Brevet FR2548068A1 — publié le 19850104

Dispositif de marquage par laser La présente invention concerne un dispositif de marquage par laser, du type comportant - n plaques opaques, chaque plaque étant délimitée extérieurement par un cercle et portant p caractères transparents, les n plaques étant montées en rotation autour d'un axe de rotation passant par les centres des cercles et perpendiculaire aux plaques, - des moyens pour régler la position angulaire des plaques autour de l'axe de rotation afin de grouper dans un cadre rectangulaire n caractères juxtaposés suivant sa longueur, les n caractères appartenant respectivement aux n plaques - et des moyens pour diriger un faisceau laser sur le cadre rectangulaire, de manière que la partie du faisceau ayant traversé les caractères rencontre un objet à marquer. Un dispositif de marquage de ce type est décrit dans le brevet n 4.323e317 des Etats-Unis d'Amérique. Dans ce dispositif, les plaques sont des disques dc meme diamètre, empilés parallèlement entre eux. A chaque earaetete porte par un disque est associé deux fenêtres disposées de part et d'autre du caractère, afin de laisser passer le faisceau laser vers les autres disques. Le dispositif de marquage décrit dans ce brevet présente des inconvénients. D'une part les caractères affichés dans le cadre sont situés dans des plans différents, ce qui nuit à la netteté du marquage, notamment lorsque le dispositif comporte un système optique disposé entre les disques et l'objet à marquer. D'autre part, il est difficile d'augmenter le nombre de caractères portés par chaque disque de ce dispositif sans augmenter de manière prohibitive le diamètre des disques. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients et de réaliser un dispositif de marquage par laser capable d'effectuer des marques particulièrement nettes, chaque caractère de ces marques pouvant être choisi parmi un grand nombre de caractères différents. La présente invention a pour objet un dispositif de marquage par laser, du type spécifié ci-dessus, caractérisé en ce que les n plaques sont constituées par un disque central dont les caractères sont distribués sur sa périphérie, le long de la circonférence du cercle délimitant le disque, et par n - 1 anneaux concentriques disposés successivement et immédiatement autour du disque central, dans un même plan que le disque, l'axe de symétrie longitudinal du cadre rectangulaire passant par la trace de l'axe de rotation sur ledit plan, les caractères portés par chaque couronne étant distribués radialement autour de l'axe de rotation. Une forme particulière d'exécution de l'objet de la présente invention est décrite ci-dessous, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 7 représente schématiquement un mode de réalisation du dispositif de marquage selon l'invention, - la figure 2 représente, en plan, le disque et les couronnes du dispositif de marquage selon l'invention - et la figure 3 représente avec plus de détails une partie du dispositif illustré par la figure 1. Sur la figure 1 est montré un disque central métallique 1 circulaire, monté en rotation autour d'un axe 2 perpendiculaire au plan du disque et passant par son centre. Dans le même plan que le disque 1, sont disposés cinq anneaux métalliques coaxiaux 3, 4, 5, 6, 7 disposés successivement et immédiatement autour du disque 1. Ces anneaux sont également montés en rotation autour de l'axe 2. Comme il est visible sur la figure 2, le disque 1 comporte sur sa périphérie une pluralité de caractères transparents A, B, ..... Z, 0, 1, 2 9, distribués régulièrement sur sa circonférence. Ces caractères peuvent être par exemple découpés dans le disque suivant la forme des lettres ou chiffres à obtenir. Chaque couronne comporte les memes caractères distribués radialement de façon identique. La position angulaire du disque 1 et des anneaux 3 à 7 autour de l'axe 2 peut être réglée au moyen d'un organe 8 (figure 1) muni de boutons tels que 9 montés en rotation autour de l'axe 2. Chaque bouton 9 est solidaire d'un arbre tubulaire relié mécaniquement par des supports radiaux tels que 10 à un anneau 7 ou au disque 1. A proximité de l'organe de réglage 8 est disposé un générateur laser 11 émettant un faisceau 12 de section droite