Brevet FR2824768A1 — publié le 20021122

mm, environ. L' invention concerne un procédé, destiné en particulier à l' application d'un motif à surface étendue sur une pièce à usiner à l'aide d'un dispositif de marquage au laser installé de manière fixe et présentant un système de positionnement pour la pièce à usiner ainsi qu'une tête de laser avec un système optique de balayage permettant de balayer une surface en 2-D avec un rayon laser. Les marquages au laser sont utilisés dans les domaines d' application les plus divers, car contrairement aux méthodes d'imprimerie, ils sont généralement plus tenaces à l'abrasion et plus résistants et leur application n'est pas restreinte à la seule surface de la pièce à usiner concernée. A titre d'exemple, la publication DE 199 28084 Al décrit un système de marquage au laser transportable, permettant d'appliquer des motifs sur une pièce à usiner. Mais le positionnement des marqueurs à laser transportables est laborieux et il est difficile d'obtenir une précision importante. La publication DE 19829496 Al décrit un procédé de marquage, entre autre destiné aux couverts, dans lequel la position du couvert concerné est enregistrée, pour être en mesure d' adapter le guidage du rayon laser en conséquence. Le problème présenté dans cet état de la technique réaide en ce qu'il est uniquement possible d'appliquer des motifs de taille plutôt restreinte sur une pièce à usiner, la pièce à usiner devant présenter par ailleurs une surface plane. Le but de la présente invention consiste à proposer un procédé pour le marquage au laser, permettant d'éviter au maximum les restrictions susmentionnées. Pour atteindre ce but, on propose dans le cadre d'un procédé de type usuel, de fractionner le motif en segments individuels qui, à l' issue du repositionnement respectif de la pièce à usiner et de la tête de laser l'une par rapport à l'autre, sont appliqués au cours d'étapes consécutives et de compenser une convexité de la pièce à usiner par une modification du foyer du rayon laser. Cette segmentation permet de créer le motif à grande surface avec une importante précision. De ce fait, la taille du motif à grande surface est uniquement limitée par la taille de la pièce à usiner ou par la capacité de réception du système de fixation de la pièce à usiner. La modification du foyer permet d'éviter les manques de netteté du laser, provoqués par une convexité de la pièce à usiner. A cet effet, dans un mode de conception avantageux du procédé, la position de la pièce à usiner est modifice. De ce fait, la tête de marquage au laser peut rester dans la même position. Un procédé d'ajustage laborieux, avec les risques d'erreurs correspondants est supprimé. La réaistance aux vibrations du laser est également très restreinte par rapport au système de fixation de la pièce à usiner. Par ailleurs, le procédé est également réalisé avantageusement selon un mode caractérisé en ce que, pour la programmation du laser, le motif destiné à être appliqué sur la pièce à usiner est projeté sur la surface en 2 dimensions pouvant être balayée par le laser, à l'aide du système optique de scannage, les points du motif initial et du motif projeté qui se trouvent respectivement en corrélation étant situés sur un rayon, dont le point d'origine est situé dans le point fixe virtuel du système optique de scannage. A cet effet, l'optique de balayage est un système optique avec lequel il est possible de balayer à l' aide du rayon laser sensiblement ponctuel qui est généré une surface bidimensionnelle de dimensions définies. Dans ce cas, la projection du motif à partir de la surface généralement tridimensionnelle de la pièce à usiner dans le plan programmable bidimensionnel du laser est telle, que le point projeté et le point d'origine du motif sont situés sur une ligne virtuelle, qui trouve son origine dans le point fixe virtuel du système optique de balayage. Ce point fixe virtuel est le point dans l'espace à partir duquel les rayons laser balayant la surface à 2-dimensions à l'aide du système optique de scannage paraissent apparemment émaner sous forme de faisceau de rayons. A cet effet, il est judicieux en outre si un foyer du laser correspondant à la convexité de la pièce à usiner est défini vers chaque point du motif, pour éviter les manques de netteté consécutifs à la surface convexe, lors de la détermination de chaque point du motif. D' autres avantages et d' autres caractéristiques de l' invention résultent du descriptif suivant d'un exemple de réalisation. Une vitre de polycarbonate transparente, prévue à titre d'exemple pour un véhicule automobile est soumise à un rayon laser, pour l' application d'un motif sur la surface de la vitre. A cet effet, la vitre de polycarbonate constituée sous une forme convexe est insérée selon une orientation et une position prédéfinies dans un système de fixation d'un dispositif fixe de marquage au laser. A cet effet, la tête de laser de l'unité de marquage au laser présente un système optique de balayage, à