DE102007035267A1

DE102007035267A1 - Verfahren und System zum Einstellen von Laserbearbeitungsbedingungen, Laserbearbeitungssystem, Computerprogramm zum Einstellen von Laserbearbeitungsbedingungen, computerlesbares Medium und Aufnahmegerät, auf das Laserbearbeitungsbedingungen aufgenommen werden

Info

Publication number: DE102007035267A1
Application number: DE102007035267A
Authority: DE
Inventors: Mamoru Idaka; Hideki Yamakawa
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2027-07-28
Also published as: US20120062972A1; US8399803B2; KR101142618B1; CN101112735A; US20080023455A1; KR20080011070A; CN101112735B; US20120061360A1; US8084713B2; US8399802B2; JP2008030078A; DE102007035267B4; JP4795886B2

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Einstellen von Bearbeitungsdaten für eine computerunterstützte Laserbearbeitungsvorrichtung offenbart, zusammen mit einem System zum Einstellen von Laserbearbeitungsdaten. Das Verfahren umfasst eine Funktion zum Einstellen eines dreidimensionalen Profils eines Objekts und eines Bearbeitungsmusters als Bearbeitungsbedingungen, eine Funktion zum Erzeugen von Bearbeitungsdaten, die die Bearbeitungsbedingungen für das Objekt darstellen, und eine Funktion zur visuellen Anzeige einer zweidimensionalen Darstellung der Bearbeitungsdaten auf einem Anzeigebildschirm und eine Funktion zum Einstellen eines dreidimensionalen Profils eines Objekts und eines Bearbeitungsmusters als Bearbeitungsbedingungen, wobei es freigegeben ist, das dreidimensionale Profil und das Bearbeitungsmuster einzustellen, während das Objekt, auf dem Anzeigeschirm in einer Bearbeitungszone angeordnet, in zwei Dimensionen angezeigt wird.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren und ein System zum Einstellen von Bearbeitungsbedingungen eines Laserbearbeitungssystems, wie zum Beispiel einer Lasermarkierungsvorrichtung, die Bearbeitung ausführt, wie zum Beispiel Drucken oder Markieren etwa von Zeichen, Symbolen und Graphik auf Werkstücken mit einem Laserstrahl, ein Computerprogramm zum Einstellen von Bearbeitungsbedingungen für ein Laserbearbeitungssystem, ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium oder eine Einrichtung, worauf Laserbearbeitungsbedingungen aufgezeichnet werden.
Ein Laserbearbeitungssystem tastet ein gegebenes Abtastfeld einer Subjektoberfläche von Werkstücken (Werkstückoberflächen), wie etwa Komponenten und Fertigprodukte, mit einem Laserstrahl ab, um Bearbeitung, wie etwa Drucken und Markieren von Zeichen, Symbolen und/oder Graphik, auf die Werkstückoberflächen anzuwenden. Zum Zwecke des Bereitstellens einer kurzen Beschreibung einer Konfiguration eines Laserbearbeitungssystems als Beispiel umfaßt mit Bezug auf 1 und 2 das Laserbearbeitungssystem eine Lasersteuereinheit 1, eine Laserausgangseinheit 2 und eine Eingangseinheit 3. Durch eine Lasererregungseinrichtung 6 der Lasersteuereinheit 1 erzeugtes Erregungslicht erregt ein Lasermedium 8 eines Laseroszillators 50 der Laserausgangseinheit 2. Ein aus dem Lasermedium 8 austretender Laserstrahl L wird in bezug auf den Strahldurchmesser durch eine Strahlaufweitungsvorrichtung 53 aufgeweitet und mittels eines Reflexionsspiegels auf ein Abtastmittel reflektiert und gerichtet. Ein zweidimensionales Abtastmittel 9 lenkt den Laserstrahl L so ab, daß ein Werkstück W in einem gegebenen Abtastfeld abgetastet wird, wodurch das Werkstück W z. B. durch Markieren oder Drucken bearbeitet wird.
Es ist ein Laserbearbeitungssystem bekannt, das wie in 2 gezeigt mit einer zweidimensionalen Abtasteinrichtung 9 ausgestattet ist. Die Abtasteinrichtung 9 umfaßt zwei galvanische Spiegel, die einen X-Achsen-Scanner 14a und einen Y-Achsen-Scanner 14b bilden, und zwei galvanische Motoren 51a und 51b, an denen die galvanischen Spiegel zur Rotation angebracht sind. Der X-Achsen-Scanner 14a und der Y-Achsen-Scanner 14b sind so angeordnet, daß sich ihre Drehachsen senkrecht zueinander schneiden, und sie einen ankommenden Laserstrahl so ablenken, daß ein Abtastfeld sich senkrecht zueinander in der X- und Y-Richtung schneidend abgetastet wird. Die Abtasteinrichtung 9 ist mit Fokussierungsmitteln ausgestattet, wie etwa einem fθ-Linsensystem, um den Laserstrahl in einem gegebenen Abtastfeld zu fokussieren.
Es ist ein Laserbearbeitungssystem bekannt, das wie in 3 gezeigt mit einer dreidimensionalen Abtasteinrichtung 14 ausgestattet ist. Die Abtasteinrichtung 14 umfaßt einen Z-Achsen-Scanner mit einem motorangetriebenen Linsensystem, das seine Brennweite, die als Arbeitsdistanz in einer Richtung der Höhe des Werkstücks bezeichnet wird, variieren kann.
Es ist üblich, ein Computerprogramm zu benutzen, um dreidimensionale Laserbearbeitungsdaten zur Implementierung der dreidimensionalen Bearbeitung, wie zum Beispiel des dreidimensionalen Drucks, durch das Laserbearbeitungssystem zu erstellen. Da Daten für die dreidimensionale Bearbeitung im Vergleich zu zweidimensionalen Bearbeitungsdaten eine größere Anzahl von Parametern bezüglich Druckorten erfordern, ist es für Benutzer, die nur Erfahrung mit dem Erstellen zweidimensionaler Laserbearbeitungsdaten haben, schwierig, die von ihnen beabsichtigten dreidimensionalen Bearbeitungsdaten durch Verwendung des von ihnen beabsichtigten Laserbearbeitungsdaten-Einstellungsprogramms zu erstellen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist deshalb die Schaffung eines Verfahrens und eines Systems zur Einstellung von Laserbearbeitungsbedingungen und eines Laserbearbeitungssystems, das eine Prüfung ermöglicht, ob Einstellungen ordnungsgemäß spezifiziert sind, damit ein Bearbeitungsmuster in einen bearbeitbaren Oberflächenbereich eines Werkstücks fällt.
Die obigen Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden erreicht durch ein Laserbearbeitungssystem zum Bearbeiten einer Werkstückoberfläche in einem Arbeitsbereich mit einem vorbestimmten Bearbeitungsmuster durch Verwendung eines Laserstrahls. Das Laserbearbeitungssystem umfaßt Lasererzeugungsmittel zum Erzeugen eines Laserstrahls, Abtastmittel zum Abtasten einer Werkstückoberfläche mit dem Laserstrahl innerhalb eines Abtastbereichs, Steuermittel zum Steuern der Lasererzeugungsmittel und der Abtastmittel, um so die Laserbearbeitung gemäß Laserbearbeitungsbedingungen auf die Werkstückoberfläche anzuwenden, Bearbeitungsbedingungseinstellmittel zum Einstellen der Laserbearbeitungsbedingungen durch Spezifizieren eines dreidimensionalen Profils der Werkstückoberfläche und eines Bearbeitungsmusters, Datenerzeugungsmittel zum Erzeugen von Laserbearbeitungsdaten für die Werkstückoberfläche gemäß den Laserbearbeitungsbedingungen; und Anzeigemittel zum Anzeigen und Editieren einer Darstellung der Laserbearbeitungsdaten in zwei Dimensionen, wobei die Abtastmittel folgendes umfassen: eine Strahlaufweitungsvorrichtung zum Variieren einer Distanz, in der der durch das Lasererzeugungsmittel erzeugte Laserstrahl fokussiert wird, einen ersten Scanner zum Ablenken des aus der Strahlaufweitungsvorrichtung kommenden Laserstrahls in einer ersten Richtung, um die Werkstückoberfläche in dem Abtastbereich in der ersten Richtung abzutasten, und einen zweiten Scanner zum Ablenken des durch den ersten Scanner reflektierten Laserstrahls in einer zu der ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung, um die Werkstückoberfläche in dem Abtastbereich in der zweiten Richtung abzutasten, und die Bearbeitungsbedingungs-Einstellungsmittel dafür freigegeben sind, ein dreidimensionales Profil der Werkstückoberfläche und das Bearbeitungsmuster einzustellen, während die Werkstückoberfläche in den Anzeigemitteln in zwei Dimensionen angezeigt wird.
Die Anzeigemittel können dazu fähig sein, eine Anzeige der Werkstückoberfläche von einer zweidimensionalen Anzeige in eine dreidimensionale Anzeige umzuändern, wobei ein Anzeigeschirm oder -fenster zum Anzeigen der Werkstückoberfläche in drei Dimensionen angezeigt wird, während die Werkstückoberfläche darin in zwei Dimensionen angezeigt wird, oder zeigt die Werkstückoberfläche in zwei Dimensionen in einer Abtastebene darin an. Ferner sind die Anzeigemittel dazu fähig, die Werkstückoberfläche selektiv in drei Dimensionen in einer x-y-Koordinatenebene, einer x-z-Koordinatenebene und in einer z-x-Koordinatenebene anzuzeigen.
Das Laserbearbeitungssystem kann Schaltmittel zum Umschalten der Anzeigemittel zwischen einem dreidimensionalen Editiermodus, in dem dreidimensionale Bearbeitungsdaten editiert werden, und einem zweidimensionalen Editiermodus, in dem ausschließlich dreidimensionale Bearbeitungsdaten editiert werden, umfassen. Der zweidimensionale Editiermodus wird vorzugsweise als Vorgabe gewählt, wenn das Laserbearbeitungssystem aktiviert wird. Weiter kann das Laserbearbeitungssystem Detektionsmittel für defekte Bereiche umfassen, zum Erkennen eines defekten Werkstückoberflächenbereichs der Werkstückoberfläche, der mit dem Laserstrahl unter den Druckbedingungen nur auf defekte Weise bearbeitbar oder unbearbeitbar ist, durch Durchführen einer Kalkulation auf der Basis des dreidimensionalen Profils der Werkstückoberfläche und eines Winkels, in dem der Laserstrahl erwartungsgemäß auf die Werkstückoberfläche auftreffen wird, und Warnmitteln zum Verbergen des durch die Bearbeitungsbedingungseinstellmittel spezifizierten Bearbeitungsmusters auf den Anzeigemitteln, wenn das Bearbeitungsmuster den defekten Werkstückoberflächenbereich mindestens teilweise überschneidet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfaßt ein Dateneinstellsystem zum Einstellen von Bearbeitungsdaten auf Basis eines Bearbeitungsmusters mit dem ein Laserbearbeitungssystem eine Werkstückoberfläche innerhalb eines Arbeitsbereichs mit einem Laserstrahl bearbeitet, folgendes: Bearbeitungs-Einstellmittel zum Einstellen der Laserbearbeitungsbedingungen durch Spezifizieren eines dreidimensionalen Profils der Werkstückoberfläche und eines Bearbeitungsmusters, Datenerzeugungsmittel zum Erzeugen von Laserbearbeitungsdaten für die Werkstückoberfläche gemäß den Laserbearbeitungsbedingungen, und Anzeigemittel zum Anzeigen und Editieren einer Darstellung der Laserbearbeitungsdaten in zwei Dimensionen, wobei die Bearbeitungsbedingungs-Einstellungsmittel dafür freigegeben sind, ein dreidimensionales Profil der Werkstückoberfläche und das Bearbeitungsmuster einzustellen, während die Werkstückoberfläche in den Anzeigemitteln in zwei Dimensionen angezeigt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ein Verfahren zum Einstellen von Laserbearbeitungsdaten gemäß einem Bearbeitungsmuster, auf dessen Basis ein Laserbearbeitungssystem eine Werkstückoberfläche innerhalb eines Arbeitsbereichs mit dem Bearbeitungsmuster durch die Verwendung eines Laserstrahls bearbeitet, wobei das Laserbearbeitungsdaten-Einstellverfahren die folgenden Schritte umfaßt: dreidimensionales Anzeigen einer Werkstückoberfläche in einem Arbeitsbereich in zwei Dimensionen in einem Anzeigeschirm, Einstellen eines dreidimensionalen Profils der Werkstückoberfläche und eines Bearbeitungsmusters als die Laserbearbeitungsbedingungen, während die Werkstückoberfläche in zwei Dimensionen in dem Anzeigeschirm angezeigt wird, und Anzeigen der Werkstückoberfläche in drei Dimensionen entweder durch die Möglichkeit des Umschaltens des in dem Anzeigeschirm angezeigten Werkstücks von einer zweidimensionalen Darstellung in eine dreidimensionale Darstellung und Anzeigen eines dreidimensionalen Anzeigeschirms zum Anzeigen der Werkstückoberfläche in drei Dimensionen in dem Anzeigeschirm, während die Werkstückoberfläche in zwei Dimensionen in dem Anzeigeschirm angezeigt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfaßt ein Computerprogramm zum Einstellen von Laserbearbeitungsdaten gemäß einem Bearbeitungsmuster, auf dessen Basis ein Laserbearbeitungssystem eine Werkstückoberfläche innerhalb eines Arbeitsbereichs mit dem Bearbeitungsmuster durch die Verwendung eines Laserstrahls bearbeitet, eine Funktion zum Anzeigen einer Werkstückoberfläche in einem Arbeitsbereich in zwei Dimensionen in einem Anzeigeschirm, eine Funktion zum Einstellen eines dreidimensionalen Profils der Werkstückoberfläche und eines Bearbeitungsmusters als die Laserbearbeitungsbedingungen, während die Werkstückoberfläche in zwei Dimensionen in dem Anzeigeschrim angezeigt wird, und eine Funktion zum Anzeigen der Werkstückoberfläche in drei Dimensionen entweder durch die Möglichkeit des Umschaltens des in dem Anzeigeschirm angezeigten Werkstücks von einer zweidimensionalen Darstellung in eine dreidimensionale Darstellung oder des Anzeigens eines dreidimensionalen Anzeigeschirms zum Anzeigen der Arbeitungsoberfläche in drei Dimensionen in dem Anzeigeschim, während die Werkstückoberfläche in zwei Dimensionen in dem Anzeigeschirm angezeigt wird.
Ein computerlesbares Speichermedium oder eine Speichereinrichtung trägt das Computerprogramm wie oben dargelegt, das darin gespeichert ist. Das computerlesbare Speichermedium enthält magnetische Datenträger, wie zum Beispiel CD-ROM, CD-R, CD-R, einen flexiblen Datenträger, ein Magnetband, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD+R, DVD-RW, DVD+RW, Blue-ray (Warenzeichen), FD und DVD; optische Datenträger, magnetische optische Datenträger, Halbleiterspeicher und anderes Medium, das ein Computerprogramm speichern kann. Das Programm enthält ein Programm, das durch Netzwerkkommunikation wie etwa ein Internet heruntergeladen wird, sowie ein auf dem Speichermedium gespeichertes Programm. Das Speichermedium enthält spezielle oder Mehrzweck-Vorrichtungen, in denen das Computerprogramm in einem durchführbaren Zustand in Form von Software oder Firmware angebracht wird. Verarbeitung und Funktionen des Computerprogramms können durch Programmsoftware ausgeführt werden, die ein Computer ausführt. Die Funktionen können ferner durch Hardware realisiert werden, wie etwa ein vorbestimmtes Gatearray wie zum Beispiel ein FPGA und ASIC, oder in der gemischten Form von Programmsoftware und eines partiellen Hardwaremoduls, das Hardware partiell realisiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist auf einem direkt in einem internen Speicher eines digitalen Computer ladbaren oder auf einem Computer benutzbaren Medium oder computerlesbarem Medium gespeichertes Computerprogrammprodukt das oben dargelegte Computerprogramm gespeichert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfaßt ein Computerprogrammittel zum Einstellen von Laserbearbeitungsdaten gemäß einem Bearbeitungsmuster, auf dessen Basis ein Laserbearbeitungssystem eine Werkstückoberfläche in einem Arbeitsbereich mit dem Bearbeitungsmuster durch Verwendung eines Laserstrahls bearbeitet, Mittel zum Ausführen einer Funktion des Anzeigens einer Werkstückoberfläche in einem Arbeitsbereich in zwei Dimensionen in einem Anzeigeschirm, Mittel zum Ausführen einer Funktion des Einstellens eines dreidimensionalen Profils der Werkstückoberfläche und eines Bearbeitungsmusters als die Laserbearbeitungsbedingungen, während die Werkstückoberfläche in zwei Dimensionen in dem Anzeigeschirm angezeigt wird, und Mittel zum Ausführen einer Funktion des Anzeigens der Werkstückoberfläche in drei Dimensionen entweder durch die Möglichkeit des Umschaltens des in dem Anzeigeschirm angezeigten Werkstücks von einer zweidimensionalen Darstellung in eine dreidimensionale Darstellung und des Anzeigens eines dreidimensionalen Anzeigeschirms zum Anzeigen der Werkstückoberfläche in drei Dimensionen in dem Anzeigeschirm, während die Werkstückoberfläche in zwei Dimensionen in dem Anzeigeschirm angezeigt wird.
Das Laserbearbeitungsdaten-Einstellungssystem ermöglicht es Benutzern, dreidimensionale Laserbearbeitungsdaten in zwei Dimensionen zu editieren. Folglich ermöglicht es das Laserbearbeitungsdaten-Einstellungssystem sogar Benutzern, die nicht mit dem dreidimensionalen Dateneditieren vertraut sind, eine komplizierte Verarbeitungsdateneinstellung mit einer dreidimensionalen Darstellung zu erzielen. Da die Anzeigemittel zwischen einem zweidimensionalen Anzeigemodus und einem dreidimensionalen Anzeigemodus verändert werden können oder andernfalls gleichzeitig eine zweidimensionale Darstellung und eine dreidimensionale Darstellung der Bearbeitungsdaten je nach Fall anzeigen können, wird es ermöglicht, Bestätigungsoperationen gemäß Dateneinstellungsoperationen durchzuführen.
Weiterhin wird eine zweidimensionale Darstellung der Bearbeitungsdaten in einer Ebene angezeigt, nämlich in einer x-y-Ebene, einer y-z-Ebene und einer z-x-Ebene, wie von einem Ansichtspunkt oder einer Laserbestrahlungsquelle aus gesehen, und es ist ersichtlich, wie sich ein Bearbeitungsmuster deformiert oder verzerrt. Falls zum Beispiel ein Strichcode auf eine zylindrische oder säulenförmige Werkstückoberfläche gedruckt wird, ist leicht erkennbar, wie sich Zwischenräume verzerren. Eine dreidimensionale Darstellung der Bearbeitungsdaten kann schnell in eine Anzeige in einer gewünschten Ebene verwandelt werden. Dies ermöglicht eine Bestätigungsoperation eines Ansichtpunkts. Der exklusive Editiermodus, der Benutzer von dreidimensionalem Dateneditieren ausschließt und bei Aktivierung des Laserbearbeitungsdaten-Einstellungssystems als Vorgabe freigegeben ist, ist für Benutzer zweckmäßig, die nicht mit dreidimensionalem Dateneditieren vertraut sind.
Detektion und Warnung über einen defekten Werkstückoberflächenbereich eines Werkstücks und der Oberfläche ermöglicht eine Bestätigungsoperation dahingehend, ob ein Bearbeitungsmuster wie gewünscht in einen bearbeitbaren Werkstückoberflächenbereich fällt. Die Bestätigungsoperation, die sogar während der Bearbeitungsdateneinstellung erfolgt, spart Benutzern die Mühe, Bearbeitungsdaten einzustellen, und ermöglicht es Benutzern, Bearbeitungsdateneinstellung effizient zu erzielen, so daß eine benutzerfreundliche Umgebung für die Verarbeitungsdateneinstellung realisiert wird.
Die obigen und andere Merkmale der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei dieselben oder ähnliche Teile oder Mechanismen in allen Zeichnungen durch dieselben Bezugszahlen bezeichnet werden. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild, das schematisch ein Laserbearbeitungssystem gemäß einer Ausführungsform darstellt;
2 eine perspektivische Ansicht eines Layouts eines X-Y-Scanners;
3 eine perspektivische Ansicht eines Layouts von X-Achsen-, Y-Achsen- und Z-Achsen-Scannern;
4 eine perspektivische Ansicht einer internen Anordnung einer Lasererregungseinheit;
5 eine perspektivische Ansicht eines Markierungskopfs mit dem Laserstrahlscanner eines Lasermarkierungssystems gemäß einer Ausführungsform;
6 eine perspektivische Rückansicht des Markierungskopfs;
7 eine Seitenansicht des Markierungskopfs;
8A eine Darstellung einer Scanlinie eines Laserstrahls mit Bezug auf eine Werkstückoberfläche;
8B eine Darstellung einer korrigierten Scanlinie eines Laserstrahls mit Bezug auf eine Werkstückoberfläche;
9 eine Seitenansicht des Laserstrahlscanners mit einem mit langer Brennweite justierten Laserstrahl;
10 eine Seitenansicht des Laserstrahlscanners mit einem mit kurzer Brennweite justierten Laserstrahl;
11A und 11B Front- bzw. Seitenansichten des Z-Achsen-Scanners;
12 ein schematisches Blockschaltbild eines Lasermarkierungssystems, das in drei Dimensionen drucken kann;
13A ein schematisches Blockschaltbild einer Systemarchitektur eines Laserbearbeitungsdaten-Einstellsystems;
13B ein schematisches Blockschaltbild einer Variante der Systemarchitektur, die in 13A gezeigt ist;
13C ein schematisches Blockschaltbild einer anderen Variante der Systemarchitektur, die in 13A gezeigt ist;
14 eine photographische Darstellung eines Benutzeroberflächenfensters, nämlich eines Editieranzeigefensters, eines Laserbearbeitungsdaten-Einstellungsprogramms, das ein Objekt in einem 2D-Editiermodus anzeigt;
15 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, das drei Druckblöcke anzeigt;
16 eine photographische Darstellung eines Editieranzeigefensters, in dem als Operation einer Bearbeitungsvorrichtung eine gestrichelte Linie gewählt wird;
17 eine photographische Darstellung eines Editieranzeigefensters, in dem ein Kreis bzw. eine Ellipse entgegen dem Uhrzeigersinn als Operation einer Bearbeitungsvorrichtung gewählt wird,
18 eine photographische Darstellung des in 17 gezeigten Editieranzeigefensters, das in einen 3D-Editiermodus umgeändert wird;
19 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters zum Spezifizieren einer Datendatei;
20 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters zum Spezifizieren eines Druckmusters;
21 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters zum Auslegen von Druckblöcken;
22 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters zum Anzeigen einer Druckblockliste;
23 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem mehrere Druckblöcke einer Batch-Transformation unterzogen werden;
24 eine photographische Darstellung einer 3D-Profilbatch-Transformationsdialogbox;
25 eine photographische Darstellung eines Editieranzeigefensters, in dem Druckblöcke gemäß Einstellungen Batch-transformiert werden, die in der in 24 gezeigten 3D-Profilbatch-Transformationsdialogbox spezifiziert werden;
26 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem mehrere Druckblöcke in zwei Dimensionen angezeigt werden;
27 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem die in 26 gezeigten Druckblöcke in drei Dimensionen angezeigt werden;
28 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem Druckblöcke in zwei Dimensionen angezeigt werden;
29 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem Druckmuster durch Verwendung einer Maus zu einem Block vereinigt werden;
30 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem Druckblöcke durch Verwendung eines Pop-up-Menus gruppiert werden;
31 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem eine Druckblockgruppe spezifiziert wird;
32 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem der in 31 gezeigte Druckblock in drei Dimensionen angezeigt wird;
33 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem mehrere voneinander weg getrennte Druckblöcke gruppiert werden;
34 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem mehrere Druckblöcke gruppiert werden;
35 eine photographische Darstellung eines Druckmusters, wenn eine geneigte Oberfläche als Druckoberfläche spezifiziert wird;
36 eine photographische Darstellung der als Druckoberfläche in 35 spezifizierten geneigten Oberfläche;
37 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, das aus einem in 14 gezeigten 2D-Editiermodus in einen 3D-Editiermodus umgeschaltet ist;
38 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem ein kolumnares Werkstück ausgewählt und angezeigt wird;
39 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters zum Auslegen von Druckblöcken;
40 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters in einem 3D-Ansichtsmodus, in dem ein Werkstück schräg von oben betrachtet angezeigt wird;
41 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters in einem 3D-Ansichtsmodus, in dem ein Werkstück von hinten gesehen angezeigt wird;
42 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters in einem 3D-Ansichtsmodus, das nach links gerollt ist;
43 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters in einem 3D-Ansichtsmodus, das nach rechts gerollt ist;
44 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters in einem 3D-Ansichtsmodus, das nach oben gerollt ist;
45 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters in einem 3D-Ansichtsmodus, in dem eine X-Y-Koordinatenebene angezeigt wird;
46 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters in einem 3D-Ansichtsmodus, in dem eine Y-Z-Koordinatenebene angezeigt wird;
47 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters in einem 3D-Ansichtsmodus, in dem eine Z-X-Koordinatenebene angezeigt wird;
48 eine photographische Darstellung eines dreidimensionalen Viewers, auf dem ein Werkstück in drei Dimensionen angezeigt wird;
49 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters zum Eingeben von Informationen über ein zweidimensionales Druckmuster;
50 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem eine ZMAP-Datendatei spezifiziert wird;
51 eine photographische Darstellung des ZMAP-Datendateiauswahlfensters;
52 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, wenn eine ZMAP-Datendatei spezifiziert wird;
53 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters in einem 3D-Ansichtsmodus, in dem eine Werkstückoberfläche in drei Dimensionen angezeigt wird;
54 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters in einem 3D-Ansichtsmodus, in dem durch die ZMAP-Daten definierte dreidimensionale Profildaten auf einer Werkstückoberfläche in drei Dimensionen angezeigt werden;
55 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters zum Editieren von ZMAP-Daten;
56 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem eine STL-Datendatei geöffnet wird;
57 eine photographische Darstellung des Ed-itieranzeigefensters, in dem eine Darstellung dreidimensionaler Daten in einer X-Achsenrichtung bewegt wird;
58 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem die Darstellung dreidimensionaler Daten in einem anderen Ansichtspunkt betrachtet wird;
59 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem eine Darstellung dreidimensionaler Daten in der Z-Achsen-Richtung zu einer positiven Seite bewegt wird;
60 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem eine Darstellung dreidimensionaler Daten in der Z-Achsen-Richtung zu einer negativen Seite bewegt wird;
61 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem eine Darstellung dreidimensionaler Daten in der Y-Achsen-Richtung bewegt wird;
62 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem eine Darstellung dreidimensionaler Daten um die X-Achse gedreht wird;
63 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem eine Darstellung dreidimensionaler Daten um die Y-Achse gedreht wird;
64 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem eine Darstellung dreidimensionaler Daten um die Z-Achse gedreht wird;
65 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem Grenzendarstellungen angezeigt werden, um eine bedruckbare Zone in der X-Richtung anzuzeigen;
66 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem Grenzendarstellungen angezeigt werden, um eine bedruckbare Zone in der Y-Richtung anzuzeigen;
67 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem Grenzendarstellungen angezeigt werden, um eine bedruckbare Zone in der Z-Richtung anzuzeigen;
68 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem eine Darstellung ZMAP-Daten, in die die in 58 gezeigten STL-Daten konvertiert werden;
69 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem eine Darstellung ZMAP-Daten, in die die in 62 gezeigten STL-Daten konvertiert werden;
70 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem ein Druckmuster mit den ZMAP-Daten transformiert wird;
71 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters in einem 3D-Editiermodus, in dem ein unbedruckbarer Bereich eines Werkstücks angezeigt wird;
72 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters in einem 3D-Editiermodus von;
71 in dem ein im Bezug auf Druckstartwinkel justiertes Druckmuster angezeigt wird;
73 eine photographische Darstellung einer Laserparameter-Einstelldialogbox;
74 eine photographische Darstellung eines bedruckbaren Druckblocks auf einem Werkstücks;
75 eine photographische Darstellung eines benutzerspezifizierten Druckmusters;
76 eine photographische Darstellung eines Druckmusters und einer Mustergröße;
77 eine photographische Darstellung eines Druckmusterschnitts über einen defekten Werkstückoberflächenbereich;
78 eine photographische Darstellung einer Warnnachricht auf einem Bildschirm;
79 eine photographische Darstellung einer Anleitungsnachricht auf einem Bildschirm und
80 eine perspektivische Darstellung eines Verfahrens zum Erkennen eines defekten bearbeitbaren Bereichs durch Detektionsmittel für defekte Bereiche;
81 eine photographische Darstellung eines Umgebungskonfigurationsfensters, in dem eine 3D-Anzeigedialogbox gewählt wird;
82 eine photographische Darstellung eines Umgebungskonfigurationsfensters, in dem eine 3D- Einfärbungsdialogbox gewählt wird;
83 eine photographische Darstellung eines Umgebungskonfigurationsfensters, in dem eine 2D-Anzeigedialogbox gewählt wird;
84 eine photographische Darstellung eines Umgebungskonfigurationsfensters, in dem eine 2D-Einfärbedialogbox gewählt wird;
85 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters in einem 3D-Editiermodus von 36, in dem die Position eines Werkstücks geändert wird;
86 ein Flußdiagramm einer Sequenz zum Erzeugen eines Bearbeitungsmusters durch Spezifizieren von Bearbeitungsbedingungen;
87A eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung des zweidimensionalen Bedruckens eines beweglichen Werkstücks;
87B eine Ebenendarstellung zur Erläuterung des zweidimensionalen Bedruckens eines beweglichen Werkstücks;
88 eine photographische Darstellung eines Linieneinstellfensters, in dem eine Bewegungs-/Richtungsdialogbox gewählt wird;
89 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem eine Bearbeitungsparametereinstell-Dialogbox gewählt wird;
90A eine Darstellung eines bearbeiteten Arbeitsteils eines Werkstücks, worauf eine geneigte Rille eingraviert wird;
90B eine bearbeitete Werkstückoberfläche, worauf ein Logo im Pinselstrich aufgedruckt wird;
91 eine photographische Darstellung des Editieranzeigefensters, in dem eine Defokusdistanz-Einstelldialogbox gewählt wird;
92 eine Tabelle, die Posten auflistet, die selektiv bei der Layoutjustierung spezifiziert werden;
93A und 93B Darstellungen zum Demonstrieren einer Korrelation einer Z-Koordinate mit X- und Y-Koordinaten in bezug auf das Bedrucken eines viereckigen pyramidenförmigen Werkstücks;
94A und 94B Darstellungen zum Demonstrieren einer Tracking-Funktion eines Z-Achsen-Scanners;
95 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung einer Steuersequenz des Z-Achsen-Scanner-Tracking;
96A und 96B Darstellungen zum Demonstrieren einer Tracking-Funktion eines Z-Achsen-Scanners, während Laserbestrahlung freigegeben ist; und
97A und 97B Darstellungen zum Demonstrieren einer Tracking-Funktion eines Z-Achsen-Scanners, während Laserbestrahlung gesperrt ist.
