EA 032055B1 20190430

	Патентная документация ЕАПВ
Запрос:	ea000032055b*\id
Результат:	ID\|Номер и дата охранного документа

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Устройство для мониторинга маркировочных элементов маркирующей головки, содержащей источники оптического излучения и массив приемных гнезд, в каждое из которых помещен маркировочный элемент с целью проверки, какой источник оптического излучения связан с каким из маркировочных элементов, причем устройство содержит блок управления и анализа, выполненный с возможностью активировать любой источник оптического излучения, связанный с одним из маркировочных элементов, отличающееся тем, что содержит обладающий пространственным разрешением детектор (30) оптического излучения, выполненный с возможностью детектирования маркирующего оптического излучения (4) при его испускании маркировочным элементом (11), связанным с активированным источником (18) излучения, и регистрации положения приемного гнезда (17), в котором находится указанный маркировочный элемент (11), или регистрации положения маркировки (2а) на объекте, нанесенной при испускании маркирующего оптического излучения (4) маркировочным элементом (11), связанным с активированным источником (18) излучения, при этом блок (40) управления и анализа выполнен с возможностью генерирования информации об активации, указывающей, какой источник излучения (18) был активирован, получения от детектора (30) указанной зарегистрированной информации и определения путем объединения указанной информации об активации и указанной зарегистрированной информации, что указанный активированный источник (18) оптического излучения связан с указанным маркировочным элементом (11).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок (40) управления и анализа выполнен с возможностью активирования в заданном порядке источников (18) оптического излучения, предпочтительно последовательного или одновременного активирования всех указанных источников (18), для выполнения связанными с ними маркировочными элементами (11) операций маркирования с возможностью определения по полученным от детектора (30) сигналам, выполняют ли маркировочные элементы (11) операцию маркирования при активации связанных с ними источников (18) оптического излучения.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок (40) управления и анализа выполнен с возможностью определять в качестве дефектного маркировочный элемент (11), не выполняющий операцию маркирования при активации связанного с ним источника (18) оптического излучения.

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что детектор (30) представляет собой камеру.

5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что содержит корпус (50) для удерживания детектора (30) в заданном положении относительно маркирующей головки (10).

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что корпус (50) выполнен с возможностью предотвращения попадания на детектор (30) рассеянного оптического излучения.

7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что в корпусе (50) установлена, по меньшей мере, частично прозрачная пластина (60) в форме компонента, рассеивающего оптическое излучение, и/или матированного стекла.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что, по меньшей мере, частично прозрачная пластина (60) является фосфоресцентной или флуоресцентной.

9. Устройство по любому из пп.5-8, отличающееся тем, что содержит крепежное средство (70) для разъемного прикрепления корпуса (50) к маркирующей головке (10) в заданном положении относительно указанной головки.

10. Маркировочный аппарат, содержащий маркирующую головку (10), которая содержит источники (18) оптического излучения и массив приемных гнезд, в каждое из которых помещен маркировочный элемент (11), причем каждый из маркировочных элементов (11) связан посредством световода (19) с одним из источников (18) оптического излучения для подвода к маркировочным элементам (11) от источников (18) оптического излучения маркирующего оптического излучения для испускания маркирующего оптического излучения при маркировании, мониторинговое устройство, выполненное согласно любому из пп.1-9.

11. Аппарат по п.10, отличающийся тем, что маркирующая головка (10) содержит по меньшей мере один запасной маркировочный элемент (13), связанный посредством световода с источником (18) излучения, находящимся в деактивированном состоянии, если все маркировочные элементы (11) являются функциональными, причем по меньшей мере один запасной элемент (13) установлен с возможностью переустановки для замены дефектного маркировочного элемента (12).

12. Способ определения посредством устройства, выполненного согласно любому из пп.1-9, какой из проверяемых источников оптического излучения в составе маркирующей головки (10) связан с каким из маркировочных элементов, каждый из которых помещен в одно из приемных гнезд указанной головки, отличающийся тем, что включает следующие операции: (а) активируют любой из проверяемых источников (18) оптического излучения, (б) генерируют информацию об активации, указывающую, какой из источников (18) оптического излучения был активирован, (в) регистрируют положение приемного гнезда (17), в котором находится указанный маркировочный элемент (11), путем детектирования посредством детектора (30) оптического излучения, обладающего пространственным разрешением, маркирующего оптического излучения (4) при его испускании маркировочным элементом (11), связанным с активированным источником (18) излучения, или путем детектирования посредством указанного детектора (30) маркировки (2а), нанесенной на объект посредством маркирующего оптического излучения (4), испущенного указанным маркировочным элементом (11), (г) определяют, с каким маркировочным элементом (11) связан указанный активированный источник (18) оптического излучения, путем объединения указанной информации об активации и полученной от детектора (30) детектированной информации и (д) выполняют операции (а)-(г) для всех проверяемых источников (18) излучения.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что с целью определения, является ли маркировочный элемент (11) дефектным, одновременно активируют все источники (18) оптического излучения, одновременно регистрируют детектируемую информацию по всем маркировочным элементам (11) и при обнаружении маркировочного элемента (11), не выполняющего операцию маркирования, идентифицируют указанный маркировочный элемент (11) как дефектный маркировочный элемент (12).

