EA 028339B1 20171130

	Патентная документация ЕАПВ
Запрос:	ea000028339b*\id
Результат:	ID\|Номер и дата охранного документа

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Способ нанесения маркировки (73) на маркируемый участок (72) объекта (70), включающий перемещение объекта (70) в направлении (16) подачи относительно маркирующей головки (20), содержащей множество маркировочных устройств (40), и нанесение на маркируемый участок (72) объекта (70) посредством множества маркировочных устройств (40) во время перемещения объекта (70) относительно маркирующей головки (20) маркировки, имеющей ширину (80) в поперечном направлении (18), ориентированном поперек направления (16) подачи, соответствующую заданной ширине (80) маркируемого участка, отличающийся тем, что маркировочные устройства (40) располагают в виде массива, обеспечивающего посредством его поворота вокруг оси перпендикулярной поверхности маркировки, возможность получения размера (82) маркировки, который превышает в поперечном направлении (18) заданную ширину (80) маркировки, задают на объекте детектируемый контрастный участок (74), расположенный на заданном расстоянии в поперечном направлении от маркируемого участка (72) таким образом, чтобы при перемещении объекта в направлении подачи контрастный участок (74) подходил по меньшей мере к одному из датчиков (50), установленных в маркирующей головке (20), раньше, чем маркируемый участок (72) подойдет к маркирующим устройствам (40), а размер и положение контрастного участка в направлении подачи маркирующего участка относительно маркирующей головки гарантировали возможность определения реального положения маркируемого участка по всей длине предполагаемой маркировки, при перемещении объекта (70) в направлении (16) подачи детектируют посредством по меньшей мере одного указанного датчика (50) положение контрастного участка (74) в поперечном направлении (18), по детектированному положению контрастного участка (74) и известному расстоянию контрастного участка (74) от маркируемого участка (72) определяют реальное положение объекта (70) в поперечном направлении (18), операцию маркирования проводят теми маркировочными устройствами (40), которые соответствуют реальному положению объекта (70) в поперечном направлении.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что положение объекта (70) в поперечном направлении (18) определяют до нанесения маркировки (73) на объект (70).

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что для детектирования положения контрастного участка (74), имеющегося на объекте (70), на объект (70) подают оптическое излучение, которое, по меньшей мере частично, отражается и/или рассеивается объектом (70), а отраженное и/или рассеянное оптическое излучение детектируют сенсорным элементом.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что изображение маркировки, представляющее собой модель маркировки (73), наносимой на объект (70), и содержащее множество пикселей, предварительно обрабатывают, смещая пиксели заданным образом, основанным на детектированном положении объекта (70) в поперечном направлении (18), и предварительно обработанное изображение маркировки используют для активирования и/или деактивирования маркировочных устройств (40).

5. Маркировочный аппарат для нанесения маркировки (73) на маркируемый участок (72) объекта (70) путем осуществления способа в соответствии с любым из пп.1-4, содержащий маркирующую головку (20), имеющую множество маркировочных устройств (40) для нанесения маркировки (73) на объект (70), расположенных в виде массива, обеспечивающего возможность получения увеличенной ширины (82) маркировки, превышающей в направлении, поперечном относительно направления подачи объекта (70) при его маркировке, заданную ширину (80) маркируемого участка (72), и приводной механизм для перемещения объекта (70) при осуществлении операции маркировки относительно маркирующей головки (20) в направлении (16) подачи, отличающийся тем, что в маркирующей головке (20) установлен по меньшей мере один датчик (50), выполненный с возможностью определять положение контрастного участка (74) объекта (70), расположенного на заданном расстоянии от маркируемого участка (72) в поперечном направлении, которое ориентировано поперек направления (16) подачи, при этом размер и положение контрастного участка в направлении подачи маркирующего участка относительно маркирующей головки выбраны гарантирующими возможность определения реального положения маркируемого участка по всей длине наносимой маркировки, а маркирующая головка выполнена таким образом, чтобы при перемещении объекта в направлении подачи контрастный участок (74) подходил по меньшей мере к одному датчику (50) раньше, чем маркируемый участок в поперечном направлении (18), причем маркировочный аппарат выполнен с возможностью определять по детектированному по меньшей мере одним датчиком (50) положению контрастного участка (74) и известному расстоянию контрастного участка (74) от маркируемого участка (72) реальное положение объекта (70) в поперечном направлении (18) и индивидуально активировать и деактивировать маркировочные устройства (40) на основе реального положения объекта (70) в поперечном направлении (18).

6. Маркировочный аппарат по п.5, отличающийся тем, что маркирующая головка (20) содержит множество приемных гнезд (24) для маркировочных устройств (40), образующих двумерный массив (22).

7. Маркировочный аппарат по п.6, отличающийся тем, что по меньшей мере один датчик (50) установлен в одном из приемных гнезд (24) массива (22), расположенном в направлении (16) подачи до маркировочных устройств (40).

8. Маркировочный аппарат по п.6 или 7, отличающийся тем, что массив (22) приемных гнезд (24) в виде множества строк (30), ориентированных в поперечном направлении (18), установлен в положение, в котором приемные гнезда (24) последующей строки (30) смещены в поперечном направлении (18) по отношению к приемным гнездам (24) предыдущей строки (30).

