本發明涉及一種用于借助激光射束在工件上標記數據矩陣碼(DMC)的方法，該數據矩陣碼呈由亮單元格和暗單元格組成的n*m單元格矩陣(n、m≥2)的形式，所述單元格分別由亮或暗的s*t像素矩陣(s、t≥1)組成，其中，用于使激光射束對準工件的激光加工單元按像素行分別以恒定的標記速度并且交替地沿相反方向走過待標記的工件區域，其中，在所述走過期間通過暫時地接通激光射束來在工件上標記亮像素和/或暗像素。

背景技術：

在DMC中，信息很緊湊地在方形或矩形的面中被編碼為包含亮單元格和暗單元格的圖案，其中，每個單元格通過單個像素或通過像素矩陣形成。

在已知的標記方法中將DMC施加到工件上，其方式是：用于使激光射束對準工件的激光加工單元分別沿相反的方向走過DMC的相鄰的像素行并且在此通過暫時地接通激光射束來在較亮的工件表面上標記暗像素。在從一行過渡到直接相鄰的下一像素行時，激光加工單元為了其運動方向的轉向而必須被制動直至近似靜止狀態并且之后再被加速到標記速度。每次換行時的大多不平穩的所述制動和加速過程會耗費時間并且整體上導致DMC的標記時長的延長。

技術實現要素：

而本發明的任務在于，在開頭提到的類型的方法的情況下將DMC在較短時間內施加到工件上。

根據本發明，該任務以下述方式解決：激光加工單元從已經走過的像素行在環形的或弧形的曲線上被引導到待走過的下個像素行，所述曲線的曲線直徑為至少兩倍像素行間距。優選，所述曲線直徑為像素行間距的至少5倍、特別優選至少10倍。

根據本發明的至少兩倍像素行間距大的曲線直徑使得激光加工單元在行過渡時能維持高的速度并且由此使換行時間最小化。在按像素行以直接彼此相繼的像素行進行工作時，兩個像素行之間的行過渡經由環形曲線進行，該環形曲線與兩個直接相鄰的像素行之間的非環形行過渡相比盡管路程較長但可用顯著較高的速度并且平穩地走過，這在整體上產生較短的標記時長。在按像素行以不直接彼此相繼的像素行進行工作時，兩個像素行之間的行過渡經由弧形的、尤其是半圓形的曲線進行，該曲線與直接相鄰的兩個像素行之間的行過渡相比盡管路程較長但可用顯著較高的速度并且平穩地走過，這在整體上產生較短的標記時長。

優選，激光加工單元從已經走過的像素行在半圓形曲線上被引導到單元格矩陣的待走過的下個像素行。

優選，激光加工單元沿著所述曲線的曲線速度為所述恒定的標記速度的至少50％、優選至少90％。

尤其在弧形或圓弧形的行過渡的情況下，激光加工單元優選按行對分別沿相反的方向走過單元格矩陣的像素行，其中，每個行對的兩個行分別彼此相距多于一個的行間距，尤其始終彼此相距相等的行間距。特別有利的是：沿列方向，行對的第一行分別相互銜接和/或行對的第二行分別相互銜接。標記過程例如在DMC的最上面的像素行開始，然后走過一個半圓到達中間像素行，并沿相反的方向走過該中間像素行。緊接著走過一個半圓回到最上面的第二像素行，從該第二像素行經由半圓走到所述中間像素行下面的與其緊鄰的下一中間像素行。該循環式的工作進行策略繼續直至DMC的最后的像素列為止。

在工件上可將像素分別標記為點或標記為線，其中，圓像素點由于其在材料允差和像素線的表面品質方面更好的過程穩定性而更合適。

根據本發明的標記方法能以不同功率等級的射束源和所有可用的波長，例如借助固體激光器(波長例如為0.5μm至1μm)或CO₂激光器(波長為10.6μm)來實施。

在另一方面，本發明還涉及一種激光標記機(“打標激光器”)，其具有：激光射束產生器；能夠沿X方向和Y方向移動和/或擺動的激光加工單元，所述激光加工單元使激光射束對準工件；和機器控制裝置，所述機器控制裝置被編程用于根據本發明的方法控制激光加工單元的運動。

本發明最后還涉及一種計算機程序產品，所述計算機程序產品具有代碼單元，當在激光標記機的機器控制裝置上運行所述程序時，所述代碼單元為了實施根據本發明的標記方法的全部步驟而被適配。

本發明的主題的其他優點和有利構型可由說明書、附圖和權利要求書得到。前面提到的特征以及后面還會舉出的特征可自身單獨使用或對于多個特征的情況以任意組合使用。所示出和所描述的實施方式不應理解為窮舉，而是僅具有用于描述本發明的示例性特征。

附圖說明

附圖示出:

圖1適用于實施根據本發明的標記方法的打標激光器；

圖2由亮像素和暗像素組成的22*22單元格矩陣的示例的數據矩陣碼；

圖3a-3f根據本發明的用于將數據矩陣碼施加到工件上的第一標記方法的各個方法步驟；

圖4a-4d根據本發明的用于將數據矩陣碼施加到工件上的第二標記方法的各個方法步驟；以及

圖5a、5b由像素點(圖5a)組成的以及由像素線(圖5b)組成的數據矩陣碼。

在后面的附圖描述中，對于相同或功能相同的構件使用相同的附圖標記。

具體實施方式

在圖1中立體地示出為平臺機器的打標激光器1包括：例如實施為CO₂激光器、半導體激光器或固體激光器的激光射束產生器2；能沿X和Y方向移動的激光加工單元3；和工件支承件4。在激光射束產生器2中產生激光射束5，該激光射束借助(未示出的)光纜或(未示出的)轉向鏡從激光射束產生器2被引導到激光加工單元3。借助布置在激光加工單元3中的聚焦光具使激光射束5對準工件6，所述工件支承在工件支承件4上。打標激光器1還被供應以過程氣體7，例如氧氣和氮氣。過程氣體7被供應給激光加工單元3的過程氣體噴嘴8，過程氣體與激光射束5一起從所述過程氣體噴嘴射出。