Im folgenden werden Ausführungsformen konkret mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Obwohl die folgende Beschreibung ein Verfahren und ein System zum Einstellen von Bearbeitungsbedingungen eines Laserbearbeitungssystems, wie zum Beispiel einer Lasermarkierungsvorrichtung, betrifft, das Bearbeitung wie etwa Druck oder Markierung etwa von Zeichen, Symbolen und Graphik auf Werkstücke mit einem Laserstrahl ausführt, werden ein Computerprogramm zum Einstellen von Bearbeitungsbedingungen für ein Laserbearbeitungssystem, ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium oder eine Einrichtung, worauf Laserbearbeitungsbedingungen aufgezeichnet werden, erwähnt, dessen ungeachtet versteht sich, daß die vorliegende Erfindung breitere Anwendungen finden kann und nicht auf diese konkreten Ausführungsformen beschränkt ist.
Ferner können in der folgenden Beschreibung verschiedene Änderungen und Modifikationen in bezug auf Form, Größe, relative Anordnung von Bestandteilen und Mitteln des beschriebenen Systems und der beschriebenen Vorrichtung vorgenommen werden, soweit es nicht deutlich anders erwähnt wird. Es ist beabsichtigt, daß der gesamte in der Beschreibung enthaltene und in den beigefügten Zeichnungen gezeigte Gegenstand als Veranschaulichung und nicht im einschränkenden Sinne interpretiert werden soll, soweit es nicht deutlich anders erwähnt wird. Dieselben oder ähnliche Komponenten oder Mittel des beschriebenen Systems und der beschriebenen Vorrichtung in den beigefügten Zeichnungen werden mit denselben Namen bezeichnet und durch gleiche oder ähnliche Bezugszahlen. Bestimmte Komponenten und Mittel des beschriebenen Systems und der beschriebenen Vorrichtung werden zum besseren Verständnis in den beigefügten Zeichnungen übertrieben dargestellt. Ferner können bestimmte Komponenten und Mittel des beschriebenen Systems und der beschriebenen Vorrichtung in Form eines integralen Teils gebildet werden oder umgekehrt.
In der folgenden Beschreibung erfolgt „Verbindung" des Laserbearbeitungssystems mit einem Computer, einem Drucker, externen Speichereinrichtungen und anderen Peripheriegeräten, die zum Betreiben, Steuern, Eingeben und Ausgeben von Informationen oder Daten an die Laserbearbeitungsvorrichtung und zum Anzeigen von Informationen oder Daten auf der Laserbearbeitungsvorrichtung dienen, mittels elektrischer Kommunikation über verdrahtete Verbindung wie etwa serielle Verbindung, parallele Verbindung oder ein Netzwerk. Beispiele für die serielle Verbindung wären IEEE 1394, RS-232x, RS-422, RS-423, RS-485, USB, PS2 und dergleichen, Beispiele für das Netzwerk wären 10 BASE-T, 100 BASE-TX, 1000 BASE-T und dergleichen. Die Verbindung ist nicht auf verdrahtete Verbindung beschränkt und. kann eine drahtlose Verbindung sein, wie etwa ein drahtloses LAN, wie etwa IEEE 802, 1× und OFDM und Hochfrequenzkommunikation, Infrarotkommunikation oder optische Kommunikation wie etwa Bluetooth (Warenzeichen). Die Speichereinrichtung zum Speichern von Daten eines Objekts und von Einstellungen des Systems oder der Vorrichtung kann ein beliebiges prozessorlesbares Medium sein, wie etwa, aber ohne Einschränkung, eine Speicherkarte, ein magnetischer Datenträger, ein optischer Datenträger, ein magnetischer optischer Datenträger, ein Halbleiterspeicher usw., sowie beliebige Kombinationen von zwei oder mehr der obigen.
Obwohl eine Laserbearbeitungsvorrichtung als typisches Laserbearbeitungssystem exemplifiziert wird, sind dessen ungeachtet Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für die Verwendung auf allen Arten von laserunterstützten Bearbeitungssystemen oder -vorrichtungen geeignet, darunter Laseroszillatoren, Laserbearbeitungseinrichtungen zum Bohren, Markieren, Trimmen, Ritzen, Oberflächenveredelung, Lichtquelleneinrichtungen wie etwa Lichtquelle zum Lesen und Beschreiben von hochdichten optischen Datenträgern wie etwa DVD und Blueray (Warenzeichen), eine Lichtquelle für einen Laserdrucker, eine Beleuchtungslichtquelle, eine Lichtquelle für eine Anzeigevorrichtung und verschiedene medizinische Geräte. Ferner wird bei der folgenden Ausführungsform die Lasermarkierungsvorrichtung als für Druck verwendet beschrieben. Die vorliegende Erfindung eignet sich jedoch auch für die Verwendung auf allen Arten von laserunterstützter Bearbeitung, einschließlich Fusion oder Exfoliation einer Subjektoberfläche, Oberflächenoxidation, Oberflächen-Shaving, Verfärbung und dergleichen.
Im nachfolgenden Gebrauch soll der Begriff „Drucken" das Drucken oder Markieren von Zeichen, Symbolen und Graphik und daneben jegliche oben beschriebene Bearbeitung bedeuten.
Der Begriff „Bearbeitungsmuster" oder „Druckmuster" soll hier verschiedene „Zeichen" wie eine Vielfalt von Zeichen und numerische Zeichen, und „Symbole" wie Abzeichen, Piktogrammen, Ikonen, Logos, Strichcodes, zweidimensionale Codes und Kombinationen von zwei oder mehr dieser und auch Linienzeichnungen bedeuten und darauf verweisen. Insbesondere soll der Begriff „Zeichen" und „Symbol" im vorliegenden Gebrauch optisch lesbare Zeichen und Symbole bedeuten oder auf diese verweisen. Beispiele für den zweidimensionalen Code (Stapeltyp oder Matrixtyp) wären ein QR-Code, ein Mikro-QR-Code, eine Datenmatrix oder ein Datencode, ein Veri-Code, ein Aztec-Code, PDF417, ein Maxi-Code, ein zusammengesetzter Code, ein RSS-Code (Reduced Space Symbology), wie etwa RSS14, RSS Stacked, RSS Limited, RSS Expanded usw. Der zusammengesetzte Code, der eine Zusammensetzung aus einem zweidimensionalen Code des Strichcode- und Stapeltyps ist, kann von beliebigem Typ sein, mit EAN/UPC (WAN-13, EAN-8, UPC-A, UPC-E), EAN/UPC128 oder einen RSS-Familie (RSS14, RSS Limited, RSS Expanded) als Basisstrichcode. Ein zusätzlicher Code wäre einer aus zweidimensionalen Symbolen, darunter MicroPDF417 und PDF417. In dem folgenden Beispiel wird eine Kombination aus einem Strichcode- und einem Micro-QR-Code, der ein zweidimensionaler Matrixcode ist, verwendet.
Unter detaillierter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen und insbesondere auf 1, worin ein Laserbearbeitungssystem 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt ist, umfaßt das Laserbearbeitungssystem 100 folgendes: eine Lasersteuereinheit 1, eine Laserausgangseinheit 2 und eine Eingangseinheit 3. Die Eingangseinheit 3 ist mit der Lasersteuereinheit 1 verbunden, und notwendige Informationen zum Setzen von Job-Steuerdaten der Laserausgangseinheit 2 werden über die Eingangseinheit 3 eingegeben und zu der Lasersteuereinheit 1 gesendet. Die Einstellinformationen umfassen Betriebsbedingungen der Laserausgangseinheit 2, Markierungs-Jobinformationen, wie zum Beispiel ein auf eine Werkstückoberfläche oder dergleichen aufzudruckendes Druckmuster. Die Eingangseinheit 3 ist eine Konsole mit einer Tastatur und einer Maus. Um Einstellungen zu überprüfen, kann eine Anzeigeeinheit 82, wie zum Beispiel eine LCD-Einrichtung oder eine CRT vorgesehen werden, um die durch die Eingangseinheit 3 eingegebenen Einstellungsinformationen zur Prüfung anzuzeigen. Für eine Terminal-Einrichtung, die sowohl als Eingabeeinrichtung als auch als Display dient, ist ein Touchpanel verfügbar.
Die Lasersteuereinheit 1 umfaßt mindestens eine Steuerung 4, eine Speichereinrichtung 5, eine Lasererregungseinheit 6 und eine Stromquelle 7. Die Daten von Einstellungen werden über die Eingangseinheit 3 eingegeben, zu der Steuerung 4 gesendet und werden in einem Datenspeichermedium der Speichereinrichtung 5 gespeichert. Die Steuerung 4 liest die Einstellungen darstellende Daten aus den Datenspeichermedium der Speichereinrichtung 5 je nach Bedarf zur Ansteuerung der Lasererregungseinheit 6 zur Erregung eines Lasermediums 8, wie zum Beispiel eines Laserstabs, der Laserausgangseinheit 2 gemäß Steuersignalen, die ein Bearbeitungsmuster darstellen, wie etwa eine Markierung oder einen zu druckenden Text. Das Datenspeichermedium kann ein eingebauter Speicher sein, vorzugsweise ein Halbleiterspeicher wie etwa RAM oder ROM. Das Speichermedium kann von einem wechselbaren Typ sein, wie zum Beispiel eine Halbleiterspeicherkarte, darunter eine PC-Karte und eine SD-Karte oder eine Speicherkarte wie etwa eine Festplatte. Wenn die Speichereinrichtung 5 eine Speicherkarte umfaßt, die leicht durch externe Einrichtungen wie etwa einen Computer umgeschrieben werden kann, wird die Dateneinstellung durchgeführt, ohne die Eingangseinheit 3 mit der Steuereinheit 1 zu verbinden, indem die durch einen Computer gesetzten Inhalte in die Speicherkarte geschrieben werden und die Speicherkarte in der Steuereinheit 1 plaziert wird. Das Laserbearbeitungssystem 100 ist mit der in die Speichereinrichtung 5 plazierten Speicherkarte relativ leicht konfigurierbar, ohne Daten für gewünschte Job-Steuerung durch die Eingangseinheit 3 einzutippen. Das Schreiben oder Umschreiben von Daten in der Speicherkarte kann durch Verwendung eines externen Geräts wie etwa eines Computers leicht ausgeführt werden. Aufgrund einer hohen Datenlese-/Schreibrate, einer iterationsbeständigen Struktur und Verhinderung von Datenverschwinden aufgrund von Quetschung wird in der Regel ein Halbleiterspeicher verwendet.
Die Steuerung 4 liefert Abtastsignale zur Ansteuerung eines Scanners 9 der Laserausgangseinheit 2 durch eine Lasererregungseinheit 6, um so eine Werkstückoberfläche mit einem Laserstrahl L abzutasten. Genauer gesagt liefert die Stromquelle 7, die eine Konstanzspannungs ist, der Lasererregungseinheit 6 eine spezifizierte Konstantspannung. Die Abtastsignale zur Steuerung eines Markierungs- oder Druckjobs der Laserausgangseinheit 2 umfassen Signale mit Impulsbreitenmoduiation (PWM) entsprechend Impulsbreiten des Laserstrahls. In diesem Fall hängt die Intensität des Laserstrahls gemäß einer Frequenz der PMW von einem Tastverhältnis oder sowohl von einer Frequenz und einer Abtastrate ab.
Wie in 4 spezifisch als Beispiel gezeigt, umfaßt die Lasererregungseinheit 6 eine Lasererregungslichtquelle 10, wie etwa einen Halbleiterlaser oder eine Lampe, und ein (schematisch durch eine einzige Linse abgebildetes) Fokussierungslinsensystem 11 fest in einem Gehäuse 12 installiert. Dieses Gehäuse 12, das typischerweise aus einem Metall mit guter Wärmeleitfähigkeit wie etwa Messing besteht, gibt effektiv durch die Lasererregungslichtquelle 10 erzeugte Wärme ab. Die Lasererregungslichtquelle 10 umfaßt eine Laserdiodengruppe, die aus einer Vielzahl von in einer geraden Zeile angeordneten Laserdioden 10a besteht. Aus den jeweiligen Laserdioden 10a austretende Laserstrahlen L werden durch das Fokussierungslinsensystem 11 auf ein Einfallsende eines faseroptischen Kabels 13 fokussiert und treten als Erregungsstrahl aus dem faseroptischen Kabel 13 aus. Das faseroptische Kabel 13 ist direkt oder durch einen (nicht gezeigten) Koppelfaserstab optisch mit dem Lasermedium 8 verbunden.
Die Laserausgangseinheit 2 enthält einen schematisch durch die Bezugszahl 50 gezeigten Laseroszillator zum Erregen des Lasermediums 8 und zur Bewirkung seiner Oszillation, um einen Laserstrahl L im sogenannten Entpumpungserregungsverfahren zu erzeugen, einen Scanner 9 zum dreidimensionalen Abtasten eines Werkstückoberflächenbereichs, der in Verbindung mit 5 bis 7 später ausführlich besprochen werden wird, und eine An steuerschaltung 52 zur Ansteuerung des Scanners 9. Die Abtasteinrichtung 14 umfaßt X-Achsen-, Y-Achsen- und Z-Achsen-Scanner 14a, 14b und 14c für die X-, Y- und Z-Achse, eingebaut in einer Strahlaufweitungsvorrichtung 53 und einer fθ-Linse (nicht gezeigt). Der Laseroszillator 50 umfaßt zusätzlich zu dem Lasermediums 8 einen Ausgangsspiegel und einen gegenüber in einer spezifizierten Distanz angeordneten Totalreflexionsspiegel, einen zwischen diesen Spiegeln angeordnete Appertur und eine Q-Umschaltzelle, wobei alles in einem gegebenen Weg von Licht einer induzierten Emission angeordnet ist. Das Licht induzierter Emission aus dem Lasermedium 8 wird durch mehrere Reflexionen zwischen dem Ausgangsspiegel und dem Totalreflexionsspiegel verstärkt, mit einem kurzen Zyklus geschaltet, dessen Modus durch die Appertur gewählt wird, und tritt dann als Laserstrahl L durch den Ausgangsspiegel aus dem Laseroszillator 50 aus. Der Laseroszillator 50 ist in verschiedenen Formen bekannt und kann eine beliebige in der Technik bekannte Form annehmen. Die bei dieser Ausführungsform verwendete Lasermedien 8 ist ein Nd:YVO₄-Festkörper-Laserstab, der Absorptionsspektren aufweist, deren Mittenwellenlänge 809 nm beträgt. Um den Nd-YVO₄ Festkörper-Laserstab zu erregen, werden die Laserdioden 10a dafür justiert, einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 809 nm zu emittieren. Für das Lasermedium 8 verfügbare Festkörperlasermedien wären zum Beispiel seltenerddotiertes YAG, LiSrF, LiCaF, YLF, NAB, KNP, LNP, NYAB, NPP, GGG und dergleichen. Es ist praktikabel, eine Wellenlänge des Laserstrahls aus dem Festkörperlasermedium durch Verwendung eines Wellenlängenumsetzungselements in Kombination mit dem Festkörperlasermedium umzusetzen. Es kann auch ein Faserlaser angewandt werden, bei dem eine Faser für das Lasermedium anstelle eines Festkörpers verwendet wird. Ferner wird das Lasermedium 8 nicht durch ein Festkörperlasermedium beschränkt und es ist praktikabel, einen Gaslaser zu verwenden, wie zum Beispiel einen Kohlendioxidgaslaser. Auch ist es praktikabel, durch Verwendung eines Wellenlängen umsetzungselements zum Umsetzen einer Wellenlänge der Laserdiode 10a der Lasererregungslichtquelle 10 das Lasermedium 8 auszuschließen. Verfügbare Beispiele für ein Wellenlängenumsetzungselement wären KTP(KTiPO₄); organische nichtlineare optische Medien und anorganische nichtlineare optische Medien, wie etwa KN(KNbO₃), KAP(KASpO₄), BBO und LBO; und polarisationsinvertierende Elemente wie etwa LiNbO₃), PPLN (periodisch gepoltes Lithiumniobat), LiTaO₃ und dergleichen. Ferner ist es zulässig, einen Lasererregungs-Halbleiterlaser eines Up-Conversion-Typs mit einer mit Seltenerdelementen wie etwa Ho, Er, Tm, Sm, Nd und dergleichen dotierten Fluoridfaser zu verwenden.
Mit Bezug auf 5 bis 7 umfaßt die Abtasteinrichtung 14 einen X-Achsen-Scanner 14a, einen Y-Achsen-Scanner 14b und einen Z-Achsen-Scanner 14c in eine Strahlaufweitungsvorrichtung 53 eingebaut. Die Strahlaufweitungsvorrichtung 53 besitzt eine mit dem aus dem Lasermedium 8 austretenden Laserstrahl L koaxiale optische Achse. Der X-Achsen-Scanner 14c und der Y-Achsen-Scanner 14b besitzen zueinander senkrechte Abtastrichtungen. Der Z-Achsen-Scanner 14c besitzt eine Abtastrichtung, die zu beiden Abtastrichtungen des X-Achsen-Scanners 14a und des Y-Achsen-Scanners 14b senkrecht ist. Der X-Achsen-Scanner 14c und der Y-Achsen-Scanner 14b tasten einen Arbeitsbereich WS in zwei Dimensionen mit dem aus dem Lasermedium 8 austretenden Laserstrahl L ab. Der Z-Achsen-Scanner 14c tastet den Werkstückoberflächenbereich WS in einer Axialrichtung mit dem Laserstrahl L ab, indem eine Arbeitsdistanz oder eine Brennweite des Laserstrahls L durch die Strahlaufweitungsvorrichtung 53 verändert wird. In diesem Fall ist es klar, daß der Scanner für die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse auf dieselbe Weise funktionieren können, wenn sie einander ersetzen. In 5 bis 7 ist eine fθ-Linse, die ein Fokussierungslinsensystem ist, nicht gezeigt.
Da das Laserbearbeitungssystem einen Laserstrahl L durch die Verwendung des zweiten Spiegels, d. h. des Y-Achsen-Scanners, auf einer Arbeitsebene fokussiert, ist es üblich, eine fθ-Linse zwischen dem zweiten Spiegel und der Arbeitsebene anzuordnen, um dadurch eine Z-Richtungskorrektur vorzunehmen. Genauer gesagt fokussiert die fθ-Linse den Laserstrahl L immer auf eine ebene Werkstückoberfläche. Falls der Laserstrahl LL so justiert wird, daß er auf eine ebene Oberfläche in der Ebene mit der Werkstückoberfläche WM fokussiert wird, wird wie in 8A gezeigt mit kleiner werdendem Einfallswinkel des Laserstrahls L auf die Werkstückoberfläche WM ein fokussierter Fleck des Laserstrahl L von der Werkstückoberfläche WM wie durch ein Zeichen L' gezeigt entfernt, was zu verminderter Bearbeitungsgenauigkeit führt. Aus den Gründen wird die fθ-Linse verwendet, um ein Offset des fokussierten Flecks des Laserstrahls L zunehmend von der Werkstückoberfläche (d. h. eine Distanz des fokussierten Flecks des Laserstrahls L von der Werkstückoberfläche) gemäß dem Einfallswinkel auf die Werkstückoberfläche WM wie in 8B gezeigt zu variieren. Anders ausgedrückt, wird der Laserstrahl L durch die fθ-Linse justiert, um auf einer konvexen Oberfläche WM' fokussiert zu werden, um dadurch den fokussierten Fleck des Laserstrahls L auf der Werkstückoberfläche WM zu halten.
Falls eine Lasermarkierungsvorrichtung einen Laserstrahl L mit einem Fleckdurchmesser von weniger als 50 μm fokussieren muß, wird bevorzugt, eine solche fθ-Linse zu verwenden. Wenn dagegen die Lasermarkierungsvorrichtung einen Laserstrahl L mit einem Fleckdurchmesser von mehr als 50 μm fokussieren muß, der gewöhnlich etwa 100 μm beträgt, wird eine Korrektur in der Z-Richtung nicht von einer fθ-Linse, sondern von der Aufweitungsvorrichtung ausgeführt. Auf diese Weise kann die fθ-Linse weggelassen werden. Für einen Fleckdurchmesser von weniger als 50 μm ist dagegen der Z-Achsen-Scanner nicht immer effektiv genug, um einen Brennpunkt zu justieren, und die Verwendung einer fθ-Linse ist wesentlich.