9. Маркировочный аппарат по любому из пп.6-8, отличающийся тем, что массив (22) приемных гнезд (24) представляет собой ортогональный массив (22), в котором приемные гнезда (24) расположены по строкам (30) и столбцам (32), ориентированным перпендикулярно одни другим.

10. Маркировочный аппарат по любому из пп.6-9, отличающийся тем, что приемные гнезда (24) разнесены на равные расстояния в направлении строк и/или в направлении столбцов.

11. Маркировочный аппарат по любому из пп.5-10, отличающийся тем, что по меньшей мере один датчик (50) содержит наконечник (52), в который введено подающее волокно (56) для подачи оптического излучения на объект (70) и приемное волокно (57) для приема оптического излучения, отраженного от объекта (70).

12. Маркировочный аппарат по п.11, отличающийся тем, что наконечник (52) имеет фигурный профиль для введения в приемное отверстие (26) маркирующей головки (20) в заданном угловом положении.

Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Евразийское 028339 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.11.30
(21) Номер заявки 201390524
(22) Дата подачи заявки
2011.12.22
(51) Int. Cl. B41J2/46 (2006.01) B41J11/00 (2006.01)
(54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ МАРКИРОВКИ И МАРКИРОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО
(31) (32) (33) (43)
(86) (87)
10 016 199.1
2010.12.30
2013.12.30
PCT/EP2011/006516 WO 2012/089321 2012.07.05
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
АЛЛЬТЕК АНГЕВАНДТЕ ЛАЗЕРЛИХТ ТЕХНОЛОГИ ГМБХ (DE)
(72) Изобретатель:
Кюкендаль Петер Йёрг (DE), Райан Даниэль Джозеф (US)
(74) Представитель:
Новоселова С.В., Дощечкина В.В., Липатова И.И., Рыбаков В.М., Хмара М.В. (RU)
(56) EP-A1-1266763 EP-A2-1640169 JP-A-2009037128 JP-A-5185686 JP-A-59136267
(57) Изобретение относится к способу нанесения маркировки на объект, включающему перемещение объекта в направлении подачи относительно маркирующей головки, содержащей множество индивидуальных маркировочных устройств, и нанесение маркировки на объект посредством множества маркировочных устройств во время перемещения объекта относительно маркирующей головки. Для нанесения маркировки на маркируемый участок, заданный относительно поперечного направления, ориентированного поперек направления подачи, определяют положение объекта в поперечном направлении и на основе полученного результата деактивируют первый набор маркировочных устройств и активируют второй набор маркировочных устройств, посредством которого наносят маркировку на объект. Изобретение относится также к маркировочному аппарату, предназначенному для нанесения маркировки на объект.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу нанесения маркировки на объект, охарактеризованному в ограничительной части п.1, и к маркировочному устройству (маркировочному аппарату), охарактеризованному в ограничительной части п. 7.
Предшествующий уровень техники
При использовании известного маркировочного аппарата объект перемещают в направлении подачи относительно маркирующей головки, содержащей множество маркировочных устройств, посредством которых во время перемещения объекта и головки относительно друг друга наносят на объект маркировку.
Известный маркировочный аппарат содержит маркирующую головку с множеством маркировочных устройств, предназначенных для нанесения маркировки на объект, и приводной механизм, перемещающий объект, в процессе выполнения операции маркирования, относительно головки в направлении подачи.
Во многих приложениях подлежащий маркированию объект перемещают посредством транспортеров, ленточных конвейеров или других движущихся средств. Наиболее часто во время перемещения его направляют таким образом, чтобы исключить смещение в поперечном направлении. Однако в некоторых приложениях трудно или даже невозможно направить объект с требуемой точностью, в частности, вследствие особенностей его материала, в особенности если объектом является бумага, картон и/или полимерная пленка.
Если объект во время операции маркирования не установлен в поперечном направлении должным образом, качество маркировки может понизиться и/или она может сместиться в поперечном направлении.
Сущность изобретения
Изобретение решает задачу разработки способа нанесения маркировки на объект и создания маркировочного аппарата, обеспечивающего повышенное качество маркировки.
Согласно изобретению эта задача решена разработкой способа нанесения маркировки на объект, имеющего признаки п.1, и маркировочного аппарата, имеющего признаки п.7.
Способ по изобретению характеризуется тем, что для нанесения маркировки на выбранный для этого участок, положение которого задано в поперечном направлении, ориентированном поперек направления подачи, определяют положение объекта в поперечном направлении и на основе определенного посредством датчика положения объекта в этом направлении деактивируют первый набор маркировочных устройств, активируют второй набор маркировочных устройств и наносят на объект маркировку посредством второго набора.
Маркировочный аппарат по изобретению характеризуется тем, что в маркирующей головке установлен по меньшей мере один датчик, выполненный с возможностью определять положение объекта в поперечном направлении (в направлении, ориентированном поперек направления подачи), а маркировочный аппарат выполнен с возможностью индивидуального активирования и деактивирования маркировочных устройств на основе определенного по меньшей мере одним датчиком положения объекта в поперечном направлении.
