DE3147230A1

DE3147230A1 - Method for applying characters to an elongated object

Info

Publication number: DE3147230A1
Application number: DE19813147230
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl.-Ing. 8905 Mering Mitsching; Heinz Dipl.-Wirtsch.-Ing. 8901 Königsbrunn Nennstiel
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1981-11-28
Filing date: 1981-11-28
Publication date: 1983-06-09

Abstract

In a method for applying characters to an elongated object, in particular to cables sheathed with plastic, the object (1) is exposed in a laser inscriber (2) to the beam path of a laser by means of which alphanumeric characters or bar codes are produced on the surface of the objects by programme control. The object (1) can be provided with a permanent coat of paint before being inscribed in an irradiation chamber (3), a colour marker (4) and a displacing unit (5). <IMAGE>

Description

Verfahren zum Aufbringen von Zeichen Method of applying characters

auf einen langgestreckten Gegenstand Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. on an elongated object The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.

Derartige Verfahren sind besonders günstig zur Kennzeichnung von langgestreckten Gegenständen mit ungleichmäßiger Oberfläche, wie z.B. verdrillte oder verdrehte Kabel, weil bei diesen die Kennzeichnung durch eine mechanische Druckvorrichtung nicht anzuwenden ist. Bei e#inem bekannten Verfahren dieser Art (DE-OS 26 57 638) erfolgt die Kennzeichnung durch einen Strahl von elektrostatisch geladener Drucktinte. Dabei werden die Tintentropfen zur Markierung einzelner Teilpunkte durch ein elektrisches Feld quer zur Transportrichtung so ausgelenkt, daß die Tropfen auf der Oberfläche des zu kennzeichnenden Gegenstandes nacheinander kolonnenweise zur Bildung alphanumerischer Zeichen auftreffen. Dieses Verfahren muß versagen bei Gegenständen, deren Oberfläche aus einem Werkstoff besteht, auf welchem die Tinte nicht haften bleibt. Außerdem ist das Verfahren nicht geeignet für die Kennzeichnung mit Strichcodes, weil mit dem Tintentropfen keine ununterbrochenen Linien zu erzielen sind.Such methods are particularly favorable for the identification of elongated Objects with an uneven surface, such as twisted or twisted Cable, because these are marked by a mechanical pressure device does not apply. In a known method of this type (DE-OS 26 57 638) the marking is done by a jet of electrostatically charged printing ink. The ink droplets are used to mark individual subdots by an electric Field deflected transversely to the transport direction so that the drops on the surface of the object to be marked one after the other in columns to form alphanumeric Characters hit. This process must fail in the case of objects whose surface consists of a material to which the ink does not adhere. aside from that the method is not suitable for marking with barcodes because with uninterrupted lines cannot be obtained from the ink drop.

Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Aufbringen von Zeichen auf einem langgestreckten Gegenstand der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem es möglich ist, auf alle Werkstoffe Zeichen aller Art dauerhaft aufzubringen. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 12 wiedergegeben.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for applying characters to an elongated object of the aforementioned To create a way with which it is possible to permanently mark all kinds of signs on all materials to raise. This object is according to the invention with the features of the characterizing Part of claim 1 solved. Further developments of the invention are in the subclaims 2 to 12 reproduced.