14. Способ по п.12 или 13, отличающийся тем, что для определения порядка расположения маркировочных элементов (11) активируют в последовательном режиме источники (18) оптического излучения, определяют положение соответствующего маркировочного элемента (11), связанного с активированным источником (18) излучения, и строят таблицу отображения, содержащую данные о положениях маркировочных элементов (11).

15. Способ замены дефектного маркировочного элемента (12) маркирующей головки (10), включающий определение в процессе осуществления указанного способа в соответствии со способом по п.13 дефектного маркировочного элемента (12) недефектным маркировочным элементом.

Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что детектор (30) представляет собой камеру.

(19)
Евразийское
патентное
ведомство
032055
(13) B1
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2019.04.30
(21) Номер заявки 201390544
(22) Дата подачи заявки
2011.12.22
(51) Int. Cl.
B41J2/45 (2006.01) B41J2/46 (2006.01)
(54)
УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ КОНТРОЛЯ МАРКИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ МАРКИРОВОЧНОЙ ГОЛОВКИ
(31) (32) (33) (43) (86) (87)
10 016 198.3
2010.12.30
2013.12.30
PCT/EP2011/006523 WO 2012/089328 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) JP-A-2007090814 JP-A-2008126471 EP-A2-1640169
(57) Изобретение относится к устройству для мониторинга маркировочных элементов маркирующей головки. Устройство по изобретению характеризуется тем, что содержит детектор для регистрации детектируемой информации о маркировочных элементах и блок управления и анализа, выполненный с возможностью определять, осуществляют ли маркировочные элементы операцию маркирования. Изобретение относится также к способу мониторинга маркировочных элементов маркирующей головки.
Область техники, к которой относится изобретение
В своем первом аспекте изобретение относится к устройству для контроля (мониторинга) маркирующих (далее маркировочных) элементов маркирующей головки, охарактеризованному в ограничительной части п. 1.
В своем втором аспекте изобретение относится к способу мониторинга маркировочных элементов маркирующей головки, охарактеризованному в ограничительной части п.12.
Предшествующий уровень техники
Маркирующие головки находят широкое применение для нанесения на объекты маркировок (меток), которые могут быть, например (но не ограничиваясь ими), лазерными маркировками или гравировками или распечатками с использованием лазеров, светодиодов (СД) или средств струйной печати.
Маркирующая головка может содержать плату, имеющую множество приемных гнезд, в каждое из которых помещен маркировочный элемент. Маркировочный элемент может содержать источник оптического излучения и световод для подвода маркирующего оптического излучения, испускаемого указанным источником, к соответствующему приемному гнезду. Поэтому необходимо знать, какой источник оптического излучения связан с каким приемным гнездом, или, другими словами, знать порядок расположения маркировочных элементов.
Обычно персонал изготовителя вручную, очень тщательно связывает источники оптического излучения с приемными гнездами. Однако этот процесс является очень трудоемким и, тем не менее, не гарантирующим отсутствие неправильных соединений.
Другая проблема возникает в связи с постоянным желанием увеличить количество маркировочных элементов с целью повышения скорости маркирования и улучшения ее разрешения. Однако, хотя риск выхода из строя единственного маркировочного элемента может быть очень малым, большое количество маркировочных элементов часто характеризуется наличием неисправностей. При этом возникает необходимость замены дефектного маркировочного элемента. Однако его положение может быть неизвестным, так что требуется определять, какой именно маркировочный элемент является дефектным. Как следствие, идентификация дефектных маркировочных элементов может рассматриваться в качестве еще одной общей проблемы.
Сущность изобретения
Соответственно изобретение направлено на создание способа и устройства для мониторинга, обеспечивающих быстрый и экономически эффективный мониторинг маркировочных элементов маркирующей головки.
Данная задача решена в результате разработки устройства для мониторинга (мониторингового устройства), охарактеризованного признаками п.1, и способа мониторинга, охарактеризованного признаками п.12.
Предпочтительные варианты охарактеризованы в зависимых пунктах формулы, а также в описании, в той его части, в которой рассматриваются различные фигуры чертежей.
Согласно изобретению устройство указанного типа характеризуется тем, что дополнительно содержит детектор для регистрации детектируемой информации о маркировочных элементах и блок управления и анализа, выполненный с возможностью определять, основываясь на детектируемой информации, выполняют ли маркировочные элементы операции маркирования.
Способ указанного типа характеризуется согласно изобретению тем, что активируют маркировочные элементы для осуществления операции маркирования, регистрируют детектируемую информацию о маркировочных элементах и, основываясь на детектируемой информации, определяют, осуществляет ли определенный маркировочный элемент операцию маркирования.
Базовая идея изобретения состоит в том, чтобы активировать маркировочный элемент и одновременно определить (детектировать), осуществляет ли активированный маркировочный элемент операцию маркирования. Если этот элемент маркировочные операции не осуществляет, он может быть идентифицирован как дефектный маркировочный элемент.
Принципиальная идея изобретения основывается на том, что первоначально неизвестное положение маркировочного элемента может быть определено при активации маркировочного элемента и детектировании сигнала, возникающего в результате операции маркирования, выполняемой активированным маркировочным элементом.
Важным преимуществом изобретения является то, что мониторинговое устройство может легко устанавливаться на маркирующую головку, что сокращает время обслуживания, связанное с мониторингом маркировочных элементов. Кроме того, мониторинговое устройство может эффективно осуществлять мониторинг маркирующей головки независимо от конкретного количества и расположения маркировочных элементов. Это обеспечивает широкую область применения устройства.