Одна из базовых идей изобретения заключается в учете возможного смещения объекта в поперечном направлении и компенсации этого смещения адаптацией положения маркировочных устройств в этом же направлении, согласованной со смещением объекта.
Другой базовой идеей изобретения является увеличение возможной ширины маркировки в поперечном направлении за счет того, что количество маркировочных устройств превышает комплект этих устройств, необходимый для нанесения маркировки на объект. Таким образом, количество маркировочных устройств, установленных в маркирующей головке, больше, чем это необходимо для нанесения маркировки на объект.
Согласно изобретению для регулировки положения наносимой маркировки нет необходимости в механическом перемещении маркировочных устройств относительно объекта. Вместо этого при смещении объекта в поперечном направлении операция маркирования проводится теми маркировочными устройствами, которые соответствуют реальному положению объекта, так что маркировка на объект наносится у заданного или выбранного участка (у заданной или выбранной позиции). Таким образом, операция маркирования переносится с базовой подгруппы маркировочных устройств, соответствующей базовому положению объекта, на подходящую подгруппу маркировочных устройств, соответствующую смещенному положению объекта. В общем случае эти подгруппы будут перекрываться между собой.
Согласно изобретению маркирующая головка содержит множество маркировочных устройств, причем для проведения операции маркирования первая их подгруппа находится в неактивном состоянии, а вторая - в активном. Деактивированными являются те маркировочные устройства, которые во время операции маркирования не используются. Активированными являются маркировочные устройства, применяемые для маркирования объекта.
Следует отметить, что активированные маркировочные устройства необязательно должны функционировать в течение всей операции (всего процесса) маркирования. В частности, маркировку можно
нанести путем поочередной активации маркировочных устройств. Более конкретно, во время перемещения объекта относительно маркировочных устройств активированные маркировочные устройства могут функционировать последовательно, нанося маркировку в режиме пиксель за пикселем.
Маркировочными устройствами могут быть, в частности, устройства для маркирования, запечатывания и/или гравирования объекта посредством по меньшей мере одного лазерного пучка. В предпочтительном варианте осуществления маркировочные устройства содержат наконечник с оптическим волокном (далее - волокно), подведенным к лазерному блоку. Однако в число маркировочных устройств могут входить также и другие их типы, такие как сопла для струйной печати, устройства для термопечати, матричные печатные устройства, устройства микротампопечати, струйные устройства и/или устройства для электроразрядной обработки. Допустимо также включать в маркирующую головку маркировочные устройства различных типов.
Датчики могут содержать, например, наконечник с введенным в него по меньшей мере одним волокном, точечный диод, фотодиод, фототранзистор, микроантенну, емкостной сенсорный элемент, индуктивный сенсорный элемент и/или химический сенсорный элемент. Датчики могут быть, в частности, оптическими, причем их можно выполнить с возможностью детектировать на объекте цветовой, например черный и белый, профиль.
В предпочтительном варианте осуществления маркировочный аппарат является печатным и предназначен для запечатывания или гравирования объекта посредством по меньшей мере одного лазерного пучка.
В предлагаемом способе нанесения маркировки предусмотрена возможность, по меньшей мере частично, маркировать или гравировать объект путем поочередного активирования индивидуальных маркировочных устройств, т.е. маркировку можно наносить в режиме линия за линией или пиксель за пикселем.
В предпочтительном варианте осуществления положение объекта в поперечном направлении определяют до нанесения маркировки. Конкретно, это положение определяют или измеряют непосредственно перед маркированием. На основе полученного результата будет произведена активация множества маркировочных устройств, конкретно их второго набора, для нанесения маркировки на объект.
В предпочтительном варианте осуществления в течение всей операции маркирования одного объекта будут активированы одни и те же маркировочные устройства. Можно определить положение объекта перед началом операции маркирования и на основе полученного результата выбрать набор активируемых маркировочных устройств. Сразу же после этого можно последовательным образом провести полную операцию маркирования объекта.
Однако, если объект подвержен вибрации, предпочтительно определять его положение в поперечном направлении в течение всей операции маркирования. Конкретно, желательно в течение всей операции маркирования определять положение объекта в поперечном направлении непрерывно или периодически и в соответствии с детектированным положением объекта адаптировать набор активированных маркировочных устройств. Таким образом, чтобы скомпенсировать вибрацию объекта, предусмотрена возможность динамичного выбора набора активированных маркировочных устройств в течение операции маркирования одного объекта.
В предпочтительном варианте осуществления положение объекта в поперечном направлении определяют, детектируя положение чувствительного, конкретно контрастного участка, имеющегося на объекте. Таким участком может быть, в частности, участок, выполненный на объекте и контрастно изменяющийся в поперечном направлении. Этим изменением может быть, например, изменение по шкале светлости от светлого до темного, конкретно от белого до черного, или наоборот. Такое высококонтрастное изменение в поперечном направлении можно детектировать надлежащим детекторным средством, например оптическим датчиком.