sensiblement rectangulaire. Ce laser peut être par exemple du type C02 à excitation trans verse à pression atmosphérique. Certains de ces lasers émettent un faisceau à section rectangulaire ; lorsqu'on utilise un laser émettant un faisceau cylindrique de révolution, on dispose avantageusement à la sortie du laser un système optique comprenant des lentilles cylindriques pour transformer le faisceau cylindrique en un faisceau à section rectangulaire. Le faisceau 12 coupe ltensemble disque-anneaux suivant un cadre rectangulaire 13 entourant 6 caractères appartenant respectivement au disque et aux différents anneaux. Avantageusement on dispose un masque de marquage 16 fixe, parallèlement à l'ensemble disque-anneaux et à proximité de cet ensemble. Le masque de marquage 16 est constitué par une plaque opaque 28 munie d'un châssis rectangulaire dans lequel sont insérées six alvéoles transparentes telles que 29 disposées en regard des six caractères à marquer.Cette plaque 28 s'étend au moins jusqu'au cadre 13 de fagon à arrêter toute la partie du faisceau laser 12 qui ntéclaire pas les caractères à marquer. Un système optique de concentratlon 14 peut être disposé avantageusement sur le trajet du faisceau à la sortie des earaetères, de façon à former sur un objet à marquer 15 une image des caractères illuminés par le faisceau 12. La figure 3 montre avise plus de détails comment peut etre réalisé organe de réglage 8. Cet organe comporte un hati 17 comprenant deux paliers alignés sur l'axe 2 pour supporter un arbre 18 dont une extrémité est fixée au centre du disque 1. Un bouton 19 est solidaire de l'arbre 18. Les autres boutons de réglage tels que 9 sont solidaires d'arbres tubulaires coaxiaux tels que 20. Sur ltextrémlté de chaque arbre, du côté de l'ensemble disque-anneaux, sont disposés trois bras radiaux 21 à 1200 sur lesquels sont disposés des tiges 22 parallèles à l'axe 2. Ces tiges sont elles même fixées sur un anneau 3. Un bouton quelconque, comme le bouton 9, comporte une première surface cylindrique 23 sur laquelle sont gravés des caractères correspondant à ceux portés par l'anneau entraîné 3. Le bâti 17 comporte un repère fixe qui peut être situé par exemple à l'extremité supérieure 24 du bati 17. Lorsqu'un caractère gravé sur la surface 23 est en alignement du repère, le même caractère de l'anneau entratné 3 est affiché dans le masque 16. le bouton 9 comporte une autre surface cylindrique 25 munie de logements en nombre égal à celui des caractères. Par ailleurs, le bâti 17 comporte un support 26 dans lequel sont fixés six organes élastiques tels que 27 aptes à s'engager dans les logements des 6 boutons.Ces organes peuvent comporter, comme illustré par la figure 3, des billes poussées vers les logements par des ressorts. Chaque bouton peut être muni d'une bordure molletée (non représentée) pour faciliter sa commande manuelle en rotation. Le dispositif représenté sur les figures 1 à 3 fonctionne de la manière suivante. On règle d'abord la position angulaire des boutons 9 de façon à disposer en alignement du repère les caractères faisant partie de la marque à graver, afin de faire apparattre cette marque à l'intérieur du cadre 13 en regard du masque 16. Les organes élastiques tels que 27 permettent de fixer de manière précise la position angulaire du disque 1 et des anneaux 3 à 7 pour les différents groupements de caractères pou vant être affichés dans le cadre. Puis on déclenche une impulsion du générateur laper 11, de façon à graver, par effet thermique, l'image des caractères illuminés, cette image étant formée par le système optique 111 sur l'objet 15. L'utilisation d'un système- optique n'est pas indispensable puisque la section du faisceau laser ayant traversé le masque a la forme des caractères.Cependant, le système optique permet d'obtenir un marquage plus net et d'adapter plus facilement les dimensions des caractères à graver. L'utilisation du masque de marquage 16 permet d'éviter que le faisceau 12 ne passe entre les plaques comportant les caractères. On élimine ainsi des bavures parasites qui pourraient etre imprimées sur l'objet 15. La commande manuelle de rotation du disque et des anneaux peut être remplacée par une commande automatique. Dans ce cas, les boutons sont