В общем случае допустимо применение детектора любого типа, подходящего для детектирования маркировочной операции или нанесенной маркировки. Так, в неограничивающем примере детектор может быть чувствительным к электромагнитному излучению, к температурным изменениям, вызванным маркировочными операциями, или к акустическим волнам, возникающим в связи с этими операциями. Однако особенно желательно использовать детектор оптического излучения, т.е. детектор, чувствитель
ный в видимом, инфракрасном (ИК) и/или ультрафиолетовом (УФ) диапазонах.
Блок управления и анализа согласно изобретению может представлять собой персональный компьютер или ноутбук. Таким образом, можно использовать стандартное оборудование, и не требуется никакой дополнительной аппаратуры для осуществления функций блока управления и анализа.
Маркировочный элемент может являться любым устройством, пригодным для осуществления маркирования, т.е. для нанесения на объект, подлежащий маркированию, видимого или поддающегося измерению точечного участка (пикселя). Эта операция может быть, например, выполнена с использованием воздействующей на объект облучающей энергии в форме оптического излучения, например в процессе лазерного гравирования. Это излучение может, в частности, взаимодействовать со слоем, в частности с фоточувствительным слоем, предварительно нанесенным на объект, например в рамках технологии лазерной печати. Кроме того, в качестве маркировочного элемента применим печатный элемент любого типа, например сопла для струйной печати или СД или лазерный источник для лазерной печати.
Детектируемая информация может именоваться также детектируемыми данными или детектируемым сигналом. Она включает в себя информацию, по меньшей мере, достаточную для того, чтобы блок управления и анализа мог определить, осуществляет ли маркировочный элемент, будучи активированным, маркировочную операцию или остается бездействующим.
Детектируемая информация может собираться путем мониторинга объекта, подлежащего маркированию, т.е. наносимой на него маркировки, или предпочтительно путем мониторинга функционирования самого маркировочного элемента. Так, если маркировочный элемент испускает при осуществлении маркирования маркирующее оптическое излучение, детектор может быть выполнен с возможностью измерять это излучение.
Согласно предпочтительному варианту изобретения блок управления и анализа выполнен с возможностью определять, является ли маркировочный элемент дефектным, основываясь на детектируемой информации и на информации об активации, указывающей, какие маркировочные элементы находились в активированном состоянии, когда была зарегистрирована детектируемая информация. Таким образом, устанавливается не только, что какой-то маркировочный элемент является дефектным, но также и то, какой именно маркировочный элемент дефектен. В результате существенно упрощается замена дефектного маркировочного элемента.
Другой предпочтительный вариант устройства по изобретению реализован с возможностью осуществлять мониторинг маркирующих головок, содержащих массив приемных гнезд, причем каждый из маркировочных элементов содержит источник оптического излучения для испускания маркирующего оптического излучения, используемого для маркирования, и световод, связывающий источник оптического излучения и одно из приемных гнезд для подвода маркирующего оптического излучения от источника оптического излучения к приемному гнезду. Подобные маркирующие головки используются, в частности (не ограничиваясь этим применением), для лазерного гравирования и/или для нанесения маркировки на упаковках пищевых продуктов. Согласно изобретению блок управления и анализа выполнен с возможностью определять, какой источник оптического излучения связан с каким приемным гнездом, основываясь на детектируемой информации и информации об активации, информирующей, какие маркировочные элементы были в активном состоянии во время регистрации детектируемой информации.
В этих вариантах источники оптического излучения должны быть подсоединены, например вручную, к приемным гнездам посредством световодов. Световоды могут быть сопряжены с приемными гнездами, например посредством наконечников. В известных устройствах необходимо обеспечить сопряжение каждого источника оптического излучения с конкретным приемным гнездом. В устройствах, известных из уровня техники, сопряжение с произвольно выбранным приемным гнездом привело бы к активированию при осуществлении маркирования неправильного маркировочного элемента.
При использовании мониторингового устройства по изобретению становится возможным связывать источники оптического излучения с приемными гнездами по произвольному паттерну, что дает существенную экономию времени в процессе изготовления. На последующей операции маркировочные элементы активируют, например друг за другом, детектор осуществляет сбор детектируемой информации, а блок управления и анализа строит таблицу отображения, содержащую информацию о порядке расположения пикселей, т.е. информацию о том, какой источник оптического излучения связан с каким приемным гнездом. Как следствие, отпадает необходимость в отслеживании прокладки индивидуальных световодов и гнезд, в которые они должны быть введены.
Дополнительно или альтернативно, если задан определенный порядок (паттерн) для сопряжений источников оптического излучения и приемных гнезд, устройство по изобретению может быть использовано для верифицирования соблюдения заданного порядка.
Согласно еще одному предпочтительному варианту изобретения детектор, например представляющий собой камеру, способен регистрировать детектируемую информацию о маркировочных элементах с пространственным разрешением. В качестве такой камеры приемлема простая веб-камера. Пространственное разрешение может быть обеспечено использованием детектора с множеством чувствительных элементов, например элементов, чувствительных к оптическому излучению. Дополнительно или альтернативно детектор может содержать подвижные (например поворотные) зеркала для последовательного
сбора оптического излучения, исходящего из различных зон. Такое выполнение позволит уменьшить количество чувствительных элементов.
Предпочтительный вариант устройства по изобретению характеризуется тем, что блок управления и анализа выполнен с возможностью активирования маркировочных элементов для осуществления операций маркирования, предпочтительно в определенном порядке, желательно так, чтобы в каждый момент был активирован только один маркировочный элемент или все маркировочные элементы.