Die Abtasteinrichtung 14 dieser Ausführungsform besitzt drei Betriebsarten, nämlich einen Abtastmodus mit kleinem Fleck, in dem die fθ-Linse verwendet wird, einen Abtastmodus mit Standardfleck, in dem der Z-Achsen-Scanner anstelle der fθ-Linse verwendet wird, und einen Abtastmodus mit großem Fleck, in dem der Z-Achsen-Scanner anstelle der fθ-Linse benutzt wird. Im Standard- und Breitfleck-Abtastmodus variiert die Aufweitungsvorrichtung des Z-Achsen-Scanners 14c korrigierend eine Brennweite, um so einen fokussierten Fleck auf der Werkstückoberfläche zu halten. Das heißt, das Offset des fokussierten Flecks, das eine Z-Koordinate ist, hängt unbedingt von X- und Y-Koordinaten ab. Deshalb wird der Laserfleck immer auf einer Werkstückoberfläche fokussiert, indem der Z-Achsen-Scanner bewegt wird, um so einen fokussierten Fleck auf eine mit X-Achsen- und Y-Achsen-Koordinaten korrelierte Z-Koordinate zu justieren. Die Korrelationsdaten werden in dem Speicher 5A (siehe 13A) gespeichert oder können andernfalls in der Speichereinrichtung 5 der Lasersteuereinheit 1 des Laserbearbeitungssystems 100 gespeichert oder daraus transferiert werden. Da sich der fokussierte Fleck des Laserstrahls L gemäß Bewegungen in der X-Achsen- und Y-Achsen-Richtung in der Z-Achsenrichtung bewegt, wird es auf diese Weise ermöglicht, eine Werkstückoberfläche gleichförmig in der Arbeitszone WS einem fokussierten Fleck des Laserstrahls L auszusetzen.
Jeder der Scanner 14a, 14b und 14c besteht aus einem Galvanometerspiegel, der einen Totalreflexionsspiel und einen Motor zum Drehen einer reflektierenden Oberfläche um eine Achse einer Drehwelle des Motors umfaßt. Die Scanner 14a, 4b, 14c sind mit einem Drehstellungssensor zum Erkennen einer Drehstellung einer Drehwelle des Motors ausgestattet, der ein eine Drehstellung der Drehwelle repräsentierendes Signal liefert. Die Scanner-Ansteuerschaltung 52 (siehe 1) steuert die X-Achsen-, Y-Achsen- und Z-Achsen-Scanner 14a, 14b und 14c gemäß Steuersignalen an, die durch die Steuerung 4 der Lasersteuereinheit 1 bereitgestellt werden. Zum Beispiel steuert die Scanner-Ansteuerschaltung 52 Ansteuerströme für die jeweiligen Scanner 14a, 14b und 14c gemäß Steuersignalen, die durch die Steuerung 4 der Lasersteuereinheit 1 bereitgestellt werden. Ferner hat die Scanner-Ansteuerschaltung 52 eine Funktion des Justierens einer Zeitrate des Drehwinkels des Scanners mit Bezug auf das Steuersignal. Diese Justierungsfunktion kann durch ein Halbleiterelement, wie zum Beispiel einen zum Ändern von Parametern für die Scanner-Ansteuerschaltung 52 wirkenden variablen Widerstand, realisiert werden.
Mit Bezug auf 9 bis 11 wird der Z-Achsen-Scanner 14c von der Strahlaufweitungsvorrichtung 53 begleitet, die eine Brennweite so variiert, daß eine Fleckgröße des Laserstrahls L auf einen gegebenen Werkstückoberflächenbereich so klein wie möglich ist. Die Strahlaufweitungsvorrichtung 53, die zwei Linsen oder Linsengruppen an Eingangs- bzw. Ausgangsseiten umfaßt, variiert ihre Brennweite durch Ändern einer relativen axialen Distanz zwischen den zwei Linsen. Anders ausgedrückt variiert die Strahlaufweitungsvorrichtung 53 eine (im folgenden in bestimmten Fällen als Arbeitsdistanz bezeichnete) Brennweite, bei der auf einer gegebenen Werkstückoberfläche eine kleinste Größe des Strahlflecks des Laserstrahls L gebildet wird. Um die Brennweite effektiv zu variieren, wird die Strahlaufweitungsvorrichtung 53 vor dem Galvanometerspiegel des Z-Achsen-Scanners 14c wie in 5 gezeigt angeordnet. Um eine spezifischere Erläuterung zu geben, wird auf 9 bis 11 Bezug genommen. Wie gezeigt, enthält der Z-Achsen-Scanner 14c ein Linsensystem variabler Brennweite mit einer beweglichen Linse oder Linsengruppe 16 an einer Eingangsseite und einer stationären Linse oder Linsengruppe 18 an einer Ausgangsseite. Die bewegliche Linse 16 wird durch einen Antriebsmechanismus mit einem Galvanometer (nicht gezeigt) axial hin- und herbewegt. Der Antriebsmechanismus enthält ein bewegliches Element zum Halten der Linse 16 und eine Spulen- und Magnetbaugruppe zur Bewirkung einer axialen Bewegung des beweglichen Elements. Wie in 9 gezeigt, verlängert das Linsensystem variabler Brennweite seine Brennweite, wenn die Linsen 16 und 18 nahe beieinander gebracht werden, damit hierbei eine Arbeitsdistanz länger wird. Wenn die Linsen 16 und 18 weit voneinander entfernt werden, verkürzt dagegen das Linsensystem variabler Brennweite seine Brennweite um hierdurch eine Arbeitsdistanz zu verkürzen. In diesem Fall können die stationäre Linse und die bewegliche Linse einander ersetzen oder können beide beweglich sein. Das System zur dreidimensionalen Laserbearbeitung, das neben Länge und Breite zur Bearbeitung in einer Richtung der Arbeitshöhe fähig ist, kann eine Methode zum Bewegen einer Fokussierlinse oder eine Methode zum Bewegen einer Laserausgangseinheit oder eines Laserbearbeitungskopfs selbst anstelle der Z-Achsen-Scannerjustierung verwenden. Obwohl die Linsen 16 und 18 relativ zueinander beweglich sind, um ihre Brennweite zu variieren, kann eine der beiden Linsen 16 und 18 fest in dem Weg des Laserstrahls L angeordnet werden.
Der in 5 und 6 gezeigte Laserscanner 14 ist mit einem Distanzzeiger ausgestattet. Wie in 5 und 6 gezeigt, ist der Laserscanner 14 mit einem Distanzzeiger ausgestattet, der Mittel zur Ausrichtung optischer Achsen mit einer Lichtquelle 60 zum Produzieren eines Leitstrahls G und ein justierbares Strahlleitelement 62 in Form eines reflektierenden Spiegels und Distanzzeigemittel mit einer Lichtquelle 64 zum Produzieren eines Zeigestrahls P und einen Zeigerscanner 14d in Form eines auf der Rückseite Y-Achsen-Scanner 14b gebildeten reflektierenden Spiegels und einen stationären Spiegel 66 zum Reflektieren des Zeigestrahls P zu einem Abtastbereich umfaßt. Das Strahlleitelement 62 wird so justiert, daß der Leitstrahl G mit einer optischen Achse des Laserscanners 14 in Ausrichtung gebracht wird. Der Distanzzeiger projiziert einen Fleck des Zeigestrahls P auf eine Linie entlang des Leitstrahls G, um einen Brennpunkt anzuzeigen, auf dem sich ein Abtastlaserstrahl fokussieren soll.
Obwohl bei der obigen Ausführungsform der Laserscanner 14 dreidimensionale Bearbeitung durch Verwendung eines Brennweiten- oder Distanzjustiermechanismus ausführen kann, kann es gestattet werden, einen Arbeitstisch nach oben und unten zu bewegen, um so eine Werkstückoberfläche auf dem Arbeitstisch in eine Brennebene zu bringen, in der der Laserstrahl fokussiert wird. Ähnlich kann der Laserscanner mit einem Mechanismus zum Bewegen des Arbeitstischs in der X- und Y-Richtung ersetzt werden. Diese Abänderung ist für Laserbearbeitungseinrichtungen zur Verwendung mit einem Arbeitstisch anstelle eines Bandfördersystems geeignet.
12 zeigt ein System für dreidimensionale Lasermarkierung als eine Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform. Das Lasermarkierungssystem umfaßt mindestens einen Lasermarkierungskopf 150 als Laserausgangseinheit, eine an den Lasermarkierungskopf 150 angeschlossene und diesen steuernde Steuereinheit 1A und ein Laserbearbeitungsdaten-Einstellungssystem 180, das zur Datenkommunikation mit der Steuereinheit 1A mit der Steuereinheit 1A verbunden ist, wodurch Daten für dreidimensionale Laserbearbeitung, die ein Druckmuster repräsentieren, auf das Lasersteuersystem 180 eingestellt werden. Bei dieser Ausführungsform umfaßt das Laserbearbeitungsdaten-Einstellungssystem 180 einen Computer, auf dem ein Dateneinstellungsprogramm für dreidimensionale Laserbearbeitung installiert ist. Das Laserbearbeitungsdaten-Einstellungssystem 180 kann durch eine programmierbare logische Steuerung (PLC), die mit einer Berührungstafel oder anderer spezialisierter Hardware ausgestattet ist, sowie einen Computer gebildet werden. Das Laserbearbeitungsdaten-Einstellungssystem 180 kann als integrierte Steuerung zum Ausführen der Funktion der Laserbearbeitungsdateneinstellung und der Funktion der Betriebssteuerung einer Laserbearbeitungseinrichtung, wie zum Beispiel des Lasermarkierungskopfs, verwendet werden. Weiterhin kann das Laserbearbeitungsdaten-Einstellungssystem 180 getrennt von der Laserbearbeitungseinrichtung vorgesehen werden, oder integriert als ein einziges Mittel mit der Laserbearbeitungseinrichtung. Zum Beispiel kann das Laserbearbeitungsdaten-Einstellungssystem 180 in Form einer in die Laserbearbeitungseinrichtung integrierten Laserbearbeitungsdaten-Einstellungsschaltung bereitgestellt werden.
Die Steuereinheit 1A ist ferner mit externen Geräten verbunden, wie zum Beispiel einer programmierbaren logischen Steuerung (PLC) 190a, einer Distanzmeßeinrichtung 190b und einer Bilderkennungseinrichtung 190c, sowie mit einem Photodiodensensor (PD) und anderen Sensoren (nicht gezeigt). Die programmierbare logische Steuerung (PLC) 190a steuert das System gemäß einer gegebenen Sequenzlogik. Die Bilderkennungseinrichtung 190c, die einen Bildsensor umfassen kann, erkennt Attribute wie etwa Typ, Position und dergleichen eines in einer Produktionslinie beförderten Werkstücks. Die Distanzmeßeinrichtung 190b, die ein Auslenkungssensor 190b sein kann, erfaßt Informationen bezüglich einer Distanz zwischen einem Werkstück und dem Markierungskopf 150. Diese externen Geräte werden zur Datenkommunikation mit der Steuereinheit 1A verbunden.
Mit Bezug auf 13A zur Darstellung der Architektur des Laserbearbeitungsdaten-Einstellungssystems 180 zum Einstellen von Lasermarkierungs- oder Druckdaten zum Durchführen des Druckens eines planaren Druckmusters in drei Dimensionen als ein Beispiel für die Laserbearbeitungsvorrichtung umfaßt das Laserbearbeitungsdaten-Einstellungssystem 180 eine Eingangseinheit 3, durch die Informationen über einen beabsichtigten dreidimensionalen Druckjob eingegeben werden, eine arithmetische und logische Einheit 80 zum Erzeugen von Laserbearbeitungs- oder Druckdaten auf der Basis der durch die Eingangseinheit 3 eingegebenen Informationen, eine Anzeigeeinheit 82 zum Anzeigen einer Darstellung der erzeugten Laserdruckdaten und eine Speichereinrichtung 5A zum Speichern das Laserdruckdaten. Die Speichereinrichtung 5A besitzt eine Bezugstabelle 5A, die mehrere Kombinationen von Verarbeitungsparametern, die miteinander korreliert sind, enthält. Die Anzeigeeinheit 82 enthält einen Objektanzeigeteil 83 zum Anzeigen einer Werkstückoberfläche eines Objekts in drei Dimensionen und einen Kopfanzeigeteil 84 zum Anzeigen eines Lasermarkierungskopfs beim Anzeigen einer Werkstückoberfläche eines Objekts auf dem Objektanzeigeteil 83. Die Eingangseinheit 3 enthält ein Bearbeitungsbedingungs-Einstellungsmittel 3C zum Eingeben von Druckbedingungen, die notwendig sind, um ein gegebenes Drucken in einem gewünschten Muster auszuführen. Genauer gesagt erfüllt das Bearbeitungsbedingungs-Einstellungsmittel 3C die Funktion von Eingeben von Informationen über ein Profil einer dreidimensionalen Werkstückoberfläche über Werkstückoberflächenprofil-Eingangsmittel 3A, die Funktion von Eingeben von Informationen über ein Prozeßmuster, wie zum Beispiel ein Druckmuster, über ein Bearbeitungsmuster-Eingangsmittel 3B, die Funktion von Erzeugen eines Prozeßblocks mehrerer Prozeßmuster zur Blockverarbeitung über Prozeßblockerzeugungsmittel 3F, die Funktion von Gruppieren der durch das Prozeßblock-Erzeugungsmittel 3F hergestellten Blöcke über das Blockgruppierungsmittel 3J und die Funktion des Justierens einer Position eines Bearbeitungsmusters auf einer Werkstückoberfläche über das Positionsjustierungsmittel 3K. Weiterhin führt das Werkstückoberflächenprofil-Eingabemittel 3A die Funktionen des selektiven Spezifizierens elementarer Profile über das Spezifikationsmittel 3A für elementare Profile und die Funktion des Importierens von Informationen über ein Profil einer Werkstückoberfläche repräsentierende dreidimensionale Daten aus einem externen Gerät über das 3D-Dateneingabemittel 3B aus. Der Speicherteil 5A, der der in 1 gezeigten Speichereinrichtung 5 entspricht und Daten speichert, die die Informationen über ein Profil einer dreidimensionalen Werkstückoberfläche, einen gegebenen Prozeß oder ein gegebenes Druckmuster, Bearbeitungsmuster und dergleichen, die durch die Eingangseinheit 3 eingegeben werden, repräsentieren, kann einen Halbleiterspeicher umfassen, sowie ein Speichermedium wie etwa eine Festspeichereinrichtung. Die Anzeigeeinheit 82 kann ausschließlich für das System zur dreidimensionalen Laserbearbeitung vorgesehen werden oder kann ein Monitor eines mit dem System zur dreidimensionalen Laserbearbeitung verbundenen Computers sein.
Die arithmetische und logische Einheit 80, die eine hochintegrierte Schaltung oder eine integrierte Schaltung zur Datenverarbeitung umfaßt, besitzt ein Bearbeitungsdatenerzeugungsmittel 80K zum Erzeugen von tatsächlichen Bearbeitungsdaten, ein Anfangspositionseinstellungsmittel 80L zum Bestimmen einer anfänglichen Endposition auf einer Werkstückoberfläche, auf deren eine Darstellung dreidimensionaler Bearbeitungsdaten auf der Anzeigeeinheit 82 ausgerichtet wird, ein Detektionsmittel 80B für defekte Oberflächenbereiche zum Erkennen eines defekten Werkstückoberflächenbereichs, der nur auf defekte Weise durch Ausführungen von Kalkulationen bearbeitbar oder unbearbeitbar ist, ein Hervorhebemittel 80I zum Anzeigen einer Werkstückoberfläche mit defekten Werkstückoberflächenbereichen unterschiedlich von einem bearbeitbaren Werkstückoberflächenbereich hervorgehoben und ein Warnmittel 80J zum Geben einer Warnung, daß ein Bearbeitungsmuster mit einem defekten Werkstückoberflächenbereich auch nur teilweise festgelaufen ist, wenn das Bearbeitungsmuster durch das Bearbeitungsbedingungs-Einstellungsmittel 3C eingestellt wird. Gegebenenfalls besitzt die arithmetische und logische Einheit 80 ein Bearbeitungsbedingungs-Einstellungsmittel 80C zum Einstellen von Bearbeitungsbedingungen dergestalt, daß die Anwendung von Laserbearbeitung auf dem defekten Werkstückoberflächenbereich ermöglicht wird, und Koordinatenumsetzungsmittel zum Umsetzen von Informationen über ein Ebenenbearbeitungsmuster in spezielle dreidimensionale Spezialkoordinatendaten, um so das virtuelle Passen eines Bearbeitungsmusters auf eine dreidimensionelle Werkstückoberfläche zu bewirken.
Obwohl in 13A das Laserbearbeitungsdaten-Einstellungssystem 180 durch spezielle Hardware gebildet wird, kann die Laserbearbeitungsdaten-Einstellung auch durch Verwendung von Software ausgeführt werden. Insbesondere kann man wie in 12 gezeigt eine Vielzweckcomputer mit einem darin installierten Laserbearbeitungsdaten-Einstellungsprogramm verwenden. Obwohl das Laserbearbeitungsdaten- Einstellungssystem 180 und die Laserbearbeitungsvorrichtung 100 separat bereitgestellt werden, können sie außerdem als eine Einheit integriert werden. Das Bearbeitungsdaten-Erzeugungsmittel 80K ist in das Laserbearbeitungsdaten-Einstellungssystem 180 integriert. Das heißt, die Funktion des Bearbeitungsdaten-Erzeugungsmittels 80K wird durch einen Vielzweckcomputer mit dem darin installierten Laserbearbeitungsdaten-Einstellungsprogramm realisiert, der als Laserbearbeitungsdaten-Einstellungssystem 180 verwendet wird. Wie in 13B gezeigt, kann das Bearbeitungsdaten-Erzeugungsmittel 180K jedoch auch zusätzlich zu dem Bearbeitungsdatenerzeugungsmittel 80K des Laserbearbeitungsdaten-Einstellungssystems 180 in die Steuereinheit 1A des Laserbearbeitungssystems 100 integriert werden. Durch dieses funktionale Merkmal können sowohl das Laserbearbeitungsdaten-Einstellungssystem 180 als auch das Laserbearbeitungssystem 100 individuell Laserbearbeitungsdaten erzeugen und die Laserbearbeitungsdaten transferieren, editieren bzw. anzeigen. Bei der in 13B gezeigten Ausführungsform erzeugt das Bearbeitungsdaten-Erzeugungsmittel 180K des Laserbearbeitungssystems 100 Laserbearbeitungsdaten und transferiert sie zu dem Bearbeitungsdaten-Erzeugungsmittel 80K des Laserbearbeitungsdaten-Einstellungssystems 180 und der Anzeigeeinheit 82. Wie in 13C gezeigt, ist es weiterhin natürlich auch praktikabel, nur das in die Steuereinheit 1A des Laserbearbeitungssystems 100 integrierte Datenerzeugungsmittel 180K bereitzustellen.
Die folgende Beschreibung betrifft eine Sequenz des Erzeugens eines Druckmusters aus Zeicheninformationen, die durch das Bearbeitungsbedingungs-Einstellungsmittel 3C eingegeben werden, mittels Ausführung eines Laserbearbeitungsdaten-Einstellungsprogramms. Bei der Erläuterung der Sequenz wird auf 14 und 15 Bezug genommen, worin als Beispiel ein Benutzerober flächenfenster dargestellt ist. In den individuellen Benutzeroberflächenfenstern kann ein Layout von Dialogboxen, Schaltflächen, Reiter-Keys und dergleichen des Benutzeroberflächenfensters auf geeignete Weise im Bezug auf Ort, Form, Größe, Farbe, Muster und/oder dergleichen geändert werden. Das Layout von Elementen des Fensters kann geändert werden, um so für klare Sicht, leichte Bewertung und leichte Beurteilung geeignet zu sein. Zum Beispiel wird nicht verhindert, in diesem Zusammenhang. ein separates Fenster zur Detaileinstellung und/oder zum Öffnen mehrerer Fenster oder Dialogboxen zu verwenden. Der Betrieb von Schaltflächen und Dialogboxen, das Auswählen von Befehlen und Zahlen in Boxen erfolgt durch die Eingangseinheit 3, die mit einem Computer verbunden ist, in dem das Laserbearbeitungsdaten-Einstellungsprogramm installiert ist. In der folgenden Beschreibung umfaßt der Ausdruck „eine Schaltfläche betätigen" das Betätigen einer Schaltfläche beim physischen direkten Kontakt damit oder das Anklicken einer Schaltfläche durch die Eingangseinheit. Die die Eingangseinheit 3 bildende Eingangs-/Ausgangseinrichtung kann mit dem Computer vereinigt werden sowie durch drahtlose Kommunikation oder Kabelkommunikation mit dem Computer verbunden werden. Die Eingangs-/Ausgangseinrichtung kann eine beliebige kommerziell erhältliche Zeigeeinrichtung sein, wie etwa eine Maus, eine Tastatur, ein Slidepad, ein Trackpoint, ein Tablett, ein Joystick, eine Konsole, ein Jogdial, eine Digitalisierungsvorrichtung, ein Lightpen, eine Tastatur mit Lasererregungslichtquelle 10 Tasten, ein Berührungspad usw. und kann nicht nur zur Verwaltung des Programms verwendet werden, sondern auch für den Betrieb der Hardware der Laserbearbeitungsvorrichtung. Weiterhin kann man bewirken, daß sie ein Benutzeroberflächenfenster auf einem Berührungsschirm oder einer Berührungstafel anzeigt, der bzw. die als Bildschirm der Anzeigeeinheit 82 verwendet wird, um es so Benutzern zu ermöglichen, das Fenster zur Schaltflächenbetätigung physisch mit einem Finger zu berühren. Es kann auch bewirkt werden, daß sie eine Spracheingabeeinrichtung oder andere existierende Einrichtungen individuell oder in Kombination verwendet.
Das Laserbearbeitungsdaten-Einstellungsprogramm ist dafür ausgelegt, dreidimensionale Laserbearbeitungsdaten zu editieren. Mit Rücksicht auf Benutzer, die nicht mit dreidimensionaler Dateneditierung vertraut sind, kann das Laserbearbeitungsdaten-Einstellungsprogramm jedoch dafür ausgelegt werden, in zwei Editierbetriebsarten zu laufen, nämlich einem zweidimensionalen Editiermodus (2D-Editiermodus) und einem dreidimensionalen Editiermodus (3D-Editiermodus). Der 2D-Editiermodus, der ein narrensicherer Vorgabemodus beim Herauffahren des Laserbearbeitungsdaten-Einstellungsprogramms ist, verhindert, daß Benutzer, die nicht sehr mit 3D-Dateneditierung vertraut sind, verwirrt werden. In diesem Fall erscheint wie zum Beispiel in 14 und 15 gezeigt ein Indikator 2D oder 3D für den aktuellen Modus als Alternative in einer Indikationsbox 270 für den aktuellen Modus durch Betätigen einer Editiermodus-Schaltfläche 272. Es ist praktikabel, das Laserbearbeitungsdaten-Einstellungsprogramm so zu konfigurieren, daß ein Vorgabeeditiermodus selektiv zwischen 2D- und 3D-Editiermodus umgeschaltet wird. Durch diese Konfiguration wird es für fortgeschrittene Benutzer leicht, automatisch beim Herauffahren des Laserbearbeitungsdaten-Einstellungsprogramms den 3D-Editiermodus zu wählen. Auf der anderen Seite ist die Editiermodus-Schaltfläche 272 mit 3D markiert, was bedeutet, daß ein aktuelles Fenster in den 3D-Editiermodus umschaltbar ist, wenn das aktuelle Fenster sich im 2D-Editiermodus befindet, oder mit 2D, was bedeutet, daß ein aktuelles Fenster in den 2D- Editiermodus umschaltbar ist, wenn das aktuelle Fenster sich im 3D-Editiermodus befindet. Gemäß dem 2D-Editiermodus, der 3D-Anzeige und 3D-Editieren eines Objekts begrenzt oder ausschließt, ermöglicht das Editier- und Anzeigefenster Benutzern, nur zweidimensionale Bearbeitungsdaten einzustellen und zu editieren, so daß das Editier- und Anzeigefenster vereinfacht ist und verbesserte Bedienbarkeit bereitstellt. Der 2D-Editiermodus ermöglicht es Benutzern, ein vorläufiges Editieren zweidimensionaler Bearbeitungsdaten auf dem Editieranzeigefenster im 3D-Editiermodus auszuführen, und zwar nicht direkt auf dem 3D-Editieranzeigemodus, mit dem reguläre Benutzer nicht vertraut sind, und nachfolgend die zweidimensionalen Bearbeitungsdaten auf dem Editieranzeigefenster im 3D-Editiermodus nachzueditieren, um dadurch dreidimensionale Bearbeitungsdaten zu erhalten. Auf diese Weise erleichtert das Editieranzeigefenster die Bedienung und gewährt verbesserte Bedienbarkeit.
Die Editieranzeigefenster im 2D-Editiermodus und im 3D-Editiermodusfenster (siehe 14 bzw. 15) sehen fast ähnlich aus. Wenn das 2D-Editiermodusfenster erscheint, wird ein 3D-Einstellenreiter 204i zum Einstellen eines dreidimensionalen Profils grau und ist gesperrt. Der 3D-Einstellenreiter 204i wird bei einem Wechsel aus dem 2D-Editiermodusfenster (14) zu dem 3D-Editiermodusfenster (15) freigegeben. Auf diese Weise wird das Benutzeroberflächenfenster sanft von dem 2D-Editiermodus in den 3D-Editiermodus und umgekehrt umgeschaltet, indem setzbaren Elementen Einschränkungen auferlegt werden, aber ohne einhergehende signifikante Veränderungen des Aussehens.