Sgit Hilfe der Erfindung ist es möglich, auf alle gängigen werkstoffe für langgestreckte Gegenstände, insbesondere auch verdrillte Kabel, dauerhafte Kennzeichnungen aufzubringen. Die Kennzeichnung mit Hilfe von Laserstrahlen kann entweder direkt auf die Oberfläche oder zur Schonung der Oberfläche auf eine Farbschicht absolut dauerhaft und für den Gegenstand schonend aufgebracht werden. Der Laserstrahl kann so eingestellt werden, daß er nur die Oberfläche einsitzt. Werden zwei unterschiedliche Farbaufträge nacheinander vor der Kennzeichnung mit Laser aufgebracht, so kann die oberste Schicht herausgelöst werden. Dadurch entsteht der Eindruck einer Gravur und die Oberfläche des zu kennzeichnenden Gegenstandes wird auf keinen Fall beeinträchteige.With the help of the invention it is possible to use all common materials for elongated objects, especially twisted cables, permanent markings to raise. The marking with the help of laser beams can either be direct on the surface or on a layer of paint to protect the surface can be applied permanently and gently to the object. The laser beam can be adjusted so that it only sits on the surface. Will be two different Color applications applied one after the other before the marking with laser, so the top layer can be removed. This creates the impression of an engraving and the surface of the object to be marked is in no way impaired.

Machstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unteE Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens; Fig. 2 eine Prinzipdarstellung der Laserbeschriftung; Fig. 3 ein Kabel mit aufgebrachten Kennzeichnungen; Fig. 4 eine Prinzipdarstellung einer Bestrahlungskammer; Fig. 5 eine Prinzipdarstellung des Farbmarkierers und Fig. 6 einen Halbschnitt durch ein Kabel entsprechend den Linien VI-VI der Fig. 5.An exemplary embodiment of the invention is referred to below explained in more detail on the drawing. 1 shows a flow chart of the method; 2 shows a basic illustration of the laser inscription; Fig. 3 shows a cable with applied Markings; 4 shows a basic illustration of an irradiation chamber; Fig. 5 a schematic diagram of the color marker and Fig. 6 is a half section by a cable according to the lines VI-VI of FIG. 5.

In den Ablaufdiagrammen der Fig. 1 werden die Möglichkeiten zum Beschriften eines Kabels mit einem Laser gezeigt.The options for labeling are shown in the flowcharts in FIG of a cable with a laser is shown.

Die durch die einzelnen Felder gekennzeichneten Verfahrensschritte werden an Hand der Beschreibung der weiteren Figuren erläutert. Im einfachsten Fall wird ein Rohkabel 1 direkt einem Laserbeschrifter 2 zugeführt, den es als fertig gekennzeichnetes Kabel la verläßt. Dieses einfache Verfahren kann z.B. bei dickwandigen Kabeln oder bei Kabelhülsen, die zur Kennzeichnung über Kabel geschoben werden, angewendet werden. Da durch den Laserstrahl aus der Oberfläche des zu kennzeichnenden Gegenstandes, wie z.B.The procedural steps identified by the individual fields are explained on the basis of the description of the other figures. In the simplest case a raw cable 1 is fed directly to a laser marker 2, which it is finished marked cable la leaves. This simple process can be used, for example, for thick-walled Cables or cable sleeves that are pushed over cables for identification, be applied. Because by the laser beam from the surface of the to be marked Object, e.g.

eines Kabels, Materialpartikeln herausgelöst werden, ist bei einer homogenen Außenumhüllung des Gegenstandes die Kennzeichnung schwer zu erkennen. Um die Kennzeichnung lesbar zu machen, gibt es zwei Möglichkeiten. Entweder wird das aus dem Kabel herausgelöste Material durch Farbe aufgefüllt und dadurch sichtbar gemacht oder es wird vor dem Behandeln mit dem Laserstrahl eine Farbe auf das Rabel aufgetragen. Weil z.B. in der Luft- und Raumfahrt aus Gewichtsgründen die Kabelumhüllung nur so stark bemessen ist, daß der innenliegende elektrische Leiter gerade ausreichend isoliert und geschützt ist, ist für diese Anwendung eine Kennzeichnung nicht möglich. Deswegen sind für solche Kabel die auf der Fig. 1 angegebenen weiteren Verfahrens schritte erforderlich. Für Kabelumhüllungen wird als Werkstoff vorzugsweise Fluorpolymerisat verwendet, welches gegen alle bekannten Lösungsmittel resistent ist.of a cable, material particles are detached, is with a homogeneous outer wrapping of the object the identification difficult to recognize. There are two ways of making the marking legible. Either will the material released from the cable is filled with color and thus visible or a color is applied to the rabel before treatment with the laser beam applied. Because, for example, in the aerospace industry, cable sheathing is required for weight reasons is only dimensioned so strong that the internal electrical conductor is just sufficient is isolated and protected, labeling is not possible for this application. Therefore, the further methods indicated in FIG. 1 are for such cables steps required. The preferred material for cable sheaths is fluoropolymer used, which is resistant to all known solvents.

