DE19928084C2 - Transportables Laserbeschriftungssystem - Google Patents
Transportables LaserbeschriftungssystemInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein transportables Laserbeschriftungssystem nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Aus der Literaturstelle: Walter W. Weinfurtner "Lieht schreibt - Beschriften mit dem Laser in
der Industrie: Grundlagen und Einsatzgebiete", Expert-Verlag 1995 (Kontakt & Studium;
Band 479) sind das Prinzip und der grundsätzliche Aufbau eines Laserbeschrifters bekannt,
der aus einem Festkörperlaser mit einem Laserkopf mit beispielsweise einer optischen
Schiene besteht, auf der die einzelnen optischen Komponenten temperatur- und mechanisch
stabil montiert sind.
Aus der WO 98/34789 ist eine Vorrichtung zum Beschriften mit einem handgehaltenen Laser
bekannt. Diese tragbare Vorrichtung weist eine sehr hohe Mobilität auf. Allerdings ist für
manche Beschriftungsaufgaben eine besonders gute Führung des Beschriftungslaserstrahls
notwendig.
Aus der DE 40 17 202 A1 ist ein Laserzeichengerät mit einem Standsockel bekannt, welches
als mobiles Kompakt-Tischgerät für die Materialbearbeitung verwendet wird. Das Gerät weist
als Mittel zur Aufstellung einen festen, starren Ständer auf, in dem das kugelförmige
Beschriftungssystem gelagert ist. Dieses System ist schwer und groß und das Stützsystem
muß daher besonders solide ausgebildet sein.
Aus der DE 39 06 336 A1 ist eine Handwerkzeugmaschine mit einer Trennvorrichtung zum
Trennen von Werkstücken mit wenigstens einem Handgriff und einer Führungsvorrichtung
zum Überfahren des Werkstücks bekannt. Die Trennvorrichtung arbeitet dabei mit einem
Laserstrahl zum Trennen. Das dort vorgeschlagene Handgerät ist in sich starr und verfügt über
keinerlei Aufstellmittel.
Aus der DE 195 19 150 A1 ist weiterhin ein Laserstrahlgerät zur Bearbeitung von
Werkstücken mit einem handgeführten Strahlabgabekopf bekannt. Zur Erreichung einer
gewissen Mobilität des Geräts ist der Strahlabgabekopf mit einem Abstandshalter ausgestattet,
an welchem das Werkstück befestigbar ist. Das Gerät ist als handegeführtes Gerät ausgebildet,
bei dem eine Aufstellvorrichtung nicht vorgesehen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der eine
besonders genaue Ausrichtung des Laserstrahls auch bei einem transportablen
Laserbeschriftungssystem gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein tragbares Laserbeschriftungssystem mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die Verwendung eines Mittels zur Aufstellung einer Beschriftungseinheit aus
Lasermodul und Steuermodul in einer vorbestimmbaren Arbeitsposition ist gewährleistet, daß
die Beschriftungsaufgabe besonders sicher und genau im Mikrometerbereich durchgeführt
werden kann.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Laserbeschriftungssystems weist die Beschriftungseinheit
ein Kopplungsmittel für eine Maschine auf. Dies ist beson
ders für eine Kopplung mit einer Werkzeugmaschine (z. B.
Dreh- oder Fräsmaschine) vorteilhaft. Eine bestehende
Maschine kann somit mit einem Beschriftungssystem "nachgerü
stet" werden, wobei aufgrund des Gehäuses der Beschriftungs
einheit dieses Teil einer Wandung der Werkzeugmaschine sein
kann. Auch ist eine Montage z. B. an ein Z-Achsenmodul der
Werkzeugmaschine möglich. Des weiteren kann das Laserbe
schriftungssystem bei mehreren Maschinen immer da einge
setzt werden, wo es gerade benötigt wird. Durch das Kopp
lungsmittel kann eine sichere Verbindung mit der Maschine
gewährleistet werden.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Beschriftungseinheit quaderförmig ausgebildet ist, wobei
eine Seite des Quaders dann als Standfläche ausgebildet ist. Eine solche Anordnung ist
kostengünstig herzustellen. Vorteilhaft ist bei einer solchen Anordnung, wenn die Breite einer
Schmalseite der Beschriftungseinheit kleiner gleich 7.5 cm ist, da dies zu einer besonders
kompakten Bauform führt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Laserbeschriftungssystems weist die Beschriftungseinheit
einen Standfuß als Mittel zur Aufstellung auf. Damit ist
ein besonders sicherer Stand der Beschriftungseinheit mög
lich.
Vorteilhaft ist es,
wenn das Mittel zur Positionierung eine Klappvorrichtung
aufweist, mit der die Beschriftungseinheit aus der Lage
rungsposition in die Arbeitsposition schwenkbar ist, das
damit eine besonders einfacher Wechsel zwischen den Positio
nen möglich ist.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist
die Beschriftungseinheit aus Lasermodul und Steuermodul mit
einem Koffer verbindbar, wobei die Beschriftungseinheit
durch das Mittel zur Aufstellung aus der Lagerungsposition
im Koffer in eine Arbeitsposition schwenkbar ist.
