подачи. В маркировочном или сканирующем аппарате этого типа объект обычно помещают на ленту конвейера, приводимую в движение приводным валом. В известных аппаратах скорость объекта измеряют, исходя из скорости вращения приводного вала. Недостатком этого принципа измерения является то, что проскальзывание между приводным валом и лентой конвейера оказывает отрицательное влияние на точность результата измерения. Сущность изобретения Изобретение решает задачу обеспечения точного измерения скорости объекта, подлежащего маркированию или сканированию посредством аппарата для маркирования объекта или аппарата для сканирования объекта. В соответствии с изобретением эта задача решена разработкой аппарата для маркирования объекта,аппарата для сканирования объекта и способа маркирования и сканирования объекта, имеющих признаки, приведенные соответственно в пп.1, 4 и 16 прилагаемой формулы. Аппарат для маркирования объекта или аппарат для сканирования объекта согласно изобретению характеризуется тем, что в дополнение к средствам, обеспечивающим возможность маркирования (сканирования) объекта, содержит измерительное устройство для измерения скорости объекта в направлении его подачи, которое установлено по меньшей мере в одном из приемных гнезд маркирующей (или сканирующей) головки и содержит излучатель, снабженный подающим волокном для подачи излучения на объект; приемник, имеющий первое приемное волокно и второе приемное волокно для приема излучения,отраженного от объекта и для формирования первого второго сигналов соответственно; и средство для детектирования и обработки указанных сигналов, определения временного сдвига между этими сигналами и преобразования измеренного временного сдвига в значение скорости объекта. Таким образом, в основу идеи изобретения положено создание аппарата для маркирования объекта(маркировочного аппарата) и аппарата для сканирования объекта (сканирующего аппарата), каждый из которых укомплектован измерительным устройством. Одна из базовых идей изобретения состоит в использовании в этих аппаратах устройства, предназначенного для измерения скорости, которое имеет несколько оптических волокон, помещенных в общем корпусе, именуемом также наконечником. Конкретно, в наконечник введены концы волокон, причем наконечник выполнен с возможностью плотно удерживать их (т.е. плотно удерживать концы по меньшей мере одного подающего волокна и по меньшей мере двух приемных волокон). В основу принципа действия измерительного устройства положено определение скорости объекта посредством оптического сенсорного элемента, такого как фотосенсор или фотодетектор, установленного в средстве для детектирования и обработки сигналов. Фотосенсор или фотодетектор могут быть фотодиодом, фототранзистором или фоторезистором. Излучение, поступающее на поверхность объекта по подающему волокну, отражается или рассеивается поверхностью объекта и воспринимается двумя приемными волокнами. У конца подающего волокна, который противоположен по отношению к поверхности объекта, установлен осветительный элемент, такой как светодиод, генерирующий излучение для формирования сигнала. Испускаться осветительным элементом и подаваться по подающему волокну может видимый свет, инфракрасное излучение или электромагнитное излучение любого другого типа. Излучение детектируется одним или более сенсорных элементов (таких как фотодиоды), расположенных у того конца приемных волокон, который является противоположным по отношению к поверхности объекта. Вследствие перемещения объекта имеет место временной сдвиг между излучением, принятым первым приемным волокном, и излучением, принятым вторым приемным волокном. В предпочтительном варианте изобретения средство для детектирования и обработки сигналов содержит по меньшей мере один сенсорный элемент, подключенный к первому и второму приемным волокнам. Сенсорный элемент выполнен с возможностью детектировать уровни мощности излучения, изменяющиеся в зависимости от шероховатости и/или структурированности поверхности объекта, а средство для детектирования и обработки сигналов выполнено с возможностью преобразовывать сдвиг этих уровней по фазе в значение скорости объекта. Согласно этому варианту шероховатость и/или структурированность, присущие поверхности объекта, приводят к появлению измененных уровней мощности излучения, которые можно детектировать сенсорным элементом. Конкретно, предусмотрена возможность детектировать эти уровни у торцов как первого, так и второго приемных волокон. Если объект перемещается в направлении подачи, которое можно определить так же, как направление перемещения объекта, произойдет временной