Damit besteht auch nicht die Möglichkeit, auf das Fluorpolymerisat eine Farbe ohne weitere Vorbehandlung haftend aufzubringen. Deshalb ist vor dem Aufbringen der Farb- schicht eine Vorbehandlung in einer Bestrahlungskammer 3 erforderlich. Nach dem Durchlauf durch einen Farbmarkiefer 4 wird in einem Vernetzer 5 erreicht, daß die Farbe auf die Oberfläche der Kabelumhüllung dauerhaft aufsintert. Diese Vorgänge in den Einrichtungen 3,4 und 5 können zum Aufbringen einer zweiten Farbe noch einmal wiederholt werden, bevor das Kabel in den Laserbeschriftex 2 eingeführt wird. Durch einen zweiten Farbauftrag ist die Gewähr gegeben e daß die Kabeloberfläche beim Kennzeichnen mit dem Laser nicht beschädigt wird. Es können dabei gut kontrastierende Farben gewählt werden, die zur sicheren Erkennung der Kennzeichnung beitragen. Im Laserbeschrifter 2 wird bei einem zweifachen Farb#uftrag die obere Farbe durch den Laser abgeldst so daß ähnlich einer Gravur die untere Farbe zum Vorschein kommeU wodurch eine alphanumerische Kennzeichnung oder Strichcodezeichen gut lesbar werden. Zur Behandlung des Kabels 1 in den einzelnen Einrichtungen 2,3,4 oder 5 werden diese in der jeweils erforderlichen Zeitfolge an das Kabel 1 herangeführt und WEhrQNd der Dauer der Einwirkung mit der Geschwindigkeit, mit der das Kabel 1 von einer nicht dargestellten Haspel abgezogen wird, mitgeführt. Nach Abschluß der Einwirkung wird die jeweilige Einrichtung 2 bis 5 wieder in ihre Anfangsstellung zurückbewegt. Das Fertigkabel 1a kann entweder wieder aufgewickelt oder gleich einer Kabellegemaschine zum Auslegen von Kabelbäumen zugeführt werden.This means that there is also no possibility of using the fluoropolymer to apply a paint adhering without further pretreatment. Therefore is before Application of the color layer a pretreatment in an irradiation chamber 3 required. After passing through a colored marrow 4, a crosslinker is used 5 achieves that the paint sintered permanently onto the surface of the cable jacket. These processes in the devices 3, 4 and 5 can lead to the application of a second Color to be repeated one more time before the cable is inserted into the laser marking x 2 will. A second application of paint ensures that the surface of the cable is guaranteed is not damaged when marking with the laser. It can be contrasting well Colors can be selected which contribute to the reliable recognition of the marking. in the With a double application of color, laser marker 2 uses the Laser detached so that the lower color appears like an engraving making alphanumeric identification or barcode characters easy to read. To treat the cable 1 in the individual facilities 2, 3, 4 or 5, these are brought up to cable 1 in the required time sequence and WEhrQNd the duration of the action with the speed with which the cable 1 of a reel, not shown, is withdrawn, carried along. After the end of the exposure the respective device 2 to 5 is moved back into its starting position. The finished cable 1a can either be wound up again or like a cable laying machine for laying out cable harnesses.