Предпочтительно, чтобы для детектирования положения контрастного участка на объект подавалось оптическое излучение, которое, по меньшей мере частично, отражается объектом с последующим детектированием сенсорным элементом. Можно использовать излучение в видимом и инфракрасном диапазоне и/или электромагнитное излучение любого другого типа. Сенсорные элементы могут содержать один или более фотодиодов или фотодатчиков.
Если смещение объекта в поперечном направлении перед маркированием объекта будет детектироваться однократно, понадобится только небольшой детектируемый участок. Предпочтительно разместить этот участок на объекте так, чтобы он при перемещении объекта в направлении подачи проходил маркирующую головку раньше, чем зона маркирования. Тогда смещение объекта будет детектироваться до начала реального процесса маркирования.
Если, с другой стороны, во время маркирования объекта требуется скомпенсировать его вибрацию, предпочтительно сориентировать сенсорный участок вдоль основной части зоны маркирования в направлении подачи. В идеальном варианте сенсорный участок в направлении подачи охватывает такое же или большее расстояние, что и зона маркирования. Это позволяет в течение всего процесса маркирования проводить измерение непрерывно или повторяющимся образом. Если сенсорный участок не охватывает полностью дистанцию маркирования и/или имеет разрывы, можно применить интерполяцию.
В предпочтительном варианте осуществления изображение маркировки (модель маркировки, наносимой на объект), состоящее из множества пикселей, подвергают предварительной обработке, смещая пиксели заданным образом, основанным на заданном положении объекта в поперечном направлении. Далее обработанное изображение используют для активирования и/или деактивирования маркировочных устройств. Предварительную обработку изображения маркировки можно выполнить в блоке обработки данных, входящем в комплект маркировочного аппарата. В добавление к заданной позиции, такая обработка изображения может учитывать конфигурацию размещения маркировочных устройств в маркирующей головке.
В предпочтительном варианте осуществления маркировочного аппарата по меньшей мере один датчик установлен в направлении подачи до маркировочных устройств. Это позволяет измерить положение объекта и отрегулировать маркировочные устройства до проведения операции маркирования.
Наличие в маркирующей головке множества приемных гнезд для индивидуальных маркировочных устройств, образующих двумерный массив, позволяет придать ей очень высокую адаптируемость. Предусмотрена возможность заполнять приемные гнезда маркировочными устройствами полностью или частично.
В другом предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере один датчик установлен в одном из приемных гнезд массива, а конкретно в приемном гнезде, расположенном в направлении подачи до приемных гнезд. В данном случае особенно желательно, чтобы приемные гнезда маркирующей головки были выполнены с возможностью занимать их, на выбор, маркировочными устройствами и/или датчиками. Кроме того, маркирующие устройства и по меньшей мере один датчик предпочтительно снабжены соответствующими соединительными секциями, позволяющими вставить в приемное гнездо маркирующей головки, на выбор, маркировочное устройство или датчик.
В предпочтительном варианте осуществления приемные гнезда маркирующей головки выполнены в виде приемных отверстий, сформированных в приемной плате. Данные отверстия могут быть, в частности, сквозными. В них можно вставить маркировочные устройства и по меньшей мере один датчик, тем самым прикрепив эти компоненты к приемной плате.
В другом предпочтительном варианте осуществления массив приемных гнезд состоит из множества строк, ориентированных в поперечном направлении, и установлен в положение, в котором приемные гнезда последующей строки смещены в поперечном направлении по отношению к приемным гнездам предыдущей строки. Такой двумерный массив, в котором приемные гнезда последующей строки могут в направлении подачи оказаться между приемными гнездами предыдущей строки, позволяет повысить разрешение маркировки. При уменьшении смещения и увеличении количества строк разрешение повышается еще больше.
В предпочтительном варианте осуществления массив приемных гнезд имеет ортогональную форму, в которой приемные гнезда расположены по строкам и столбцам, ориентированным перпендикулярно одни другим. В таком ортогональном массиве приемные гнезда образуют прямоугольный паттерн. В предпочтительном варианте осуществления массив установлен под небольшим углом (немного наклонен), так, что приемные гнезда последующей строки смещены по отношению к приемным гнездам предыдущей строки. Величина смещения предпочтительно меньше шага между приемными гнездами одной строки, который равен расстоянию между двумя соседними (смежными) приемными гнездами одной строки.
В другом предпочтительном варианте осуществления промежутки между приемными гнездами одинаковы по строкам и/или столбцам. Другими словами, шаг приемных гнезд по строкам и/или столбцам одинаков по всей маркирующей головке. Одинаковый шаг позволяет обеспечить постоянное разрешение наносимой маркировки. Кроме того, маркирующая головка с таким массивом приемных гнезд проста в изготовлении.
В другом предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере один датчик содержит наконечник, в который введено волокно, подающее оптическое излучение на объект, а также волокно, принимающее оптическое излучение, отраженное от объекта. Одна из базовых идей этого варианта осуществления состоит в использовании датчика, снабженного множеством волокон, которые сведены в общий корпус, именуемый наконечником. Конкретно, в наконечник введены концы волокон, причем наконечник выполнен с возможностью плотно удерживать их (т.е. плотно удерживать концы по меньшей мере одного подающего волокна и по меньшей мере одного приемного волокна).