сдвиг или сдвиг по фазе между измененными уровнями мощности излучения, принятыми первым приемным волокном и вторым приемным волокном. Этот сдвиг преобразуют в значение скорости объекта. Поскольку для определения временного сдвига между сигналами, обусловленными излучением, используются присущие объекту шероховатость и/или структурированность, объект может быть и одноцветным, например куском бумаги или изделием из пластика, таким как колпачок бутылки. Объект может иметь плоскую поверхность с микроструктурой шероховатости или структурированную поверхность, такую как фасонная поверхность, например пластикового колпачка бутылки. Если сенсорный элемент выполнен с возможностью детектировать достаточно небольшие разности мощностей или интенсивностей излучения и имеет соответствующую конфигурацию, нет особой необходимости наносить на объект специальную маркировку, используемую для измерения скорости, поскольку для измерения скорости объекта на основе детектирования сдвига уровней мощности излучения по фазе или во времени достаточно наличия на объекте шероховатости и/или структурированности. Для выполнения точных измерений желательно установить перед торцами волокон (конкретно, между торцами волокон и объектом) оптический элемент, в частности по меньшей мере одну оптическую линзу. Данный оптический элемент должен быть сконфигурирован с возможностью фокусировки излучения, испускаемого подающим волокном и отраженного от объекта. В предпочтительном варианте наконечник содержит тело, имеющее снаружи, по существу, форму цилиндра, и профилированное с возможностью введения в приемное отверстие маркировочного (сканирующего) аппарата при заданном угловом положении тела наконечника. Для выставления такого положения можно снабдить наконечник элементом шпоночного соединения, чтобы его можно было ввести в заданное положение в приемное отверстие, имеющее ответный элемент такого соединения. Таким образом, желательно снабдить тело наконечника элементом шпоночного соединения, позволяющим вставить его в приемное отверстие маркировочного (сканирующего) аппарата при заданном угловом положении тела наконечника. Особо предпочтителен для наконечника элемент данного соединения, представляющий собой шпоночную канавку или шпонку, проходящую вдоль продольной оси наконечника. В другом предпочтительном варианте наконечник имеет тело с многоугольным поперечным сечением, позволяющим ввести его в приемное отверстие маркировочного (сканирующего аппарата) при заданном угловом положении тела наконечника. Таким многоугольником может быть, в частности, треугольник или прямоугольник. Соответственно, предусмотрена возможность выполнить приемное отверстие с поперечным сечением, ответным по отношению к поперечному сечению наконечника. Далее желательно, чтобы тело наконечника было изготовлено методом литья, поскольку для изготовления жесткого корпуса с точными заданными размерами технология литья предпочтительна. Поскольку измерительное устройство встроено в маркирующую или сканирующую головку, появляется возможность обеспечить очень высокую точность результата измерения скорости объекта. В частности, маркировочный или сканирующий аппарат по изобретению позволяет выполнить очень точное определение скорости объекта, подлежащего маркированию или сканированию, при перемещении его относительно маркирующих или сканирующих устройств, установленных в маркирующей или сканирующей головке. Маркировочный (сканирующий) аппарат предпочтительно содержит множество маркирующих(сканирующих) устройств, выполненных в форме наконечника. Комбинация маркирующих (сканирующих) устройств, содержащих наконечники, и измерительного устройства, также снабженного наконечником, обеспечивает очень высокую гибкость аппарата. Маркирующие или сканирующие устройства могут, в частности, содержать наконечник и один или более концов волокон, подсоединенных к наконечнику. В случае маркирующего устройства волокна можно подсоединить к осветительному элементу, например к лазеру для маркирования и/или гравирования объекта посредством лазерного пучка. В случае сканирующего устройства волокна для детектирования излучения, принятого через волокно, можно подсоединить к сенсорному элементу. Предпочтительно, чтобы форма наконечника измерительного устройства соответствовала форме наконечника по меньшей мере одного маркирующего (сканирующего) устройства. Тогда появляется возможность заменять измерительное устройство и маркирующее (сканирующее) устройство одно на другое. В предпочтительном варианте наконечники маркирующих (сканирующих) устройств и наконечник измерительного устройства имеют соответствующие