Entsprechend der Fig. 2 wird die Beschriftung des Kabels 1 durch einen üblichen Laser, z.B. einen ND-YAG-Laser 10 vorgenommen. Dabei wird der scharf gebündelte Laserstrahl in einer Einrichtung 11 aufgeweitet und über drei Umlenkspiegel 12,13 und 14 einer Fokusieroptik 15 zugeführt, die über das zu kennzeichnende Kabel 1 geführt werden kann und in der der Laserstrahl zur Vornahme der Kennzeichnung wieder gebündelt wird. Die Umlenkspiegel 13 und 14 werden zur Bildung der Kennzeichnungen programmgesteuert um senkrecht zueinander stehende Achsen in den Pfeilrichtungen 13a und 14a gedreht.According to FIG. 2, the labeling of the cable 1 is by a conventional laser, e.g. an ND-YAG laser 10. The sharply focused Laser beam expanded in a device 11 and over three Deflection mirror 12, 13 and 14 are fed to a focusing optics 15, which via the cable to be identified 1 can be guided and in which the laser beam to carry out the marking is bundled again. The deflection mirrors 13 and 14 are used to form the markings program-controlled around mutually perpendicular axes in the directions of the arrows 13a and 14a rotated.

An den vom Laserstrahl erfaßten Stellen werden durch Umsetzen der Strahlungsenergie in Wärme Teilchen aus der Oberfläche des Kabels 1 herausgelöst; Wenn auf dem Kabel vorher eine Farbmarkierung vorgenommen wurde, ist die Kennzeichnung durch Ablösen der Farbe an den mit den Laserstrahl behandelten Stellen gut lesbar. In der Figur 3 ist als Beispiel ein fertiges Kabel 1a gezeigt auf dem in den Bereichen 16 ein Farbauftrag vorgenommen ist. Innerhalb dieser Bereiche 16 sind mit der Laserbeschriftungseinrichtung 2 Kabelkennzeichnungen als Strichcode 17 und als alphanumerische Zeichen 18 aufgetragen.At the points covered by the laser beam, the Radiant energy in heat particles released from the surface of the cable 1; If the cable has previously been color-coded, the marking is easy to read by removing the paint on the areas treated with the laser beam. In FIG. 3, a finished cable 1a is shown as an example on the in the areas 16 a paint application has been made. Within these areas 16 are with the laser marking device 2 cable markings applied as a barcode 17 and as alphanumeric characters 18.

Wenn ein Kabel 1 vor der Kennzeichnung im Laserbeschrifter 2 erst ein oder zwei Farbschichten an den zu kennzeichnenden Stellen erhalten soll, ist es zur Haftung der Farbe auf dem Kabelmantel erforderlich, entsprechend Fig. 4 eine Vorbehandlung in der Bestrahlungskammer 3 vorzunehmen. Dabei wird das Kabel 1 einem hochfrequenten Spannungsfeld ausgesetzt. Die vereinfacht dargestellte Bestrahlungskammer 3 besteht aus einem in einem Isolator 21 eingebetteten metallischen Leiter 22, in der eine röhrenförmige Ringelektrode 23 angeordnet ist. Der metallische Leiter 22 mit der Ringelektrode 23 wird über ein Kabel 24 von einem nicht dargestellten gesteuerten Hochfrequenztransformator gespeist. Durch die Einwirkung von hochfrequenten Hochspannungsfeldern aus der Ringelektrode 23 auf dem äußeren Isolationsmantel des Kabels 1 werden emittierte Elektronen im elektrischen Feld beschleunigt und geben ihre Energie an die Luftmoleküle ab. Diese bewirken auf der Oberfläche des aus polymeren Kunststoff hergestellten Kabels 1 eine Reduzierung und ein Kettenbruch der Oberflächenmoleküle. Dadurch wird bei der nachfolgenden Behandlung im Farbmarkierer 4 ein Eindringen von Farbmolekülen in die Oberfläche des Kabels 1 ermöglicht.If a cable 1 is first marked in the laser marker 2 one or two layers of paint should be given at the points to be marked it is necessary for the paint to adhere to the cable jacket, as shown in FIG Carry out pretreatment in the irradiation chamber 3. The cable 1 is a exposed to high-frequency stress fields. The irradiation chamber shown in simplified form 3 consists of a metallic conductor 22 embedded in an insulator 21, in which a tubular ring electrode 23 is arranged. The metallic conductor 22 with the ring electrode 23 is controlled via a cable 24 from a not shown High frequency transformer powered. Due to the action of high frequency high voltage fields from the ring electrode 23 on the outer insulation jacket of the cable 1, emitted electrons are accelerated in the electric field and give their Energy to the air molecules. These effect on the surface of the polymer Plastic manufactured cable 1 a reduction and a chain break of the surface molecules. This causes penetration in the color marker 4 during the subsequent treatment of color molecules in the surface of the cable 1 allows.