В предпочтительном варианте осуществления наконечник имеет тело, которому снаружи придана, по существу, форма цилиндра, позволяющая ввести наконечник в цилиндрическое приемное отверстие маркирующей головки.
Кроме того, предпочтительно придать телу наконечника фигурный профиль, обеспечивающий возможность введения наконечника в приемное отверстие маркирующей головки в положение, ориентированное под заданным углом, причем предусмотрена возможность придать приемному отверстию соответствующий фигурный профиль.
Для такой конструкции наконечника особенно предпочтительно наличие канавки или язычка, проходящих вдоль продольной оси наконечника. Для введения в приемное отверстие маркирующей головки
в положение, ориентированное под заданным углом, наконечник может иметь и другой фигурный профиль.
Подобный наконечник позволяет повысить точность определения смещенного положения, поскольку в таком варианте известна позиция приемного (сенсорного) волокна в наконечнике относительно массива.
В другом предпочтительном варианте наконечник имеет тело с многоугольным поперечным сечением, позволяющим ввести его в приемное отверстие маркировочного и/или сканирующего аппарата при заданном угловом положении тела наконечника. Таким многоугольником может быть, в частности, треугольник или прямоугольник. Соответственно, предусмотрена возможность выполнить приемное отверстие с поперечным сечением, ответным по отношению к поперечному сечению наконечника.
Далее желательно, чтобы тело наконечника было изготовлено методом литья, поскольку для изготовления жесткого корпуса с точными заданными размерами технология литья предпочтительна.
В особо предпочтительном варианте осуществления тело, выполненное в форме наконечника, имеется по меньшей мере у части маркировочных устройств. Комбинация маркировочных устройств, имеющих такое тело, и по меньшей мере одного датчика, снабженного телом в форме наконечника, обеспечивает очень высокую адаптируемость маркировочного аппарата, позволяющую заменять маркировочные устройства и датчики друг на друга.
Для более точного определения положения объекта в поперечном направлении предпочтительно разместить в маркирующей головке множество датчиков. Особенно желательно установить их в виде двумерного массива. Более конкретно желательно, чтобы датчики располагались в массиве, в котором для установки датчиков имеется множество строк, причем датчики последующей строки смещены в поперечном направлении по отношению к датчикам предыдущей строки. В частности, предпочтительно разместить датчики таким же образом, как это было описано выше в связи с маркировочными устройствами.
Перечень чертежей
Далее изобретение будет описано со ссылками на прилагаемые чертежи. На фиг. 1 представлен маркировочный аппарат согласно изобретению; на фиг. 2 - маркирующая головка согласно изобретению; на фиг. 3 - объект с маркируемым участком; на фиг. 4 - альтернативный вариант маркирующей головки; на фиг. 5 - маркируемый участок объекта в увеличенном масштабе; на фиг. 6 - участки объекта, различающиеся по контрасту, в увеличенном масштабе; на фиг. 7 - первый вариант выполнения маркирующей головки согласно изобретению, снабженной множеством маркировочных устройств и множеством датчиков;
на фиг. 8 - смещение массива датчиков относительно массива маркировочных устройств; на фиг. 9 - вариант выполнения датчика; на фиг. 10 - наклоненный массив датчиков;
на фиг. 11 - второй вариант выполнения маркирующей головки согласно изобретению, снабженной множеством маркировочных устройств и множеством датчиков.
Эквивалентные элементы имеют идентичные обозначения на всех чертежах.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Фиг. 1 и 2 иллюстрируют принцип построения маркировочного аппарата 10 согласно изобретению. Он содержит маркирующую головку 20 с множеством маркировочных устройств 40 и множеством датчиков 50, а также блок 12 управления функционированием устройств 40, 50, подключенный к головке 20 кабелем 14. Кабель 14 может заключать в себе множество оптических волокон (далее - волокон).
Маркирующая головка 20 может, в частности, представлять собой печатающую головку и иметь цилиндрический корпус 21. Она содержит множество приемных гнезд 24, образующих двумерный массив 22 и заполняемых индивидуальными маркировочными устройствами 40 и индивидуальными датчиками 50. Датчики 50 можно также рассматривать как детекторные устройства.
На фиг. 3 представлен объект 70, подлежащий маркированию посредством маркировочных устройств 40 аппарата 10 и имеющий маркируемый участок 72 с заданной площадью, на который наносится маркировка 73 (см. фиг. 4). Во время нанесения маркировки 73 на объект 70, конкретно на маркируемый участок 72, объект 70 перемещают в направлении 16 подачи, которое можно также именовать направлением перемещения объекта.
На фиг. 4 представлен возможный альтернативный вариант выполнения маркирующей головки 20. Головка 20 заполнена множеством маркировочных устройств 40, установленных в единственном столбце, который расположен под углом к направлению 16 подачи. Множество маркировочных устройств 40 этого столбца обеспечивает ширину 80 области запечатывания, отвечающую ширине наносимой маркировки 73. Если во время операции маркирования объект 70 смещается в поперечном направлении 18 (см. фиг. 3), в маркировке 73 могут проявиться искажения или она может сместиться, как это более детально проиллюстрировано на фиг. 5.