В случае активирования всех маркировочных элементов сразу блок управления и анализа может определить дефектный маркировочный элемент, т.е. идентифицировать номера его строки и столбца при малых затратах времени. Однако можно также активировать маркировочные элементы в любом произвольно выбранном порядке.
Еще одно преимущество заключается в том, что, контролируя активирование/деактивирование маркировочных элементов, блок управления и анализа сам генерирует упомянутую информацию об активации.
Желательное сокращение времени, требуемого для определения того, способны ли маркировочные элементы осуществлять операции маркирования, может быть достигнуто, если каждый маркировочный элемент активируется только один раз.
Согласно другому варианту изобретения имеется корпус для удерживания детектора в заданном положении относительно маркирующей головки. Благодаря обеспечению заданного положения корпуса может быть достигнута желательная воспроизводимость измерений. При этом заданное положение может быть выбрано таким, чтобы корпус удерживал детектор на заданном расстоянии от маркировочных элементов, на котором поле зрения детектора, по меньшей мере, такое же, как область, занимаемая маркировочными элементами. Это означает, что детектор сможет детектировать все маркировочные элементы.
Согласно предпочтительному варианту изобретения корпус выполнен с возможностью предотвращения попадания на детектор рассеянного оптического излучения. Для этого корпус может быть выполнен полым и с такими размерами, что он, по существу, перекрывает промежуток между детектором и маркирующей головкой, когда мониторинговое устройство находится в положении, предусмотренном для мониторинга. Корпус может иметь, например, форму воронки или пирамиды с вершиной, обращенной к детектору. Основанию корпуса, противолежащему той его стороне, которая обращена к детектору, может быть придана форма, позволяющая установить в него пластину, входящую в состав маркирующей головки и представляющую собой, например, основание этой головки. С этой целью основанию корпуса может быть придана квадратная форма.
Если маркировочные элементы выполнены с возможностью испускать маркирующее оптическое излучение, согласно еще одному предпочтительному варианту изобретения в корпусе устанавливается, по меньшей мере, частично прозрачная пластина в форме компонента, рассеивающего оптическое излучение, и/или матированного стекла. При таком выполнении детектор измеряет маркирующее оптическое излучение, рассеянное данной пластиной. Преимущество такого варианта состоит в том, что по меньшей мере часть маркирующего оптического излучения (которое во многих случаях является сильно сфокусированным) гарантированно доходит до детектора. Кроме того, пластина обеспечивает желательное ослабление избыточной интенсивности маркирующего оптического излучения, которое могло бы повредить детектор. Полупрозрачная пластина может быть установлена снаружи и/или внутри корпуса таким образом, чтобы маркирующее оптическое излучение было не в состоянии попасть на детектор, не пройдя через полупрозрачную пластину.
Полупрозрачная пластина в сочетании с корпусом может формировать полость, так что полностью заключенная в ней линза детектора будет защищена от попадания на нее частиц, таких как частицы пыли.
Согласно следующему варианту изобретения полупрозрачная пластина выполнена с возможностью визуализировать маркировочную операцию, осуществляемую маркировочным элементом. Если маркировочный элемент является, например, соплом для струйной печати, пластина может быть снабжена листком бумаги для приема капли краски из струйного сопла. В этом случае детектор определяет положение такой капли. С этой целью может быть предусмотрен источник оптического излучения, который подсвечивает пластину, чтобы облегчить детектирование находящейся на ней капли краски.
Согласно предпочтительному варианту изобретения, по меньшей мере, частично прозрачная пластина является фосфоресцентной или флуоресцентной. Такое выполнение особенно эффективно, если маркирующее оптическое излучение, испускаемое маркировочными элементами, находится в УФ диапазоне и поэтому не детектируется простой камерой, используемой как детектор. В контексте изобретения фосфоресцентная или флуоресцентная пластина может быть любой пластиной, которая испускает оптическое излучение с большими длинами волн, чем то, которое она поглощает. Другими словами, пластина преобразует падающее на нее оптическое излучение в более длинноволновое излучение. Как следствие, УФ излучение, испускаемое маркировочными элементами, можно преобразовать посредством фосфо-ресцентной или флуоресцентной пластины в видимое излучение, которое может детектироваться камерой, чувствительной в видимом диапазоне.
За счет использования нелинейных процессов в пластине она может служить и для визуализации ИК излучения, испускаемого маркировочными элементами. Для этого требуется преобразовывать несколько фотонов, соответствующих ИК диапазону, в единственный фотон, соответствующий видимому излучению.
Вместе с тем, поскольку многие простые камеры чувствительны также и к ИК излучению, пластина может содержать фильтр для подавления УФ и видимого излучения для того, чтобы камеры достигало только ИК излучение, испускаемое маркировочными элементами.
Другой предпочтительный вариант изобретения характеризуется тем, что имеется крепежное средство для разъемного прикрепления корпуса к маркирующей головке в заданном положении относительно этой головки. Крепежное средство может содержать магнитные или механические замки, обеспечивающие быстрое соединение/рассоединение. В одном варианте допускается только одно заданное относительное положение. Например, если маркировочные элементы расположены в виде квадратного массива, нужно гарантировать, что четыре стороны массива не будут перепутаны одна с другой. В этом случае расположение магнитных или механических замков не является инвариантным к повороту, в частности к повороту на 90°. Например, можно установить по одному замку на каждой из трех из четырех сторон (кромок) поверхности корпуса, обращенной к маркирующей головке.