Der in der Fig. 5 vereinfacht dargestellte Farbmarkierer 4 weist eine zweiteilige Farbkammer 30 auf, in der mit Hilfe von zwei nicht dargestellten, gegenüber angeordneten Spritzpistolen Farbe auf das Kabel 1 aufgebracht wird.The color marker 4 shown in simplified form in FIG. 5 has a two-part paint chamber 30, in which with the help of two, not shown, opposite arranged spray guns paint is applied to the cable 1.

Der Farbauftrag erfolgt in der Weise, daß aus einer ersten im Teil 30a der Farbkammer angeordneten und ptt einem Schlauch 31a verbundene Spritzpistole ein Farbnebel in Richtung des Kabels 1 gesprüht wird. Dabei wird der am Kabel vorbei strömende Farbnebel über einen ersten Absaugkanal 32a abgezogen, wodurch eine wiXhelfreie Umströmung des Kabels mit Farbnebel um mehr als 1800 erreicht wird.The paint is applied in such a way that from a first in the part 30a of the paint chamber and connected to a hose 31a a paint mist is sprayed in the direction of the cable 1. This will bypass the cable flowing paint mist is drawn off via a first suction channel 32a, whereby a wiXhel-free Paint mist around the cable reaches more than 1800.

Danach wird aus einer im Teil 30b befindlichen und mit einem Schlauch 31b verbundenen zweiten Spritzpistole der vorgehend beschriebene Vorgang zur Einfärbung der anderen Kabelseite wiederholt, wobei durch einen zweiten Absaugkanal 32b der überflüssige Farbnebel abgesaugt wird. Die Breite 33 des fertigen Farbbandes kann z.B. durch die Breite der Farbkammer oder durch in der Farbkammer angeordnete Masken beeinflußt werden. Das mit einer FarLschicht 34 versehene Kabel 1 wird anschließend durch den nicht gesondert dargestellten Vernetzer 5 geführt. Die Vernetzung der Farbschicht 34 erfolgt dabei in bekannter Weise durch Strahlungsquellen, z.B. durch Infrarot- oder Mikrowellen-Bestrahlung Unter Einwirkung der Bestrahlung vernetzt sich die Farbschicht 34 so, daß dieser infolge der eingangs vorgenommenen Behandlung in der Bestrahlungskammer 3 eine den Anforderungen entsprechende Haftung erreicht.Thereafter, one located in part 30b and with a hose 31b connected to the second spray gun, the above-described process for coloring the other cable side repeated, with the superfluous paint mist is sucked off. The width 33 of the finished ribbon can e.g. through the width of the ink chamber or through masks arranged in the ink chamber to be influenced. The cable 1 provided with a colored layer 34 is then passed through the crosslinker 5, which is not shown separately. The networking of the Color layer 34 is applied in a known manner by radiation sources, e.g. Infrared or microwave radiation Crosslinked under the action of radiation themselves the color layer 34 so that this as a result of the treatment carried out at the beginning In the irradiation chamber 3, an adhesion corresponding to the requirements is achieved.