Damit kann das erfindungsgemäße Laserbeschriftungssystem
auf einfache Weise transportiert werden. Ist man am Ort ein
getroffen, an dem die Beschriftungsaufgabe ausgeführt
werden soll, so wird der Koffer geöffnet und die Beschrif
tungseinheit in die Arbeitsposition verschwenkt, z. B.
hochgeklappt. Die Beschriftung kann somit gleich aus dem
Koffer heraus erfolgen, wobei durch die sichere Aufstellung
des Laserbeschriftungssystems eine hohe Beschriftungsquali
tät sichergestellt ist.
Vorteilhaft ist es, wenn das Lasermodul mit mindestens
einem beweglich verbindbaren oder mit einem beweglich
verbundenen Ablenkmodul für mindestes einen Laserstrahl
gekoppelt ist. Das Ablenkmodul, auch Scankopf genannt, für
den Laserstrahl kann somit an das Lasermodul angekoppelt
sein, so daß eine besonders kompakte Bauform im Betrieb
entsteht. Es kann vorteilhaft sein, das Ablenkmodul vom
Lasermodul abzunehmen, um z. B. eine platzsparende Verpac
kung zu ermöglichen.
Auch ist es vorteilhaft, daß das erfindungsgemäße Laserbe
schriftungssystem mindestens ein bewegliches Ablenkmodul
aufweist, das auf den Laserstrahl des Lasermoduls ausgerich
tet ist. Damit kann das Ablenkmodul räumlich unabhängig vom
Lasermodul aufgestellt werden, um eine möglichst hohe
Flexibilität in der Anwendung zu erreichen.
Durch die Kombination von mehreren Ablenkmodulen mit einem
erfindungsgemäßen Beschriftungssystem lassen sich mehrere
Beschriftungsaufgaben gleichzeitig lösen.
Vorteilhafterweise erhält man eine besonders kompakte und
sichere Bauform der Beschriftungseinheit (Lasermodul und
Steuermodul), wenn das Steuermodul eine Stromversorgung und
ein Mittel zur Abschirmung vor elektromagnetischen Strahlen
des Steuermoduls aufweist. Durch die Abschirmung, insbeson
dere durch das Gehäuse des Steuermoduls selbst, wird
erreicht, daß keine Wechselwirkungen durch elektromagneti
sche Strahlung entstehen.
Mit Vorteil weist das Steuermodul einen Computer auf,
wobei ein Bildschirm des Computers am Steuermodul angeord
net ist. Auch dies trägt zu einer besonders kompakten
Bauform bei, die insbesondere dann wichtig ist, wenn die
Beschriftung unter räumlich engen Verhältnissen vorgenommen
werden muß.
Die Flexibilität wird mit Vorteil dadurch erhöht, daß die
Beschriftungseinheit mit einem Computer und/oder einem
Keyboard verbindbar ist. Dadurch kann ein externes Computer
system zur Steuerung der Beschriftungseinheit verwendet
werden.
Eine besonders kompakte Bauform wird mit einer vorteilhaf
ten Ausgestaltung erzielt, bei das Mittel zur Positionie
rung schwenkbar ausgebildet ist, wobei ein Standelement
eine Tastatur aufweist. Dadurch wird z. B. ein Standfuß
einer klappbaren Positionierungsvorrichtung mit einer
Zusatzfunktion ausgestattet.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Kamera, insbesonde
re digitale Kamera, zur Überwachung des Beschriftungsvor
gangs eingesetzt wird. So kann das aufgenommene Bild auf
einem Monitor, oder dem Bildschirm des Steuermoduls ange
zeigt werden, um eventuelle Abweichungen oder Fehler gleich
zu erkennen.
Mit Vorteil weist das transportable Laserbeschriftungssy
stem ein Mittel zur räumlichen Ausrichtung der Beschrif
tungseinheit auf. Damit kann z. B. eine genaue waagerechte,
senkrechte oder winklige Ausrichtung vorgenommen werden, so
daß eine hochgenaue Beschriftung in jeder Lage möglich ist.
Besonders vorteilhaft ist es, einen Laserstrahl des Laserbe
schriftungssystems selbst zur Bestimmung der räumlichen
Lage zu verwenden. Die Meßergebnisse können dann vorteilhaf
terweise dazu verwendet werden, um Mittel zur Ausrichtung
der Beschriftungseinheit automatisch anzusteuern. Auf diese
Weise kann das Laserbeschriftungssystem selbst dazu ver
wandt werden, sich genau auszurichten.
Um ein besonders genaues Beschriftungsergebnis zu erzielen,
weist das Mittel zur Aufstellung der Beschriftungseinheit
Dämpfungselemente auf, so daß z. B. eine Beschriftung auch
an Orten mit Vibrationen möglich ist.
Vorteilhafterweise weist das Laserbeschriftungssystem
Mittel zur Fernsteuerung der Beschriftungseinheit auf, so
daß eine Beschriftung auch an Stellen möglich ist, bei
denen sich z. B. aufgrund einer gesundheitsschädlichen
Atmosphäre oder enger räumlicher Verhältnisse ein Benutzer
nicht am Laserbeschriftungsgerät aufhalten kann.