Если применяются магнитные замки, они могут быть выполнены как магнитные ключи. Можно предусмотреть, что как только все ключи будут замкнуты, блок управления и анализа сможет автоматически запустить процесс измерения, например в "режиме детектирования порядка расположения пикселей" и/или в "режиме детектирования дефектного пикселя", описываемых далее со ссылками на чертежи.
Чтобы обеспечить соответствие корпуса маркирующим головкам различных размеров или форм, можно также выполнить замки с настройкой по положению и/или использовать множество замков, находящихся на различных радиальных расстояниях, задаваемых относительно оси, соединяющей детектор с центральной зоной маркирующей головки. Желательно, чтобы детектор детектировал маркировочную операцию, непосредственно определяя, находится ли маркировочный элемент в активном состоянии. Если маркировочный элемент испускает маркирующее оптическое излучение, это соответствует детектированию маркирующего излучения.
Однако можно детектировать маркировочную операцию и по ее результату, т.е. путем детектирования того, была ли нанесена на объект маркировка. В этом случае мониторинговое устройство может быть расположено в направлении подачи (т.е. в направлении относительного перемещения объекта, подлежащего маркированию, и маркирующей головки) за маркирующей головкой. Такое выполнение делает возможным жесткую фиксацию мониторингового устройства. Кроме того, мониторинговое устройство получает возможность работы во время выполнения маркирующей головкой своих базовых операций.
Изобретение относится также к маркировочному аппарату, который содержит маркирующую головку и мониторинговое устройство. Эти маркирующая головка и мониторинговое устройство могут иметь любые признаки, описанные выше при рассмотрении мониторингового устройства по изобретению.
Маркировочный аппарат и/или маркирующая головка могут быть снабжены ответными средствами по отношению к крепежному средству, находящемуся на корпусе мониторингового устройства. Тем самым можно легко осуществить настройку по положению и прикрепление мониторингового устройства к маркирующей головке в заданном положении.
Предпочтительный вариант маркировочного аппарата характеризуется тем, что его маркирующая головка содержит по меньшей мере один запасной маркировочный элемент, который остается деактиви-рованным, пока все маркировочные элементы являются функциональными. При этом по меньшей мере один запасной элемент установлен с возможностью переустановки для замены дефектного маркировочного элемента. Таким образом, запасной элемент пригоден для использования. В частности, он подключен к источнику оптического излучения для испускания маркирующего оптического излучения, так что его нужно только установить в требуемое положение. Такая установка может быть выполнена вручную путем отсоединения дефектного маркировочного элемента, например удаления световода из приемного гнезда, в которое помещен дефектный маркировочный элемент, и сопряжения световода запасного элемента с приемным гнездом дефектного маркировочного элемента, подлежащего замене.
По завершению замены дефектного маркировочного элемента мониторинговое устройство можно использовать для определения того, какой источник оптического излучения связан с каким приемным гнездом. Для приема по меньшей мере одного запасного элемента может иметься по меньшей мере одно дополнительное приемное гнездо, расположенное вне массива приемных гнезд.
Согласно предпочтительному варианту способ по изобретению включает, по меньшей мере, следующие операции, чтобы определить, является ли маркировочный элемент дефектным: одновременно активируют все маркировочные элементы, регистрируют детектируемую информацию одновременно по всем маркировочным элементам и при обнаружении маркировочного элемента, не выполняющего операцию маркирования, идентифицируют указанный маркировочный элемент как дефектный.
Другой предпочтительный вариант изобретения характеризуется тем, что включает, по меньшей мере, следующие операции, чтобы определить порядок расположения маркировочных элементов (поря
док расположения пикселей): маркировочные элементы активируют в последовательном режиме, определяют положение соответствующего активированного маркировочного элемента и строят таблицу отображения, содержащую данные о положениях маркировочных элементов.
Положения маркировочных элементов могут задаваться путем идентификации приемного гнезда, с которым связан источник оптического излучения для соответствующего маркировочного элемента. В этом случае таблица отображения может содержать данные о номерах строки и столбца для соответствующего приемного гнезда, с которым связан определенный источник оптического излучения.
Изобретение относится также к способу замены дефектного маркировочного элемента маркирующей головки. Данный способ включает следующие операции: описанные выше операции описанного способа мониторинга маркировочных элементов маркирующей головки и идентификации дефектного маркировочного элемента, основываясь на детектируемой информации, а также замену дефектного маркировочного элемента запасным элементом.
Предпочтительный вариант данного способа характеризуется тем, что замену дефектного маркировочного элемента запасным элементом осуществляют автоматически. С этой целью запасной элемент может быть выполнен с возможностью перемещения в направлении, поперечном по отношению к направлению подачи, между объектом, подлежащим маркированию, и маркирующей головкой. После того как маркировочный элемент идентифицирован как дефектный, запасной элемент перемещают посредством электродвигателя в позицию замены. В этой позиции запасной элемент согласован с дефектным маркировочным элементом в направлении подачи. Это означает, что, находясь в позиции замены, запасной элемент может наносить маркировку на те участки объекта, на которые ее мог наносить маркировочный элемент, подлежащий замене. Согласно другому предпочтительному варианту способа по изобретению после автоматической замены дефектного маркировочного элемента осуществляют операции по определению порядка расположения пикселей. Преимущество данного способа в том, что для идентификации и замены дефектного маркировочного элемента требуется очень мало времени и ручного труда.