Wie gerade beschrieben wurde, können, da das Benutzeroberflächenfenster im 2D-Editiermodus und im 3D-Editiermodus fast dasselbe ist, dreidimensionale Laserbearbeitungsdaten mit demselben Kniff wie die zweidimensionalen Laserbearbeitungsdaten eingerichtet und editiert werden. Bei der Einstellung von dreidimensionalen Laserbearbeitungsdaten werden in dem 3D-Modus-Benutzeroberflächenfenster genauso wie beim 2D-Modus-Benutzeroberflächenfenster eine Zeichengröße und ein Profil eines Druckmusters spezifiziert. Danach werden Informationen über ein dreidimensionales Profil mit den Einstellungen des zweidimensionalen Profils kombiniert, um dreidimensionale Laserbearbeitungsdaten bereitzustellen. In diesem Fall kann der Benutzer tatsächliche Druckdaten setzen, während er voll von vorne eine zweidimensionale Darstellung der von einer Seite des Laserbearbeitungskopfs aus gesehenen Laserbearbeitungsdaten und eine dreidimensionale Darstellung der in einer beliebigen spezifischen Richtung betrachteten Bearbeitungsdaten sieht, die alternativ aufgehängt werden. Durch die Benutzeroberflächenfenster können Benutzer, die nur mit zweidimensionaler Laserbearbeitungsdateneinstellung und -editierung Erfahrung haben, auf einfache Weise dreidimensionale Laserbearbeitungsdaten einrichten und editieren.
Zur Erläuterung von Elementen, die das Bearbeitungsbedinungs-Einstellungsmittel 3C des Benutzeroberflächenfensters mit Bezug auf 14 und 15 bilden, enthält das Benutzeroberflächenfenster ein Editieranzeigefenster 202 auf der linken Seite davon und eine Druckmuster-Eingabedialogbox 205 auf der rechten Seite davon. Das Editieranzeigefenster 202 zeigt Daten eines Editierdruckmusters an. Die Druckmuster-Eingabe-Eingabedialogbox 204 enthält verschiedene Schaltflächen, Reiter-Keys und Bereiche zum Spezifizieren von Druckbedingungen. Insbesondere sind in dem Fenster Einstellungselemente-Auswahlreiter vorgesehen, darunter ein Reiter 204h für grundlegende Einstellungen, der 3D-Einstellungsreiter 204i und ein Detaileinstellungsreiter 204j, die selektiv freigegeben werden. In der in 14 gezeigten Druckmustereingabedialogbox 204 ist der Reiter 204h für grundlegende Einstellungen als Vorgabe freigegeben, und die übrigen Reiter 204i und 204j sind verborgen. Ferner sind in der Druckmustereingabedialogbox 204 mehrere Menuboxen und Boxen vorgesehen, nämlich eine Druckkategorieselektionsbox 204a, eine Textbox 204b, eine Detail-Eingabe-Eingabe-Dialogbox 204c und eine Drucktypmenubox 204q. In dem Drucktypmenu 204a wird eine Druckkategorie, die der Benutzer spezifizieren möchte, aus einem Pull-Down-Menu ausgewählt, das Zeichenkette, Symbollogo und Druckeroperation enthält. In 14 wird als Vorgabe Zeichenkette gewählt. In der Zeichendaten-Menubox 204d wird ein Drucktyp, den ein Benutzer spezifizieren möchte, aus einem Pull-Down-Menu ausgewählt, das Zeichen, Strickcode, 2D-Code und RSS'CC (Reduces Space Symbology Composite Code) enthält. In der Typ-Menubox 204q wird gemäß der gewählten Druckkategorie ein bestimmter Typ aus einem Pull-Down-Menu spezifiziert. Das Typ-Menu zeigt verschiedene Fonttypen, wenn Zeichen ausgewählt wird; CODE39, ITF, 2 von 5, NW7, JAN, Code 28 und dergleichen, wenn Strichcode ausgewählt wird; QR-Code, Mikro-QR-Code, Datenmatrix und dergleichen für den 2D-Code; und RSS-14, CC-A, RSS Stacked, RSS Stacked CCA, RSS Limited, RSS Limited CC-A und dergleichen wenn RSS'CC ausgewählt wird. In der Textbox 204b werden Zeichen, die der Benutzer möchte, eingetippt. Wenn als ein Drucktyp in der Zeichendaten-Menubox 204d Zeichen ausgewählt wird, werden die eingetippten Zeichen so wie sie sind als eine Zeichenkette gedruckt. Wenn dagegen als ein Drucktyp in der Zeichendaten-Menubox 204d Symbol gewählt wird, werden die getippten Zeichen gemäß einem gewählten Typ von Symbol in einem Druckmuster codiert. Das Druckmuster wird in dem Bearbeitungsbedingungs-Einstellungsmittel 3C erzeugt oder kann ansonsten in dem Bearbeitungsdaten-Erzeugungsmittel 80K der arithmetischen und logischen Einheit 80 erzeugt werden.
In der Detail-Eingabe-Eingabe-Dialogbox 204c sind drei Reiter vorgesehen, nämlich der Daten-Drucken-Reiter 204e, der Größe-Position-Reiter 204f und der Druckbedingungs-Reiter 402g, um Details von Druckbedingungen zu spezifizieren. In dem in 14 gezeigten 2D-Modus-Editieranzeigefenster 202 wird ein QR-Code in der Zeichendaten-Menubox 204d ausgewählt und es werden entsprechend eine Zellengröße, eine Linienstärke des Zeichens, ein Prozentsatz der Fehlerkorrektur und eine Versionsnummer quantifiziert. Ferner sind Kreuzboxen zur Auswahl von Auto-Modus, Rückwärts und Paßwort vorgesehen.
Bei der Auswahl der Druckeroperation in der Druckkategorie-Menubox 204a wird freigegeben, einen Druckstil in einem Pull-Down-Operationsmenu auszuwählen, das Fixpunkt, gerade Linie, gestrichelte Linie, Kreis/Ellipse im Uhrzeigersinn, Kreis/Ellipse entgegen dem Uhrzeigersinn, zentrierter Punkt und dergleichen enthält. In der Druckeroperationskategorie erscheint die Detaileinstellungsbox 278c anstelle der Detail-Eingabe-Eingabe-Dialogbox 204c zum Spezifizieren eines Orts der Linie, wie zum Beispiel einer geraden Linie, eines Kreisbogens oder dergleichen in Koordinaten wie gezeigt. Zum Beispiel zeigt 16 das Editieranzeigefenster 202, in dem gestrichelte Linie ausgewählt wird. 17 zeigt das Editieranzeigefenster 202, in dem Kreis/Ellipse im Uhrzeigersinn ausgewählt wird. 18 zeigt das Editieranzeigefenster 202 im 3D-Editiermodus, in dem eine Linie in drei Dimensionen angezeigt wird.
Das Laserbearbeitungssystem wird nicht nur auf den Zeichendruck angewandt, sondern auch auf das Drucken von Bilddaten, die Symbole wie etwa Logos und Graphiken darstellen, wie in 19 und 20 gezeigt. Genauer gesagt erscheinen bei der Auswahl von „Logographics" in der Kategorie-Menubox 204a ein Druckmuster-Dialogreiter 217 und ein Druckbedingungs-Einstellungsreiter 218. In dem in 19 gezeigten Druckmuster-Dialogreiter 217 spezifiziert der Benutzer einen zu importierenden externen Dateinamen und Details eines gewählten Druckmusters. Es ist zweckmäßig, externe Dateien von Logos und Graphiken in Form von Rasterbilddaten oder Vektorgraphikdaten zuvor bereitzustellen. Ferner spezifiziert der Benutzer in dem Druckbedienungs-Einstellungsreiter 218 von 20 Details von Druckbedingungen.
Auf diese Weise werden Druckmusterdaten in bezug auf einen Druckblock festgelegt. Es können mehrere Druckblöcke vorgesehen werden. Das heißt, ein Werkstückoberflächenbereich oder Druckbereich wird zum Bedrucken unter verschiedenen Druckbedingungen jeweils in mehrere Druckblöcke aufgeteilt. Es können mehrere Druckblöcke auf einem einzigen Werkstück gesetzt werden, und gleichzeitig ein Druckblock auf jedem von mehreren Werkstücken in dem Werkstückoberflächenbereich. Wie in 14 und 15 gezeigt, erfolgt die Einstellung eines Druckblocks durch das Blockeinstellungsmittel, wie zum Beispiel eine Blocknummer-Spin-Box 216 mit Zahlenänderungsschaltflächen, die sich über der Druckmuster-Eingabe-Dialogbox 204 befinden, nämlich eine Vergrößerungsschaltfläche mit der Markierung „>", eine Verkleinerungsschaltfläche mit der Markierung „<", eine Maximierungsschaltfläche mit der Markierung „>>" und eine Minimierungsschaltfläche mit der Markierung „<<" zum Ändern einer Blocknummer. Um eine Blocknummer in der Blocknummer-Spin-Box 216 zu spezifizieren, wird die Vergrößerungsschaltfläche oder die Verkleinerungsschaltfläche betätigt, um eine Blocknummer in Schritten von Eins zu verkleinern bzw. zu vergrößern. Beim Betätigen der Maximierungsschaltfläche oder der Minimierungsschaltfläche springt die aktuelle Blocknummer in der Blocknummer-Spin-Box 216 zu einer kleinsten Blocknummer (z. B. 0 bei dieser Ausführungsform) oder einer größten Blocknummer (z. B. 255 bei dieser Ausführungsform). Andernfalls kann bewirkt werden, daß eine Blocknummer spezifiziert wird, indem eine gewünschte Blocknummer in die Blocknummer-Spin-Box 216 eingegeben wird. Das in 14 gezeigte Editieranzeigefenster 202 zeigt einen QR-Code durch Spezifizieren einer Blocknummer von 000 an. Das in 15 gezeigte Editieranzeigefenster 202 ist mit drei darin besetzten Druckblöcken ausgestattet, worin ein QR-Code, ein Strickcode und eine Zeichenkette durch Spezifizieren der Blocknummer 000, 001 bzw. 002 angezeigte werden. Beim Freigeben des Daten-Drucken-Reiters 204e erscheint die Daten-Drucken-Dialogtafel zum Spezifizieren einer Höhe des Strichcodes, einer schmaleren Breite, einer Balkendicke, eines Dickeverhältnisses von dünnen und dicken Strichen und dergleichen. Je nach Fall können Zifferprüfen und Umkehrung spezifiziert werden. Ein Layout von Druckblöcken kann wünschenswerterweise durch Justierung von Orten der Druckblöcke (Zentrierung von Druckblöcken, rechts- und linksbündige Druckblöcke, gleichmäßige Verteilung von Druckblöcken), Überlagerungsanordnung von Druckblöcken und Positionierung von Druckblöcken geändert werden. Zum Beispiel zeigt 21 drei Druckblöcke, die mittenbündig in einer Querrichtung und in einer vertikalen Richtung in dem Editieranzeigefenster 202 gleichmäßig verteilt sind. Es kann die Positionierung eines Druckblocks durch Koordinaten bewirkt werden. Zum Beispiel zeigt 21 eine Zeichenkette, die durch eine Blocknummer spezifiziert wird, die durch Tippen von X- und Y-Koordinaten im numerischen Wert in Größenpositionsboxen einer Größenpositionstafel spezifiziert wird, die erscheint, wenn der Größenpositionsreiter 204f freigegeben ist. Die Größenpositionstafel enthält Schaltflächen zum Spezifizieren eines Zeichenformats, darunter eine Zeichenhöhe, eine Zeichenbreite, ein Zeichenabstand und dergleichen. Es kann auch bewirkt werden, Schreibrichtungen und inneren und äußeren Durchmesser einer Säule beim Bedrucken einer dreidimensionalen säulenförmigen Werkstückoberfläche zu spezifizieren.
22 zeigt ein Blocklistenfenster. Das Blocklistenfenster erscheint bei der Auswahl eines Editierbefehls in dem Menubalken (siehe 15), um ein Pull-Down-Menu anzuzeigen, und dann bei der Auswahl der Blockliste in dem Menu. In der Blockliste können das Rücksetzen eines spezifizierten Druckblocks, das Löschen eines spezifizierten Druckblocks, das Hinzufügen eines neuen Druckblocks durchgeführt werden. Es kann bewirkt werden, eine Batch-Transformation von Profilen von Druckblöcken auszuführen. Falls der Benutzer eine Transformation von drei Druckblöcken durchführen möchte, die zwei kreisförmige Kegel und eine Kugel, wie in 23 gezeigt, umfassen, beispielsweise in drei säulenförmige Druckblöcke, erscheint wie in 24 gezeigt bei der Betätigung einer Schaltfläche 274 für 3D-Profil-Batch-Transformation, die sich am unteren Rand eines Werkzeugbalkens auf der linken Seite des Editieranzeigefensters 202 befindet, ein 3D-Profil-Batch-Transformationsfenster 275. Das 3D-Profil-Batch-Transformationsfenster 275 enthält eine aktuelle Druckblockliste, die individuelle Druckblöcke zusammen mit einer Blocknummer, Positionskoordinaten, einem Graphiktyp und einer Zeichenkette beschreibt. Nach der Auswahl beliebiger der Druckblöcke, die der Benutzer transformieren möchte, durch Ankreuzen einer Ankreuzbox des Druckblocks wird ein Profil, in das der Benutzer den gewählten Druckblock transformieren möchte, aus einem Pull-Down-Menu einer Profil-Menubox 276 ausgewählt, die eine Ebene, eine Säule, eine Kugel, einen kreisförmigen Kegel, 3D-Verarbeitungsmaschine, ZMAP usw. enthält. Wenn der Benutzer alle Druckblöcke kollektiv in ein spezifisches Profil transformieren möchte, spezifiziert der Benutzer nach der Auswahl einer Batch-Transformations-Block-Profilen-Ankreuzbox 277 Einzelheiten des Profils in der Dialogbox. Mit Bezug auf das in 24 gezeigte Beispiel wählt der Benutzer eine Säule als ein Profil aus, in das der Benutzer den gewählten Druckblock in der Profil-Menubox 276 transformieren möchte und spezifiziert danach einen Durchmesser und eine Druckoberfläche in der Durchmesser-Spin-Box und einer Druckseitenmenubox in der Block-Profil-Batch-Transformationsdialogbox. Wenn eine OK-Schaltfläche betätigt wird, erscheint ein Editieranzeigefenster 202, um drei säulenförmige Druckblöcke mit denselben Durchmessern alle zusammen wie in 71 gezeigt anzuzeigen. Diese Batch-Transformationsfunktion ermöglicht leichte Bedienung und spart Arbeit bei der Druckblocktransformation.
26 bis 34 zeigen die Funktion des Gruppierens mehrerer Druckblöcke zu einer Druckgruppe, um Druckbedingungen, wie etwa Laserleistung und Abtastgeschwindigkeit gruppenweise einzurichten. 26 und 27 zeigen Editieranzeigefenster 202, in denen durch das Druckblockerzeugungsmittel 3F erzeugte mehrere Druckblöcke in zwei bzw. drei Dimensionen angezeigt werden. In diesem Fall ermöglicht ein Druckblock nur eine einzige Druckzeile. Wenn jedoch gefordert wird, zwei oder mehr Zeilen in einem Druckblock zu drucken, werden deshalb mehrere Druckblöcke nebeneinander hergestellt, so wie sie in einem vereinigten Druckblock vorliegen. Wie in 26 und 27 gezeigt, werden ein säulenförmiger Druckblock einer Zeichenkette „ABCDE" (Druckblock B1, der durch eine Blocknummer 000 identifiziert wird) und ein säulenförmiger Druckblock einer Zeichenkette „ABCDE" (Druckblock B2, der durch eine Blocknummer 001 identifiziert wird) auf einer säulenförmigen Werkstückoberfläche hergestellt und vertikal nebeneinander eingerichtet. Es werden Druckbedingungen für die individuellen Druckblöcke B1 und B2 spezifiziert. In der Vergangenheit mußten Benutzer Druckbedingungen druckblockweise spezifizieren. In einem solchen Fall sind, da die Druckblöcke B1 und B2 auf ein einziges Werkstück angewandt werden, viele Druckbedingungen häufig bei dem Druckblöcken B1 und B2 gemeinsam. Wenn dieselben Druckbedingungen auf die herkömmliche Weise druckblockweise spezifiziert werden, ist der Vorgang des Spezifizierens der Druckbedingungen etwas schwierig. Insbesondere falls eine große Anzahl von Druckblöcken festgelegt wird, müssen dieselben Druckbedingungen wieder und wieder eingegeben werden. Dies ist ein zeitaufwendiger Vorgang. Um dieses Problem zu vermeiden, verwendet man das Verarbeitungsblock-Gruppierungsmittel 3J, um mehrere Druckblöcke zu einer Druckgruppe zu gruppieren, um es dadurch Benutzern zu ermöglichen, Druckbedingungen druckgruppenweise zu spezifizieren.
Wie in 28 gezeigt, wird nach dem Auswählen einer Druckblock-Gruppierungs-Ankreuzbox in der Gruppierungsdialogbox 250 und nach dem Auswählen eines Druckblocks, den der Benutzer gruppieren möchte, durch seine Druckblocknummer, eine Gruppennummer in der Gruppennummer-Spin-Box 252 spezifiziert. Die Auswahl eines Druckblocks, der gruppiert werden soll, wird erzielt durch Definieren eines den Druckblock enthaltenden Werkstückoberflächenbereichs in dem Editieranzeigefenster 202 unter Verwendung eines Zeigegeräts, wie etwa eines Mauszeigers wie in 29 gezeigt und anschließendes Betätigen der Gruppen-Schaltfläche 253. Nach dem Definieren des Werkstückoberflächenbereichs oder dem anderweitigen Zeigen auf mehrere Druckblöcke, die der Benutzer gruppieren möchte, mit einem Mauszeiger, betätigt der Benutzer die rechte Maustaste, um ein Pop-Up-Menu 256 aufzurufen. Wie in 30 gezeigt, erscheint bei der Auswahl von Gruppierung in dem Pop-Up-Menu 256 ein Pull-Down-Menu 257, das Gruppieren, Entgruppieren und Neugruppieren auflistet. Dann wird Gruppieren in dem Pull-Down-Menu 257 ausgewählt. Jedesmal, wenn Druckblöcke gruppiert werden, wird den Gruppen automatisch eine Gruppennummer von 000 an in der Gruppierungsreihenfolge zugewiesen. Bei dieser Ausführungsform wird eine Gruppierung von bis 245 Gruppen erlaubt. Durch diese Gruppierungsfunktion können Benutzer Druckbedingungen kollektiv gruppenweise spezifizieren. In einem in 59 gezeigten Beispiel wird auf die Druckblöcke B1 und B2 gezeigt, um sie als eine Gruppe G1 in dem Editieranzeigefenster 202 im 2D-Editiermodus zu gruppieren, und es wird der Gruppe eine Gruppennummer (in diesem Beispiel 000) durch Spezifizieren einer Nummer in einer Gruppierungsdialogbox 250 der Druckmustereingabedialogbox 204 zugewiesen. Als Ergebnis erscheint ein Druckgruppenrahmen oder eine Box GW, um einen Bereich der Druckblockgruppe G1 anzugeben, der Doppelzeichenketten einschließt, die gruppiert werden. Wie in 30 und 31 gezeigt, kann der Rahmen oder die Box von einem Druckblockrahmen bzw. einer Druckblockbox BW, die einen einzigen Druckblock einschließt, in einen Druckgruppenrahmen oder eine Druckgruppenbox GW umgeändert werden, der bzw. die gruppierte Druckblöcke einschließt. Auf diese Weise werden zwei Zeichenketten „abcde" und „ABCDE" behandelt, als ob sie eine sind. Das Bild von Rahmen oder Box kann zwischen Druckblockrahmen oder Druckblockbox und Druckgruppenrahmen oder Druckgruppenbox identisch sein oder anders aussehen. Beim Anzeigen des Druckblockrahmens oder der Druckblockbox BW durch eine feine Linie und des Druckgruppenrahmens bzw. der Druckgruppenbox GW durch einen fette Linie erscheinen dieser Druckblockrahmen bzw. die Druckblockbox BW und der Druckgruppenrahmen bzw. die Druckgruppenbox GW scharf unterschiedlich. Weiterhin können diese Rahmen oder Boxen durch Linienstile wie etwa durchgezogene Linie und gestrichelte Linie, Linienfarben oder dergleichen unterschieden werden. Es ist wünschenswert, die Gruppierungsoperation in dem Editieranzeigefenster 202 wie in 28 im 2D-Editiermodus zu erzielen, da die 2D-Repräsentation eines Druckblocks einfach und leicht auszuwählen ist. Es ist jedoch praktikabel, die Gruppierungsoperation in dem Editieranzeigefenster 202 wie in 29 gezeigt im 3D-Editiermodus zu erzielen.
Die Gruppierungsfunktion ist nicht nur zum Gruppieren von Druckblöcken oder Druckgruppen nebeneinander effektiv, sondern auch zum Gruppieren von Druckblöcken oder Druckgruppen in einem Abstand voneinander. Wie in 33 gezeigt, worin der Fall dargestellt ist, daß drei Gruppen, die jeweils Doppelzeichenketten „abcde" und „ABCDE" umfassen, auf eine Oberfläche einer Dose gedruckt werden, werden drei Druckblöcke der Zeichenkette „abcde" B3, B4 und B5 zu einer Gruppe G2 gruppiert und drei Druckblöcke der Zeichenkette „ABCDE" B6, B7 und B8 werden zu einer Gruppe G3 gruppiert. Diese Gruppierung ermöglicht ein verschiedenes Spezifizieren der Druckdichte zwischen den Zeichenketten „abcde" und „ABCDE". Auf diese Weise können Druckblöcke nach Druckbedingung gruppiert werden, sowie nach Druckmuster wie etwa Zeichen, Logos oder dergleichen. 34 zeigt den Fall, daß mehrere Druckblöcke zu verschiedenen Gruppen für zwei oder mehr Werkstücke gruppiert werden. Genauer gesagt werden wie gezeigt verschiedene Druckmuster auf Werkstucke W1, W2 und W3 gedruckt, und auf das Werkstück W1 wird eine Gruppe von Doppelzeichenketten „abcde" und „ABCDE" gedruckt. Die Werkstücke W2 und W3 können in identischen Druckmustern und unter denselben Bedingungen bedruckt werden. Folglich können mehrer Werkstücke und mehrere Druckblöcke in beliebiger Kombination zusammen gruppiert werden. Die gruppierten Druckblöcke oder Druckgruppen können durch Betätigen der Entgruppierungsscrtaltfläche 254 in der in 59 gezeigten Gruppierungsdialogbox 250 oder durch Auswählen der Entgruppierungsfunktion in dem Pull-Down-Menu 257 wie in 61 gezeigt entgruppiert werden. Die Entgruppierungsfunktion ist zweckmäßig, falls der Benutzer einen oder mehrere gruppierte Druckblöcke entgruppieren möchte, um sie im Bezug auf Druckbedingung unterschiedlich in bezug auf die übrigen Druckblöcke zu spezifizieren.
Wieder mit Bezug auf 14 wird die Werkstückoberflächenprofilierung möglicherweise durch das Werkstückoberflächen-Profileingabemittel 3A (siehe 13A) auf die folgenden Weisen durchgeführt.

(1) Ein Verfahren zum Zeichnen eines dreidimensionalen Werkstücks durch Verwendung eines 3D-Graphikdesignprogramms. Dieses Verfahren verwendet Zeichenwerkzeuge, wie zum Beispiel ein Linienwerkzeug, ein Kurvenwerkzeug, ein Box-Werkzeug usw. Funktional ähnlich wie bei existierender dreidimensionaler CAD-Software, dreidimensionaler Modellierungssoftware und Zeichensoftware, um ein dreidimensionales Graphikbild zu erstellen. Dieses Verfahren wird von Benutzern mit Erfahrung auf dem Gebiet der dreidimensionalen Graphikzeichnung lässig verwendet, ist aber für Benutzer, die nicht mit dreidimensionalem Dateneditieren vertraut sind, schwierig zu verstehen und/oder zu benutzen.
(2) Ein Verfahren zum Definieren eines dreidimensionalen Werkstückoberflächenprofils durch Spezifizieren geometrischer Parameter in Form eines Dialogs. Dieses Verfahren verwendet Wizard-Software zum Definieren eines dreidimensionalen Graphikbildes durch einen interaktiven Dialog. Dieses Verfahren kann lässig verwendet werden, weil keine Kenntnis und Erfahrung mit dreidimensionaler Graphikzeichnung erforderlich ist. Zum Beispiel muß das Verfahren nur ein Elementarprofil für ein Arbeitsprofil und Parameter zum Definieren des Profils spezifizieren. Genauer gesagt muß ein Benutzer nur ein gewünschtes Arbeitsprofil aus einem Optionsmenu auswählen und Parameter für das gewählte Arbeitsprofil spezifizieren. Notwendige durch den Benutzer zu spezifizierende Parameter sind Positionskoordinaten eines Kontrollpunkts und einer Richtung eines normalen Vektors, wenn eine geneigte Ebene gewählt wird, Positionskoordinaten eine Kontrollpunkts, ein äußerer Durchmesser und eine Richtung einer Mittelachse, wenn eine Säule gewählt wird, und Positionskoordinaten einer Mitte und ein Durchmesser, wenn eine Kugel gewählt wird.
(3) Verfahren zum Auswählen eines elementaren Profils und zum Spezifizieren von Parametern des elementaren Profils. Ohne Beschränkung auf interaktive Betriebsarten ist ein Pseudoprofilierungsverfahren verfügbar, das eine Werkstückoberfläche durch ein elementares Profil präsentiert. Das heißt, Benutzer werden aufgefordert, vorbereitete elementare Profile selektiv zu spezifizieren, wie zum Beispiel ein säulenförmiges Profil, ein konusförmiges Profil, ein kugelförmiges Profil und dergleichen, und danach numerische Werte von Parametern zu spezifizieren, die das gewählte Profil definieren. Auf diese Weise wird ein Werkstückoberflächenprofil leicht von einer 2D-Darstellung in eine 3D-Darstellung verwandelt. Dieses Pseudoprofilierungsverfahren erleichtert das Spezifizieren der Operation eines dreidimensionalen Profils einer Werkstückoberfläche.