l'aide duquel le rayon laser généré par l'unité est renvoyé par l'intermédiaire de deux miroirs. Les miroirs sont disposés de manière rotative, les axes de rotation des miroirs formant un angle droit dans l'espace, sans se recouper. Ce système optique de balayage permet de balayer une surface définie à l'aide du rayon laser et de créer un motif sur ladite surface. A cet effet, le motif peut être appliqué sur la vitre en polycarbonate par brûlage, par moussage ou par formation de particules noires, par carbonisation du polycarbonate sur la base de l'apport d'énergie du au laser. Mais des substances actives au laser peuvent également être mélangées à la matière plastlque sous forme de pigments, qui ont une réaction chromatique ou qui modifient leurs propriétés de transmission, lorsqu'ils sont soumis au laser. Pour être en mesure de reproduire des motifs de grande taille, ces derniers sont divisés selon l' invention en segments individuels qui sont appliqués au cours d'étapes consécutives. Pour ce faire, la vitre en polycarbonate est disposoe de telle manière par rapport à la tête de laser, qu'un nouveau segment de la pièce à usiner se situe dans la zone de travail du laser, c'est à dire dans la zone de la surface pouvant être balayée par le rayon laser, à l'aide du système optique de balayage. A l'aide d'un programme de traitement d'image, la position exacte de la vitre par rapport à la tête de laser est définie à l'aide de ses points caractéristiques, ainsi le motif défini pour cette zone peut être appliqué par le laser programmé. Fondamentalement, la vitre devant être marquée devrait être disposée de manière à ce que le plan de dilatation principal de la vitre s'étende de manière si possible orthogonale par rapport au sens de propagation du rayon laser. Dans le cas d'une surface qui s'étend non seulement sur un plan bidimensionnel vers la surface de propagation du rayon laser, mais également dans le sens de propagation de ce dernier en tant que troisième dimension, il est important d' adapter le motif souhaité, de manière à éviter si possible l' apparition de distorsions lors de l'examen visuel. Ces dernières sont inévitables, si un motif de nature bidimensionnelle est appliqué sans correction sur une surface convexe. A cet effet, le motif constitué de points individuels, prévu pour une surface à convexité connue est projeté par simulation sur une surface bidimensionnelle, qui correspond au plan balayé par le laser à l'aide du système optlque de balayage. Les deux points respectifs de la surface tridimensionnelle qui se trouvent en corrélation, en fonction de la convexité de la vitre et de la projection bidimensionnelle sont situés sur une droite virtuelle, l'ensemble des droites obtenues de cette manière formant un faisceau de rayons, dont l'origine forme le point fixe apparent du système optique de balayage. Le plan de propagation principal de la vitre tridimensionnelle destinée au marquage et le plan de projection bidimensionnel sont parallèles. De cette manière, le laser est programmé sur un plan bidimensionnel, pour le marquage sans distorsion d'une vitre tridimensionnelle. Le fayer du laser est calculé pour chaque point devant être appliqué, conformément à la convexité connue de la vitre, puis mémorisé dans la programmation du laser. Lors de l' utilisation d' un nouvel élément de construction ou du même élément dans une autre position par rapport à la tête de laser, on procède à une modification de références selon le même procédé. REVENDICATIONS 1. Procédé, destiné en particulier à l' application d'un motif de grande surface sur une pièce à usiner à l'aide d'un dispositif de marquage au laser installé de manière fixe, présentant un système de positionnement pour la pièce à usiner et une tête de laser avec un système optique de balayage pour le balayage d'une surface à 2 dimensions, caractérisé en ce que le motif est divisé en segments individuels et à l' issue d'un repositionnement respectif de la pièce à usiner et de la tête de laser l'une par rapport à l'autre, ces segments sont appliqués au cours de plusieurs étapes consécutives et en ce qu'une convexité de la pièce à usiner est compensce par une modification du foyer du rayon laser. 2. Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que la position de la pièce à usiner est modifiée. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications l ou 2, caractérisé en ce que, pour la programmation du laser, le motif destiné à être appliqué sur la pièce à usiner est projeté sur la surface en 2 dimensions pouvant être balayée par le laser, à l'aide du système optique de balayage, les points du motif initial et du motif projeté qui se trouvent respectivement en corrélation étant situés sur un rayon, dont le point d'origine est situé au point fixe virtuel du système optique de scannage. 4. Procédé selon l'une queleonque des revendications l à 3, caractérisé en ce que pour chaque point du motif, un foyer correspondant à la convexité de la pièce à usiner est