Mit Vorteil weist das erfindungsgemäße Laserbeschriftungs
sytem Befestigungsmittel auf, mit denen es auf einer beweg
lichen Vorrichtung befestigbar ist. Damit kann das System
z. B. auf einem Schienenwagen befestigt werden und kontinu
ierlich während der Fahrt oder an bestimmten Stellen wäh
rend der Fahrt eine Beschriftung vornehmen.
Ebenfalls weist ein erfindungsgemäßes Laserbeschriftungssy
stem, mindestens ein Bewegungsmittel, insbesondere Räder
und/oder Raupen, für die Beschriftungseinheit und/oder
des Ablenkmoduls auf. Damit kann das tragbare, kompakte
Laserbeschriftungssytem selbstständig oder ferngesteuert,
über eine Fläche bewegt werden, um eine Beschriftungsaufga
be wahrzunehmen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist ein
Laserbeschriftungssystem ein Verbindungsmittel auf, mit
dem mindestens zwei Laserbeschriftungssysteme miteinander
koppelbar sind. Dadurch ist z. B. der koordinierte Betrieb
von mehreren tragbaren Laserbeschriftungssystemen möglich.
Auch können mehrere Lasermodule zur Verstärkung der Wirkung
parallel oder in Reihe zusammengeschaltet werden. Besonders
vorteilhaft ist es, wenn mindestens zwei Lasermodule mit
einem Steuermodul koppelbar sind, so daß ein Steuermodul
ausreicht, um mehrere Lasermodule zu steuern.
Mit Vorteil weist das erfindungsgemäße Laserbeschriftungssy
stem ein Signalmittel auf, das zur Anzeige des Betriebszu
standes des Laserbeschriftungssystems am Lasermodul angeord
net ist. Damit kann z. B. ein Benutzer, insbesondere bei La
serstrahlen im nicht sichtbaren Frequenzbereich, erkennen,
ob der Laser in Betrieb ist. Mit besonderem Vorteil weist
das Signalmittel einem mit LED beleuchteten Plexiglas
block auf, der sich über eine gesamte Abmessung des Laser
moduls erstreckt. Damit kann auch bei einer auf der Seite
liegenden Beschriftungseinheit des Laserbeschriftungssytems
das Signalmittel noch erkannt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das erfindungsge
mäße Laserbeschriftungssytem ein Kühlungsmittel für das
Lasermodul und/oder das Steuermodul auf, durch das die
von den Modulen generierte Wärme abgeführt werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Kühlungsmittel minde
stens ein Wärmeübertragungsmittel aufweist, das in Verbin
dung mit dem Gehäuse des Steuermoduls und/oder Lasermo
duls steht. So kann z. B. durch eine gemeinsame Fläche von
Steuermodul und Kühlungsmittel eine gute Wärmeabfuhr an die
Umgebung erreicht werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung liegt vor, wenn
das Kühlungsmittel als Hohlrippenlüfteraggregat ausgebildet
ist. Diese Aggregate lassen sich kompakt ausbilden, so daß
die Baugröße der Beschriftungseinheit nicht vergrößert
wird. Dabei ist ist es zur Erzielung einer guten Konvektion
vorteilhaft, zwei Lüfter, z. B. jeweils an den Enden des
Hohlrippenlüfteraggregates, anzuordnen.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Figuren der Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Eine schematische Darstellung eines Laserbeschrif
tungssystems mit einer Beschriftungseinheit aus
einem Lasermodul und einem Steuermodul und einem
separaten Ablenkmodul;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Laserbeschrif
tungssystems mit einer Beschriftungseinheit aus
einem Lasermodul, einem Steuermodul und einem
klappbaren Mittel zur Aufstellung der Beschrif
tungseinheit;
Fig. 3 eine weitere schematische Darstellung eines Laser
beschriftungssystems mit einer Beschriftungsein
heit aus einem Lasermodul, einem Steuermodul und
einem klappbaren Mittel zur Aufstellung der Be
schriftungseinheit;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Laserbeschrif
tungssystems, das mit einem Computer verbunden
ist;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Laserbeschrif
tungssystems, das in einer Maschine aufgestellt
ist;
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Laserbeschrif
tungssystems, bei dem ein Bildschirm im Steuermo
dul angeordnet ist;
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Laserbeschrif
tungssystems, bei dem eine Tastatur in einem
klappbaren Mittel zur Positionierung angeordnet
ist.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Laserbeschriftungssy
stem in schematischer Weise dargestellt.
Übliche Laserbeschriftungssysteme, wie z. B. in der
WO 98/34789 beschrieben, können eine Vielzahl von Materiali
en wie Kunststoffe, Folien, Stähle, nichtmagnetische Metal
le, Keramik oder Emaille mit großer Genauigkeit beschrif
ten.