(4) Ein Verfahren zum Importieren einer für ein Werkstückoberflächenprofil erstellten 3D-Datendatei und deren Umsetzung. Dieses Verfahren verwendet eine 3D-Datendatei einer Werkstückoberfläche, die separat durch ein 3D-CAD-Programm bereitgestellt wird, und setzt sie in eine 2D-Datendatei um. Da zuvor bereitgestellte 3D-Datendateien verfügbar sind, spart dieses Verfahren einem Benutzer viel Arbeit. In diesem Fall umfassen lesbare Datendateiformate verschiedene verallgemeinerte Dateiformate, wie zum Beispiel ein DXF-Format, ein IGES-Format, ein STEP-Format, ein STL-Format, ein GKS-Format und dergleichen. Ferner kann ein exklusives Format einer Anwendung, wie zum Beispiel ein DGW-Format, für die 3D-Datendateiumsetzung verwendet werden.
(5) Verfahren zum Definieren einer Höhe direkt in zweidimensionalen Daten. Dieses Verfahren umfaßt numerische Daten über eine Höhe und eine Neigung in der Richtung der Höhe in zweidimensionalen Daten, die ein Druckmuster repräsentieren. In einem in 35 und 36 gezeigten Beispiel, in dem ein Druckblock B9, der eine Zeichenkette „ABCDEFGHIJKLM" umfaßt, auf eine geneigte Werkstückoberfläche gedruckt wird, wird nach der Auswahl eines Reiters für grundlegende Einstellungen mit anschließendem Spezifizieren des grundlegenden Profils in der Kategorie-Menubox in der Druckmuster-Eingabedialogbox 204 eine Ebene in einer Typ-Menubox spezifiziert, um eine ebene Werkstückoberfläche in zwei Dimensionen wie in 35 gezeigt in dem Editieranzeigefenster 202 anzuzeigen. Während des Anzeigens eines Druckblocks B9 in zwei Dimensionen in dem Editieranzeigefenster 202 wird ein Layout-Reiter 216 geöffnet, um X-Achsen- und Y-Achsenoffsets in X- bzw. Y-Offsetboxen zu spezifizieren. Danach wird ein Blockprofil-Layout-Reiter 211 geöffnet, um Drehwinkel in X-, Y- und Z-Drehwinkelboxen 211b zu spezifizieren, um, wie in 36 gezeigt, ein Layout des Druckblocks B9 anzuzeigen. Ein Drehwinkel kann durch Auswählen eines Werts in einer Spin-Box durch einen Rollpfeil oder einen Rollschieber spezifiziert werden. In 36 wird der Druckblock B9 beim Spezifizieren eines Drehwinkels um die X-Achse angezeigt. Das Verfahren ist einerseits vorteilhaft für eine Darstellung eines einfach abgestuften Profils oder eines geneigten Profils und andererseits nicht ausreichend für eine Darstellung eines komplizierten Profils.
(6) Ein Verfahren zum Importieren eines tatsächlichen Bildes einer Werkstückoberfläche durch eine Bilderkennungseinrichtung wie etwa einen Bildsensor.

Dieses Verfahren beschafft automatisch Daten durch Importieren eines Bildes einer Werkstückoberfläche durch einen Bildsensor oder dergleichen.
Bei dieser Ausführungsform werden die Verfahren (3) und (4) bei dieser Ausführungsform verwendet. Mit Bezug auf 37 bis 39, die das Verfahren (3) zeigen, sind Mittel zum Auswählen eines Profils aus vorbereiteter Elementargraphik und Mittel zum Lesen einer Datendatei eines 3D-Profils vorgesehen. Bei Freigabe des Profileinstellenreiters 204i in der Druckmustereingabe-Eingabedialogbox 204 (siehe 14) zeigt das Editieranzeigefenster eine Profil-Menubox wie in 37 gezeigt mit Elementargraphik-, ZNABP und Maschinenoperation. Als Vorgabe wird das Elementarprofil gewählt. Wenn das Elementarprofil gewählt wird, erscheint ein Pop-up-Menu 206, um Arten von Elementargraphik aufzulisten, wie zum Beispiel eine Ebene, eine Säule, eine Kugel, ein Kegel usw., die durch Auswahl hervorgehoben werden. Als Vorgabe wird die Ebene ausgewählt und in der Profil-Menubox 206 hervorgehoben. Beim Auswählen der Säulen wie in 38 gezeigt, verändern die Editieranzeigefenster 202 ein Objekt von ebenenförmig in säulenförmig. Das heißt, ein auf eine säulenförmige Werkstückoberfläche zu druckender QR-Code wird in einer Ebene mit X-Y-Koordinatensystem angezeigt. Folglich vermindert der angezeigte QR-Code seine Breite bei der Annäherung an das rechte Ende. Wenn der Benutzer ein Objekt oder eine Werkstückoberfläche in drei Dimensionen anzeigen möchte, wird das Editieranzeigefenster 202 durch Betätigung einer Ansichtsschaltfläche 207A aus einem 2D-Ansichtsmodus in den 3D-Ansichtsmodus von 38 überführt, wodurch eine Werkstückoberfläche in drei Dimensionen angezeigt wird. Das Editieranzeigefenster 202 in dem 3D-Ansichtsmodus von 39 wird durch Betätigen der Ansichtsschaltfläche 207A wieder in das Editieranzeigefenster 202 im 2D-Editiermodus von 38 überführt. Auf diese Weise wird das Editieranzeigefenster 202 alternierend zwischen dem 2D-Ansichtsmodus und dem 3D-Ansichtsmodus überführt. Ein Symbol auf der Ansichtsschaltfläche 207A wird zwischen einer Indikation von „2D" und einer Indikation von „3D" entsprechend einem Wechsel des Editieranzeigefensters 202 zwischen dem 2D-Ansichtsmodus und dem 3D-Ansichtsmodus alterniert. Das Druckmuster, d. h. der QR-Code, ist in einem Rahmen oder in einer Box K in dem Editieranzeigefenster 202 in dem in 39 gezeigten 3D-Ansichtsmodus eingeschlossen, ähnlich in dem 2D-Ansichtsmodus von 38. Die Werkzeugleiste 207 mit der Ansichtsschaltfläche 207A liegt in Form einer schwebenden Werkzeugleiste vor, die frei in dem Fenster verschoben werden kann, gegebenenfalls verborgen werden kann oder andernfalls in eine gewöhnliche feste Werkzeugleiste integriert werden kann.
40 bis 47 zeigen die Editieranzeigefenster 202, die ein Objekt oder Werkstück so anzeigen, als ob der Benutzer es von verschiedenen Sichtpunkten aus in dem Editieranzeigefenster 202 in dem 3D-Editiermodus betrachtet. Zur Erläuterung der Ansichtspunktverschiebungsfunktion, die zum Beispiel einen in 38 gezeigten QR-Code annimmt, erscheint bei Betätigung der Ansichtsschaltfläche (Ansichtsmodusschaltfläche) 207A der schwebenden Werkzeugleiste 207 in dem Editieranzeigefenster 202 in dem in 38 gezeigten 3D-Editiermodus das Editieranzeigefenster 202 im 3D-Editiermodus wie in 39 gezeigt. Der Ansichtspunkt wird wie in 40 bis 47 gezeigt verschoben, indem ein Rollbalken 209 in dem Editieranzeigefenster 202 in dem in 38 gezeigten 3D-Ansichtsmodus nach oben oder unten und nach rechts oder links bewegt wird. 40 zeigt das Editieranzeigefenster 202, in dem das Werkstück mit einem QR-Code schräg von oben betrachtet wird. 41 zeigt das Editieranzeigefenster 202, in dem das Objekt oder der Inhalt um 180° gedreht und von hinten betrachtet wird. Der Ansichtspunkt kann durch Ziehen irgendeines Punkts des Editieranzeigefensters 202 anderweitig verschoben werden. Bei Betätigung einer Schaltfläche Bewegen/Rotation der Werkzeugleiste 207 werden die Rollbalken 209 von einer Rotationsfunktions in eine Bewegungsfunktion verwandelt. In diesem Zustand bewegt sich ein Ansichtsfeld mit einem Objekt, wenn der Rollbalken 209 nach oben und unten oder nach rechts und links bewegt wird, entsprechend nach oben und unten oder nach rechts und links in dem Editieranzeigefenster 202 wie in 42 und 43 gezeigt. Auf diese Weise ermöglichen die Rollbalken, die durch die Move/Rotation-Schaltfläche der Werkzeugleiste 207 zwischen einer Objektdrehfunktion und einer Objektbewegungsfunktion umgeschaltet werden, eine Operation zum Ändern eines Sichtfelds und daher eines Ansichtspunkts. Folglich können sogar Benutzer, die nicht mit dem dreidimensionalen Graphikeditieren vertraut sind, leicht einen Ansichtspunkt verschieben.
Wie in 45 bis 47 gezeigt, worin das Editieranzeigefenster 202 gezeigt ist, das ein Objekt oder Werkstück im 3D-Anzeigemodus anzeigt, während der Benutzer es an verschiedenen festen Ansichtspunkten betrachtet, wird ferner der feste Ansichtspunkt geändert, indem man eine Anzeigepositionsschaltfläche 207B der Werkzeugleiste 207 betätigt. Wenn die Anzeigepositionsschaltfläche 207B in dem Editieranzeigefenster 202 betätigt wird, das in 45 gezeigt ist, das dem in 38 gezeigten Editieranzeigefenster 202 entspricht, und in dem ein Ansichtspunkt über X-Y-Koordinatenebene fixiert ist, wechselt das Editieranzeigefenster 202 zu der Anzeige einer Y-Z-Koordinatenebene, als ob ein Ansichtspunkt wie in 46 gezeigt über der Y-Z-Koordinatenebene liegt. Wenn die Anzeigepositionsschaltfläche 207B in dem in 46 gezeigten Editieranzeigefenster 206 betätigt wird, wechselt das Editieranzeigefenster 202 zur Anzeige einer Z-X-Koordinatenebene, als ob ein Ansichtspunkt wie in 47 gezeigt über der Z-X-Koordinatenebene liegt. Auf diese Weise ist die schnelle zyklische Änderung einer Ansichtsebene im 3D-Ansichtsmodus für die Änderung eines festen Ansichtspunkts vorteilhaft.
Bei der obigen Ausführungsform wird das Editieranzeigefenster 202 aus dem 2D-Editiermodus in den 3D-Editiermodus umgeschaltet und umgekehrt. Falls gewünscht ist, gleiche Objekte (gleiche Werkstückoberfläche) jeweils sowohl in zwei Dimensionen als auch in drei Dimensionen anzuzeigen, stellt das Laserbearbeitungsdaten-Einstellungsprogramm ein 3D-Viewer-Fenster 260 bereit. Bei der Auswahl einer 3D-Viewer-Öffnungsschaltfläche 207C in der schwebenden Werkzeugleiste 207 in dem Editieranzeigefenster 202 im 2D-Editiermodus erscheint ein 3D-Viewer-Fenster 260 wie in 48 gezeigt über dem Editieranzeigefenster 202. Das 3D-Viewer-Fenster 260 kann durch Ziehen seines Titelbalkens oder eines beliebigen Teils davon an eine beliebige gewünschte Stelle auf dem Bildschirm verlagert und in bezug auf Größe verändert werden. Ein Werkstück kann in bezug auf Position je nach Wunsch gedreht und skaliert werden. Da es nicht erforderlich ist, das 3D-Viewer-Fenster 260 zu öffnen, während sich wie in 39 gezeigt das Editieranzeigefenster 202 im 3D-Editiermodus befindet, ist die 3D-Viewer-Öffnungsschaltfläche 207C in der schwebenden Werkzeugleiste 207 ausgegraut und ist gesperrt, um eine falsche Betätigung zu verhindern. Es ist auch möglich, separat von dem Editieranzeigefenster 202 ein 2D-Viewer-Fenster anzuzeigen. Das 3D-Viewer-Fenster 260 kann je nach Wunsch in bezug auf Layout, Größe und Position geändert werden. Auf diese Weise werden das Editieranzeigefenster 202 und das 3D-Viewer-Fenster 260 für den Objektanzeigeteil 83 der Anzeigeeinheit 82 verwendet. Der 3D-Viewer 260 erscheint mit einem Gitter und Maßstäben zum Erleichtern eines leichten Erfassens eines Ansichtspunkts. Das Gitter und die Maßstäbe können gegebenenfalls verborgen werden.
49 bis 54 zeigen ein Verfahren zum Importieren einer 3D-Datendatei, die für ein Werkstückoberflächenprofil erstellt wurde, das zum Beispiel durch Verwendung eines 3D-CAD-Werkzeugs mit anschließender Konvertierung erstellt wurde. Dieses Verfahren fügt im Prinzip zweidimensionale Druckmusterdaten in dreidimensionale Profildaten ein. Der hier im folgenden verwendete Ausdruck „ZMAP-Datei" soll eine dreidimensionale Profildatendatei in einem Dateiformat bedeuten, das Informationen über Z-Koordinaten in einer Richtung der Höhe für individuelle X- bzw. Y-Koordinaten enthält. Nach dem Eingeben eines Druckmusters, wie zum Beispiel einer Zeichenkette „ABCDEFGHIJKL" in die Textbox 204b der in 49 gezeigten Druckmuster-Dialogbox wird der Profileinstellungs-Dialogreiter freigegeben, um eine ZMAP-Option in der Druckkategorie-Menubox 205 zu wählen, die als das 3D-Dateneingabemittel 3b fungiert. Bei der Auswahl des ZPAM in der Druckkategorie-Menubox 205 erscheint eine ZMAP-Dateinamenbox 292. Dann spezifiziert der Benutzer in der ZMAP-Dateinamenbox 292 einen Dateinamen eines gewünschten ZMAP. Andernfalls erscheint bei Betätigung einer REF-Schaltfläche 293 auf der rechten Seite der ZMAP-Dateinamenbox 292 eine in 51 gezeigte Dateiöffnungs-Dialogbox 294, um verfügbare Dateinamen aufzulisten (bei dieser Ausführungsform wird nur ein Dateiname aufgelistet). Dann kann der Benutzer eine ZMAP-Datei (z. B. dolphin.MD3) auswählen, die der Benutzer importieren möchte. Auf das Auswählen der ZMAP-Datei hin wird der gewählte Dateiname wie in 52 gezeigt in der ZMAP-Dateinamenbox 292 angegeben.
In diesem Zustand zeigt das Editieranzeigefenster 202 das Druckmuster „ABCDEFGHIJKL" an, das in das dreidimensionale Profil eingefügt ist, das durch die durch die ZMAP-Datei definierten dreidimensionalen Profildaten repräsentiert wird. Wenn der Benutzer eine 3D-Darstellung betrachten möchte, wird das Editieranzeigefenster 202 durch Betätigung der View-Schaltfläche 207A der schwebenden Werkzeugleiste 207 aus dem 2D-Ansichtsmodus in den in 53 gezeigten 3D-Ansichtsmodus verwandelt. Folglich wird das eingefügte Druckmuster „ABCDEFGHIJKL" in einen spezifizierten Teil der Werkstückoberfläche in dem Editieranzeigefester 202 in drei Dimensionen angezeigt. Auf diese Weise kann das Druckmuster „ABCDEFGHIJKL" sowohl in zwei als auch in drei Dimensionen bestätigt werden. Gleichzeitig mit dem Spezifizieren einer ZMAP-Datendatei wird ferner wie in 52 gezeigt eine ZPAP-Anzeigebefehlsbox 207D freigegeben. Beim Freigeben der ZPAP-Anzeigebefehlsbox, während sich das Editieranzeigefenster 202 wie in 53 gezeigt im 3D-Ansichtsmodus befindet, zeigt das Editieranzeigefenster 202 das gedruckte Druckmuster „ABCDEFGHIJKL" an, das auf eine Darstellung (Delphin) der durch die spezifizierte ZMAP-Datei definierten dreidimensionalen Daten wie in 54 gezeigt gelegt wird. Durch dieses Merkmal können Benutzer visuell das allgemeine Aussehen des Druckens bestätigen.
Das Einfügen des Druckmusters auf das Werkstück wird so erzielt, daß ein Druckmuster in einer orthogonalen Projektion auf eine dreidimensionale Werkstückoberfläche bei Betrachtung in einer spezifischen Richtung, z. B. von vorne, wie in 53 und 54 gezeigt in einem rechten Muster neu erfaßt werden kann, oder anders ausgedrückt so, daß das in dem Editieranzeigefenster 202 im 2D-Ansichtsmodus als Folge des Spezifizierens des Dateinamens in der ZMAP-Dateinamenbox 292 in 52 angezeigte Druckmuster „ABCDEFGHIJKL" unverändert bleibt, obwohl das Editieranzeigefenster 202 von 2D-Ansichtsmodus (49) zu dem 3D-Ansichtsmodus (53 und 54) wechselt und umgekehrt. In diesem Fall werden dreidimensionale Informationen über das Druckmuster erzeugt, indem Informationen über eine Höhe (Z-Koordinate) an einem Punkt auf der ZMAP mit X- und Y-Koordinaten zu zweidimensionalen Informationen über einen Punkt des Druckmusters, bei dem X- und Y-Koordinaten denen des ZMAP-Punkts entsprechen, hinzugefügt werden. Da dieses Verfahren die zweidimensionalen Informationen über das Druckmuster alleine verwendet und sich nur auf in der ZMAP-Datei gehaltene Höheninformationen bezieht, wird die Datenverarbeitung für das Ändern des Druckmusters von zweidimensional in dreidimensional erleichtert. Folglich wird die Datenumsetzung mit verringerter Last und hoher Geschwindigkeit erzielt. Insbesondere ist, wenn ein Werkstück eine komplizierte Form aufweist, dieses Verfahren im Hinblick auf Durchsatzkapazität und Geschwindigkeit vorteilhaft. Aufgrund eines präzisen Erscheinens eines Druckmusters, wie zum Beispiel von Symbolen und Zeichen, ist dieses Verfahren ferner für eine Anwendung vorteilhaft, bei der ein bedrucktes Muster in einer definiten Richtung zur Identifikation gelesen oder erkannt werden muß. Auch wenn zum Beispiel ein Symbol wie etwa ein Strichcode auf eine gekrümmte Oberfläche gedruckt wird, wird vermieden, daß ein bedruckter Strichcode aufgrund einer Verzerrung an einem Endteil des gedruckten Strichcodes falsch gelesen wird. Folglich werden Druckmuster durch optische Zeichenleser oder optische Strichcodeleser mit hoher Lesegeschwindigkeit gelesen.
Bei dem Verfahren zum Auswählen eines elementaren Profils und zum Spezifizieren von Parametern des elementaren Profils wird ein Druckmuster auf ein eben entwickeltes elementares Muster eingefügt. Das heißt, eine zweidimensionale Darstellung eines Druckmusters in dem Editieranzeigefenster 202 ändert sich wie in 37 und 38 gezeigt. Diese Darstellung ist für eine Anwendung günstig, bei der ein gedrucktes Muster in indefiniten Richtungen gelesen oder erkannt wird, wie zum Beispiel eine Anwendung, bei der ein Druckmuster nicht immer zur Identifikation erkannt werden muß, wie etwa ein Herstellungsdatum und eine Seriennummer.
Wie gerade beschrieben wurde, führt die Druckkategorie-Menubox 205 die Funktion des Umschaltens von der Elementarprofilspezifikation über das Elementarprofil-Spezifizierungsmittel 3a zu der ZMAP-Dateispezifikationsfunktion über das 3D-Dateneingabemittel 3b aus und umgekehrt.
55 bis 70 zeigen eine Prozedur zum Erzeugen von ZMAP-Daten aus einer Datendatei eines dreidimensionalen Profils, die in der folgenden Prozedur in Form einer Vielzweck-Datendatei bereitgestellt wird. Datendateien dreidimensionaler Profile können durch Verwendung kommerziell verfügbarer Computerprogramme wie etwa eines 3D-CAD-Programms und eines 3D-CG-Programms, erstellt werden und werden bei dieser Ausführungsform in dem Dateiformat STL (Stereo-Lithographie) geschrieben. Das Dateiformat STL, das eine Datenstruktur aufweist, bei der ein Objekt durch eine Aggregation einer Anzahl dreieckigen Ebenen dargestellt wird, erleichtert die Datenhandhabung. Das Dateiformat kann natürlich auch aus verfügbaren Vielzweck-Dateiformaten ausgewählt werden, wie etwa DXF, IDES, STEP und aus Dateiformaten, die exklusiv für spezifische Anwendungssoftware sind, wie etwa DWG, DWF, CDR und AI. Es ist praktikabel, einen Dateikonvertierer zum Konvertieren einer Datendatei eines dreidimensionalen Profils in eine STL-Datendatei mit einzuschließen. Das Einstellungsprogramm für dreidimensionale Daten liest die STL-Datendatei des dreidimensionalen Profils ein.
Bei Auswahl eines Befehls „ZMAP Edit" in einem Editiermenu erscheint ein ZMAP-Editierfenster 300 wie in 55 gezeigt im Bildschirm. Das ZMAP-Editierfenster 300 enthält ein Ansichtfenster 301 auf der linken Seite, das eine dreidimensionale Darstellung der dreidimensionalen Profildaten anzeigt, und eine Haltungsjustierungs-Dialogbox 302 auf der rechten Seite, in der eine Haltung der in dem Ansichtsfenster 301 anzuzeigenden dreidimensionalen Darstellung spezifiziert wird. Bei Auswahl eines Befehls „Open STL file" in einem Dateimenü öffnet sich eine STL-Dateiauswahldialogbox. Dann spezifiziert der Benutzer ein Laufwerk, um eine Liste von STL-Dateien in der Dialogbox zu öffnen und eine STL-Datei zu spezifizieren, die der Benutzer wünscht. 56 zeigt das ZMAP-Editierfenster 300, wobei sich die spezifizierte STL-Datei in dem Ansichtsfenster 301 öffnet. In diesem Zustand wird eine STL-Anzeigeschaltfläche 303 betätigt, um anzugeben, daß die spezifizierte STL-Datei in dem Ansichtsfenster 301 angezeigt wird. Bei dieser Ausführungsform ist eine Vorgabeposition dreidimen sionaler Profildaten dergestalt, daß ein extremes Ende einer Darstellung dreidimensionaler Daten sich bei Originalkoordinaten befindet. Es ist jedoch möglich, die Vorgabeposition zu ändern. Die Darstellung (das Objekt) kann in einer gewünschten Haltung angezeigt werden, wobei die STL-Datendatei in eine ZMAP-Datendatei konvertiert werden möchte, in dem Parameter (Koordinaten und Rotationswinkel) zum Definieren einer Haltung einer Darstellung der STL-Datendatei geändert werden. Wenn zum Beispiel –60 mm in einer X-Koordinatenbox 304 in der in 56 gezeigten Haltungsjustierungs-Dialogbox 302 spezifiziert wird, verschiebt sich das Objekt in dem Ansichtsfenster 301 um –60 mm nach links in einer X-Y-Koordinatenebene wie in 57 gezeigt oder in der X-Z-Koordinatenebene, wie in 58 gezeigt. Auf dieselbe Weise verschiebt sich das Objekt um 10 mm vertikal nach oben wie in 59 gezeigt oder nach unten wie in 60 gezeigt, in dem 10 mm oder bzw. –10 mm in einer Z-Koordinatenbox 304 in der in 58 gezeigten Haltungsjustierungsdialogbox 302 spezifiziert werden. Ferner verschiebt sich das Objekt um 50 mm aufwärts wie in 61 gezeigt durch Spezifizieren von 50 mm in einer Y-Koordinatenbox 304 in der in 57 gezeigten Haltungsjustierungs-Dialogbox 302. X-, Y- und Z-Koordinaten werden durch Eingaben numerischer Werte in den X-, Y- und Z-Koordinatenboxen 304 spezifiziert bzw. andernfalls durch Verwendung der Rollpfeilschlüssel 305. X- und Y-Koordinaten werden durch kreuzweise angeordnete Aufwärts- und Abwärts- und Rechts- und Links-Pfeilschlüssel 305a geändert, und eine Z-Koordinate wird durch Aufwärts- und Abwärts-Rollpfeilschlüssel 305b geändert. Auf diese Weise kann der Benutzer visuell das Objekt bestätigen, indem er es in dem Ansichtsfenster 301 bewegt. Zusätzlich kann das Objekt unabhängig in dem Ansichtsfenster 301 um X-, Y- und Z-Achsen gedreht werden, indem man wie in 62, 63 bzw. 64 gezeigt Drehwinkel in einer Drehwinkel- Dialogbox 306 in der Haltungsjustierungs-Dialogbox 302 spezifiziert. Drehwinkel um X-, Y- und Z-Achsen werden durch Eingabe numerischer Werte in die X-, Y- und Z-Rotationsboxen 306 bzw. andernfalls durch Verwendung der Rollschiebeschlüssel 305 spezifiziert.
Wie in 65, 66 und 67 gezeigt, ist es praktikabel, Grenzdarstellungen KM zur Angabe bedruckbarer Zonen in der X-, Y- und Z-Richtung in dem Ansichtsfenster 301 anzuzeigen. Die Grenzdarstellungen KM, die bedruckbare X-, Y- und Z-Richtungszonen angeben, werden durch Auswahl von X-, Y- und Z-Richtungsankreuzboxen in einer Dialogbox für die Anzeige der bedruckbaren Zone 307 angezeigt. Die bedruckbaren X-, Y- und Z-Richtungszonen können unabhängig oder gleichzeitig angezeigt werden. Diese Grenzdarstellungsfunktion ermöglicht es Benutzern, visuell zu bestimmen, ob eine Darstellung der dreidimensionalen Daten in die bedruckbaren X-, Y- und Z-Zonen fällt, wobei ein Layout des Objekts justiert wird. In diesem Fall kann ein Ansichtspunkt durch Rollen des Ansichtsfensters 301 und/oder Drehen eines Objekts in dem Ansichtsfenster 301 geändert werden. Für diesen Zweck werden Rollbalken des Ansichtsfensters 301 funktional zwischen Ansichtsfensterrollen und Objektdrehung umgeändert. Diese funktionale Umänderung der Rollbalken wird durch Freigeben einer Drehung/Rollen-Schaltfläche 308 ausgeführt. Ferner kann das ZMAP-Editierfenster 300 eine einfache Funktion des Modifizierens einer STL-Datendatei, wie etwa einer Änderung des Expansions-/Kontraktionsverhältnisses, Trimmen und dergleichen, aufweisen.