In Fig. 6 ist im Halbeschnitt ein mit einem zweimaligen Farbüberzug versehenes Kabel 1 dargestellt. Um einen elektrischen Leiter 35 ist die vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Umhüllung 36 angeordnet. Auf dieses Rohkabel sind zwei stark vergrößert dargestellte verschiedenfarbige Farbschichten 37 und 38 aufgebracht. Im Laserbeschrifter 2 werden zur Kennzeichnung Teile der Farbschicht 38 abgelöst.In Fig. 6 is a half-cut with a two-color coating provided cable 1 is shown. To an electrical conductor 35 is preferred Sheath 36 made of plastic is arranged. There are two on this raw cable Different colored layers of paint 37 and 38, shown greatly enlarged, are applied. In the laser marker 2, parts of the color layer 38 are peeled off for identification.

Dadurch scheint an diesen Stellen die Farbschicht 37 durch, wodurch eine ausgezeichnete Lesbarkeit der aufgebrachten Kennzeicnnung erzielt wird.As a result, the color layer 37 shines through at these points, as a result of which excellent legibility of the applied marking is achieved.

Claims

Method of applying characters to an elongated object Claims method for applying characters to an elongated object, in particular on cables sheathed with plastic, whereby the object to be marked is not exposed to any mechanical impact, which means that it is not indicated e t that the object (1) in a laser marker (2) the beam path of a Laser (10) is exposed, with which the characters (17,18) in the surface of the object can be generated programmatically.

2. The method according to claim 1, characterized in that g e k e n nz e i c h n e t, that on the object (1) before the treatment in the laser marker (2) to the Areas to be inscribed (16) in a color marker (4) have at least one color layer (34) is applied.

3. The method according to claim 2, characterized in that g e k e n n -z e i G h n e t that the color layer (34) is applied in a color chamber (30) in which two Spray guns, one after the other, spray a paint mist on the opposite side Apply the cable (1), sucking off the paint mist flowing past the cable.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that g e k e n nz e i c h n e t that two different layers of paint (37,38) are applied and that by the beam of the laser (10) from the upper color layer (38) to generate of the characters required by converting radiant energy into heat be detached.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized g e k e n nz e i c h n e t that the object is placed in an irradiation chamber before the paint layer (34) is applied (3) is exposed to a high frequency voltage field.

6. The method according to claim 5, characterized in that g e k e n nz e i c h n e t, that the high-frequency voltage field in an isolated, the object (1) in its Shape adapted hollow electrode (23) is generated.

7. The method according to claim 1 to 4, characterized in that g e k e n nz e i c h n e t that the object (1) after the application of the paint layer (34) or paint layers (37,38) and before marking by the beam of the laser (10) by a crosslinker (5) is conducted in which the color layer (s) of a radiation source, e.g. a Infrared and microwave radiation.

8. The method according to claim 1 and one or more of the claims 2 to 7, due to the fact that with the beam of the laser (10) applied to the object (1) alphanumeric characters (18) or a bar code (17) will.

9. The method according to claim 1 and 8, thereby g e k e n nz e i c h n e t that the beam of the laser (10) via at least two deflecting mirrors (13, # 4), which are adjustable in two mutually perpendicular planes on the object (1) is directed.

10. The method according to claim 9, characterized in that g e k e n nz e i c h n e t, that the beam of the laser 10) widened after exiting the laser and before the impact on the object (1) is focused.

11O The method according to claim 1 and one or more of the claims 2 to 10, thereby g e k e n n n z e i c h -n e t that the respective on the object (1) Acting device (2,3 # 4,5) during its contact time with the object moved further and moved back to their starting position after the end of the action will.

12. The method according to claim 1 and one or more of the claims 2 to 11, characterized in that objects (1) have a surface (36) made of plastic, in particular made of fluoropolymers, are labeled.