Unter dem Begriff "Beschriftung" wird jede Art von Objekt
markierungen verstanden, beispielsweise das Versehen mit
einer beliebigen Schrifttype, aber auch die Erstellung von
Bildelementen und dreidimensionalen Gravuren. Weiterhin
wird unter dem Begriff "Beschriftung" das Entfernen von Be
schriftungselementen durch Abtragen von Oberflächenschich
ten (z. B. Barcodes, Graffiti usw.) und dergleichen verstan
den.
Ein erfindungsgemäßes Laserbeschriftungssystem weist eine
Beschriftungseinheit 1 aus einem Lasermodul 2 und einem
Steuermodul 3 auf, wobei beide Module zusammen die tragbare
Beschriftungseinheit 1 bilden. Das Steuermodul 3 weist die
für die Steuerung und Regelung der Funktionen des Laserbe
schriftungssystems notwendigen Einrichtungen auf, insbeson
dere einen Peltier-Treiber (TEC-Treiber), ein Laser-Netz
teil, ein Q-Switch-Treiber, eine Einschalt- und Sicherheits
logik, eine Schaltung für die Steuerung mindestens eines Ab
lenkmoduls (4) und einen Verstärker.
Das Steuermodul 3 ist durch ein metallisches Gehäuse abge
schirmt, so daß Streustrahlung keinen negativen Effekt auf
die Funktion des Laserbeschrifters hat. Auch kann
Strahlung, insbesondere hochfrequente Strahlung von Bautei
len des Steuermoduls selbst, keine schädlichen Einflüsse
entfalten. Insbesondere wird durch die Verwendung von
steckbaren Modulen vermieden, daß Kabel verwandt werden,
die als Quelle von solch störenden Signalen dienen können.
Unter einer tragbare Beschriftungsseinheit 1 wird hier ver
standen, daß diese durch einen Menschen ohne weiteres trans
portierbar ist. Auch ein Mittel 7 zur Aufstellung der Be
schriftungseinheit in einer vorbestimmbaren Arbeitsposition
(siehe z. B. Fig. 3), das mit der Beschriftungseinheit
verbindbar oder verbunden ist oder an diese angeformt ist,
ist zusammen mit der Beschriftungseinheit 1 tragbar. Ein
typisches Gewicht für eine solche Einheit beträgt 7 bis
15 kg.
Dabei ergibt sich in der Regel eine Baugröße eines kleinen
Koffers oder eines Laptopcomputers für die Beschriftungsein
heit 1. Die Größenverhältnisse sind aus den Fig. 4 und 5 er
sichtlich.
Durch den modularen Aufbau können verschiedene Module (z. B.
unterschiedliche Lasertypen mit anderen Wellenlängen,
Strahleigenschaften (z. B. gepulst, nicht gepulst) mit einem
Steuermodul) miteinander kombiniert werden, so daß der für
die jeweilige Beschriftungsaufgabe geeignete Typ ausgewählt
werden kann und somit das Beschriftungssystem den Gegeben
heiten angepaßt wird. Durch hier nicht dargestellte Verbin
dungsmittel lassen sich mindestens zwei Laserbeschriftungs
systeme miteinander koppeln. Damit wird z. B. die Leistung
des Lasers durch Kombination von mehreren Lasermodulen (2)
erhöht. Auch kann ein Steuermodul (3) mehrere Lasermodule
(2) steuern.
Im vorliegenden Fall weist die Beschriftungseinheit 1 ein
quaderförmiges Lasermodul 2 und ein quaderförmiges Steuermo
dul 3 auf. Da sowohl der Lasermodul 2 als auch das Steuermo
dul 3 die gleiche Höhe aufweisen, weist die Beschriftungs
einheit 1 als Ganzes eine durchgehende Fläche als Standflä
che auf, die als Mittel 7 zur Aufstellung der Beschriftungs
einheit dient.
Diese Standfläche ist so ausgebildet, daß sie einen siche
ren Stand der Beschriftungseinheit 1 in der Arbeitspositi
on (in Fig. 1 eine liegende Position) gewährleistet. Die
Beschriftungseinheit 1 weist nicht nur eine Abstellfläche
zur Lagerung auf, sondern weist ein besonders ausgebildetes
Mittel zur Aufstellung der Beschriftungseinheit 1 aus, um
im aufgestellten Zustand, sicher und zuverlässig den Be
schriftungsvorgang auszuführen.
So ist z. B. bei der in Fig. 1 dargestellten Bauform wich
tig, daß die Auflageflächen zwischen dem Lasermodul 2 und
dem Steuermodul 3 sehr eben ausgeführt sind, um eine gute
Auflagemöglichkeit zu schaffen. Auch muß die Ausrichtung
eines Laserstrahls 6 auf das Mittel 7 zur Aufstellung, hier
also die Auflagefläche, abgestimmt sein, damit ein genaues
Beschriften möglich ist.
In einer alternativen Ausgestaltung ist an der Standflä
che 7 eine Vorrichtung zur räumlichen Ausrichtung (z. B. Ni
vellierung durch justierbare Standfüßchen) angeordnet, um
Fertigungsunregelmäßigkeiten oder Unebenheiten einer Unter
lage auszugleichen. Auch weist das Steuermodul 3 ein Mittel
zum Erkennen der räumlichen Lage der
Beschriftungseinheit 1, wie z. B. integrierte Wasserwaagen,
auf. Zum Ausgleich von eventuellen Erschütterungen sind an
dem Mittel 7 zur Aufstellung Dämpfungselemente (z. B. Gummie
lemente) angeordnet.