Wenn eine Haltung der Darstellung der dreidimensionalen Profildaten bestimmt wird, werden die Profildaten in eine ZMAP-Datendatei konvertiert. Genauer gesagt erscheint beim Klicken und Freigeben einer ZMAP-Anzeigeschaltfläche 310 in der Haltungsjustierungs- Dialogbox 302 eine Bestätigungsdialogbox, um Bestätigung bezüglich der Konvertierung in eine ZMAP-Datendatei zu erfragen. In dieser Bestätigungsdialogbox ist eine Anfrage „Convert into ZMAP.Approve?" gezeigt. Wenn zur Genehmigung eine OK-Schaltfläche gewählt wird, wird die STL-Datendatei in eine ZMAP-Datendatei konvertiert und folglich eine ein Objekt darstellende ZMAP-Datendatei wie etwa in 68 gezeigt erzeugt. Da die ZMAP-Datendatei Informationen über Höhe zur Repräsentation einer Z-Koordinate für X- und Y-Koordinaten eines Punkts in einer X-Y-Koordinatenebene enthält, gehen einen Teil des Objekts unterhalb der X-Y-Koordinatenebene darstellende Daten verloren, so daß nur ein Teil des Objekts über der X-Y-Koordinatenebene wie in 68 gezeigt angezeigt wird. Da das Laserbearbeitungssystem nicht in der Lage ist, die Rückseite eines Werkstücks zu bearbeiten, reichen lediglich Daten, die eine obere Hälfte des Werkstücks darstellen, aus. Wenn es jedoch erforderlich ist, die Rückseite eines Werkstücks zu bedrucken, werden die in 62 gezeigten dreidimensionalen Profildaten herumgedreht (zum Beispiel die X-Achse um 180°), so daß das Objekt wie in 62 gezeigt auf den Kopf gestellt wird und dann in 69 gezeigte ZMAP-Daten konvertiert wird. Während sich das Ansichtsfenster 301 im Zustand der ZMAP-Anzeige befindet, bleibt die ZMAP-Anzeigeschaltfläche 310 betätigt, bis sie betätigt und gesperrt wird. Folglich dient die ZMAP-Anzeigeschaltfläche 310 sowohl als Befehlsschaltfläche für das Ausführen der Datendateikonvertierung als auch als Label, das einen in dem Ansichtsfenster 301 angezeigten Inhalt angibt. Wenn die STL-Anzeigeschaltfläche 303 betätigt und gesperrt wird, während die ZMAP-Anzeigeschaltfläche 310 freigegeben bleibt, kehrt die Anzeige in dem Ansichtsfenster 301 von einer Darstellung der ZMAP-Daten zu einer Darstellung der STL-Datenanzeige zurück. Entsprechend ermöglicht es die STL-Anzeigeschaltfläche 303 Benutzern, die Operation der Datenkonvertierung abzubrechen und neu auszuführen, und die STL-Datendatei abzuspeichern. Nach der Bestätigung auf dem Ansichtsfenster 301, das die dreidimensionalen ZMAP-Daten eine beabsichtigte Werkstückoberfläche korrekt darstellen, wird die ZMAP-Datendatei in einem gewünschten Verzeichnis abgespeichert, indem man in dem Dateimenü einen Befehl Save As ZMAP auswählt und sie benennt. Auf diese Weise wird ein Druckmuster durch Spezifizieren der ZMAP-Daten als einen Druckbereich darstellende dreidimensionale Daten dreidimensional konvertiert.
Die dreidimensionale Konvertierung eines Druckmusters auf der Basis von spezifizierten ZMAP-Daten wird folgendermaßen erhalten. Nach der Eingabe einer Zeichenkette „ABCDEFGHIJKLM" in die Textbox 204b wie in 49 gezeigt und Auswählen von ZMAP in der Druckkategoriebox 205 wie in 52 gezeigt, wird eine gewünschte ZMAP-Datendatei (dolphin M3D) durch Spezifizieren ihres Dateinamens in der ZMAP-Dateinamenbox 292 ausgewählt. Als Folge wird das Druckmuster, d. h. die Zeichenkette „ABCDEFGHIJKLM", in drei Dimensionen geändert. Zu diesem Zeitpunkt wird immer noch die Zeichenkette „ABCDEFGHIJKLM" wie in 52 gezeigt in einer X-Y-Koordinatenebene angezeigt. Bei der Auswahl der Ansichtsschaltfläche 207 wird das Editieranzeigefenster 202 vom 2D-Ansichtsmodus in den 3D-Ansichtsmodus überführt, um so dadurch den Druckbereich wie in 53 gezeigt in drei Dimensionen anzuzeigen. Auf diese Weise wird das Druckmuster auf dem Druckbereich abgebildet, um so in bezug auf das Aussehen mit dem in 52 gezeigten von oben gesehenen Druckmuster ausgeglichen zu werden. Wenn die ZPAP-Anzeigebefehlsbox 207D freigegeben wird, zeigt das Ansichtsfenster 301 ferner das durch die ZMAP-Daten in drei Dimensionen definierte Werkstück mit einem darauf überlappten dreidimensionalen Profil des Druckmusters, wie in 54 gezeigt, an. Bei Auswahl einer ZMAP-Datendatei, die ein auf den Kopf stehendes Werkstück wie in 69 gezeigt darstellt, wird ähnlich das Druckmuster wie in 70 gezeigt dreidimensional geändert. Auf diese Weise kann das Ansichtsfenster 301 während der Einstellungsoperation von einer Anzeige lediglich des Druckbereichs zu einer Anzeige des Gesamtprofils des Werkstücks überführt werden und umgekehrt. Der Benutzer kann eine Position der dreidimensionalen Daten, in der das Druckmuster eingefügt wird, justieren.
Beim Anzeigen eines auf einer dreidimensionalen Werkstückoberfläche in drei Dimensionen spezifizierten Druckbereichs zusammen mit dem Werkstückoberflächenprofil wird visuell überprüft, ob der Druckbereich relativ zu der Werkstückoberfläche an einen geeigneten bedruckbaren Ort fällt. Eine Werkstückoberfläche wird einem Werkstückoberflächenbereich, auf den ein Laserstrahl mit Winkeln in einem vorbestimmten Bereich für geeignete Druckqualität auftrifft (einem bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich) und einem Werkstückoberflächenbereich, auf dem ein Laserstrahl mit Winkeln auftritt, mit denen er erwartungsgemäß bedruckbar ist, aber eine defekte Druckqualität aufweist (einen defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich) unterschiedlich gefärbt. Genauer gesagt bleibt der unbedruckbare Werkstückoberflächenbereich ungefärbt und der defekte bedruckbare Werkstückoberflächenbereich wird rot gefärbt. Auf diese Weise wird visuell überprüft, ob ein spezifizierter Druckbereich durch und durch in einen bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich fällt und welcher Teil eines spezifizierten Druckbereichs einen defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich auch nur teilweise überschneidet. Falls eine Werkstückoberfläche, die einen Druckbereich enthält, sich auf der der Laserbestrahlung fernen Seite befindet, wird der Druckbereich in dem Editieranzeigefenster 202 im 3D-Editiermodus verborgen, um so dadurch anzuzeigen, daß der spezifizierte Druckbereich unbedruckbar ist (ein unbedruckbarer Werkstückoberflächenbereich). Diese Funktion signalisiert dem Benutzer eine Relativposition des Arbeitsdruckbereichs mit Bezug auf eine Werkstückoberfläche und fordert den Benutzer auf, den Druckbereich zu korrigieren. Diese Funktion hängt nicht mit den obigen Mitteln zusammen. Es können beliebige Mittel zur visuellen Überprüfung, die Fachleuten bekannt sind, verfügbar sein, um einen bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich, einen defekten Werkstückoberflächenbereich und einen unbedruckbaren Werkstückoberflächenbereich anzuzeigen. Zum Beispiel können diese Werkstückoberflächenbereiche durch Textnachrichten auf dem Editieranzeigefenster 202, durch Sprachnachrichten oder durch einen Alarm angezeigt werden. Es ist praktikabel, eine der drei Situationen, zum Beispiel einen unbedruckbaren Werkstückoberflächenbereich, anzuzeigen, den der Benutzer wissen möchte.
In diesem Fall wird ein Einfallswinkel eines Laserstrahls, der einen bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich und einen defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich voneinander unterscheidet, durch einen Vorgabeanfangswinkel spezifiziert oder kann ansonsten durch Eingeben eines anderen Winkels in eine in dem Editieranzeigefenster 202 zusätzlich vorgesehene Eingabebox spezifiziert werden. Genauer gesagt ist die Laserbearbeitung einer Werkstückoberfläche abhängig von Bestrahlungswinkeln begrenzt und erschwert und verringert seine Präzision, wenn ein Bestrahlungswinkel θ mit einer normalen Linie der Werkstückoberfläche 90° nahe kommt. Ein kritischer Bestrahlungswinkel oder ein Obergrenzenwinkel (Bearbeitungsbegrenzungswinkel) wird gewöhnlich auf 60° fixiert und kann jedoch vom Benutzer justiert werden.
Auf diese Weise kommt es beim dreidimensionalen Druck gemäß Arbeitsprofilen und Relativposition zwischen einer Werkstückoberfläche und einem Laserstrahl dazu, daß bestimmte Werkstückoberflächenbereiche dem Laserstrahl unausgesetzt oder nur unzureichend aussetzbar und anders ausgedrückt unbedruckbar oder nur defekt bedruckbar sind. Deshalb ist es praktikabel, auf der Basis dieser Faktoren einen bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich zu berechnen und den Benutzer davor zu warnen, eine andere Einstellung zu versuchen, wenn die Darstellung von Laserdruckdaten in einen unbedruckbaren Werkstückoberflächenbereich fällt. Diese Berechnung wird in der arithmetischen und logischen Einheit 80 ausgeführt. Die arithmetische und logische Einheit 80 ermöglicht es dem Detektionsmittel 80B für defekte Oberflächenbereiche, durch Ausführen von Berechnungen einen defekten Werkstückoberflächenbereich zu detektieren, dem Bearbeitungsbedingungsjustierungsmittel 80C, Druckbedingungen zu justieren, damit der defekte bedruckbare Werkstückoberflächenbereich wohlbedruckt wird, dem Hervorhebemittel 80I, den durch das Detektionsmittel 80B für defekte Oberflächenbereiche detektieren defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich hervorzuheben, um ihn anders als einen bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich anzuzeigen, und dem Warnmittel 80J, eine Warnung zu geben, daß ein von dem Bearbeitungsbedingungs-Einstellungsmittel 3C eingestelltes Druckmuster auch nur teilweise einen defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich überschneidet.
Das Hervorhebemittel 80I hebt einen defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich einer Werkstückoberfläche in dem Editieranzeigefenster 202 hervor. Wie in 39 gezeigt, wird ein Werkstückoberflächenbereich in der Nähe einer Wurzel einer säulenförmigen Werkstückoberfläche, die aufgrund eines schmalen Winkels eines darauf einfallenden Laserstrahls nur defekt bedruckbar ist, in Rot angezeigt. Ferner ist ein unbedruckbarer Werkstückoberflächenbereich ein Werkstückoberflächenbereich, der sich auf einer der Laserbestrahlung fernen Seite befindet und somit vor Laserbestrahlung isoliert ist. Der defekte bedruckbare Werkstückoberflächenbereich und der unbedruckbare Werkstückoberflächenbereich werden durch das Detektionsmittel 80B für defekte Oberflächenbereiche berechnet. Wenn ein spezifiziertes Druckmuster einen unbedruckbaren Werkstückoberflächenbereich auf nur teilweise überschneidet und folglich unbedruckbar ist, bewirkt das Warnmittel 80J, daß das Druckmuster aus dem Editieranzeigefenster 202 verschwindet, um dadurch den Benutzer aufzufordern, ein anderes Layout zu versuchen. Zum Beispiel verbirgt das Warnmittel 80J ein Druckmuster, wenn das Druckmuster einen Werkstückoberflächenbereich, der auf einer der Laserbestrahlung fernen Seite spezifiziert wird, auch nur teilweise überschneidet, und zeigt ein Druckmuster in Rot an, wenn es auf einen defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich fällt. Auf diese Weise werden Werkstückoberflächenbereiche nicht nur als bedruckbar und unbedruckbar kategorisiert, sondern als Vielzahl von Graden der Druckqualität, wie zum Beispiel gute Qualität, beeinträchtigte Qualität und unbedruckbar. Diese Kategorisierung des Werkstückoberflächenbereichs gibt dem Benutzer detaillierte Informationen über das Layout.
71 und 72 zeigen Druckmuster, d. h. Strichcodes K, die unbedruckbare Werkstückoberflächenbereiche auch nur teilweise überschneiden. Deshalb verbirgt das Warnmittel 80J das Druckmuster in dem Editieranzeige fenster 202. In diesem Fall wird die Druckposition justiert, um das Druckmuster in einem bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich zu legen. In dieser Hinsicht wird wie in 71 der 3D-Einstellungsreiter 204i freigegeben, um die Layoutdialogbox 208 zu öffnen, in der ein Druckstartwinkel von 90° (einem Vorgabewinkel) in 120° umgeändert wird. Als Ergebnis wird der Strichcode wie in 36 als verschoben angezeigt. Auf diese Weise wird ein Druckmuster durch Justieren einer Druckstartposition, eines Werkstückoberflächenbereichs, einer schmalen Zwischenraumbreite, einer Balkenstärke und dergleichen eingerichtet, um dadurch präzise gedruckt zu werden. Diese Justierung kann nicht nur manuell ausgeführt werden, sondern auch automatisch durch das Bearbeitungsbedingungs-Justierungsmittel 80C.
Mit Bezug auf 73, sie zeigt eine Einstellungsdialogbox zum Einstellen von Laserparametern, in der die Funktion des Hervorhebens eines unbedruckbaren Werkstückoberflächenbereichs durch das Hervorhebemittel 80I freigegeben und gesperrt werden kann. Die Funktion des Anzeigens eines unbedruckbaren Werkstückoberflächenbereichs wird durch Löschen einer Ankreuzbox für die Freigabe der Anzeige des unbedruckbaren Werkstückoberflächenbereichs in der Einstellungsdialogbox gesperrt. In der Einstellungsdialogbox werden Laserparameter wie etwa Brennweite, ein effektiver Bereich in einer Z-Richtung und ein effektiver Winkel (ein kritischer Bestrahlungswinkel) je nach Bedarf überprüft und justiert. Zusätzlich kann man Größe und Position eines bedruckbaren Werkstückoberflächenbereichs spezifizieren, wenn das Detektionsmittel 80B für defekte Oberflächenbereiche einen defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich und einen unbedruckbaren Werkstückoberflächenbereich detektiert. In dieser Hinsicht ist das Warnmittel 80J freigegeben, um Daten über Koordinatengrenzen auf einem Werkstückoberflächenbereich und eine maximal bedruckbare Größe in der Anzeigeeinheit 82 anzuzeigen. Als Indikator des Rücksetzens durch den Benutzer und zur Bereitstellung von leicht bedienbaren Umständen kann eine numerische Anzeige von Einstellungen verwendet werden.
Das Warnmittel 80J verbirgt ein Druckmuster in dem Objektanzeigeteil 83, wenn das durch das Detektionsmittel 80B für defekte Oberflächenbereiche detektierte Druckmuster einen defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich zumindest teilweise überschneidet. Um zu bestimmen, daß Druckarbeit aufgrund unangemessener Druckbedingungen durch eine Laserbearbeitungsmaschine mit der Fähigkeit zur Bearbeitung in drei Dimensionen nicht korrekt ausgeführt wird, gab es in der Vergangenheit nur die Möglichkeit, zur visuellen Überprüfung tatsächlich zu drucken oder andernfalls eine Möglichkeit zur Bestimmung der Bedruckbarkeit durch die Steuerung einer Lasermarkierungsmaschine nach dem Transfer von Daten über Druckbedingungen in dem Speicher der Steuerung und dem Extrahieren der Daten. Druckbedingungen werden durch spezifizieren eines Arbeitsprofils (z. B. Säule, Kegel, Kugel usw.) und auf das Werkstück zu druckenden Druckmusters (z. B. einer Zeichenkette) bestimmt. Da eine druckbare Mustergröße (ein bedruckbarer Werkstückoberflächenbereich) von Parametern wie etwa Werkstückgröße und -durchmesser abhängt, ist es notwendig, ein Druckmuster zu spezifizieren, das kleiner als diese Parameter ist. In der Vergangenheit konnten Benutzer während des Vorgangs des Einstellens von Druckbedingungen jedoch nicht wissen, ob ein Druckmuster in einen bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich fällt, und folglich konnte der Benutzer bestenfalls nach Transfer und Extraktion von Daten über die Druckbedingungen, die durch Spezifizieren eines Arbeitsprofils und eines Druckmusters bestimmt werden, auf Fehler prüfen. Da Transfer und Extraktion von Daten ein zeitaufwendiger Vorgang sind, ist der herkömmliche Ansatz nicht zweckmäßig.
Dagegen realisiert gemäß der vorliegenden Erfindung das Warnmittel 80J die Funktion, den Benutzer während des Vorgangs des Einstellens von Druckbedingungen zu informieren, ob das Drucken möglich ist oder nicht und ob das Druckergebnis gut oder schlecht sein wird. Praktische Informationsmittel bestehen darin, zum Zeitpunkt des Spezifizierens eines Arbeitsprofils eine bedruckbare Mustergröße anzugeben, zum Zeitpunkt ihrer Einstellung eine Druckmustergröße oder eines Arbeitsprofils und eines Druckmusters in Kombination miteinander.
74 zeigt ein Beispiel für eine Darstellung einer bedruckbaren Mustergröße in der Objektanzeigeeinheit 83 zum Zeitpunkt des Spezifizierens einer Säule als Werkstückoberflächenbereich. Dabei wird der Druck aufgrund eines schmalen Einfallswinkels, mit dem ein Laserstrahl eintrifft, verschlechtert und wird durch das Detektionsmittel 80B für defekte Oberflächenbereiche als defekter bedruckbarer Werkstückoberflächenbereich detektiert und durch das Hervorhebemittel 80I in Rot angezeigt. Damit zusammenfallend wird durch das Warnmittel 80J ein bedruckbarer Werkstückoberflächenbereich durch einen Rahmen K1 angezeigt, der eine auf eine säulenförmige Werkstückoberfläche druckbare Mustergröße zeigt. Der Rahmen K1 kann für verbesserte Sichtbarkeit und Unterscheidung des bedruckbaren Werkstückoberflächenbereichs durch eine Linie mit verschiedener Farbe, Dicke und/oder verschiedenem Stil in bezug auf ein Objekt dargestellt werden.
75 zeigt ein Beispiel für eine Darstellung einer Druckmustergröße in dem Objektanzeigeteil 83 zum Zeitpunkt ihrer Spezifikation. Wenn eine Größe eines Druckmusters von dem Benutzer spezifiziert wird, wird ein Rahmen K2 mit derselben Größe wie das Druckmuster auf einer Werkstückoberfläche angezeigt. Folglich spiegelt sich eine gerade spezifizierte Druckmustergröße in der Darstellung in dem Objektanzeigeteil 83 zur unmittelbaren visuellen Überprüfung wider. Der Benutzer überprüft, daß keine Mischung zwischen dem rot gefärbten defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich und dem Rahmen K2 besteht und daß erwartet wird, daß der Druck entsprechend erfolgt.
76 und 77 zeigen Beispiele für Darstellungen eines Druckmusters und einer Werkstückoberfläche in Kombination in dem Objektanzeigeteil 83. Da die Darstellung ein Druckmuster enthält, wie etwa eine Zeichenkette „ABC" sowie einen Rahmen K3, der eine Druckmustergröße angibt, kann der Benutzer ein virtuell gedrucktes Druckmuster mit verbesserter Sichtbarkeit bestimmen. In 75 wird überprüft, daß die Zeichenkette „ABC" in dem Rahmen K3 den rot gefärbten defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich nicht auch nur teilweise überschneidet. Andererseits wird in 77 überprüft, daß die Zeichenkette „ABC" in dem Rahmen K3 den rot gefärbten defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich nicht auch nur teilweise überschneidet. Wenn eine solche Interferenz zwischen einem Druckmuster und einem defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich auftritt, ist es praktikabel, wie in 91 eine Textnachricht anzuzeigen.
Mit Bezug auf 78 zeigt das Warnmittel 80J eine im voraus zusammengestellte geschriebene Nachricht an, wie etwa „Vorsicht: Von Ihnen eingestellte Druckbedingungen sind nicht ordnungsgemäß" in dem Objektanzeigeteil 83. Es ist praktikabel, empfehlenswerte Werte für eine andere Einstellung anzugeben. 79 zeigt ein Beispiel für eine direktive geschriebene Nachricht, wie zum Beispiel „Vorsicht: Einstellen zwischen o o ~o o" für eine Anleitung für geeignete Einstellungen. Beispiele für die direktive geschriebene Nachricht wären: „Vorsicht: Druckposition zwischen o o ~o o" einstellen", Vorsicht: Zeichengröße kleiner als o o einstellen" und dergleichen. Es ist auch erlaubt, eine beliebige Kombination dieser direktiven geschriebenen Nachrichten zu verwenden. Diese geschriebenen Nachrichten bieten eine nützliche Anleitung für eine andere Einstellung und stellen bedienungsfreundliche Umstände bereit. Diese geschriebenen Nachrichten können natürlich durch gesprochene Nachrichten oder Warntöne ersetzt werden.
Die Funktion des in 13A gezeigten Detektionsmittels 80B für defektive Oberflächenbereiche wird nachfolgend ausführlich beschrieben. Es ist nicht unwahrscheinlich, daß die Werkstückoberfläche einen Bereich enthält, in dem abhängig von Arbeitsprofilen, Arbeitstransfergeschwindigkeiten und Abtastgeschwindigkeiten eines Laserstrahls defekte Bearbeitung erfolgt. Falls ein Bearbeitungsmuster versehentlich in dem defekten bedruckbaren Bereich spezifiziert wird, da keine Mittel zum Informieren über die Existenz eines defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereichs vorgesehen sind, entstehen defekte Drucke und Druckfehler. Deshalb ist es entscheidend, eine visuelle Druckqualitätsinspektion und ein Entnehmen und Beseitigen defekter Werkstücke auszuführen, was relativ umständlich und verschwenderisch ist. Aus diesen Gründen wird dem Benutzer bei dieser Ausführungsform zum Zeitpunkt des Spezifizierens eines Druckmusters eine Warnung gegeben, daß erwartet wird, daß das Druckmuster teilweise oder völlig in einem defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich erfolgen wird, oder es wird ihm eine Warnung gegeben, daß beim tatsächlichen Druck Druckfehler auftreten. Diese Warnfunktion wird durch das Detektionsmittel 80B für defekte Oberflächenbereiche realisiert. In diesem Fall umfaßt der Ausdruck „defekter bedruckbarer Werkstückoberflächenbereich", der durch das Detektionsmittel 80B für defekte Oberflächenbereiche wie hier verwendet detektiert wird, einen „unbedruckbaren Werkstückoberflächenbereich" genauso wie einen defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich.
80 zeigt, wie das Detektionsmittel 80B für defekte Oberflächenbereiche einen defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich eines würfelförmigen Werkstücks W detektiert. Bei dieser Ausführungsform tastet ein Laserstrahl LB eine Druckebene SP in einem festen Abstand K von einer Reflexionsebene MP ab. Ein erster und ein zweiter Abtastspiegel M1 und M2 besitzen Drehachsen, die mit der X- bzw. Y-Achse der Reflexionsebene zusammenfallen und befinden sich in einem Abstand L voneinander in der Y-Richtung und in der X-Richtung in einem Winkel von θ1 geneigt. Beim Fokussieren des Laserstrahls LB an einem Punkt A mit den Koordinaten X, Y und Z gilt die folgende Gleichung: Tanθ1 = XI{(Y2 + (K – Z)2]1/2 + L} + Xwobei ein Vektor des Laserstrahls LB durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird: (X – LTanθ1, Y, Z – K)daher gilt x = Xt – LXt/{[Y2 + (K – Z)2]1/2 + L} + X y = Yt + Y z = (Z – K)t + Z
Mit der Substitution Tanθ₁, werden x, y und z folgendermaßen ausgedrückt: x = (X – LTanθ1)t + X y = Yt + Y z = (Z – K)t + Z
Ob irgend ein Punkt A (X, Y, Z) von dem Laserstrahl LB getroffen wird, anders ausgedrückt, ob irgend ein Punkt vor dem Laserstrahl LB ausschattiert wird und an einem defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich beteiligt ist, hängt davon an, ob die Linien x, y und z einen Schnittpunkt mit der Werkstückoberfläche aufweisen. Deshalb detektiert das Detektionsmittel 80B für defekte Oberflächenbereiche einen defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich durch Berechnen von x, y, und z aus den obigen Gleichungen. Obwohl die obige Beschreibung zur vereinfachten Erläuterung den Fall betrifft, daß das Werkstück stationär bleibt, ist das Detektionsmittel 80B für defekte Oberflächenbereiche befähigt, einen defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich eines Werkstücks zu detektieren, das sich bewegt, indem gekoppelt mit einer beweglichen Distanz von Zeit zu Zeit Berechnungen durchgeführt werden.