соединительные секции, позволяющие подсоединять или сопрягать эти наконечники, по желанию, с приемными гнездами маркирующей (сканирующей) головки. Конкретно, наконечники маркирующих (сканирующих) устройств и наконечник измерительного устройства имеют одинаковые или отвечающие одна другой соединительные секции, так что приемные гнезда маркирующей (сканирующей) головки можно занимать, на выбор, маркирующим (сканирующим) устройством или измерительным устройством. В предпочтительном варианте приемные гнезда маркирующей (сканирующей) головки представ-2 023994 ляют собой выполненные в приемной плате приемные отверстия, которые могут быть, в частности,сквозными. В них можно вставить наконечники маркирующих (сканирующих) устройств и наконечник измерительного устройства, тем самым присоединив эти наконечники к приемной плате. В предпочтительном варианте приемные гнезда расположены в виде двумерного массива, который состоит из множества строк, ориентированных в поперечном направлении по отношению к направлению подачи. Маркирующие и/или сканирующие устройства размещены по меньшей мере в одной первой строке, а измерительное устройство установлено во второй строке. Наличие множества строк позволяет использовать по меньшей мере одну строку только для маркирующих и/или сканирующих устройств, так что при маркировании (сканировании) объекта появляется возможность задействовать в поперечном направлении всю ширину маркирующей (сканирующей) головки. В добавление к такой строке маркирующих (сканирующих) устройств головка предоставляет по меньшей мере одну дополнительную строку для установки измерительного устройства. В другом предпочтительном варианте маркировочного (сканирующего) аппарата массив приемных гнезд наклонен по отношению к направлению подачи таким образом, что приемные гнезда последующей строки смещены по отношению к приемным гнездам предыдущей строки в направлении, перпендикулярном к направлению подачи. Наклоненный (расположенный под углом) массив позволяет повысить разрешение маркировочного(сканирующего) аппарата. Особенно желательно, чтобы в массиве приемных гнезд, состоящем из множества строк и множества столбцов, в которых расположены приемные гнезда, строки и столбцы были ориентированы взаимно перпендикулярно. Такой массив может быть назван также прямоугольным паттерном приемных гнезд. В предпочтительном варианте массив наклонен под небольшим углом, обеспечивающим смещение приемных гнезд последующей строки по отношению к приемным гнездам предыдущей строки. Размер смещения предпочтительно меньше, чем шаг приемных гнезд вдоль строки, т.е. меньше расстояния между двумя соседними или смежными приемными гнездами одной строки. В предпочтительном варианте маркировочного (сканирующего) аппарата маркирующая (сканирующая) головка выполнена поворотной вокруг оси, перпендикулярной к направлению подачи, конкретно, перпендикулярной к поверхности объекта, подлежащего маркированию или сканированию. В этом варианте предпочтительно предусмотреть наличие измерительного средства для определения угла наклона головки с передачей полученного результата на средство для детектирования и обработки сигналов, посредством которого затем можно определить скорость объекта относительно наклоненной головки, используя для этого временной сдвиг между сигналами, обусловленными излучением, и значение угла наклона головки. Чтобы обеспечить временной сдвиг между первым и вторым сигналами, предпочтительно расположить первое и второе приемные волокна в направлении подачи определенным образом. Конкретно, следует расположить эти волокна так, чтобы центральные точки первого приемного волокна и второго приемного волокна были разнесены в направлении подачи на заданное расстояние. В общем случае допускается взаимное смещение первого и второго приемных волокон относительно направления подачи, однако желательно согласовать их взаимное положение относительно этого направления. Подающее волокно желательно поместить между первым приемным волокном и вторым приемным волокном. Можно согласовать его положение в направлении подачи по меньшей мере с положением одного из приемных волокон. В порядке альтернативы предусмотрена возможность сместить подающее волокно относительно первого приемного волокна и/или второго приемного волокна перпендикулярно направлению подачи. Особо предпочтительно поместить подающее волокно симметрично между первым и вторым приемными волокнами, т.