Способ нанесения знакографической информации и система для его осуществления

Изобретение относится к способу и системе нанесения знако-графической информации на изделия и может быть использовано для лазерной маркировки, гравировки в различных отраслях техники. Осуществляют физико-химическое преобразование многослойного покрытия путем воздействия лазерным излучением на заготовку с постоянным контролем параметров и корректировкой программы нанесения знако-графической информации. Система содержит источник лазерного излучения, оптическую систему для фокусировки излучения и отклоняющую систему, имеющие вход управления от ЭВМ, систему крепления заготовки, анализирующее устройство, закрепляемое в системе крепления заготовки, и внешний источник света переменной яркости. Изобретение обеспечивает повторяемость и однородность светотехнических характеристик изделий, а также снижение стоимости их изготовления. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Техническое решение относится к области нанесения знакографической информации на изделия и может быть использовано при изготовлении светотехнических изделий методами лазерной маркировки, гравировки и т.п. Техническое решение также может быть использовано при изготовлении клавиатур, обрамления и светопанелей со встроенным освещением знаков и надписей.

Известен способ нанесения знакографической информации методом фотопечати (ОСТ 180304-92 "Светопроводы. Табло сигнальные. Окраска и нанесение методом фотопечати. Типовой технологический процесс"), при котором заготовка покрывается двумя видами лакокрасочных покрытий, причем нижний подслой имеет один цвет, а внешний слой - другой, контрастный к первому, затем на лицевую сторону наносится светочувствительный состав, благодаря которому в светокопировальной установке на заготовке проявляется изображение по позитиву.

После избирательного травления внешнего слоя равномерность свечения символов при включенном встроенном освещении обеспечивается многократным измерением светотехнических параметров, подкраской обратной стороны деталей, а внешний вид обеспечивается ретушью лицевой стороны деталей.

Недостатками данного способа являются: изготовление приспособлений и технологической оснастки, контрольного образца для выполнения приемки изделия, а также дополнительная доработка изделия.

Известен также способ для нанесения знакографической информации методом лазерной гравировки (Патент России № 2205733, В23К 26/04, В23К 26/18, G01N 21/87, опубл. 10.06.2003 г.), выбранный в качестве прототипа, при котором с помощью лазерной энергии, излучаемой из источника лазерного излучения (ИЛИ), фокусируемой с помощью оптической системы на заготовку, заключающийся в том, что заготовку закрепляют в системе крепления заготовки (СКЗ), направляют сфокусированную лазерную энергию на требуемый участок заготовки, формируют изображение заготовки, принимают команды гравировки, по меньшей мере, по одному входу и управляют направлением сфокусированной лазерной энергии на основе команд гравировки для выборочного выполнения гравировки на основе упомянутых команд.

В отличие от метода изготовления фотопечатью в данном случае не требуется изготовления приспособлений и технологической оснастки, контрольного образца для выполнения приемки изделия. Практически не требуется ретушь внешней стороны детали, однако равномерность свечения надписей по-прежнему обеспечивается подкраской обратной стороны детали.

Таким образом, известные способы нанесения знакографической информации не обеспечивают повторяемости и однородности светотехнических характеристик кнопок и светопанелей с нанесенной на них знакографической информацией в изделиях со встроенным освещением.

Техническим результатом изобретения является обеспечение равномерности свечения знаков и надписей, снижение стоимости изготовления изделий с встроенным внутренним освещением.

Технический результат достигается тем, что в известном способе, заключающемся в физико-химическом преобразовании многослойного покрытия при воздействии лазерного излучения на заготовку, установленную в системе крепления заготовки, по программе, задаваемой ЭВМ, на первоначальном этапе в системе крепления заготовки закрепляют анализирующее устройство на рабочем месте, создав определенный уровень освещенности анализирующего устройства от внешнего источника света, и устанавливают в анализирующее устройство образец. Затем выполняется считывание светотехнических параметров образца, и в соответствии с ними корректируются параметры лазерной гравировки для достижения соответствующего образцу уровня светотехнических параметров изделия, при этом положение защитной шторки определяется режимом работы источника лазерного излучения таким образом, что шторка закрывает фоточувствительный элемент на этапе выполнения лазерной гравировки, и открывает его на этапе анализа результата лазерной гравировки, на втором и последующих этапах образец заменяют заготовкой и выполняют нанесение знакографической информации в соответствии с откорректированными параметрами лазерной гравировки до достижения полученного на первом этапе результата, при этом анализирующее устройство выполняет функции анализатора и индикатора соответствия светотехнических параметров допуску.

Способ реализован в системе, содержащей источник лазерного излучения, систему крепления заготовки, обеспечивающую доступ оптического излучения к закрепленной заготовке, ЭВМ, оптическую систему для фокусировки лазерной энергии и отклоняющую систему, имеющие вход управления от ЭВМ, отличающейся тем, что содержит внешний источник света переменной яркости с возможностью фиксации на системе крепления заготовки, анализирующее устройство, состоящее из фоточувствительного элемента, модуля питания, вычислительного устройства и устройства отображения информации. Анализирующее устройство закреплено в системе крепления заготовки и включено в обратную связь ЭВМ, при этом обеспечивает установку и фиксацию в нем образца или заготовки изделия.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1 - схема системы нанесения знакографической информации, где использованы следующие обозначения: 1 - источник лазерного излучения; 2 - оптическая система; 3 - отклоняющая система; 4 - система крепления заготовки; 5 - источник света; 6 - заготовка, образец; 7 - анализирующее устройство; 8 - измерительное устройство; 9 - ЭВМ.