Маркировка 73, представленная на фиг. 5 слева, нанесена на маркируемом участке 72 объекта 70 в
заданном, т.е. правильном, положении. Маркировка 73, представленная в средней части фиг. 5, выполнена при смещении объекта 70 вместе с его маркируемым участком 72 вправо, т.е. сдвинута в поперечном направлении влево. Маркировка 73, представленная на фиг. 5 справа, нанесена на объект 70, который находится в положении, смещенном влево, т.е. сдвинута вправо.
На фиг. 6 представлены участки 74 объекта 70, различающиеся по контрасту. Предусмотрена возможность использовать их для определения положения объекта 70 в поперечном направлении 18. Контрастные участки 74, которые можно именовать также участками детектирования контраста, в каждом случае сформированы светлой зоной 76 и темной зоной 78. Граница между зонами 76, 78 задается линией 79 перепада контрастности, которая предпочтительно ориентирована вдоль направления 16 подачи. Светлая зона 76 контрастного участка 74 и/или темная зона 78 этого участка могут составлять, в частности, часть маркируемого участка 72, как это имеет место в случае нижнего контрастного участка 74 (см. фиг. 6).
На фиг. 7 и 8 представлен первый вариант выполнения маркирующей головки 20, входящей в комплект маркировочного аппарата 10 по изобретению. Головка 20 содержит множество приемных гнезд 24, образующих двумерный массив 22. Гнезда 24 расположены по строкам 30 и столбцам 32, ориентированным перпендикулярно одни другим. Другими словами, приемные гнезда 24 образуют прямоугольный или квадратный паттерн, который может также именоваться матрицей, в частности двумерной матрицей.
Приемные гнезда 24 разнесены между собой на равные расстояния (равные промежутки), т.е. образуют регулярный массив. Промежуток между двумя соседними приемными гнездами 24, точнее расстояние между центральными точками двух соседних гнезд 24 в одной строке 30, именуется шагом 34 по строке. Соответственно, промежуток между двумя соседними приемными гнездами в одном столбце 32 именуется шагом 36 по столбцу. Приемные гнезда 24 имеют одинаковые шаги 34 по строкам и одинаковые шаги 36 по столбцам, а массив 22 приемных гнезд 24 имеет прямоугольный контур.
Маркирующая головка 20 содержит приемную плату 28 с множеством приемных отверстий 26, образующих приемные гнезда 24. Плата 28 может быть, например, металлической и, в частности стальной. Каждое из приемных отверстий 26 имеет, по существу, круглое поперечное сечение и может быть, в частности, сквозным. Диаметры всех отверстий 26 одинаковы.
В приемные гнезда 24 введено множество маркировочных устройств 40, а также множество датчиков 50. Устройства 40 составляют подмассив 41 маркировочных устройств, а датчики 50 - подмассив 51 датчиков. В направлении подачи подмассив 51 расположен до подмассива 41, что позволяет определять положение объекта 70 до нанесения на него маркировки 73.
Как показано на фиг. 7, маркирующая головка 20 содержит больше маркировочных устройств 40, чем это необходимо для нанесения маркировки 73 на объект 70. Конкретное расположение устройств 40 в массиве позволяет получить увеличенную ширину 82 маркировки, превышающую базовую ширину 80, которая соответствует ширине маркировки 73. Другими словами, увеличенная ширина 82 маркировки больше, чем ширина маркировки 73, которую нужно нанести на объект 70. Базовая ширина 80, увеличенная ширина 82 и ширина маркировки 73 отсчитываются в поперечном направлении 18. Ширина 82 задает максимально возможную компенсацию смещения, реализуемую в такой конфигурации.
Датчики 50 устанавливают в маркирующей головке 20 таким образом, чтобы в поперечном направлении 18 перекрывалась ширина 84 участка детектирования контраста, задающая максимальное детектируемое смещение.
Массив 22 приемных гнезд 24 наклонен (расположен под углом) по отношению к направлению 16 подачи. Конкретно, наклонным положением массива 22 задается перевод прямоугольного паттерна строк 30 в столбцах 32 из положения, в котором столбцы 32 расположены вдоль направления 16 подачи, в положение, в котором они расположены под углом по отношению к этому направлению.
Наклонное положение массива 22 или, соответственно, маркирующей головки 20 повышает максимально возможное разрешение при проведении операции маркирования, выполняемой маркировочными устройствами 40, а также операции детектирования или сканирования, выполняемой датчиками 50. В предпочтительном варианте осуществления массив 22 наклонен на такой угол, при котором разрешение задается количеством строк 30, умноженным на количество столбцов 32, т.е. произведением количеств строк 30 и столбцов 32. Для этого массив 22 наклонен на угол, при котором приемные гнезда 24 последующей строки 30 немного смещены по отношению к приемным гнездам 24 предыдущей строки 30, пе-рекрываясь с ними в поперечном направлении.
На фиг. 8 представлена маркирующая головка 20 по фиг. 7 с показом поперечного смещения 86 подмассива 51 датчиков, относительно подмассива 41 маркирующих устройств. Смещение 86 предпочтительно соответствует расстоянию на объекте 70 в поперечном направлении 18 между средней линией маркировки 73, наносимой на маркируемый участок, и контрастным участком 74 объекта 70 (конкретно, между средней линией маркировки 73 и линией 79 перепада контрастности).