е. так, чтобы расстояния, отделяющие подающее волокно от первого и второго приемных волокон, были одинаковыми. В особо предпочтительном варианте подающее волокно, первое приемное волокно и второе приемное волокно расположены в вершинах треугольника. В другом своем аспекте изобретение относится к способу маркирования и сканирования объекта с использованием маркировочного и сканирующего аппаратов согласно изобретению. Согласно способу по изобретению маркируют и сканируют объект посредством множества индивидуальных маркирующих и сканирующих устройств, размещенных в маркирующей и сканирующей головках аппарата для маркирования объекта и аппарата для сканирования объекта соответственно, и перемещают объект, при осуществлении маркирования и сканирования, относительно маркирующей и сканирующей головок в направлении подачи. Способ характеризуется тем, что подают излучение на объект по подающему волокну; принимают излучение, по меньшей мере частично отраженное или рассеянное объектом, первым приемным волокном и вторым приемным волокном, при этом отраженное излучение, принятое первым приемным волокном, формирует первый сигнал, а отраженное излучение, принятое вторым приемным волокном, формирует второй сигнал, причем подающее волокно, первое приемное волокно и второе приемное волокно размещают в общем наконечнике; детектируют первый и второй сигналы; и определяют временной сдвиг между первым сигналом и вторым сигналом и преобразуют полученный результат в значение скорости объекта. При размещении маркирующих (сканирующих) устройств и измерительного устройства в одной и той же головке перемещение этих компонентов относительно друг друга невозможно. В результате способ обеспечивает очень точное определение скорости объекта, подлежащего маркированию и сканированию. Перечень фигур, чертежей Далее изобретение будет описано со ссылками на прилагаемые чертежи. На фиг. 1 представлено, в перспективном изображении, измерительное устройство. На фиг. 2 представлено, в перспективном изображении, устройство, детектирующееналичие объекта. На фиг. 3 представлена приемная плата маркирующей и/или сканирующей головки, укомплектованная множеством маркирующих устройств, множеством сканирующих устройств и измерительным устройством. На фиг. 4 представлен маркировочный и/или сканирующий аппарат. На фиг. 5 представлена, в перспективном изображении, маркирующая и/или сканирующая головка. На фиг. 6 представлен массив приемных гнезд маркирующей и/или сканирующей головки. На всех чертежах для идентичных компонентов использованы одинаковые цифровые обозначения. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Маркировочный и/или сканирующий аппарат 10 схематично изображен на фиг. 4. Он содержит маркирующую и/или сканирующую головку 20 с множеством маркирующих и/или сканирующих устройств 40 (см. фиг. 5). Кроме того, аппарат 10 снабжен управляющим и приводным блоком 12, который управляет устройствами 40, и подключенным к головке 20 кабелем 14, который может заключать в себе множество волокон. Маркирующие и/или сканирующие устройства могут быть, в частности, печатными устройствами,предназначенными для запечатывания объекта. Печатными устройствами могут быть сопла для струйной печати, а также лазерные печатные устройства или лазерные граверные устройства, которые наносят печать посредством лазерного пучка, направляемого на объект. Маркировочный и/или сканирующий аппарат 10 может, в частности, являться матричным или пиксельным принтером/сканером. На фиг. 5 схематично представлен вариант маркирующей и/или сканирующей головки 20, которая может быть, конкретно, печатающей и/или сенсорной и имеет корпус 21, который в представленном варианте снаружи имеет форму цилиндра. Маркирующая и/или сканирующая головка 20 содержит множество приемных гнезд 24, которые расположены в виде регулярного прямоугольного паттерна, формирующего двумерный массив 22, и выполнены с возможностью заполнения их индивидуальными маркировочными и/или сканирующими устройствами 40. Пустой массив 22 приемных гнезд 24 показан на фиг. 6. Приемные гнезда 24 расположены по строкам 30 и столбцам 32, ориентированным взаимно перпендикулярно. Массив 22 имеет прямоугольный контур. Маркирующая и/или сканирующая головка 20 содержит приемную плату 28 с множеством приемных отверстий 26, образующих приемные гнезда 24. Плата 28 может быть, например, металлической, в частности стальной. Приемные отверстия 26 имеют, по существу, круглое поперечное сечение и могут быть, в частности, сквозными. В данном варианте приемная плата 28 содержит массив 22 приемных гнезд 24, образующий регулярный квадратный паттерн. В представленном массиве 22 содержится 3232 приемных гнезд 24. В дополнение к массиву 22 приемных гнезд 24 предусмотрено множество свободных приемных гнезд 25 для размещения запасных маркирующих и/или сканирующих