Auch ist es möglich, den Laserstrahl 6 selbst oder einen Ju
stierlaserstrahl, zur Erfassung der räumlichen Lage zu
verwenden, indem z. B. Entfernungen zum Beschriftungsgut 5
und der räumlichen Umgebung der Beschriftungseinheit 1
vermessen werden. In Abhängigkeit von den gemessenen Werten
können dann die Mittel zur räumlichen Ausrichtung automa
tisch angesteuert werden, um eine vorbestimmbare Lage (z. B.
genau Winkellage) zu erreichen.
Durch eine entsprechende Ausbildung einer Schmalseite der
Beschriftungseinheit 1 könnte auch diese Schmalseite als
Standfläche zur Aufstellung des Beschriftungssystems die
nen. In jedem Fall ist es von großer Bedeutung, daß ein
sicherer Stand ermöglicht wird, damit die Beschriftung mit
dem Laserstrahl 6 genau erfolgen kann.
Der Laserstrahl 6 wird innerhalb des Lasermoduls 2 erzeugt.
Im vorliegenden Fall wird als Laser ein Nd:YAG-Laser verwen
det, der für Beschriftungen besonders geeignet ist. Grund
sätzlich ist aber jeder Lasertyp für ein erfindngsgemäßes
Laserbeschriftungssystem geeignet. Dabei wird der Strahlen
gang im Inneren des Lasermoduls mehrfach mit verschiedenen
90-Grad Spiegeln gefaltet, um eine kompakte Bauform des
Lasermoduls zu erreichen. Nach dem Verlassen des Lasermo
duls 2 wird der Laserstrahl 6 von dem schwenkbaren Ablenkmo
dul 4 auf das Beschriftungsgut 5 umgelenkt. Jedes Ablenkmo
dul 4 weist hier zwei Galvanometerablenkvorrichtungen (auch
Galvos genannt) auf. Grundsätzlich sind auch andere Ablenk
vorrichtungen möglich.
Durch die Umlenkung des Laserstrahls 6 im Ablenkmodul 4
werden durch den über das Beschriftungsgut 5 bewegenden La
serstrahl 6 die Beschriftungen erzeugt.
In Fig. 1 ist das Ablenkmodul 4 nicht mit dem Lasermodul 2
verbunden, sondern ist an einer nicht dargestellten Vorrich
tung befestigt. In Fig. 1 nicht dargestellte Antriebe des
Ablenkmoduls 4 sorgen dafür, daß der Laserstrahl in Raum
richtungen abgelenkt werden kann. Eine andere Bauform, bei
der ein Ablenkmodul 5 mit dem Lasermodul 2 verbunden ist,
ist in Fig. 5 dargestellt. Grundsätzlich ist es auch möglich,
mehrere Ablenkmodule 4 mit dem Lasermodul 2 zu kop
peln, so daß die Ablenkmodule 4 gleichzeitig unabhängige
Beschriftungsaufgaben wahrnehmen können.
Das Lasermodul 2 weist ein Signalmittel 10 auf, das dazu
dient, den Betriebszustand des
Laserbeschriftungssystems anzuzeigen. Dieses Signalmittel
10 ist als ein Plexiglasblock ausgebildet, der seitlich von
einer Gruppe von verschiedenfarbigen LED beleuchtet wird.
Durch eine geeignete Verspiegelung und Sandstrahlung des
Plexiglasblocks wird erreicht, daß der gesamte Block eine
vorbestimmbare Farbe annimmt. Die LED arbeiten unabhängig
voneinander, so daß auch bei einem Ausfall einer LED eine
Beleuchtung des Signalmittels 10 gewährleistet ist.
Da sich der Block über eine gesamte Abmessung des Lasermo
duls 2 erstreckt, kann ein Benutzer den Zustand des Signal
mittel 10 auch erkennen, wenn die Beschriftungseinheit auf
der Seite liegt (wie in Fig. 1 dargestellt). Grundsätzlich
wird unter einem Signalmittel jede Einrichtung verstanden,
mit der ein Benutzer Informationen über den Betriebszustand
des Laserbeschriftungssystems erhalten kann. So ist z. B.
auch die Verwendung von LCD Anzeigen als Signalmittel 10
möglich.