Анализирующее устройство 7 представляет собой прибор, в котором в качестве фоточувствительного элемента используется, например, фоторезистор, а устройство отображения информации выполнено в виде светодиодов или ЖК-индикатора, переключение и работа которого управляется вычислительным устройством.

Вариант исполнения анализирующего устройства представлен на фиг.2 (вариант а - шторка открыта, вариант б - шторка закрыта), где использованы следующие обозначения: 10 - корпус, 11 - шторка, 12 - фоточувствительный элемент, 13 - светодиоды.

В процессе нанесения знакографической информации анализирующее устройство 7 устанавливают в системе 4 крепления заготовки и фиксируют на нем. К устройству 7 подсоединяют измерительное устройство 8, например мультиметр. В зоне сфокусированного лазерного излучения устанавливают источник света 5 (например, настольную лампу) и, регулируя яркость или высоту источника света 5, добиваются заданной освещенности анализирующего устройства 7. На последующих этапах положение источника света 5 не меняют.

Сначала в паз анализирующего устройства 7 устанавливается образец 6 таким образом, что под ним оказывается фоторезистор 12. Снимают показания сопротивления по мультиметру, при этом шторка 11 анализирующего устройства 7 находится в положении "О" (открыта).

В случае отсутствия образца его заранее изготавливают путем апробации на нескольких заготовках, получая при этом образец для заготовок с определенной знакографической информацией с заданной яркостью символов.

На последующих этапах образец заменяется заготовкой и выполняется гравировка до достижения показаний мультиметра на первом этапе.

Результаты анализа учитываются при выполнении лазерной гравировки по следующей формуле:

где - начальные характеристики режима гравировки в памяти ЭВМ;

- параметры корректировки режима гравировки анализирующего устройства;

- текущие параметры нанесения знакографической информации.

Шторка 11 анализирующего устройства 7 в момент установки заготовки и нанесения знакографической информации находится в положении "З" (закрыта) (фиг.2б), т.е. рабочая поверхность фоторезистора 12 закрыта от попадания внешнего света и лазерного излучения. Это необходимо для максимального использования ресурса фоторезистора, так как в процессе работы лазера возможен прожег многослойного покрытия и попадание лазерного излучения на фоточувствительный слой.

После нескольких проходов лазера шторку 11 анализирующего устройства 7 открывают (фиг.2а) и снимают показания сопротивления с мультиметра. По полученным значениям мультимера принимают решение о необходимости дополнительных проходов лазером (количество проходов и режим подлежат определению опытным путем) или отбраковки заготовки. То есть анализирующее устройство 7 выполняет функции анализатора и индикатора на соответствие светотехнических параметров допуску (Фиг.1).

Дальнейшее изготовление деталей выполняют по откорректированным параметрам лазерной гравировки, при этом, если показания мультиметра первого этапа не достигаются, параметры режима гравировки дополнительно корректируются по вышеупомянутой формуле и учитываются при изготовлении.

Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет производить процесс нанесения знакографической информации при постоянном контроле сходимости светотехнических параметров и корректировке параметров лазерной гравировки, тем самым решается задача обеспечения повторяемости и однородности светотехнических характеристик кнопок и светопанелей со встроенным освещением, при этом снижается стоимость их изготовления, так как не требуется доводка светотехнических параметров подкраской и ретушью.

Способ и система прошли опытную проверку на промышленном предприятии, а именно были изготовлены клавиатуры с однородностью подсвета, подтверждающей эффективность технического решения.

Указанный технический результат известными конструкциями не достигался. Описанное техническое решение обеспечивает существенное сокращение средств и времени на доводку светотехнических параметров изделий.

1. Способ нанесения знакографической информации на заготовку, включающий физико-химическое преобразование многослойного покрытия путем воздействия лазерным излучением на заготовку, установленную в системе крепления заготовки, по программе, задаваемой ЭВМ, отличающийся тем, что на первом этапе в системе крепления заготовки закрепляют анализирующее устройство с защитной шторкой и фоточувствительным элементом, с помощью защитной шторки создают определенный уровень освещенности анализирующего устройства от внешнего источника света, в анализирующее устройство устанавливают образец, считывают его светотехнические параметры и в соответствии с ними корректируют параметры лазерной гравировки для достижения уровня светотехнических параметров образца, причем положение защитной шторки определяют режимом работы источника лазерного излучения таким образом, что шторка закрывает фоточувствительный элемент на этапе выполнения лазерной гравировки и открывает его на этапе анализа результата лазерной гравировки, на последующем этапе образец заменяют заготовкой и выполняют нанесение знакографической информации в соответствии с откорректированными параметрами лазерной гравировки до достижения полученных на первом этапе светотехнических параметров, при этом используют анализирующее устройство, выполняющее функции анализатора и индикатора соответствия светотехнических параметров допуску с постоянной выдачей параметров корректировки режима лазерной гравировки по следующей формуле:

где - начальные параметры гравировки в памяти ЭВМ; - параметры корректировки режима гравировки анализирующего устройства; - текущие параметры режима гравировки знакографической информации.

2. Система для нанесения знакографической информации на заготовку с помощью лазерного излучения, содержащая источник лазерного излучения, систему крепления заготовки, ЭВМ, оптическую для фокусировки лазерного излучения и отклоняющую системы, имеющие вход управления от ЭВМ, отличающаяся тем, что она содержит внешний источник света переменной яркости, выполненный с возможностью фиксации на системе крепления заготовки, и анализирующее устройство, закрепленное в системе крепления заготовки, включенное в обратную связь ЭВМ и состоящее из фоточувствительного элемента и шторки, модуля питания, вычислительного устройства, устройства отображения информации и устройства защиты, при этом анализирующее устройство выполнено с возможностью установки и фиксации в нем образца или заготовки.