устройств. Эти гнезда также выполнены, как приемные отверстия в приемной плате 28. На фиг. 1 схематично представлен вариант измерительного устройства 50. Устройство 50 имеет наконечник 52 с телом 53, выполненным, по существу, в форме цилиндра. Наконечник 52 может содержать металл, керамику, пластик или стекло. Особенно желательно, чтобы наконечник 52 содержал сталь или циркониевую керамику. У тела 53 наконечника 52 имеется соединительный участок (соединительная секция) 59 для сопряжения с приемным гнездом 24 маркирующей и/или сканирующей головки 20. Для сопряжения с цилиндрическим приемным отверстием 26, выполненным в приемной плате 28 головки 20, соединительной секции 59 придана, по существу, цилиндрическая форма. Для контактирования с плоской поверхностью приемной платы 28 тело 53 наконечника 52 дополнительно снабжено кольцевым выступом 54 с упорной поверхностью 55. Измерительное устройство 50 содержит три оптических волокна, одним из которых является подающее волокно 56, направляющее излучение на объект. Таким излучением может быть электромагнитное излучение в любой области спектра, например в видимом или инфракрасном диапазоне. Два других волокна являются приемными волокнами 57, 58, которые принимают излучение, поданное по подающе-4 023994 му волокну 56 и отраженное объектом. Подающее волокно 56 и приемные волокна 57, 58 ориентированы вдоль продольной оси наконечника 52 и расположены в его поперечном сечении в углах треугольника симметрично одно другому. Для подачи излучения на поверхность объекта подающее волокно 56 подсоединено к осветительному элементу, например к светодиоду. Первое и второе приемные волокна 57, 58 подсоединены к сенсорному средству 70 для детектирования и обработки сигналов, детектирующему сигналы, обусловленные излучением и принятые волокнами 57, 58, и преобразующему временной сдвиг между этими сигналами в значение скорости объекта в направлении перемещения (в направлении 16 подачи, см. фиг. 3). Для детектирования указанных сигналов средство 70 может содержать, в частности, один или более сенсорных элементов, таких как фотодиоды. Фиг. 2 иллюстрирует детекторное устройство 80. Оно имеет, в принципе, такую же конструкцию,что и измерительное устройство 50, за исключением того, что вместо по меньшей мере трех волокон устройства 50 в данном устройстве использованы только два волокна. Конкретно, одно из двух волокон является подающим волокном 56, а другое - приемным волокном 57. Устройство 80 может быть использовано для детектирования наличия объекта, подлежащего маркированию и/или сканированию. С этой целью можно использовать излучение, исходящее из подающего волокна 56. При наличии объекта излучение будет по меньшей мере частично отражаться от него и приниматься приемным волокном 57, после чего излучение можно детектировать сенсорным элементом, таким как фотодиод, подключенным к приемному волокну 57. Предусмотрена возможность применения устройства 80 для проверки функциональных свойств измерительного устройства 50. На фиг. 3 представлена приемная плата 28 маркирующей и/или сканирующей головки 20, причем в данном случае приемные гнезда 24 платы заполнены маркировочными и/или сканирующими устройствами 40 частично. Конкретно, в число устройств 40 входят множество маркирующих устройств 42, 43, 44 и множество сканирующих устройств 46, 47. Маркирующие устройства 42, 43, 44 могут относиться к различным типам. Например, устройства 42 могут быть соплами для струйной печати, устройства 43 могут быть наконечниками для оптоволоконных элементов, связанных с CO2-лазером, а устройства 44 могут быть наконечниками-держателями лазерных диодов. По отношению к направлению 16 подачи объекта сканирующие устройства 46, 47, например наконечники датчиков, расположены за маркировочными устройствами 42, 44 соответственно. Направление подачи может именоваться также направлением движения объекта. С помощью сканирующих устройств 46, 47 можно проверять маркировку, нанесенную маркировочными устройствами 42, 44. В дополнение к маркировочным устройствам 42, 43, 44 и сканирующим устройствам 46, 47 в одном из приемных гнезд 24 установлено измерительное устройство 50, посредством которого можно точно измерить скорость объекта, подлежащего маркированию и/или сканированию. Кроме того, маркирующая головка 20 содержит детекторное устройство 80, показанное на фиг. 2 и предназначенное для детектирования наличия объекта, подлежащего маркированию и/или сканированию. Предусмотрена возможность наклонить или развернуть массив 22 приемных гнезд по отношению к направлению 16 подачи таким образом, что приемные гнезда 24 предыдущей строки 30 а будут смещены по отношению к приемным гнездам 24 последующей строки 30b в направлении, поперечном по отношению к направлению 16 подачи. Наклоненный (развернутый) массив 22 обеспечивает повышенное разрешение при проведении маркирования и/или сканирования посредством маркирующей и/или сканирующей головки 20. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Аппарат для маркирования объекта, содержащий головку (20), выполненную как маркирующая головка и имеющую множество приемных гнезд (24) для индивидуальных маркирующих устройств; и приводной механизм для перемещения объекта при осуществлении маркирования, относительно головки (20) в направлении (16) подачи объекта, отличающийся тем, что дополнительно содержит измерительное устройство (50) для измерения скорости объекта, содержащее излучатель, снабженный подающим волокном (56) для подачи излучения на объект; приемник, имеющий первое приемное волокно (57) и второе приемное волокно (58) для приема излучения, отраженного от объекта, причем отраженное излучение, принятое первым приемным волокном(57), формирует первый сигнал, а отраженное излучение, принятое вторым приемным волокном (58),формирует второй сигнал; и средство (70) для детектирования и обработки сигналов, предназначенное для детектирования первого и второго сигналов, определения временного сдвига между первым сигналом и вторым сигналом и преобразования измеренного временного сдвига в значение скорости объекта; при этом подающее волокно (56), первое приемное волокно (57) и второе приемное волокно (58) размещены в общем первом наконечнике (52), маркирующие устройства содержат вторые наконечники,-5 023994 первый и вторые наконечники имеют одинаковые соединительные секции и выполнены с возможностью варьирования места их соединения с приемными гнездами (24) маркирующей головки, а измерительное устройство (50) для измерения скорости объекта в направлении (16) подачи установлено по меньшей мере в одном из приемных гнезд (24) маркирующей головки. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что в некоторых приемных гнездах (24) маркирующей головки размещены сканирующие устройства, содержащие вторые наконечники. 3. Аппарат по п.1 или 2, отличающийся тем, что приемные гнезда (24) расположены в виде двумерного массива (22), состоящего из множества строк (30), ориентированных поперек направления (16) подачи, причем маркировочные устройства (40) размещены по меньшей мере в одной первой строке (30 а),а измерительное устройство (50) установлено во второй строке (30b). 4. Аппарат для сканирования объекта, содержащий головку (20), выполненную как сканирующая головка и имеющую множество приемных гнезд (24) для индивидуальных сканирующих устройств; и приводной механизм для перемещения объекта при осуществлении сканирования относительно сканирующей головки в направлении (16) подачи, отличающийся тем, что дополнительно содержит измерительное устройство (50) для измерения скорости объекта, содержащее излучатель, снабженный подающим волокном (56) для подачи излучения на объект; приемник, имеющий первое приемное волокно (57) и второе приемное волокно (58) для приема излучения, отраженного от объекта, причем отраженное излучение, принятое первым приемным волокном(57), формирует первый сигнал, а отраженное излучение, принятое вторым приемным волокном (58),формирует второй сигнал; и средство (70) для детектирования и обработки сигналов, предназначенное для детектирования первого и второго сигналов, определения временного сдвига между первым сигналом и вторым сигналом и преобразования измеренного временного сдвига в значение скорости объекта; при этом подающее волокно (56), первое приемное волокно (57) и второе приемное волокно (58) размещены в общем первом наконечнике (52), сканирующие устройства содержат вторые наконечники,первый и вторые наконечники имеют одинаковые соединительные секции и присоединены с возможностью варьирования места их соединения к приемным гнездам (24) сканирующей головки, а измерительное устройство (50) для измерения скорости объекта в направлении (16) подачи установлено по меньшей мере в одном из приемных гнезд (24) сканирующей головки. 5. Аппарат по п.4, отличающийся тем, что приемные гнезда (24) расположены в виде двумерного массива (22), состоящего из множества строк (30), ориентированных поперек направления (16) подачи,причем сканирующие устройства размещены по меньшей мере в одной первой строке (30 а), а измерительное устройство (50) установлено во второй строке (30b). 6. Аппарат по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что приемные гнезда (24) представляют собой приемные отверстия (26), выполненные в приемной плате (28). 