Da das Lasermodul 2 und das Steuermodul 3 Wärme generieren,
ist ein Kühlungsmittel 11 vorgesehen, das für eine Wärmeab
fuhr sorgt. Im vorliegenden Fall ist das Kühlungsmittel 11
als ein Hohlrippenlüfteraggregat ("Kühlkanone") ausgebil
det. Dies ist ein hohles, quaderförmiges Element, das an
seinen Enden jeweils einen Lüfter aufweist, der für eine er
zwungene Konvektion innerhalb des Aggregates sorgt. Die anfallende
Wärme überträgt sich über die Außenflächen des
Hohlrippenlüfteraggregates, die als Wärmeübertragungsmittel
dienen. Im Inneren des Gehäuses des Steuermoduls 3 ist ein
Absatz angeordnet, in den das Kühlungsmittel 11 anordbar
ist. Dadurch wird das Kühlungsmittel 11 im Inneren des
Gehäuses gelagert und gleichzeitig eine gute Wärmeübertra
gung sichergestellt. In Fig. 1 ist dargestellt, daß das
Kühlungsmittel 11 im oberen Teil des Steuermoduls 3 angeord
net ist. Dadurch liegt das Kühlungsmitel 11 zwischen dem
Lasermodul 2 und dem Steuermodul 3, so daß aus beiden
Modulen eine effiziente Wärmeabfuhr möglich ist. Grundsätz
lich können alternativ oder auch zusätzlich noch Kühlrippen
oder andere Bauformen von Wärmetauschern verwendet werden.
Auch kann das Kühlungsmittel 11 als ein eigenes Modul
ausgebildet sein, das mit dem Lasermodul 2 und/oder dem
Steuermodul 3 verbindbar ist.
In den folgenden Figuren werden für identische Bauteile
jeweils die Bezugszeichen der Fig. 1 verwendet, so daß sich
eine erneute Beschreibung gleicher Bauteile in der Regel
erübrigt.
Fig. 2 stellt ein Beschriftungssystem mit grundsätzlich dem
gleichen Aufbau wie Fig. 1 dar. Bei der Darstellung der
Beschriftungseinheit 1 ist hier aber angedeutet, daß diese
aus drei Modulen, nämlich dem Lasermodul 2, dem Steuermodul
3 und dem Mittel 7 zur Aufstellung zusammengesetzt ist. Das
Mittel 7 zur Aufstellung ist hier als ein verschwenkbares
Element ausgebildet, das z. B. an einer festen Unterlage
(z. B. Wand, Tisch) befestigbar ist. Die Angabe des Winkels
deutet an, daß das Mittel 7 zur Aufstellung, und damit
die gesamte Beschriftungseinheit 1 um eine Achse verschwenk
bar und ggf. arretierbar ist.
Der Doppelpfeil bei dem Ablenkmodul 4 zeigt an, daß das
Ablenkmodul 4 um die Achse des Laserstrahls 6 verschwenkbar
ist.
In Fig. 3 ist ebenfalls eine verschwenkbare Beschriftungs
einheit 1, bestehend aus Lasermodul 2, Steuermodul 3 und
dem verschwenkbaren Mittel 7 zur Aufstellung dargestellt.
Die Beschriftungseinheit 1 kann in einem hier nicht darge
stellten Koffer montiert werden, wobei in einer Lagerungs
position im Koffer der Winkel gleich Null wäre. Nach dem
Öffnen des Koffers würde die Beschriftungseinheit 1 hochge
klappt, um die Beschriftungseinheit 1 in eine Arbeitspositi
on zu bringen. In der Darstellung der Fig. 3 beträgt der
Winkel ungefähr 70°. Die Einstellung des Winkels hängt
von der jeweiligen Beschriftungsaufgabe ab, wobei das
Ablenkungsmodul 4 den Laserstrahl 6 unter Berücksichtigung
der Neigung auf das Beschriftungsgut 5 lenkt.
Durch die Integration der Beschriftungseinheit 1 in einem
Koffer entsteht ein transportables Laserbeschriftungssy
stem, das auch bei unterschiedlichen Arbeitsbedingungen
durch den Verschwenkmechanismus schnell einsetzbar ist.
In Fig. 4 ist ein erfindungsgemäßes Laserbeschriftungssy
stem mit einem Lasermodul 2, einem Steuermodul 3 und einem
Mittel 7 zur Aufstellung dargestellt. Wie in Fig. 3 ist das
Mittel 7 zur Aufstellung als Klappmechanismus ausgebildet,
d. h., die Beschriftungseinheit wird um eine Achse
verschwenkt.
Das Laserbeschriftungssystem ist mit einem Computer 8
verbunden, über den das Laserbeschriftungssystem steuerbar
ist. So können über eine Tastatur des Computers 8 Steuerbe
fehle an das Beschriftungssystem gesandt werden, um das
hier nicht dargestellte Beschriftungsgut 5 zu beschriften.
Auf dem Computer ist somit Software für die jeweilige Be
schriftungsaufgabe speicherbar. So kann bei einem Einsatz
zur Beschriftung von Ersatzteilen oder Bauteilen, entspre
chende Lagerhaltungssoftware gespeichert sein. Der Laser
kann zur Abtastung eines Barcodes und zum Schreiben eines
Barcodes verwendet werden, wobei ein alter Barcode ggf. mit
dem Laser unleserlich gemacht werden kann. Durch die Trag
barkeit des Laserbeschriftungssystems kann so eine flexible
Beschriftung direkt an verschiedenen Stellen eines Betrie
bes vorgenommen werden, insbesondere bei komplexen Material
flüssen.