Перечень фигур
Далее изобретение будет описано на примерах его предпочтительных вариантов, проиллюстрированных на прилагаемых чертежах.
На фиг. 1 схематично проиллюстрирован первый вариант аппарата и мониторингового устройства согласно изобретению.
На фиг. 2 схематично представлен вариант маркирующей головки аппарата согласно изобретению.
На фиг. 3 схематично проиллюстрирован в перспективном изображении второй вариант аппарата и мониторингового устройства согласно изобретению.
Эквивалентные элементы имеют идентичные обозначения на всех чертежах.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
На фиг. 1 схематично проиллюстрирован первый вариант маркировочного аппарата 100 и мониторингового устройства 90 согласно изобретению.
Мониторинговое устройство 90 содержит детектор 30 и блок 40 управления и анализа. Детектор 30 и блок 40 управления и анализа могут быть компонентами низкой стоимости, например веб-камерой и персональным компьютером соответственно.
Маркировочный аппарат 100 содержит мониторинговое устройство 90 и маркирующую головку 10.
Маркирующая головка 10 содержит множество маркировочных элементов 11 для нанесения маркировок на объект, подлежащий маркированию (не изображен). С этой целью маркировочные элементы 11 могут быть выполнены с возможностью испускать маркирующее оптическое излучение 4.
Маркирующая головка 10 содержит пластину с массивом приемных гнезд 17. Чтобы обеспечить маркирующее оптическое излучение 4, маркирующая головка 10 может содержать источники 18 оптического излучения, каждый из которых связан с приемным гнездом 17 посредством световода 19. В нормальном режиме работы объект (не изображен), подлежащий маркированию, перемещают вдоль маркировочных элементов 11, так что на него падает маркирующее оптическое излучение 4, испускаемое маркировочными элементами 11.
В проиллюстрированной ситуации мониторинговое устройство 90 находится в маркирующей головке 10 или прикреплено к ней. Детектор 30 детектирует, испускает ли конкретный маркировочный элемент 11 маркирующее оптическое излучение 4, и передает эту (детектируемую) информацию по линии 41 связи в блок 40 управления и анализа. По детектируемой информации (т.е. по сигналу от детектора) блок 40 управления и анализа определяет, было ли маркирующее оптическое излучение принято детектором 30.
Если детектор 30 обладает пространственным разрешением (т.е. является камерой), блок 40 управления и анализа определяет по сигналу от детектора положение активированного маркировочного элемента 11. Идентификация активированного маркировочного элемента 11, по существу, эквивалентна определению его положения.
Блок 40 управления и анализа может быть выполнен с возможностью управления маркирующей головкой 10 по линии 42, т.е. с возможностью активировать и деактивировать источник 18 оптического
излучения для каждого маркировочного элемента 11.
В предпочтительном варианте устройство 90 по изобретению выполнено с возможностью функционировать в так называемом "режиме детектирования порядка расположения пикселей". Такой режим особенно эффективен, если заранее неизвестно, какой источник 18 оптического излучения связан с каким приемным гнездом 17. Такая ситуация возможна, например, если в целях экономии времени источники 18 оптического излучения были подсоединены техническим персоналом к приемным гнездам 17 в произвольном порядке.
В связи с этим блок 40 управления и анализа способен генерировать таблицу отображения, содержащую информацию о том, с каким приемным гнездом связан каждый источник 18 оптического излучения. Равноценной такой таблице является таблица, содержащая идентификатор каждого источника оптического излучения и соотнесенные с ним X/Y-координаты этого источника, задающие его положение по столбцам и строкам массива маркировочных элементов.
Для построения таблицы блок 40 управления и анализа последовательно активирует источники 18 оптического излучения. Одновременно детектор 30 регистрирует положение приемного гнезда 17, из которого исходит маркирующее оптическое излучение 4. Затем, основываясь на детектируемой информации, блок 40 управления и анализа строит таблицу отображения.
Чтобы обеспечить заданное расстояние между детектором 30 и маркирующей головкой 10, может быть предусмотрен корпус 50, который соединен с детектором 30 и может разъемно крепиться к маркирующей головке 10. Для этой цели может иметься по меньшей мере один фиксаторный элемент, например магнитный замок 70. Замок 70 (который может именоваться также крепежным средством) обеспечивает возможность прикрепления мониторингового устройства 90 к маркирующей головке 10 только в одном определенном положении.
Корпус 50 является непрозрачным и, по существу, полностью перекрывающим пространство между детектором 30 и маркирующей головкой 10, предотвращая попадание на детектор 30 рассеянного оптического излучения.
Детектирование маркирующего оптического излучения 4, т.е. выполнение операции маркирования, облегчается введением в корпус 50 между детектором 30 и маркирующей головкой 10 полупрозрачной пластины 60.
Маркирующее оптическое излучение 4, падающее на пластину 60, рассеивается и поэтому достигает детектора 30, по существу, независимо от того, что оно могло быть испущено маркировочным элементом 11 в направлении, отличном от направления на детектор 30.
Схематичная иллюстрация маркирующей головки 10 для варианта мониторингового устройства 90 и маркировочного аппарата 100 согласно изобретению представлена на фиг. 2.
