DD237816A1 - Anordnung zum gravieren von materialoberflaechen mittels laserstrahlung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Gravieren von Materialoberflaechen mittels Laserstrahlung. Ziel der Erfindung ist eine einfache Anordnung fuer eine rationelle und zeitsparende Beschriftung und Gravur von Materialoberflaechen. Die Aufgabe, die Anordnung auch fuer die automatisierte Bearbeitung relativ grosser Oberflaechen einsetzen zu koennen, wird dadurch geloest, dass zur Fuehrung des Laserstrahles das Ablenksystem eines xy-Schreibers vorgesehen ist. Zu diesem Zweck ist die Schreibvorrichtung mit mindestens zwei Prismen und einem optischen System fuer die Fokussierung der Strahlung ausgeruestet. Die Schreibvorrichtung kann auch mit einem Lichtleitkabel verbunden sein. Die Anordnung ist geeignet, die Oberflaeche aller Materialien, die Laserstrahlung absorbieren, zu bearbeiten.

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Gravieren von Materialoberflächen mittels eines geführten Laserstrahls. Die erfindungsgemäße Anordnung ist insgesamt dafür geeignet, Oberflächen von Materialien, die Laserenergie absorbieren, zu beschriften oder mit jeder anderen Art von Zeichen und Oberflächenstrukturen zu versehen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Beschriftung von Materialoberflächen durch Einwirkung von Laserstrahlen ist bekannt. Es wurden dafür verschiedene Anordnungen entwickelt (Firmenprospekt der Firma Laser-Optronic GmbH, Firmenprospekt der Firma LASAG, Firmenprospekt der Firma Quantronix, Firmenprospekt der Firma Hertel). Die bekannten Anordnungen beruhen auf zwei Prinzipien: 1. Bewegung des Werkstückes mittels x-y-Koordinatentisch. Der Nachteil dieser Anordnung beruht auf der relativ kleinen Graviergeschwindigkeit. 2. Ablenkung des Laserstrahles mittels zweier kippbarer Spiegel, deren Kippachsen senkrecht aufeinander stehen. Der Kippvorgang beider Spiegel wird über Schwingungsspulen oder Stellmotoren bewerkstelligt. Der Vorteil dieser Anordnungen ist die gegenüber der unter (1.) genannten Anordnungen größere Graviergeschwindigkeit. Der entscheidende Nachteil dieser Anordnungen beruht darauf, daß nur relativ kleine Beschriftungsfelder (60 x 60 mm² bzw. 100 χ 80mm²) in einem Arbeitsgang graviert werden können. Die Bearbeitung größerer Flächen kann nurdurch Aneinandersetzen mehrerer solcher Beschriftungsfelder erreicht werden. Dazu ist ein zusätzlicher, mechanisch aufwendiger Verschiebemechanismus für das Werkstück notwendig.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung verfolgt das Ziel, eine vergleichsweise einfache Anordnung für die rationelle und schnelle Beschriftung und Gravur von Materialoberflächen anzugeben.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Gravieren von Materialoberflächen mittels eines geführten Laserstrahles zu schaffen, die die automatisierte Bearbeitung vergleichsweise sehr großer Oberflächen in einem Arbeitsgang ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einer Anordnung, bei der erfindungsgemäß zur Führung des Laserstrahles das Ablenksystem eines x-y-Schreibers vorgesehen ist. Die Führung des Laserstrahles kann realisiert werden, indem an der Schreibvorrichtung des Schreibers mindenstens zwei Prismen und ein für die Fokussierung vorgesehenes optisches System angebracht sind oder daß mit der Schreibvorrichtung ein Lichtleitkabel mit einem für die Fokussierung vorgesehenen optischen System verbunden ist.

Eine Unterbrechung des Graviervorganges kann durch Verwendung des Abhebemechanismus der Schreibvorrichtung in Verbindung mit einem kurzbrennweitem Fokussierungssystem erreicht werden. Der durch die Erfindung erreichte große technische Fortschritt zeigt sich insbesondere dadurch, daß in einem Arbeitsgang vergleichsweise große Flächen automatisch und mit großer Geschwindigkeit graviert werden können, und dies mit einer gegenüber mechanischen Graviereinrichtungen wesentlich größeren Arbeitsgeschwindigkeit. Die zu gravierenden Strukturen können schnell und disponibel den Erfordernissen angepaßt werden. Die Gravur kann am fertigen Produkt vorgenommen werden, ohne dessen vorgegebenen Parameter zu beeinträchtigen.

Ausführungsbeispiel

Das Wesen der Erfindung soll an zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Es zeigen: Fig. 1 die Möglichkeit der Strahlführung mittels zweier Prismen gemäß Punkt 2 des Erfindungsanspruches und Fig. 2: die Möglichkeit der Strahlführung mittels eines Lichtleitkabels gemäß Punkt 3 des Erfindungsanspruches

In Fig. 1 ist die Strahlführung entlang der Schreibvorrichtung des x-y-Schreibers dargestellt. Der Strahl durchläuft eine Blende (1) und wird mit einem Prisma (2) um 90° horizontal umgelenkt. Die Blende (1) und das Prisma (2) sind fest auf dem Wagen (5) der Schreibvorrichtung montiert. Danach gelangt der Strahl auf ein Prisma (3) und wird von diesem um 90° vertikal abgelenkt und durch ein Fokussierungssystem (6) auf eine zu bearbeitende Oberfläche (7) gebündelt. Das Prisma (3) und das Fokussierungssystem (4) sind auf dem Läufer (6) der Schreibvorrichtung angebracht. Die Unterbrechung des Schreib- bzw. Graviervorganges erfolgt durch Dejustierung der Blende (1) bzw. Defokussierung des Strahles bei Betätigung des Abhebemechanismus der Schreibvorrichtung oder durch Taktung eines in Fig. 1 nicht dargestellten akustooptischen Modulators, der im Innern des Laserresonators angeordnet ist.

In Fig. 2 ist die Möglichkeit der Strahlführung mittels Lichtleitkabel dargestellt. Dabei wird der Laserstrahl mittels Lichtleitkabel (8) direkt zum Fokussierungssystem (4) geführt. Das Lichtleitkabel (8) und Fokussierungsoptik (4) sind mit dem Läufer (6) der Schreibvorrichtung verbunden. Bezeichnungen (5) und (7) entsprechen denen in Fig. 1.

Claims (4)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Anordnung zum Gravieren von Materialoberflächen mittels eines geführten Laserstrahles, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung des Laserstrahles das Ablenksystem eines x-y-Schreibers vorgesehen ist.
2. 2. Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schreibvorrichtung des Schreibers mindestens zwei Prismen und ein für die Fokussierung vorgesehenes optisches System angebracht sind.
3. 3. Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Schreibvorrichtung ein Lichtleitkabel mit einem für die Fokussierung vorgesehenen optischen System verbunden ist.
4. 4. Anordnung nach Punkt 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein derart kurzbrennweitiges Fokussierungssystem vorgesehen ist, daß durch Betätigung des Abhebemechanismus der Schreibvorrichtung eine Unterbrechung des Graviervorgangs gewährleistet ist.