Ein defekter Druck kann aufgrund von Differenzen der Abtastgeschwindigkeit in der X-, Y- und Z-Richtung auftreten, da ein Z-Achsen-Abtastspiegel mit einer Abtastgeschwindigkeit arbeitet, die relativ langsamer als die X-Achsen- und Y-Achsen-Abtastspiegel ist. Dieser Umstand hat eine nachteilige Auswirkung auf die Bearbeitung von geneigten Werkstückoberflächen. Falls Neigungen der X- und der Y-Achse mit der Z-Achse größer als eine vorbestimmte Neigung sind, wird bestimmt, daß erwartet wird, daß der Druck defekt erfolgt. Ein defekter Druck aufgrund einer Abtastgeschwindigkeitsdifferenz kann beseitigt werden, indem man Druckparameter so justiert, daß Abtastgeschwindigkeiten der X- und der Y-Abtastspiegel verlangsamt werden. Der Grund dafür besteht darin, daß der defekte Druck in bestimmten Fällen durch den Umstand verursacht wird, daß der Z-Achsen-Abtastspiegel dem Z-Achsen-Abtastspiegel nicht folgen kann. Diese Abtastgeschwindigkeits-Justierungsfunktion kann durch das Bearbeitungs-Justierungsmittel 80C ausgeführt werden.
Das Bearbeitungs-Justierungsmittel 80C berechnet verfügbare Bearbeitungsbedingungen auf der Basis eines Neigungswinkels einer Werkstückoberfläche, eines Verhältnisses der X·Y-Komponente relativ zur Z-Komponente, einer Abtastgeschwindigkeit des Z-Abtastspiegels, einer Bewegungsgeschwindigkeit des Werkstücks usw. Die berechneten Bearbeitungsbedingungen können auf der Anzeigeeinheit 82 angezeigt werden. Der Benutzer kann in berechneten Bedingungen eine andere Einstellung versuchen. Andernfalls kann das Bearbeitungsbedingungs-Justierungsmittel 80C dafür ausgelegt werden, Bearbeitungsbedingungen automatisch zu spezifizieren. Da Bearbeitungsbedingungen kollektiv spezifiziert werden, wird der Benutzer in diesem Fall weniger dazu gedrängt, Bearbeitungsbedingungen zu spezifizieren, und es wird eine präzise Bearbeitung ungeachtet eines defekten bearbeitbaren Werkstückoberflächenbereichs realisiert. Falls aufgrund von Schwankungen der Abtastgeschwindigkeit von X- und Y-Abtastspiegeln defekter Druck auftritt, kann ähnlich der defekte Druck eliminiert werden, indem man die Abtastgeschwindigkeiten der Abtastspiegel miteinander harmonisiert.
Wenn das Detektionsmittel 80B für defekte Oberflächenbereiche einen defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich detektiert, zeigt das Hervorhebemittel 80I einen defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich und einen bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich verschieden an, um es so dem Benutzer zu ermöglichen, visuell den defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich in die Hand zu bekommen. Um den defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich und den bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich verschieden anzuzeigen, ist es praktikabel, die individuellen Werkstückoberflächenbereiche in einem Lineargradientenmuster, einem Graustufenmuster, einem Schraffierungsmuster oder dergleichen oder auch farblich unterschiedlich zur Unterscheidung zwischen ihnen anzuzeigen. Beim Drucken unter Verwendung einer Palette unterscheiden sich defekte bedruckbare Werkstückoberflächenbereiche wie in 71 gezeigt gemäß Werkstücken voneinander. In einem solchen Fall detektiert das Detektionsmittel 80B für defekte Oberflächenbereiche einen defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich eines Werkstücks durch Ausführen von Berechnungen dergestalt, daß der defekte bedruckbare Werkstückoberflächenbereich durch das Hervorhebemittel 80I distinkt auf der Anzeigeeinheit 82 angezeigt wird.
40 zeigt ein Umgebungskonfigurationsfenster 210 mit einer 3D-Umgebungskonfigurations-Dialogbox 210A, die verschiedene Optionen enthält, und einem Voransichtsfenster 210B, mit dem man einen Laserstrahl-Bewegungsweg zu einem Werkstück spezifiziert. In dem Voransichtsfenster, das dem Editieranzeigefenster 202 ähnlich ist, wird ein Laserstrahl LB zusammen mit einem Markierungskopfsymbol MK und einem Werkstück soweit wir möglich angezeigt, wie es beim Spezifizieren in dem Editieranzeigefenster 202 erscheinen wird. Diese Funktion erleichtert es dem Benutzer, eine Druckrichtung relativ zu einem defekten bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich in die Hand zu bekommen.
Die symbolische Darstellung des Markierungskopfs MK erscheint als Vorgabe in dem Voransichtsfenster 210B und erscheint daraus, wenn man eine Anzeigemarkierungs-Ankreuzbox 210A in der 3D-Umgebungskonfigurations-Dialogbox 210A löscht. Das Objekt in dem Voransichtsfenster 210B wird auch in drei Dimensionen in dem Kopfanzeigeteil 84 des Anzeigeteils 83 angezeigt. Es ist freigegeben, X-, Y- und Z-Koordinatenachsen zum Zwecke einer leichten Koordinatenorientierung wie zum Beispiel in 40 gezeigt in dem Editieranzeigefenster 202 anzuzeigen. Die X-, Y- und Z-Koordinatenachsen können sich zur deutlichen sichtbaren Unterscheidung farblich unterscheiden. In 40 ist die Z-Achse mit einem Laserstrahlweg ausgerichtet. Durch die Anzeige von X-, Y- und Z-Koordinatenachsen wird eine räumliche Lokalisierung des Markierungskopfs relativ zu einem Werkstück durchgeführt. Die X-, Y- und Z-Koordinatenachsen können aus dem Editieranzeigefenster 202 entfernt werden, indem man die Anzeigeachsen-Ankreuzbox 210b in der 3D-Umgebungskonfigurations-Dialogbox 210A wählt. Bei dieser Ausführungsform erscheinen oder verschwinden die X-, Y- und Z-Koordinatenachsen, wenn man die Achsenanzeige-Ankreuzbox 210b wählt oder löscht.
Es ist natürlich eine Auswahl beim Entwurf, die X-, Y- und Z-Koordinatenachsen individuell anzuzeigen oder zu verbergen. Es ist auch praktikabel, eine oder mehrere Referenzlinien neben den X-, Y- und Z-Koordinatenachsen anzuzeigen. Zum Beispiel ist es beim Drucken auf einem Bereich in der Nähe einer Wurzel einer säulenförmigen Werkstückoberfläche praktikabel, entlang einer Seite an der Wurzel der Klarheit der Basisposition halber eine Referenzlinie zu zeichnen. Eine solche Referenzlinie kann Koordinaten und eine Vektorrichtung spezifiziert werden. Der Markierungskopf in dem Editieranzeigefenster 202 wird in Form eines Symbols MK mit demselben Aussehen und derselben Farbe wie ein realer Markierungskopf angezeigt. Es wird jedoch bevorzugt, daß die Rückseite des Markierungskopfs anders als eine Vorderseite gefärbt ist. Zum Beispiel besitzt das auf der Vorderseite in aschgrau gefärbte Markierungskopfsymbol MK in 41 eine weiße Rückseite und ist in 40 auf einer Rückseite mit einer anderen Farbe als auf der Vorderseite gefärbt. Ein solches Farbmuster kann optional sein, und es ist für den Benutzer vorteilhaft, beim Variieren des Ansichtspunkts eine Position des Markierungskopfs in die Hand zu bekommen. 82 zeigt eine 3D-Farbmusterdialogbox 210C, die bei Freigabe eines Farbmusterreiters in dem Umgebungskonfigurationsfenster 210 erscheint. Der Benutzer kann selektiv im Detail Farben und Musterelemente in dem Voransichtsfenster 210B spezifizieren. Das Muster enthält jeden Stil, wie zum Beispiel Muster mit durchgezogenen Linien, Muster mit gestrichelten Linien, Füllfarbmuster, Schraffierungsmuster und dergleichen. 83 und 84 zeigen eine 2D-Umgebungskonfigurationsdialogbox 210D bzw. eine 2D-Farbmusterdialogbox 210C. Das Umgebungskonfigurationsfenster 210 kann durch Betätigen einer Schließschaltfläche entfernt und/oder geschlossen werden.
Auf diese Weise kann der Benutzer eine physische Beziehung zwischen dem Markierungskopf und einer Werkstückoberfläche in die Hand bekommen, indem sie in drei Dimensionen zusammen angezeigt werden. Folglich kann der Benutzer visuell die Darstellung von Einstellungen mit Leichtigkeit überprüfen und Einstellungsfehler finden und korrigieren. Bei der obigen Ausführungsform bewegt sich der Markierungskopf und ändert seine Position entsprechend der Bewegung einer Werkstückoberfläche und einer Verschiebung des Ansichtspunkt. In dem Editieranzeigefenster 202 kann man ein Objekt im 2D-Editiermodus zoomen, vergrößern oder verkleinern, obwohl es jedoch auf einer Vorgabevergrößerung fixiert ist. Es ist möglich, ungeachtet der Vergrößerung oder Verkleinerung eines Werkstücks den Markierungskopf immer mit einer festen Vergrößerung anzuzeigen, weil der Markierungskopf hauptsächlich zu seiner Orientierung angezeigt wird. Dadurch kann der Benutzer den Markierungskopf auch dann verfolgen, wenn ein Werkstück verkleinert wird. Da die Beschreibung bei der obigen Ausführungsform das Bedrucken eines Werkstücks betrifft, das stationär bleibt, wird insbesondere im 3D-Editiermodus ein 3D-Arbeitsbereich zentral in dem Editieranzeigefenster 202 angeordnet. Wie später beschrieben werden wird, ist es jedoch möglich, den 3D-Arbeitsbereich zum Bedrucken eines beweglichen Werkstücks zu vergrößern, um so einen großen wesentlichen Bereich für einen bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich bereitzustellen. Dadurch kann der Benutzer leicht Einstellungen überprüfen. Insbesondere wird, falls sich ein längliches Werkstück in seiner Longitudinalrichtung bewegt, das Werkstück in dem Fensterschirm in Vollansicht angezeigt, so daß es für den Benutzer relativ leicht ist, das vollständige Werkstück in die Hand zu bekommen, ohne das Fensterschirmbild nach oben und unten zu rollen.
85 zeigt das Editieranzeigefenster 202 mit dem in der Profileinstellungs-Dialogbox freigegebenen 3D-Einstellungsreiter 204i. Bei Freigabe des Druckblockmuster-Layoutreiters 211 erscheint eine Detaileinstellungs-Dialogbox 212, um es dem Benutzer zu ermöglichen, Details eines Blockmusters zu spezifizieren, wie etwa Koordinaten einer Basisposition, Drehwinkel und Details eines Profils des Blockmusters. Wenn eine säulenförmige Werkstückoberfläche gewählt wird, werden in der Blockmuster-Layoutdialogbox 212 ein Radius der Säule und eine Druckseite innen oder außen spezifiziert.
86 ist ein Flußdiagramm einer Vorgehensweise der Bearbeitungsmustererzeugung, die von dem Bearbeitungsdaten-Erzeugungsmittel 80K während der Ausführung des Laserbearbeitungsdaten-Einstellungsprogramms erhalten wird. In einem ersten Schritt S21 wird ein Bearbeitungsmuster eingerichtet durch Eingeben einer Zeichenkette durch das Bearbeitungsbedingungs-Einstellungsmittel 3C und durch Spezifizieren eines Codierungsmustertyps. Wie in 14 als Beispiel gezeigt, tippt der Benutzer genauer gesagt nach dem Wählen von Zeichenkette in der Druckkategorie-Menubox 204a, um die Druckmuster-Eingabedialogbox 204 zu zeigen, numerische Zeichen „01234···789" in die Textbox 204b ein und wählt dann einen Druckmustertyp, d. h. „2D Code" in der Zeichendatentyp-Box 204d und ein Druckmuster, d. h. QR Code, in der Typ-Menubox 204q. Die arithmetische und logische Einheit 80 führt auf der Basis der so spezifizierten Informationen Berechnungen zur Erzeugung eines Druckmusters durch. Das erzeugte Druckmuster erscheint in Form einer 2D-Darstellung in dem Editieranzeigefenster 202. In diesem Beispiel kann man, obwohl der QC-Code automatisch als Druckmuster gemäß Informationen auf einer durch das Bearbeitungsbedingungs-Einstellungsmittel 3C eingegebenen Zeichenkette erzeugt wird, ein beabsichtigtes Druckmuster aus einer Menge von Druckmustervorlagen auswählen oder ein beabsichtigtes Druckmuster von anderen Dateien importieren und es in das Editieranzeigefenster 202 einfügen. In dem nachfolgenden Schritt S22 werden durch das Bearbeitungs-Einstellungsmittel 3C Profilinformationen gewonnen. Genauer gesagt erscheinen bei Freigabe des 3D-Einstellungsreiters 204i der Druckmuster-Eingabedialogbox 204 von 14 eine Druckkategoriebox 205 und die Profil-Menubox 206 wie in 37 gezeigt. Dann wird in der Profildialogbox 205 eine Säule als elementares Profil gewählt. Als Ergebnis verwandelt das Editieranzeigefenster 202 ein Objekt von ebener Form in Säulenform, wie in 38 gezeigt. Beim Umändern des Editieranzeigefensters 202 in den 3D-Ansichtsmodus verwandelt sich das säulenförmige Werkstück mit dem darauf abgelegten QR-Code wie in 39 gezeigt in dem Editieranzeigefenster 202 in eine 3D-Darstellung. Auf diese Weise erscheint eine 3D-Darstellung eines Druckmusters in dem Editieranzeigefenster 202 in den 2D-Ansichtsmoden durch Eingeben von Druckmusterinformationen im Schritt S21, und wird danach in eine 3D-Darstellung in demselben Fenster 202 konvertiert, aber im 3D-Ansichtsmodus, in dem im Schritt S22 Profilinformationen eingegeben werden. In dem Flußdiagramm der Bearbeitungsmuster-Erzeugungssequenz können die Schritte S21 und S22 durcheinander ersetzt werden. Nachdem Bearbeitungsdaten in Form von räumlichen 3D-Koordinatendaten beschafft wurden, erfolgt gegebenenfalls eine Feinjustierung von Layout und Position in der Z-Richtung. Die Feinjustierung kann durch Verwendung von Rollbalken oder eines Mausrads erzielt werden.
Die resultierende Laserbearbeitung wird, sobald sie in der obigen Sequenz bereitgestellt wurde, zu der Steuereinheit 1A des Laserbearbeitungssystems von 12 transferiert, wenn die Auslesetransfer-Befehlsschaltfläche 215 unter einer unteren Fenstergrenze betätigt wird. In dem Speicher der Steuereinheit 1A werden die Laserbearbeitungsdaten expandiert und überschrieben.
Das Laserbearbeitungssystem führt Drucken auf der Basis der Laserbearbeitungsdaten durch. Es ist praktikabel, einen Testdruck vor dem tatsächlichen Drucken durchzuführen, um zu bestätigen, ob das Drucken möglich ist oder nicht und ob das Druckergebnis gut oder schlecht sein wird. Es können mehrere Druckmuster für eine Werkstückoberfläche spezifiziert werden, oder individuell für mehrere Werkstückoberflächen durch Wiederholen derselben Prozedur.
Das Bedrucken von beweglichen Werkstücken folgt den folgenden prozeduralen Schritten: (1) Bestimmen eines Druckmusters; (2) Einstellen von Druckbedingungen für ein bewegliches ebenes Werkstück; (3) Druckstart; und (4) Addieren einer bewegten Distanz eines Werkstücks zu X- und Y-Koordinaten des Druckmusters. Die Druckbedingungen für ein bewegliches ebenes Werkstück, zu denen mindestens eine Bewegungsrichtung, eine Bewegungsbedingung und/oder ein Druckbereich gehören, werden nachfolgend der Reihe nach beschrieben. In 87A und 87B, worin schematisch das Konzept des Bedruckens von beweglichen Werkstücken in zwei Dimensionen gezeigt ist, bewegt sich das ebene Werkstück WP nach rechts in der Zeichnung. In einem in 88 gezeigten Linieneinstellungsfenster 540, worin ein Markierungskopf im Ebenen – und Querschnitt gezeigt ist, wird eine Bewegungsrichtungs-Dialogbox 241 geöffnet, damit der Benutzer eine X/Y-Richtung und/oder eine Z-Richtung der Bewegung des Werkstücks WP spezifizieren kann. In diesem Fall werden in der Bewegungsrichtungs-Dialogbox 241 eine Richtungslage einer Linie und eine Bewegungsrichtung der Linie gewählt. Die visuelle Optionalität von Bedingungen ermöglicht dem Benutzer ein leichtes Verständnis der relativen Position zwischen dem Markierungskopf und einem Werkstück, um so dadurch Einstellung ohne Fehler zu erzielen. Falls eine Richtung eines Druckmusters orthogonal mit einer Bewegungsrichtung des Markierungskopfs ist, wird ein Aufwärts- oder Abwärtspfeil in der Bewegungsrichtungs-Dialogbox 241 gewählt. Bewegungsbedingung bedeutet einen Steuermodus der Arbeitsgeschwindigkeit, nämlich eine offene Regelschleife zur Aufrechterhaltung einer konstanten Arbeitsgeschwindigkeit oder eine Rückkopplungsregelung und ist eine Auswahl zwischen beiden.
Der bedruckbare Werkstückoberflächenbereich wird durch Bewegungsbereiche eines Scanners definiert, die entsprechend entlang von X- und Y-Achsen eines ebenen Koordinatensystems genommen werden. Die Bewegungsbereiche des Scanners sind so ausgelegt, daß die in dem Editieranzeigefenster 202 wie zum Beispiel in 14 und 39 gezeigt angezeigte Koordinatenebene einem maximalen bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich entspricht. Der Benutzer kann durch Spezifizieren eines Druckmusters in der Koordinatenebene automatisch einen bedruckbaren Werkstückoberflächenbereich definieren.
Beim Spezifizieren von Bearbeitungsbedingungen für eine bewegliche Ebene können Positions-X- und -Y-Koordinaten eines Laserstrahls nach dem Start eines Druckens eines gegebenen Druckmusters berechnet werden, und es kann entschieden werden, ob der Laserstrahl an den individuellen Positionen ein- oder ausgeschaltet werden soll. Die Positionskoordinate eines Laserstrahls wird berechnet durch Addieren einer Bewegungsdistanz eines Werkstücks in einer Bewegungsrichtung zu einer Koordinate eines wesentlichen Punkts, der Teil des Druckmusters in der Bewegungsrichtung bildet. In dem in 87A gezeigten Beispiel wird, da sich das Werkstück in einer X-Richtung bewegt, die Positionskoordinate eines Laserstrahls über X-Richtung berechnet und wird im Hinblick auf Y-Richtung intakt gelassen. Das Bedrucken beweglicher Werkstücke eignet sich gut für Werkstücke, die sich drehen oder in drei Dimensionen bewegen. In solchen Fällen folgt das Bedrucken eines beweglichen Werkstücks denselben prozeduralen Schritten wie beim Bedrucken eines beweglichen ebenen Werkstücks.
89 ist ein Editieranzeigefenster 202 mit der Druckmuster-Eingabedialogbox 204, in der ein Detaileinstellungsreiter 204j durch den Benutzer freigegeben wird. Das oben beschriebene Bearbeitungsdaten-Erzeugungsmittel 80K ist dafür ausgelegt, Bearbeitungsdaten auf der Basis von durch das Bearbeitungsbedingungs-Einstellungsmittel 3C spezifi zierten Bearbeitungsbedingungen zu erzeugen, um so eine Grundbedingung zur Konformation eines Brennpunkts des Laserstrahls auf einen Werkstückoberfläche hervorzubringen. Es ist jedoch möglich, eine Entfokussierungsdistanz einzustellen, so daß der Laserstrahl absichtlich unscharf auf die Werkstückoberfläche gelegt wird. Der Ausdruck „Entfokussierungsdistanz" soll hierbei ein Offset von einer Fokalposition eines Laserstrahls oder einer Distanz zwischen einem Brennpunkt eines Laserstrahls und einer Werkstückoberfläche bedeuten. In der Detaileinstellungsdialogbox kann der Benutzer eine Entfokussierungsdistanz spezifizieren, die der Benutzer in einer Entfokussierungsbox 204o wünscht, die eine der schematisch durch 204n bezeichneten Parameterboxen ist. Der Laserstrahl wird durch den Benutzer von einer Werkstückoberfläche aus in der Entfokussierungsdistanz fokussiert, wenn die Entfokussierungsdistanz ein negativer Wert ist, oder unterhalb einer Werkstückoberfläche, wenn sie ein positiver Wert ist. Es ist auf praktikabel, andere Parameter einzustellen, wie etwa Fleckgröße eines Laserstrahls auf einer Werkstückoberfläche und ein Arbeitsmaterial. Zu diesem Zeitpunkt des Spezifizierens eines Parameters werden die vom Benutzer eingestellten Bearbeitungsbedingungen automatisch gemäß dem Parameter geändert. Folglich kann der Benutzer durch Abänderung eines Parameters, die der Benutzer wünscht, leicht eine Konditionierung ausführen. Wie in 89 gezeigt, umfassen die Parameterboxen 204n eine Arbeitsdistanzbox, eine Fleckseitenbox und eine Materialbox. Die Arbeitsdistanz ist einer im Betrieb befindlichen Laserbearbeitungsmaschine naturgemäß und wird automatisch abhängig davon auf gewöhnliche Weise eingestellt. Die Fleckgröße wird als Prozentsatz mit Bezug auf eine Fleckgröße am Brennpunkt spezifiziert. Das Arbeitsmaterial wird aus einem Pull-Down-Materialmenu 204k ausgewählt, das erscheint, wenn die Materialbox gewählt wird. Das Materialmenu listet verschiedene Bearbeitungszwecke, wie zum Beispiel Stahldruck in Schwarz und Rostfrei-Druck in Schwarz, Harzablagerung und Rauhe Oberfläche, neben verschiedenen Materialien wie etwa ABS-Harz, Polycarbonatharz und Phenolharz. Die Auswahl eines Materials verursacht Koordination von Leistungsdichte des Laserstrahls.
Diese Parameter sind voneinander abhängig. Das heißt, bei der Justierung einer Entfokussierungsdistanz eines Laserstrahls variieren Leistungsdichte und Fleckgröße des Laserstrahls entsprechend. Bei der Auswahl eines Arbeitsmaterials und eines Zwecks der Bearbeitung wird ferner geeignete Leistungsdichte entsprechend justiert und daher variiert eine Fleckgröße oder eine Entfokussierungsdistanz des Laserstrahls entsprechend. Wäre es notwendig, die Leistungsdichte einer Laserleistung zu justieren und die Fleckgröße des Laserstrahls zu behalten, muß deshalb der Benutzer eine gewünschte Fleckgröße des Laserstrahls spezifizieren und daneben Parameter wie etwa Ausgangsleistung des Laserstrahls und eine Abtastgeschwindigkeit justieren, um so dadurch nach einer geeigneten Kombination von Parametern zu suchen, die keine Veränderung der Fleckgröße des Laserstrahls verursacht. Die Justierung von Parametern wurde durch einen anderen Versuch durchgeführt und auf der Basis des Ergebnisses einer tatsächlichen Laserbearbeitung einer Werkstückoberfläche ausgewählt, was relativ umständlich ist und viel Zeit verbraucht.
Im Hinblick auf die obigen Probleme besitzt das Laserbearbeitungsdaten-Einstellungssystem 280 der vorliegenden Ausführungsform eine relationale Datenbank in Form einer Nachschlagetabelle 5a, worin eine Anzahl von Datensätzen von Parametern gemäß Änderungen einzelner Parameter aufgelistet sind, in der Speichereinrichtung 5A (siehe 13). Bei der Änderung eines der Parameter wird ein geeigneter Datensatz aus der Nachschlagetabelle 5a ausgewählt, um so Parameter des gewählten Datensatzes automatisch einzustellen. Entsprechend wird die Bearbeitungsbedingungseinstellung abgeschlossen, indem nur ein Parameter geändert wird, den der Benutzer ändern möchte. Wenn zum Beispiel in der in 89 gezeigten Druckmuster-Eingabedialogbox 204 geöffneten Detaileinstellungsdialogbox entweder eine Fleckgröße oder ein Arbeitsmaterial spezifiziert werden, werden die übrigen Parameter in der Detaileinstellungsdialogbox automatisch gemäß dem vom Benutzer spezifizierten Parameter oder Attribut korrigiert. Sogar bei der Änderung einer Entfokussierungsdistanz, nachdem eine Fleckgröße oder ein Arbeitsmaterial spezifiziert wird, werden auch die übrigen Parameter (zum Beispiel Laserausgangsleistung und eine Abtastgeschwindigkeit usw.) automatisch korrigiert, um den spezifizierten Parameter, d. h. die Fleckgröße oder das Arbeitsmaterial, unverändert zu lassen. Auf diese Weise wird, da der Benutzer gefordert ist, nur einen Parameter zu ändern, den der Benutzer beabsichtigt, ein gewünschtes Ergebnis relativ leicht erreicht.
90A und 90B zeigen verarbeitete Muster, die durch kontinuierliches Variieren eines Bearbeitungsparameters während der Laserbearbeitung gebildet werden. Genauer gesagt zeigt 90A einen bearbeiteten Arbeitsteil eines Werkstücks W1, worauf eine geneigte Rille KS eingraviert wird, und 90B zeigt eine bearbeitete Werkstückoberfläche W2, worauf ein Logo LQ in Pinselstrichen aufgedruckt wird. Diese verarbeiteten Muster KS und LG werden durch kontinuierliches Variieren einer Entfokussierungsdistanz oder eines Strahlflecks eines Laserstrahls gebildet. Das Bearbeitungsdaten-Erzeugungsmittel 80K justiert die übrigen Parameter automatisch unter Verfolgung der kontinuierlichen Variation der Entfokussierungsdistanz, um so die übrigen Bearbeitungsbedingungen unverändert zu halten. Folglich bleiben Bearbeitungsbedingungen, die nicht geändert werden müssen, unverändert.