7. Аппарат по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что первое приемное волокно (57) и второе приемное волокно (58) ориентированы вдоль направления (16) подачи. 8. Аппарат по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что подающее волокно (56) расположено между первым приемным волокном (57) и вторым приемным волокном (58). 9. Аппарат по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что средство (70) для детектирования и обработки сигналов содержит по меньшей мере один сенсорный элемент, подключенный к первому приемному волокну (57) и второму приемному волокну (58) и выполненный с возможностью детектировать уровни мощности излучения, изменяющиеся в зависимости от шероховатости и/или структурированности поверхности объекта; а средство (70) для детектирования и обработки сигналов выполнено с возможностью преобразовывать сдвиг по фазе изменяющихся уровней мощности излучения в значение скорости объекта. 10. Аппарат по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что наконечник (52) имеет тело (53), имеющее снаружи, по существу, форму цилиндра и профилированное с возможностью введения в приемное отверстие (26) аппарата при заданном угловом положении тела наконечника. 11. Аппарат по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что тело (53) наконечника (52) снабжено элементом шпоночного соединения для ввода тела (53) наконечника в приемное отверстие (26) аппарата при заданном угловом положении тела наконечника. 12. Аппарат по любому из пп.1-9, 11, отличающийся тем, что наконечник (52) имеет тело (53) с многоугольным поперечным сечением, позволяющим ввести его в приемное отверстие (26) аппарата при заданном угловом положении тела наконечника. 13. Аппарат по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что наконечник (52) имеет тело (53), изготовленное методом литья. 14. Аппарат по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что конец подающего волокна (56), конец первого приемного волокна (57) и конец второго приемного волокна (58) расположены в вершинах треугольника. 15. Аппарат по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что головка (20) выполнена поворотной во-6 023994 круг оси, перпендикулярной к направлению (16) подачи, а указанный аппарат содержит измерительное средство для определения угла наклона головки (20) и выполнен с возможностью передачи значения,полученного на выходе измерительного средства, на средство (70) для детектирования и обработки сигналов. 16. Способ маркирования и сканирования объекта с использованием аппаратов по пп.1-15, в котором маркируют и сканируют объект посредством множества индивидуальных маркировочных и сканирующих устройств, размещенных в маркировочной и сканирующей головках аппарата для маркирования объекта и аппарата для сканирования объекта соответственно; и перемещают объект при осуществлении маркирования и сканирования относительно маркирующей и сканирующей головок в направлении (16) подачи, отличающийся тем, что подают излучение на объект по подающему волокну (56); принимают излучение, по меньшей мере, частично отраженное или рассеянное объектом, первым приемным волокном (57) и вторым приемным волокном (58), при этом отраженное излучение, принятое первым приемным волокном (57), формирует первый сигнал, а отраженное излучение, принятое вторым приемным волокном (58), формирует второй сигнал, причем подающее волокно (56), первое приемное волокно (57) и второе приемное волокно (58) размещают в общем наконечнике (52); детектируют первый и второй сигналы и определяют временной сдвиг между первым сигналом и вторым сигналом и преобразуют полученный результат в значение скорости объекта.
МПК / Метки
МПК: G01P 3/36, G01S 17/58, G01P 1/02, G01P 3/80, G01P 3/68, B41J 2/435, B23K 26/00
Метки: использованием, способ, аппарат, маркирования, объекта, сканирования
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/10-23994-apparat-dlya-markirovaniya-obekta-apparat-dlya-skanirovaniya-obekta-i-sposob-markirovaniya-i-skanirovaniya-obekta-s-ih-ispolzovaniem.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Аппарат для маркирования объекта, аппарат для сканирования объекта и способ маркирования и сканирования объекта с их использованием</a>
Предыдущий патент: Подвеска транспортного средства и транспортное средство с такой подвеской
Следующий патент: Водонепроницаемый и паропроницаемый ботинок, изготавливаемый преимущественно с применением технологии изготовления, известной под названием "ago затяжка обуви"
Случайный патент: Устройство для выщелачивания твердого вещества из шлама