remplacés par des roues dentées entratnées par engrenage à l'aide de moteurs pas à pas par un circuit de commande électronique. Bien entendu, l'écartement entre les différents caractères portéspar le disque et les anneaux doit être suffisamment grand pour que les bras radiaux, tels que 10 et 21, d'entratnement des anneaux ne gènent pas la propagation du faisceau laser vers le masque. Néanmoins, le dispositif selon l'invention permet de grouper sur un même anneau un nombre bien plus important de caractères que celui qu'il est possible d'obtenir sur les disques du dispositif selon l'art antérieur cité plus haut. De plus, le dispositif selon l'invention permet d'obtenir des marques beaucoup plus nettes en raison du fait que l'ensemble des caractères affichés à l'intérieur du cadre 13 est situé dans un même plan. Le dispositif selon l'invention peut être appliqué par exemple au marquage d'objets d'une channe de fabrication en série. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de marquage par laser, comportant - n plaques opaques, chaque plaque étant délimitée extérieurement par un cercle et portant p caractères transparents, les n plaques étant montées en rotation autour d'un axe de rotation passant par les centres des cercles et perpendiculaire aux plaques, - des moyens pour régler la position angulaire des plaques autour de l'axe de rotation afin de grouper dans un cadre rectangulaire n caractères juxtaposés suivant sa longueur, les n caractères appartenant respectivement aux n plaques - et des moyens pour diriger un faisceau laser sur le cadre rectangulaire, de manière que la partie du faisceau ayant traversé les caractères rencontre un objet à marquer, caractérisé en ce que les n plaques sont constituées par - un disque central (1) dont les caractères (0,1, 2....9, A, B....Z) sont distribués sur sa périphérie, le long de la circonférence du cercle délimitant extérieurement le disque, - et n - 1 anneaux concentriques (3 à 7) disposés successivement et immédiatement autour du disque central, dans un même plan que le disque, l'axe de symétrie longitudinal du cadre rectangulaire (13) passant par la trace de l'axe de rotation (2) sur ledit plan, les caractères (A, B, C) portés, par chaque anneau (3) étant distribués radialement autour de l'axe de rotation (2). 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens pour régler la position angulaire des plaques autour de l'axe de rotation comportent n boutons de réglage (9, 19) solidaires respectivement de n arbres tubulaires coaxiaux (20, 18) montés en rotation autour de l'axe de rotation, les n plaques étant fixées respectivement sur les n arbres par des supports radiaux (10, 21-22). 3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque bouton (9) comprend une surface cylindrique (23) portant p caractères identiques à ceux de la plaque, et que le dispositif comprend un bâti (17) portant un repère fixe de la position angulaire respective des n boutons, le caractère porté par un bouton et situé en face du repère étant identique au caractère affiché dans le cadre (13) et porté par la plaque (3) solidaire du bouton (9). 4/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque bouton (9) comporte une autre surface cylindrique (25) sur laquelle sont ménagés p logements et que le dispositif comporte n organes élastiques (27) aptes à s'engager dans les logements des n boutons, de façon à fixer de manière précise la position angulaire des plaques pour un groupement quelconque de caractères affiché dans le cadre (13). 5/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens pour diriger un faisceau laser sur le cadre comportent un générateur laser à gaz (11) délivrant un faisceau (12) de section droite sensiblement rectangulaire. 6/ Dispositif selon la revendication 4, earactérìsé en ce qu'il comporte en outre un système optique (14) dispose entre le cadre (13) et l'objet (15) à marquer, pour former sur cet objet l'image des caractères illuminés par le faisceau laser. 7/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un masque de marquage ( fixe dispose entre le générateur laser (11) et les plaques (1, 3 à 7), es masque emportant n alvéoles transparentes (29) disposés en regard des n caractères groupés dans le cadre (13).