Маркирующая головка 10 содержит массив 14 приемных гнезд 17, расположенных по столбцам 16 и строкам 15. Определенное количество приемных гнезд 17 (изображенных жирными линиями) связано с маркировочными элементами 11. В представленном примере это относится к приемным гнездам 17, находящимся в столбцах 16, обозначенных как С1-С4, и в строках 15, обозначенных как R1-R8. Остальные приемные гнезда 17 (изображенные тонкими линиями), т.е. приемные гнезда 17 в столбцах 16, обозначенных как С5-С8, для маркирования не используются.
Снаружи массива 14 имеются дополнительные приемные гнезда, в каждое из которых помещен один запасной элемент 13.
Далее будет описан предпочтительный режим функционирования мониторингового устройства и маркировочного аппарата, именуемый "режим детектирования дефектного пикселя". Этот режим может быть особенно полезен для задач обслуживания и/или для конечного пользователя маркирующей головки.
В данном режиме блок управления и анализа активирует все маркировочные элементы 11, предпочтительно одновременно. Однако можно активировать маркировочные элементы 11 и последовательно, особенно если разрешение детектора, находящегося в положении, заданном корпусом, недостаточно, чтобы различить соседние маркировочные элементы 11.
Детектор принимает оптическое излучение, распространяющееся от маркировочных элементов 11, т.е. он регистрирует по меньшей мере одно изображение маркировочных элементов 11, которое может рассматриваться как детектируемая информация. После этого блок управления и анализа производит обработку детектируемой информации, чтобы определить, осуществляет ли каждый активированный маркировочный элемент 11 операцию маркирования. Если этого не происходит, соответствующий маркировочный элемент идентифицируется как дефектный маркировочный элемент 12.
В примере, представленном на фиг. 2, такая ситуация имеет место для дефектного маркировочного элемента 12 в столбце C3 и строке R7.
Этот вариант детектирования особенно полезен, если управляющий контур, постоянно подключенный к источникам излучения, такой как контур управления диодом, не способен обнаружить, что маркировочный элемент 12 вышел из строя.
Может быть предусмотрена также процедура, посредством которой дефектный маркировочный элемент 12 заменяют одним из запасных элементов 13. В ее рамках пользователь, например специалист
по обслуживанию, с помощью соответствующего ручного инструмента меняет положениями дефектный и запасной элементы.
После такой замены порядок расположения маркировочных элементов 11 снова может стать неизвестным; в частности, для блока управления и анализа может быть неизвестно, какой именно запасной элемент 13 был выбран пользователем для замены дефектного маркировочного элемента 12. В этом случае может быть запущен описанный выше "режим детектирования порядка расположения пикселей".
Преимущество такого выполнения состоит в том, что идентификация и замена дефектного маркировочного элемента 12 может быть проведена за несколько минут или даже менее чем за минуту.
Другой вариант мониторингового устройства 90 и маркировочного аппарата 100 согласно изобретению представлен на фиг. 3.
В этом варианте детектор 30 детектирует операцию маркирования не путем измерения маркирующего оптического излучения 4, а путем детектирования маркировок (меток) 2а, 2b, наносимых на объект маркировочными элементами 11.
Для этого маркирующая головка может быть установлена в положение, соответствующее ее использованию в базовом режиме работы. В этом случае объект 1, подлежащий маркированию, перемещают в направлении 3 подачи, мимо маркирующей головки 10. Блок 40 управления и анализа активирует маркировочные элементы 11 для нанесения на объект 1 маркировок 2а, 2b.
Детектор 30 может быть расположен рядом с маркирующей головкой 10 со смещением относительно нее в направлении 3 подачи. Как следствие, метки 2а, 2b перемещаются в зоне 31 детектирования детектора 30, что позволяет регистрировать детектируемую информацию.
В представленном примере первая маркировка 2а уже находится в зоне 31 детектирования, тогда как другая маркировка 2b близка к входу в эту зону. Поскольку временная последовательность активирования маркировочных элементов 11 известна и/или положение маркировок 2а, 2b может быть определено из детектируемой информации, становится возможным связать маркировки 2а, 2b с соответствующими маркировочными элементами 11.
Чтобы можно было легче различать маркировочные элементы 11 с помощью регистрируемых маркировок 2а, 2b, блок 40 управления и анализа может задавать интервалы нахождения в активном состоянии, различные для всех маркировочных элементов 11. Это позволит на основе анализа детектируемой информации определять временной интервал активации по каждой маркировке 2а, 2b.
Может быть предусмотрен корпус (не изображен), который перекрывает промежуток между детектором 30 и объектом 1. Чтобы облегчить анализ детектируемой информации, относящийся к маркировкам 2а, 2b, в качестве объекта 1 может быть использован специальный (референтный) объект с паттерном, идентифицируемым детектором 30.
Данный вариант позволяет осуществлять также "режим детектирования порядка расположения пикселей" и "режим детектирования дефектного пикселя".