На фиг. 9 представлен вариант выполнения датчика 50, которому придана форма наконечника. В наконечник 52 датчика 50 введено по меньшей мере одно подающее волокно 56 и по меньшей мере одно приемное волокно 57, и этот наконечник выполнен с возможностью сопряжения с приемными гнездами 24 (т.е. с приемными отверстиями 26) маркирующей головки 20.
Наконечник 52 имеет, по существу, цилиндрическое тело 53 и может содержать, например, металл, керамику, пластиковый материал или стекло. Особенно желательно, чтобы наконечник 52 содержал сталь или циркониевую керамику.
Тело 53 имеет соединительный участок (соединительную секцию) 59 для сопряжения с приемным гнездом 24 маркирующей головки 20. Секции 59 придана, по существу, цилиндрическая форма, обеспечивающая возможность сопряжения с цилиндрическим приемным отверстием 26, выполненным в приемной плате 28 головки 20. Кроме того, у тела 53 наконечника 52 имеется кольцевой выступ 54 с упорной поверхностью 55 для контактирования с плоской поверхностью приемной платы 28.
Подающее волокно 56 и приемное волокно 57 предназначены соответственно для подачи оптического излучения на поверхность объекта 70, подлежащего маркированию, и для приема оптического излучения, отраженного от данного объекта. Они проложены вдоль продольной оси наконечника 52. Для детектирования оптического излучения, принимаемого волокном 57, данное волокно можно подвести к сенсорному элементу.
Принцип определения положения контрастного участка 74 на объекте 70 и, таким образом, положения объекта 70 в поперечном направлении 18 проиллюстрирован на фиг. 10. Датчики 50 собраны в под-массив 51 двумерного массива, состоящий из множества строк 30 и множества столбцов 32. Подмассив датчиков 50 наклонен под углом 38. В предпочтительной конфигурации датчики 50 имеют одинаковые шаги 34 по строкам и одинаковые шаги 36 по столбцам, как это показано на фиг. 10.
Датчики 50 выполнены с возможностью распознавать участки различных типов, например отличать светлый участок 76 от темного участка 78. Можно использовать и другие разновидности датчиков, например датчики расстояния, отличающие узкий участок от широкого.
Массив датчиков 50 может детектировать положение контрастного участка 74, в частности положение линии 79 перепада контрастности между светлым участком 76 и темным участком 78. Как показано на фиг. 10, первым набором датчиков 50 будет детектироваться светлый участок 76, например, с выдачей сигнала "Есть". Вторым набором датчиков 50 будет детектироваться темный участок 78, например, с выдачей сигнала "Нет". Предусмотрена возможность определять положение линии перепада контрастности (разграничительной линии) на основе сигналов обратной связи от индивидуальных датчиков. Положение линии 79 перепада контрастности можно задать, например, через расстояние 88 от базовой линии 90, которую можно определить, например, как линию, проходящую через референтный датчик 50а.
Зная расстояние от маркируемого участка 72 объекта 70 до контрастного участка 74, а конкретно до линии 79 перепада контрастности, можно определить смещение данного объекта в поперечном направлении. Затем, исходя из полученного результата, можно выбрать соответствующую подгруппу маркировочных устройств 40 для выполнения операции маркирования.
Следует отметить, что разрешение маркировки не обязательно соответствует разрешению датчиков. В частности, возможна ситуация, когда количество датчиков 50 меньше количества маркировочных устройств 40, как это показано на фиг. 11.
Согласно изобретению желательно установить подмассивы 51 и 41, состоящие соответственно из датчиков и маркировочных устройств, в одном и том же массиве 22 приемных гнезд, т.е. в одном приемном устройстве (в одной приемной плате), благодаря чему расстояния между датчиками 50 и маркировочными устройствами 40 всегда известны и остаются постоянными.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ нанесения маркировки (73) на маркируемый участок (72) объекта (70), включающий
перемещение объекта (70) в направлении (16) подачи относительно маркирующей головки (20), содержащей множество маркировочных устройств (40), и
нанесение на маркируемый участок (72) объекта (70) посредством множества маркировочных устройств (40) во время перемещения объекта (70) относительно маркирующей головки (20) маркировки, имеющей ширину (80) в поперечном направлении (18), ориентированном поперек направления (16) подачи, соответствующую заданной ширине (80) маркируемого участка,
отличающийся тем, что
маркировочные устройства (40) располагают в виде массива, обеспечивающего посредством его поворота вокруг оси перпендикулярной поверхности маркировки, возможность получения размера (82) маркировки, который превышает в поперечном направлении (18) заданную ширину (80) маркировки,
задают на объекте детектируемый контрастный участок (74), расположенный на заданном расстоянии в поперечном направлении от маркируемого участка (72) таким образом, чтобы при перемещении объекта в направлении подачи контрастный участок (74) подходил по меньшей мере к одному из датчиков (50), установленных в маркирующей головке (20), раньше, чем маркируемый участок (72) подойдет к маркирующим устройствам (40), а размер и положение контрастного участка в направлении подачи маркирующего участка относительно маркирующей головки гарантировали возможность определения реального положения маркируемого участка по всей длине предполагаемой маркировки,
при перемещении объекта (70) в направлении (16) подачи детектируют посредством по меньшей
мере одного указанного датчика (50) положение контрастного участка (74) в поперечном направлении
(18),
по детектированному положению контрастного участка (74) и известному расстоянию контрастного участка (74) от маркируемого участка (72) определяют реальное положение объекта (70) в поперечном направлении (18),
операцию маркирования проводят теми маркировочными устройствами (40), которые соответствуют реальному положению объекта (70) в поперечном направлении.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что положение объекта (70) в поперечном направлении (18) определяют до нанесения маркировки (73) на объект (70).