打標激光器1用于借助激光射束5將二維數據矩陣碼(DMC)9施加在工件6上。如圖2所示，DMC9例如為由明和暗的單元格組成的n*m單元格矩陣(n、m＝22)，其中，每個單元格可通過明或暗的單個像素形成或可通過明或暗的s*t像素矩陣(s、t≥1)形成。在后面由于簡單性原因而假設每個單元格通過單個像素10a、10b形成，即s、t＝1。

在圖3a至3f中示出根據本發明的標記方法的各個方法步驟，在所述方法中，激光加工單元3按像素行分別以恒定的標記速度v并且交替地沿相反方向走過待標記的工件區域并且在該走過期間通過暫時地接通激光射束5來將暗像素10b標記在工件6上。

該標記過程通過以下方式開始：激光加工單元3以恒定的標記速度v走過DMC9的最上面的第1像素行11-1并且在此通過暫時地接通激光射束5將暗像素10b標記在工件6上(圖3a)。

然后走過半圓形曲線12到達DMC9的第12像素行11-12，使得曲線直徑d為十一個像素行間距。沿與第1像素行11-1相反的方向以所述恒定的標記速度v走過第12像素行11-12，并且在此通過暫時地接通激光射束5將暗像素10b標記在工件6上(圖3b)。

然后走過半圓曲線12回到DMC9的第2像素行11-2，使得曲線直徑d現在為十個像素行間距。沿與第1像素行11-1相同的方向以所述恒定的標記速度走過第2像素行11-2，并且在此通過暫時地接通激光射束5將暗像素10b標記在工件6上(圖3c)。

然后走過半圓曲線12到達DMC9的第13像素行11-13，使得曲線直徑d為十一個像素行間距。沿與第12像素行11-12相同的方向以所述恒定的標記速度v走過第13像素行11-13，并且在此通過暫時地接通激光射束5將暗像素10b標記在工件6上(圖3d)。

然后走過半圓曲線12返回DMC9的第3像素行11-3，使得曲線直徑d為十個像素行間距。沿與第1像素行11-1相同的方向以所述恒定的標記速度v走過第3像素行11-3，并且在此通過暫時地接通激光射束5將暗像素10b標記在工件6上(圖3e)。

該循環式的工作進行策略沿列方向13向下繼續直至最終也標記DMC9的最后的、即最下面的第22像素列11-22為止(圖3f)。

激光加工單元3沿半圓形曲線12的曲線速度至少這么高，使得與兩個直接相鄰的像素行之間的窄的行過渡相比盡管曲線路程較長但標記時間顯著縮短。所述曲線速度例如可為所述恒定的標記速度v的至少50％。“跳越的換行”或曲線直徑并非絕對需要大到從第一像素行跳到DMC9的中間像素行，而是僅需大到足以保持激光加工單元3的高的曲線速度。

在圖4a至4d中示出相對于圖3改型的根據本發明的標記方法的各個方法步驟，在所述方法中，激光加工單元3按像素行分別以恒定的標記速度v并且交替地沿相反方向走過待標記的工件區域并且在所述走過期間通過暫時地接通激光射束5將暗像素10b標記在工件6上。

該標記過程通過下述方式開始：激光加工單元3以恒定的標記速度v走過DMC9的最上面的第1像素行11-1并且在此通過暫時地接通激光射束5將暗像素10b標記在工件6上(圖4a)。

然后走過環形曲線14到達DMC9的第2像素行11-2，其中，曲線直徑d為約十個像素行間距。沿與第1像素行11-1相反的方向以恒定的標記速度v走過第2像素行11-2，并且在此通過暫時地接通激光射束5將暗像素10b標記在工件6上(圖4b)。

然后走過具有相同曲線直徑的環形曲線14到達DMC9的第3像素行11-3。沿與第1像素行11-1相同的方向以恒定的標記速度v走過第3像素行11-3，并且在此通過暫時地接通激光射束5將暗像素10b標記在工件6上(圖4c)。

該擺動式的工作進行策略沿列方向13向下直至最終也標記DMC9的最后的、即最下面的第22像素列11-22為止(圖4d)。

激光加工單元3沿著圓環形曲線14的曲線速度至少這么高，使得與直接相鄰的兩個像素行之間的非環形的行過渡相比盡管曲線路程較長但標記時長顯著縮短。“環形換行”在兩個不直接相鄰的像素行之間也是可能的，以便走過多于一個行間距的曲線直徑。

圖5a示出呈12*12單元格矩陣9形式的數據矩陣碼，該單元格矩陣的暗單元格分別通過一個脈沖激光標記形成為圓像素10b，該激光脈沖標記以一個激光脈沖標記。圖5b同樣示出12*12單元格矩陣9，其暗單元格分別通過一個脈沖激光標記形成為像素線10b，該脈沖激光標記以在一行中彼此相鄰的多個激光脈沖標記。

如圖1所示，激光加工機1還包括機器控制裝置15，該機器控制裝置被編程用于根據上述標記方法控制激光加工單元3的運動。

替代于如圖1所示能在X和Y方向移動，激光加工單元3也可構造成能沿X和Y方向擺動，例如借助掃描光具來擺動，該掃描光具使激光射束5沿X和Y方向轉向。