Mit einer hier nicht dargestellten Kamera im Ablenkmodul 4
ist es möglich, den Beschriftungsvorgang aufzunehmen und
auf den Bildschirm des Computers 8 zu übertragen. Wird
dieser Vorgang in einem Fenster des Computerbildschirms dar
gestellt, so kann der Benutzer das Laserbeschriftungssystem
steuern und gleichzeitig den Fortschritt der Beschriftung
überwachen. Der Bildschirm kann in einer alternativen
Vorrichtung auch am Steuermodul 3 direkt angeordnet sein.
In einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Laserbeschriftungssystems ist der Bildschirm in das Steuer
modul 3 integriert. Auch ein Keyboard kann an das Steuermo
dul 3 angeschlossen werden oder in dieses integriert wer
den. Durch eine Datenfernübertragungsvorrichtung kann auch
eine Fernsteuerung erfolgen, was insbesondere an Orten
wichtig ist, an denen eine gesundheitsschädliche Umgebung
herrscht. Das tragbare Laserbeschriftungssystem kann dann
vor der Beschriftung an diesen Ort gebracht werden; die
eigentliche Steuerung erfolgt dann von einem sicheren Ort
aus.
In einer weiteren alternativen Ausgestaltung ist das Laser
beschriftungssystem selbst fahrbar ausgebildet, z. B. weist
es Rädern und/oder Raupen auf. Somit kann sich die kom
pakte und leichte Einheit selbstständig auf einer Fläche
(z. B. einem Flugzeug) bewegen und Beschriftungs- oder auch
Materialabtragungsarbeiten vornehmen. Durch eine Fernsteue
rung ist das System von einem weiter entfernt liegenden
Platz steuerbar.
In Fig. 5 ist eine Anordnung des erfindungsgemäßen Laserbe
schriftungssystems in einer Maschine 9, hier eines Bearbei
tungszentrums, dargestellt. Durch hier nicht dargestellte
Befestigungsmittel wird das Laserbeschriftungssystem an
einer Wand der Maschine fixiert, so daß eine Beschriftung
sauber erfolgen kann. Somit kann auch in einer eigentlich
nicht für eine Beschriftung ausgebildeten Maschine 9 durch
das tragbare Laserbeschriftungssystem eine Beschriftung er
möglicht werden. So ist eine Kombination des Laserbeschrif
tungssystems mit Werkzeugmaschinen denkbar, wobei die
Mittel 7 zur Aufstellung jeweils an die Geometrie der
"Gastmaschine" angepaßt sind. Dabei kann das
Laserbeschriftungssystem mit einer bestimmten Bewegungsach
se der Werkzeugmaschine (z. B. X-, Y- oder Z-Achse) gekop
pelt werden, um eine bestimmte Beschriftung entlang dieser
Achse zu ermöglichen. Grundsätzlich kann die erfindungsgemä
ße Vorrichtung an allen Vorschubeinrichtungen einer Maschi
ne angeordnet werden.
Bei einer anderen Gestaltung der Maschine, ist möglich, die
Außenfläche der Beschriftungseinheit 1 direkt als Teil des
Gehäuses miteinzubeziehen. Da das Gehäuse besonders stabil
ausgeführt ist, kann das Gehäuse auch höhere Belastungen
aushalten.
In Fig. 6 ist eine ähnliche Situation dargestellt wie in
Fig. 4. Im Unterschied dazu ist der Bildschirm 12 direkt in
das Steuermodul 3 integriert und eine Tastatur 11 an das
Steuermodul 3 angeschlossen. Damit wird eine besonders
kompakte Ausgestaltung erreicht. Wird als Bildschirm ein
Touch-Screen verwendet, so benötigt man u. U. kein externes
Keyboard 11, da die Befehlseingaben direkt am Bildschirm 11
erfolgen.
In Fig. 7 ist ein erfindungsgemäßes Laserbeschriftungssy
stem dargestellt, bei dem das Mittel 7 zur Positionierung
als eine Art Standfuß ausgebildet ist, wobei die Beschrif
tungseinheit um eine Achse A schwenkbar ist. Ein solches
System kann z. B. in einem Koffer tragbar angeordnet werden.
Das Mittel 7 zur Positionierung weist eine Tastatur 13 auf,
die an dem Mittel 7 zur Positionierung angeordnet ist. Über
die Tastatur 13 können Steuerbefehle für einen Computer im
Inneren des Steuermoduls 3 eingegeben werden. Der Computer
steuert dann über das Steuermodul 3 das hier nicht darge
stellte Ablenkmodul 4, um eine Beschriftung vorzunehmen.
Da der Bildschirm 12 des Computers am Steuermodul 3 angeord
net ist, wird eine besonders kompakte Bauform erreicht. Es
liegt im Grunde ein Laptop-Computer mit einem eingebauten
Laserbeschriftungssystem vor.
Claims (29)
1. Laserbeschriftungssystem für Materialien mit einem Lasermodul und einem
Steuermodul für das Lasermodul, wobei die Module zu einer kompakten, transportablen
Beschriftungseinheit verbindbar sind und mit einem Mittel zur Aufstellung der
Beschriftungseinheit in einer vorbestimmbaren Arbeitsposition,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschriftungseinheit (1) mit dem Mittel (7) zur Aufstellung verbindbar oder
verbunden ist und das Mittel (7) mindestens eine Lagerungsposition und eine
Arbeitsposition für die Beschriftungseinheit (1) aufweist.
2. Laserbeschriftungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Beschriftungseinheit (1) ein Kopplungsmittel für eine Maschine, insbesondere eine
Werkzeugmaschine aufweist.
3. Laserbeschriftungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Beschriftungseinheit (1) quaderförmig ist, wobei eine Seite des Quaders als Mittel (7)
zur Aufstellung ausgebildet ist.
4. Laserbeschriftungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite
einer Schmalseite der Beschriftungseinheit (1) kleiner gleich 7.5 cm ist.
5. Laserbeschriftungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Beschriftungseinheit (1) einen Standfuß als Mittel (7) zur Aufstellung aufweist.
6. Laserbeschriftungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (7)
zur Aufstellung eine Klappvorrichtung aufweist, mit der die Beschriftungseinheit (1) aus
einer Lagerungsposition in eine Arbeitsposition schwenkbar ist.
7. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Beschriftungseinheit (1) mit einem Koffer verbindbar
ist, wobei die Beschriftungseinheit (1) durch das Mittel (7) zur Aufstellung aus einer
Lagerungsposition im Koffer in eine Arbeitsposition schwenkbar ist.
8. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch mindestens ein mit dem Lasermodul (2) beweglich verbindbares
oder beweglich verbundenes Ablenkmodul (4) für mindestens einen Laserstrahl (6) des
Lasermoduls (2).
9. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch mindestens ein bewegliches Ablenkmodul (4), das auf den
Laserstrahl (6) des Lasermoduls (2) ausgerichtet ist.
10. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermodul (3) eine Stromversorgung und ein Mittel
zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung, insbesondere durch ein Gehäuse des
Steuermoduls (3) aufweist.
11. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermodul (3) einen Computer (8) aufweist, wobei
ein Bildschirm des Computers (8) am Steuermodul (3) angeordnet ist.
12. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Beschriftungseinheit (1) mit einem Computer (8)
und/oder einem Keyboard verbindbar ist.
13. Laserbeschriftungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß das Mittel (7) zur Aufstellung eine Tastatur (13) aufweist.
14. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der
vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine
Kamera, insbesondere digitale Kamera, zur
Überwachung des Beschriftungsvorgangs.
15. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der
vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein
Mittel zur räumlichen Ausrichtung der
Beschriftungseinheit (1).
16. Laserbeschriftungssystem nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Laserstrahl (6) des Lasermo
duls (2) zur Erfassung der räumlichen Lage der
Beschriftungseinheit (1) verwendbar ist.
17. Laserbeschriftungssystem nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur
räumlichen Ausrichtung der Beschriftungseinheit (1)
automatisch in Abhängigkeit von erfaßten Meßwerten
steuerbar sind.
18. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der
vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Mittel (7) zur Aufstellung der
Beschriftungseinheit (1) Dämpfungselemente
aufweist.
19. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der
vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein
Mittel zur Fernsteuerung der Beschriftungseinheit
(1).
20. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der
vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein
Verbindungsmittel zur Anordnung auf einer
beweglichen Vorrichtung, insbesondere einer
schienengeführten Vorrichtung.
21. Laserbeschriftungssystem, nach mindestens einem der
vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch minde
stens ein Bewegungsmittel, insbesondere Räder und/
oder Raupen, für die Beschriftungseinheit (1) und/
oder des Ablenkmoduls (4).
22. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der
vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein
Verbindungsmittel mit dem mindestens zwei
Laserbeschriftungssysteme miteinander koppelbar
sind.
23. Laserbeschriftungssystem nach Anspruch 23, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens zwei Lasermodule (2)
mit einem Steuermodul (3) koppelbar sind.
24. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der
vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein
Signalmittel (10), das zur Anzeige des
Betriebszustandes des Laserbeschriftungssystems am
Lasermodul (2) angeordnet ist.
25. Laserbeschriftungssystem nach Anspruch 24, dadurch
gekennzeichnet, daß das Signalmittel (10) einen mit
LED beleuchteten Plexiglasblock aufweist, der sich
über eine gesamte Abmessung des Lasermoduls (2)
erstreckt.
26. Laserbeschriftungssystem nach mindestens einem der
vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein
Kühlungsmittel (11) für das Lasermodul (2) und/
oder das Steuermodul (3).
27. Laserbeschriftungssystem nach Anspruch 26, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kühlungsmittel (11)
mindestens ein Wärmeübertragungsmittel aufweist,
das in Verbindung mit einem Gehäuse des
Steuermoduls (3) und/oder Lasermoduls (2) steht.
28. Laserbeschriftungssystem nach Anspruch 26 oder 27,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlungsmittel (11)
als Hohlrippenlüfteraggregat ausgebildet ist.
29. Laserbeschriftungssystem nach Anspruch 28, dadurch
gekennzeichnet, daß das Hohlrippenlüfteraggregat
mindestens zwei Lüfter zur Erzeugung einer konvekti
ven Strömung aufweist.
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