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что для детектирования положения контрастного участка (74), имеющегося на объекте (70), на объект (70) подают оптическое излучение, которое, по меньшей мере частично, отражается и/или рассеивается объектом (70), а отраженное и/или рассеянное оптическое излучение детектируют сенсорным элементом.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что
изображение маркировки, представляющее собой модель маркировки (73), наносимой на объект (70), и содержащее множество пикселей, предварительно обрабатывают, смещая пиксели заданным образом, основанным на детектированном положении объекта (70) в поперечном направлении (18), и
предварительно обработанное изображение маркировки используют для активирования и/или деак-тивирования маркировочных устройств (40).
5. Маркировочный аппарат для нанесения маркировки (73) на маркируемый участок (72) объекта (70) путем осуществления способа в соответствии с любым из пп.1-4, содержащий
маркирующую головку (20), имеющую множество маркировочных устройств (40) для нанесения маркировки (73) на объект (70), расположенных в виде массива, обеспечивающего возможность получения увеличенной ширины (82) маркировки, превышающей в направлении, поперечном относительно направления подачи объекта (70) при его маркировке, заданную ширину (80) маркируемого участка (72), и
приводной механизм для перемещения объекта (70) при осуществлении операции маркировки относительно маркирующей головки (20) в направлении (16) подачи, отличающийся тем, что
в маркирующей головке (20) установлен по меньшей мере один датчик (50), выполненный с возможностью определять положение контрастного участка (74) объекта (70), расположенного на заданном расстоянии от маркируемого участка (72) в поперечном направлении, которое ориентировано поперек направления (16) подачи, при этом размер и положение контрастного участка в направлении подачи маркирующего участка относительно маркирующей головки выбраны гарантирующими возможность определения реального положения маркируемого участка по всей длине наносимой маркировки, а маркирующая головка выполнена таким образом, чтобы при перемещении объекта в направлении подачи контрастный участок (74) подходил по меньшей мере к одному датчику (50) раньше, чем маркируемый участок в поперечном направлении (18), причем
маркировочный аппарат выполнен с возможностью определять по детектированному по меньшей мере одним датчиком (50) положению контрастного участка (74) и известному расстоянию контрастного участка (74) от маркируемого участка (72) реальное положение объекта (70) в поперечном направлении (18) и индивидуально активировать и деактивировать маркировочные устройства (40) на основе реального положения объекта (70) в поперечном направлении (18).
6. Маркировочный аппарат по п.5, отличающийся тем, что маркирующая головка (20) содержит множество приемных гнезд (24) для маркировочных устройств (40), образующих двумерный массив (22).
7. Маркировочный аппарат по п.6, отличающийся тем, что по меньшей мере один датчик (50) установлен в одном из приемных гнезд (24) массива (22), расположенном в направлении (16) подачи до маркировочных устройств (40).
8. Маркировочный аппарат по п.6 или 7, отличающийся тем, что массив (22) приемных гнезд (24) в виде множества строк (30), ориентированных в поперечном направлении (18), установлен в положение, в котором приемные гнезда (24) последующей строки (30) смещены в поперечном направлении (18) по отношению к приемным гнездам (24) предыдущей строки (30).
9. Маркировочный аппарат по любому из пп.6-8, отличающийся тем, что массив (22) приемных гнезд (24) представляет собой ортогональный массив (22), в котором приемные гнезда (24) расположены по строкам (30) и столбцам (32), ориентированным перпендикулярно одни другим.
10. Маркировочный аппарат по любому из пп.6-9, отличающийся тем, что приемные гнезда (24) разнесены на равные расстояния в направлении строк и/или в направлении столбцов.
11. Маркировочный аппарат по любому из пп.5-10, отличающийся тем, что по меньшей мере один датчик (50) содержит наконечник (52), в который введено подающее волокно (56) для подачи оптического излучения на объект (70) и приемное волокно (57) для приема оптического излучения, отраженного от объекта (70).
12. Маркировочный аппарат по п.11, отличающийся тем, что наконечник (52) имеет фигурный про-
филь для введения в приемное отверстие (26) маркирующей головки (20) в заданном угловом положении.
Фиг. 3
Фиг. 7
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
028339
028339
- 1 -
- 1 -
(19)
028339
028339
- 1 -
- 1 -
(19)
028339
028339
- 1 -
- 1 -
(19)
028339
028339
- 4 -
- 3 -
028339
028339
- 8 -
028339
028339
- 8 -
028339
028339
- 11 -
- 11 -