Таким образом, описанные варианты мониторингового устройства и маркировочного аппарата позволяют проводить проверку маркировочных элементов, которая обладает высокой эффективностью по времени и является простой в осуществлении, причем для мониторингового устройства требуются только недорогие компоненты.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство для мониторинга маркировочных элементов маркирующей головки, содержащей источники оптического излучения и массив приемных гнезд, в каждое из которых помещен маркировочный элемент с целью проверки, какой источник оптического излучения связан с каким из маркировочных элементов, причем устройство содержит блок управления и анализа, выполненный с возможностью активировать любой источник оптического излучения, связанный с одним из маркировочных элементов, отличающееся тем, что содержит обладающий пространственным разрешением детектор (30) оптического излучения, выполненный с возможностью
детектирования маркирующего оптического излучения (4) при его испускании маркировочным элементом (11), связанным с активированным источником (18) излучения, и регистрации положения приемного гнезда (17), в котором находится указанный маркировочный элемент (11), или
регистрации положения маркировки (2а) на объекте, нанесенной при испускании маркирующего оптического излучения (4) маркировочным элементом (11), связанным с активированным источником (18) излучения,
при этом блок (40) управления и анализа выполнен с возможностью
генерирования информации об активации, указывающей, какой источник излучения (18) был активирован,
получения от детектора (30) указанной зарегистрированной информации и
определения путем объединения указанной информации об активации и указанной зарегистрированной информации, что указанный активированный источник (18) оптического излучения связан с указанным маркировочным элементом (11).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок (40) управления и анализа выполнен с возможностью активирования в заданном порядке источников (18) оптического излучения, предпочтительно последовательного или одновременного активирования всех указанных источников (18), для выполнения связанными с ними маркировочными элементами (11) операций маркирования с возможностью определения по полученным от детектора (30) сигналам, выполняют ли маркировочные элементы (11) операцию маркирования при активации связанных с ними источников (18) оптического излучения.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок (40) управления и анализа выполнен с возможностью определять в качестве дефектного маркировочный элемент (11), не выполняющий операцию маркирования при активации связанного с ним источника (18) оптического излучения.
4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что детектор (30) представляет собой камеру.
5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что содержит корпус (50) для удерживания детектора (30) в заданном положении относительно маркирующей головки (10).
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что корпус (50) выполнен с возможностью предотвращения попадания на детектор (30) рассеянного оптического излучения.
7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что в корпусе (50) установлена, по меньшей мере, частично прозрачная пластина (60) в форме компонента, рассеивающего оптическое излучение, и/или матированного стекла.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что, по меньшей мере, частично прозрачная пластина (60) является фосфоресцентной или флуоресцентной.
9. Устройство по любому из пп.5-8, отличающееся тем, что содержит крепежное средство (70) для разъемного прикрепления корпуса (50) к маркирующей головке (10) в заданном положении относительно указанной головки.
10. Маркировочный аппарат, содержащий
маркирующую головку (10), которая содержит источники (18) оптического излучения и массив приемных гнезд, в каждое из которых помещен маркировочный элемент (11), причем каждый из маркировочных элементов (11) связан посредством световода (19) с одним из источников (18) оптического излучения для подвода к маркировочным элементам (11) от источников (18) оптического излучения маркирующего оптического излучения для испускания маркирующего оптического излучения при маркировании,
мониторинговое устройство, выполненное согласно любому из пп.1-9.
11. Аппарат по п.10, отличающийся тем, что маркирующая головка (10) содержит по меньшей мере один запасной маркировочный элемент (13), связанный посредством световода с источником (18) излучения, находящимся в деактивированном состоянии, если все маркировочные элементы (11) являются функциональными, причем по меньшей мере один запасной элемент (13) установлен с возможностью переустановки для замены дефектного маркировочного элемента (12).
12. Способ определения посредством устройства, выполненного согласно любому из пп.1-9, какой из проверяемых источников оптического излучения в составе маркирующей головки (10) связан с каким из маркировочных элементов, каждый из которых помещен в одно из приемных гнезд указанной головки, отличающийся тем, что включает следующие операции:
(а) активируют любой из проверяемых источников (18) оптического излучения,
(б) генерируют информацию об активации, указывающую, какой из источников (18) оптического
излучения был активирован,
(в) регистрируют положение приемного гнезда (17), в котором находится указанный маркировоч-
ный элемент (11), путем детектирования посредством детектора (30) оптического излучения, обладаю-
щего пространственным разрешением, маркирующего оптического излучения (4) при его испускании
маркировочным элементом (11), связанным с активированным источником (18) излучения, или путем
детектирования посредством указанного детектора (30) маркировки (2а), нанесенной на объект посредст-
вом маркирующего оптического излучения (4), испущенного указанным маркировочным элементом (11),
(г) определяют, с каким маркировочным элементом (11) связан указанный активированный источ-
ник (18) оптического излучения, путем объединения указанной информации об активации и полученной
от детектора (30) детектированной информации и
(д) выполняют операции (а)-(г) для всех проверяемых источников (18) излучения.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что с целью определения, является ли маркировочный элемент (11) дефектным, одновременно активируют все источники (18) оптического излучения, одновременно регистрируют детектируемую информацию по всем маркировочным элементам (11) и при обнаружении маркировочного элемента (11), не выполняющего операцию маркирования, идентифицируют указанный маркировочный элемент (11) как дефектный маркировочный элемент (12).
14. Способ по п.12 или 13, отличающийся тем, что для определения порядка расположения маркировочных элементов (11) активируют в последовательном режиме источники (18) оптического излучения, определяют положение соответствующего маркировочного элемента (11), связанного с активированным источником (18) излучения, и строят таблицу отображения, содержащую данные о положениях
13.
маркировочных элементов (11).
15. Способ замены дефектного маркировочного элемента (12) маркирующей головки (10), включающий определение в процессе осуществления указанного способа в соответствии со способом по п.13 дефектного маркировочного элемента (12) недефектным маркировочным элементом.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
032055
- 1 -
032055
- 1 -
032055
- 1 -
032055
- 1 -
032055
- 1 -
032055
- 1 -
032055
- 4 -