91 zeigt ein Editieranzeigefenster 202 begleitet durch eine kontinuierliche-Bearbeitung-Dialogbox zum Einstellen einer kontinuierlichen Laserbearbeitung. Bei der Auswahl einer kontinuierliche-Bearbeitung-Ankreuzbox erscheinen Spin-Boxen, die es dem Benutzer ermöglichen, Entfokussierungsdistanzen oder Fleckgrößen in Zahlenwerten zu spezifizieren. Zum Beispiel werden bei der Auswahl einer Entfokussierungsdistanz-Ankreuzbox Entfokussierungsdistanzen an Start- und Endpositionen in den Spin-Boxen für Start- bzw. Endpositionen spezifiziert. Die Entfokussierungsdistanz variiert linear in einem spezifizierten Bereich. Es ist praktikabel, eine Entfokussierungsdistanz entweder für eine Startposition oder eine Endposition zu spezifizieren, und eine zunehmende oder abnehmende Rate oder eine Änderung durch Inkrement oder Dekrement anstelle der Entfokussierungsdistanz für eine Startposition oder eine Endposition. Beim spezifizieren von Entfokussierungsdistanzen werden Fleckgrößen entsprechend und automatisch in Spin-Boxen in bezug auf die Nachschlagetabelle 5a in der Speichereinrichtung 5A spezifiziert. Auf diese Weise wird, wenn eine Auswahl zwischen den entsprechenden zwei besteht, das andere automatisch spezifiziert, so daß der Benutzer die einmal spezifizierten Bearbeitungsbedingungen ändern kann, indem er nur einen beabsichtigten Parameter spezifiziert, ohne sich um die Abhängigkeitsrelationen der Parameter zu kümmern. In dem in 56 gezeigtem Beispiel zeigen das Editieranzeigefenster 202 und das 3D-Viewer-Fenster 260 RSS-CC-Codes an, entsprechend einer Auswahl von RSS & CC, die der Benutzer in der Zeichendatentyp-Box 204d spezifiziert hat. In diesem Fall können entweder ein RSS-Code oder ein zusammengesetzter Code, der einen RSS-Code und einen Mikro-PDF-Code umfaßt, nebeneinander angeordnet in der Zeichendatentyp-Spin-Box 204d ausgewählt werden. Als der zusammengesetzte Code wurde RSS-24 CC-A in der Typ-menu-Box 204q gewählt. Um dem Benutzer die Eingabe einer Beschreibung in die Textbox 204d leicht zu ermöglichen, ist es praktikabel, eine schwebende Werkzeugleiste mit verschiedenen Werkzeugen anzuzeigen, wie etwa Werkzeuge für spezielle Zeichencodes, Werkzeuge für externe Zeichen und dergleichen. Wie gerade beschrieben wurde, ermöglicht es das Bearbeitungsdaten-Erzeugungsmittel 80K dem Benutzer, Einstellungen wie etwa Arbeitsmaterial, ein Bearbeitungsmuster, eine Art von Lackierung, eine Maschinenbearbeitungszeit und dergleichen zu verändern, indem er eine Strahlgröße eines Laserstrahls ohne Einschränkung ändert. Die gemäß Parametern für Bearbeitungsbedingungen, die der Benutzer einmal spezifiziert hat, erstellte Datei der Bearbeitungsdaten wird unter einem individuellen Dateinamen zu einem beliebigen Zeitpunkt abgespeichert. Die Bearbeitungsdaten-Datei wird durch Auswahl eines Dateimenus zur Anzeige eines Pull-Down-Menus und anschließendes Auswählen des Menus Save As abgespeichert, um eine Dateiabspeicherdialogbox zu öffnen und einen neuen Dateinamen in eine Dateinamenbox einzugeben. Die Bearbeitungsdaten-Datei kann verwendet werden, wenn dieselbe Laserbearbeitung auf ähnliche Werkstücke angewandt wird. Es ist praktikabel, verschiedene Daten-Dateien von sehr häufig auftretenden Bearbeitungsbedingungen zu verwenden, die zuvor bereitgestellt wurden.
Wie gerade beschrieben wurde, umfaßt der grundlegende Prozeß der Einstellung programmierter Laserbearbeitungsdaten das Einstellen einer Zeichenkette und seines Layouts als Informationen über ein zweidimensionales Druckmuster durch Verwendung einer Benutzeroberfläche zur zweidimensionalen Einstellung und anschließendes Einstellen von dreidimensionalen Informationen und ihres Layouts zur Umsetzung des zweidimensionalen Druckmusters in ein dreidimensionales Druckmuster durch Verwendung einer Benutzeroberfläche zur dreidimensionalen Einstellung. Genauer gesagt werden Informationen über ein Druckmuster, wie etwa eine Zeichenkette, einen Strichcode, einen zweidimensionalen Code, eine benutzerdefinierte Graphik und dergleichen und Daten über ein Ebenenlayout des Druckmusters, wie zum Beispiel eine Größe, Neigung der einzelnen Zeichen, Linienstärken und dergleichen, durch die Benutzeroberfläche zur zweidimensionalen Einstellung eingegeben. Diese Dateneingabe kann durch direktes Spezifizieren numerischer Werte oder direktes Editieren eines in zwei Dimensionen auf dem Anzeigeschirm oder -fenster angezeigten Objekts durch Mausbetätigung erzielt werden. Danach werden Informationen über ein dreidimensionales Muster und ein Layout durch Verwendung der Benutzeroberfläche für dreidimensionales Einstellen zu dem zweidimensionalen Druckmuster hinzugefügt. Um ein dreidimensionales Profil zu spezifizieren, wird der 3D-Einstellungsreiter 204i (siehe 38) geöffnet. Wenn Säule in der Profil-Menubox 206 spezifiziert wird, wird ein Druckmuster als an eine säulenförmige Oberfläche angebracht geändert und eben von rechts oberhalb der säulenförmigen Oberfläche aus gesehen wie in 38 gezeigt angezeigt.
Die Transformation des Druckmusters von einer Ebenenansicht in eine stereoskopische oder dreidimensionale Ansicht wird folgendermaßen erreicht. Im Fall eines dreidimensionalen Objekts, wie etwa einer säulenförmigen Oberfläche, die eben entwickelbar ist, wird ein Druckmuster wie etwa eine Zeichenkette, die in zwei Dimensionen gesetzt ist, als auf eine entwickelte ebene Oberfläche gelegt betrachtet. Beim Erzeugen einer dreidimensionalen säulenförmigen Oberfläche aus der entwickelten Ebenenansicht ist leicht berechnet, welche Position die Zeichenkette in der dreidimensionalen Werkstückoberfläche einnimmt. Ferner wird eine Vorderansicht der dreidimensionalen Zeichenkette durch Erzeugung einer Darstellungsansicht der säulenförmigen Werkstückoberfläche mit der darauf gelegten Zeichenkette, die von unendlich rechts oberhalb einer zu bedruckenden Oberfläche betrachtet wird, und anschließendes Ausschließen von Informationen über alles außer der Zeichenkette, d. h. über die säulenförmige Werkstückoberfläche, von der Darstellungsansicht der säulenförmigen Werkstückoberfläche gewonnen. Nicht ausschließlich für diese Möglichkeit ist es praktikabel, ein Druckmuster, das in zwei Dimensionen gesetzt ist, in einer gewünschten Richtung auf eine dreidimensionale Oberfläche zu projizieren oder ein in zwei Dimensionen gesetztes Druckmuster in ungefährer Abbildung auf eine dreidimensionale Oberfläche zu legen.
Ein Layout des in drei Dimensionen gesetzten Druckmusters wird durch Verwendung der Benutzeroberfläche für dreidimensionales Einstellen justiert. Die Layoutjustierung wird fein erzielt durch Justieren einer Position des eben in dem zweidimensionalen Ansichtsfenster angezeigten Druckmusters, wobei intuitiv eine Festposition des Druckmusters in dem dreidimensionalen Ansichtsfenster bestätigt wird. Zur Layoutjustierung werden Informationen eingegeben, um Koordinaten einer Referenzposition eines Grundprofils, eine Neigung des Grundprofils, Distanzen von Zeichen von der Referenzposition des Grundprofils zu spezifizieren. Diese Informationseingabe läßt sich durch direktes Spezifizieren numerischer Werte erzielen, oder durch direktes Editieren eines Objekts (des Druckmusters) auf einer in zwei Dimensionen und/oder drei Dimensionen in dem Anzeigeschirm oder -fenster angezeigten Werkstückoberfläche. Zu Beispielen für Posten, die möglicherweise bei der Layoutjustierung spezifiziert werden, gehören die in einer in 92 gezeigten Tabelle aufgelisteten.
Zu den Bearbeitungsbedingungen gehören Informationen über Bearbeitungsmuster und Information über dreidimensionale Profile, die notwendig sind, um eine Bearbeitungsmuster gemäß den Arbeitprofilen in ein dreidimensionales Profil umzusetzen. Beispiele für das Bearbeitungsmuster wären Zeichenkette, Graphiken wie etwa Strichcodes, zweidimensionale Codes und Logos. Bei der Massenbearbeitung, wie zum Beispiel dem Bedrucken von Paletten, wird es bevorzugt, variable Nummern zu beteiligen, wie etwa Herstellungsdatum und eine serielle Nummer in einem Bearbeitungsmuster. Ein auf ein Werkstück angewandtes solches Bearbeitungsmuster stellt Verfolgbarkeit des Werkstücks sicher.
93A und 93B sind Darstellungen zur Erläuterung einer Tracking-Funktion des Z-Achsen-Scanners. In dem Laserbearbeitungssystem zum dreidimensionalen Abtasten einer Werkstückoberfläche mit einem Laserstrahl zum Bedrucken der Werkstückoberfläche wird es dem Z-Achsen-Scanner ermöglicht, der Bewegung der X-Achsen- und Y-Achsen-Scanner durch Korrelieren einer Z-Koordinate mit X- und Y-Koordinaten zu folgen. Beim Bedrucken eines in 93A gezeigten viereckigen pyramidenfärmigen Werkstücks wird eine Z-Koordinate einer Position auf einer geneigten Ebene mit X- und Y-Koordinaten der Position korreliert, die durch eine Zelle eines in 93B gezeigten Korrelationsdiagramms repräsentiert wird. Der Z-Achsen-Scanner kann wirken, um einen Laserstrahlfleck zu einer Z-Koordinate zu bewegen, die automatisch gemäß dem Betrieb der X-Achsen- und Y-Achsen-Scanner bestimmt wird, wobei der durch das Korrelationsdiagramm definierten Korrelation gefolgt wird. Im allgemeinen ist der Z-Achsen-Scanner wahrscheinlich in bezug auf das Ansprechverhalten aufgrund eines mechanischen Unterschieds zu den X-Achsen- und Y-Achsen-Scannern den X-Achsen- und Y-Achsen-Scannern unterlegen. Anders ausgedrückt, dauert es bei dem Z-Achsen-Scanner im Vergleich zu den X-Achsen- und Y-Achsen-Scannern zu lang, um nach einer Abtastinstruktion eine Abtastoperation abzuschließen. Wenn bewirkt wird, daß der Z-Achsen-Scanner den X-Achsen- und Y-Achsen-Scannern nachfolgt, tritt deshalb eine Wartezeit auf, bis der Z-Achsen-Scanner seine Abtastoperation abschließt, oder es ist notwendig, die Ansprechgeschwindigkeit der X-Achsen- und Y-Achsen-Scanner so zu reduzieren, daß es in jedem Fall vergleichsweise lange dauert, den Druck abzuschließen.
Aus diesem Grund wird bei dieser Ausführungsform die Z-Achsen-Scanner-Tracking-Funktion nicht regelmäßig freigegeben, sondern nur auf Bedarf. Wie in 94A und 94B gezeigt, wird genauer gesagt bewirkt, daß der Z-Achsen-Scanner während des wesentlichen Drucks wie durch eine fettgedruckte durchgezogene Linie und Pfeile gemäß der durch das Korrelationsdiagramm definierten Korrelation operiert und jedoch in einer Position bleibt, um den Laserstrahlfleck während einer Unterbrechung des Drucks wie durch eine fettgedruckte gestrichelte Line und einen Pfeil angegeben an einer festen Z-Koordinate zu halten. Folglich unterbricht der Z-Achsen-Scanner seinen Betrieb während des Betriebs der X-Achsen- und Y-Achsen-Scanner während einer Unterbrechung des Drucks, so daß, da den X-Achsen- und Y-Achsen-Scannern ein Betrieb mit ihren potentiellen Geschwindigkeiten erlaubt wird, eine Gesamtdruckzeit verkürzt wird. Zum Beispiel ist es praktikabel, während des wesentlichen Drucks eine mit X- und Y-Koordinaten korrelierte Z-Koordinate auszugeben, und eine feste Z-Koordinate unabhängig von X- und Y-Koordinaten. Die Position des Z-Achsen-Scanners kann unverändert bleiben, um so den Laserstrahlfleck beim Abschluß des letzten Drucks an einer Z-Koordinate zu behalten, oder kann so betrieben werden, daß der Laserstrahlfleck zu einer spezifischen Z-Koordinate, wie zum Beispiel einer Z-Koordinate bei der Aktivierung des Lasermarkierungssystems, einer niedrigsten oder höchsten Z-Koordinate während des Drucks, zurückkehrt. Andernfalls kann der Z-Achsen-Scanner so betrieben werden, daß der Laserstrahlfleck zu einer Z-Koordinate für die Einleitung eines nachfolgenden Drucks bewegt wird. Dadurch kann die Abtasteinrichtung ein sanftes Starten einer Abtastoperation sicherstellen.
95 ist ein Flußdiagramm einer Steuersequenz des Z-Achsen-Scanner-Betriebs. Beim Betrieb des Z-Achsen-Scanners zur Bewegung eines Laserstahlflecks von einer Position P1 (Xa, Ya, Za) zu einer Position P2 (Xb, Yb, Zb) (siehe 96A), wird im Schritt S'1 beurteilt, ob Bestrahlung eines Laserstrahls bewirkt wird. Wenn die Antwort negativ oder NEIN ist, operiert der Z-Achsen-Scanner so, daß der Laserstrahlfleck auf einem Weg bewegt wird, der durch mit X- und Y-Koordinaten korrelierte Z-Koordinaten definiert wird (Schritt S'2). Genauer gesagt operiert der Z-Achsen-Scanner, um den Laserstrahlfleck von einer Z-Koordinate Za entlang einer in 96A gezeigten fettgedruckten durchgezogenen Linie zu einer Z-Koordinate Zb zu bewegen, wobei den Betrieb der X- und Y-Scanner zur Bewegung des Laserstrahlflecks von X- und Y-Koordinaten Xa und Ya zu X- bzw. Y-Koordinaten Xb und Yb gefolgt wird. Wenn dagegen die Antwort auf die Beurteilung im Schritt S'1 bestätigend oder JA ist, schreitet die Steuerlogik zum Schritt S'3 voran, in dem der Z-Achsen-Scanner stationär bleibt, um es dadurch dem Laserstrahlfleck zu ermöglichen, sich direkt von einer Z-Koordinate Za entlang einer in 97 gezeigten fettgedruckten gestrichelten Linie zu einer Z-Koordinate Zb zu bewegen, während die X- und Y-Scanner wirken, um so den Laserstrahlfleck auf X- und Y-Koordinaten bzw. Yb zu positionieren, wenn die Bestrahlung eines Laserstrahls für den nachfolgenden Druck wiederaufgenommen wird. Auf diese Weise wird ein unnötiger Betrieb des Z-Achsen-Scanners verhindert und folglich können die X-Achsen- und Y-Achsen-Scanner entsprechend mit hohen Geschwindigkeiten wirken.
Es versteht sich, daß, obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf Ausführungsformen beschrieben wurde, Fachleuten verschiedene andere Ausführungsformen und Varianten einfallen können, die im Schutzumfang und Gedanken der Erfindung liegen, und solche anderen Ausführungsformen und Varianten sollen durch die folgenden Ansprüche abgedeckt werden.

Claims

Laserbearbeitungssystem (100) zum Bearbeiten einer Werkstückoberfläche in einem Arbeitsbereich mit einem vorbestimmten Bearbeitungsmuster durch Verwendung eines Laserstrahls, wobei das Laserbearbeitungssystem folgendes umfaßt: ein Lasererzeugungsmittel (8, 50) zum Erzeugen eines Laserstrahls; ein Abtastmittel (14a, b, c) zum Abtasten einer Werkstückoberfläche mit dem Laserstrahl in einem Abtastbereich; wobei das Abtastmittel folgendes umfaßt: eine Strahlaufweitungsvorrichtung (53) zum Variieren einer Distanz, bei der der durch das Lasererzeugungsmittel erzeugte Laserstrahl fokussiert wird; einen ersten Scanner zum Ablenken des aus der Strahlaufweitungsvorrichtung (53) kommenden Laserstrahls in einer ersten Richtung, um die Werkstückoberfläche in dem Abtastbereich in der ersten Richtung abzutasten; und einen zweiten Scanner zum Ablenken des durch den ersten Scanner reflektierten Laserstrahls in einer zu der ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung, um die Werkstückoberfläche in dem Abtastbereich in der zweiten Richtung abzutasten; ein Steuermittel (1) zum Steuern des Lasererzeugungsmittels (8, 50) und des Abtastmittels (14a, b, c), um so die Laserbearbeitung gemäß Laserbearbeitungsbedingungen auf die Werkstückoberfläche anzuwenden; ein Bearbeitungsbedingungs-Einstellungsmittel (3C) zum Einstellen der Laserbearbeitungsbedingungen durch Spezifizieren eines dreidimensionalen Profils der Werkstückoberfläche und eines Bearbeitungsmusters; ein Mittel zur Datenerzeugung (80K) zum Erzeugen von Laserbearbeitungsdaten für die Werkstückoberfläche gemäß den Laserbearbeitungsbedingungen; und ein Anzeigemittel (83) zum Anzeigen und Editieren einer Darstellung der Laserbearbeitungsdaten in zwei Dimensionen; wobei das Bearbeitungsbedingungs-Einstellungsmittel dafür freigegeben ist, ein dreidimensionales Profil der Werkstückoberfläche und das Bearbeitungsmuster einzustellen, während die Werkstückoberfläche in dem Anzeigemittel in zwei Dimensionen angezeigt wird.
Laserbearbeitungssystem nach Anspruch 1, wobei das Anzeigemittel (83) in der Lage ist, eine Anzeige der Werkstückoberfläche von einer zweidimensionalen Anzeige in eine dreidimensionale Anzeige umzuändern.
Laserbearbeitungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Anzeigemittel in der Lage ist, einen Anzeigeschirm zum Anzeigen der Werkstückoberfläche in drei Dimensionen anzuzeigen, während die Werkstückoberfläche darin in zwei Dimensionen angezeigt wird.
Laserbearbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Anzeigemittel die Werkstückoberfläche in zwei Dimensionen in einer Abtastebene anzeigt.
Laserbearbeitungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Anzeigemittel in der Lage ist, die Werkstückoberfläche in drei Dimensionen selektiv in einer X-Y-Koordinatenebene, einer Y-Z-Koordinatenebene und einer Z-X-Koordinatenebene anzuzeigen.
Laserbearbeitungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einem Editiermodus-Umschaltmittel (272) zum Umschalten des Anzeigemittels zwischen einem dreidimensionalen Editiermodus, in dem dreidimensionale Bearbeitungsdaten editiert werden, und einem zweidimensionalen Editiermodus, in dem dreidimensionale Bearbeitungsdaten ausschließlich editiert werden.
Laserbearbeitungssystem nach Anspruch 6, wobei der zweidimensionale Editiermodus als Vorgabe gewählt wird, wenn das Laserbearbeitungssystem aktiviert wird.
Laserbearbeitungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einem Detektionsmittel (80B) für defekte Bereiche zum Detektieren eines defekten Werkstückoberflächenbereichs der Werkstückoberfläche, der unter den Druckbedingungen mit dem Laserstrahl nur auf fehlerhafte_Weise bearbeitbar_oder unbearbeitbar ist, durch Ausführen einer Berechnung auf der Basis des dreidimensionalen Profils der Werkstückoberfläche und eines Winkels, in dem der Laserstrahl erwartungsgemäß auf die Werkstückoberfläche auftrifft, und einem Warnmittel (80J), zum Verbergen des durch das Bearbeitungsbedingungs-Einstellungsmittel (3C) spezifizierten Bearbeitungsmusters auf dem Anzeigemittel (83), wenn das Bearbeitungsmuster den defekten Werkstückoberflächenbereich mindestens teilweise überschneidet.
Laserbearbeitungsdaten-Einstellungssystem zum Einstellen von Bearbeitungsdaten auf Basis eines Bearbeitungsmusters, mit dem ein Laserbearbeitungssystem eine Werkstückoberfläche in einem Arbeitsbereich mit einem Laserstrahl bearbeitet, wobei das Laserbearbeitungsdaten-Einstellungssystem folgendes umfaßt: ein Bearbeitungsbedingungs-Einstellungsmittel (3C) zum Einstellen von Laserbearbeitungsbedingungen durch Spezifizieren eines dreidimensionalen Profils der Werkstückoberfläche und eines Bearbeitungsmusters; ein Datenerzeugungsmittel zum Erzeugen von Laserbearbeitungsdaten für die Werkstückoberfläche gemäß den Laserbearbeitungsbedingungen; und ein Anzeigemittel (83) zum Anzeigen und Editieren einer Darstellung der Laserbearbeitungsdaten in zwei Dimensionen; wobei das Bearbeitungsbedingungs-Einstellungsmittel (3C) dafür freigegeben ist, ein dreidimensionales Profil der Werkstückoberfläche und das Bearbeitungsmuster einzustellen, während die Werkstückoberfläche in dem Anzeigemittel in zwei Dimensionen angezeigt wird.
Verfahren zum Einstellen von Laserbearbeitungsdaten gemäß einem Bearbeitungsmuster, auf dessen Basis ein Laserbearbeitungssystem eine Werkstückoberfläche in einem Arbeitsbereich mit dem Bearbeitungsmuster durch Verwendung eines Laserstrahls bearbeitet, wobei das Laserbearbeitungsdaten-Einstellungsverfahren die folgenden Schritte umfaßt: Anzeigen einer Werkstückoberfläche in einem Arbeitsbereich in zwei Dimensionen in einem Anzeigeschirm; Einstellen eines dreidimensionalen Profils der Werkstückoberfläche und eines Bearbeitungsmusters als die Laserbearbeitungsbedingungen, während die Werkstückoberfläche in dem Anzeigeschirm in zwei Dimensionen angezeigt wird; und Anzeigen der Werkstückoberfläche in drei Dimensionen entweder durch die Möglichkeit des Umschaltens des in dem Anzeigeschirm angezeigten Werkstücks von einer zweidimensionalen Darstellung in eine dreidimensionale Darstellung oder Anzeigen eines dreidimensionalen Anzeigeschirms zum Anzeigen der Werkstückoberfläche in drei Dimensionen in dem Anzeigeschirm, während die Werkstückoberfläche in dem Anzeigeschirm in zwei Dimensionen angezeigt wird.
Computerprogramm zum Einstellen von Laserbearbeitungsdaten gemäß einem Bearbeitungsmuster, auf dessen Basis ein Laserbearbeitungssystem eine Werkstückoberfläche in einem Arbeitsbereich mit dem Bearbeitungsmuster durch Verwendung eines Laserstrahls bearbeitet, wobei das Computerprogramm zum Einstellen von Laserbearbeitungsdaten folgendes umfaßt: eine Funktion zum Anzeigen einer Werkstückoberfläche in einem Arbeitsbereich in zwei Dimensionen in einem Anzeigeschirm; eine Funktion zum Einstellen eines dreidimensionalen Profils der Werkstückoberfläche und eines Bearbeitungsmusters als die Laserbearbeitungsbedingungen, während die Werkstückoberfläche in dem Anzeigeschirm in zwei Dimensionen angezeigt wird; und eine Funktion zum Anzeigen der Werkstückoberfläche in drei Dimensionen entweder durch die Möglichkeit des Umschaltens des in dem Anzeigeschirm angezeigten Werkstücks von einer zweidimensionalen Darstellung in eine dreidimensionale Darstellung oder Anzeigen eines dreidimensionalen Anzeigeschirms zum Anzeigen der Werkstückoberfläche in drei Dimensionen in dem Anzeigeschirm, während die Werkstückoberfläche in dem Anzeigeschirm in zwei Dimensionen angezeigt wird.
Computerlesbares Speichermedium, in dem das Computerprogramm nach Anspruch 11 gespeichert ist.
Direkt in einen internen Speicher eines digitalen Computers ladbares oder auf einem Computer benutzbaren Medium oder einem computerlesbaren Medium gespeichertes Computerprogrammprodukt, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 11 gespeichert ist.
Computerprogrammmittel zum Einstellen von Laserbearbeitungsdaten gemäß einem Bearbeitungsmuster, auf dessen Basis ein Laserbearbeitungssystem eine Werkstückoberfläche in einem Arbeitsbereich mit dem Bearbeitungsmuster durch Verwendung eines Laserstrahls bearbeitet, wobei das Computerprogrammmittel folgendes umfaßt: ein Mittel zum Ausführen einer Funktion zum Anzeigen einer Werkstückoberfläche in einem Arbeitsbereich in zwei Dimensionen in einem Anzeigeschirm, ein Mittel zum Ausführen einer Funktion zum Einstellen eines dreidimensionalen Profils der Werkstückoberfläche und eines Bearbeitungsmusters als die Laserbearbeitungsbedingungen, während die Werkstückoberfläche in dem Anzeigeschirm in zwei Dimensionen angezeigt wird; und ein Mittel zum Ausführen einer Funktion zum Anzeigen der Werkstückoberfläche in drei Dimensionen entweder durch die Möglichkeit des Umschaltens des in dem Anzeigeschirm angezeigten Werkstücks von einer zweidimensionalen Darstellung in eine dreidimensionale Darstellung oder Anzeigen eines dreidimensionalen Anzeigeschirms zum Anzeigen der Werkstückoberfläche in drei Dimensionen in dem Anzeigeschirm, während die Werkstückoberfläche in dem Anzeigeschirm in zwei Dimensionen angezeigt wird.