Marcaje láser de productos en movimiento: ¿cómo funciona?

En la producción de piezas únicas o en pequeñas series, el etiquetado suele realizarse por ciclos. En cambio, en la producción a gran escala o en la producción continua, como la extrusión, los productos suelen etiquetarse a medida que van pasando. Este procedimiento se conoce como "marcado sobre la marcha" (MOTF, por sus siglas en inglés). Los movimientos del producto y la unidad de desviación del rayo láser se combinan de forma especial para conseguir un marcado perfecto y preciso.

Marcaje estacionario vs. MOTF

Los REA JET FL y CL, es decir, los_{sistemas de marcado por láser de} fibra y CO2, son adecuados tanto para el marcado de productos fijos como móviles. En el etiquetado de productos estacionarios, los polígonos ⁽¹⁾ se procesan tal y como se definen en el diseño de la etiqueta ⁽²⁾. Para el etiquetado de productos en movimiento, éstos se modifican mediante el denominado vector de seguimiento tiempo-corriente. Los sistemas REA pueden trabajar en ambos modos de funcionamiento sin más intervención, utilizando diferentes ajustes del sistema para los distintos trabajos de impresión.

Modo de funcionamiento de marcado en reposo

La desactivación del movimiento del producto en los ajustes del sistema configura el dispositivo para el etiquetado en reposo. La etiqueta debe ser más pequeña que el campo de marcado de la lente correspondiente en ambas dimensiones y puede colocarse libremente dentro del campo utilizando los parámetros de desplazamiento x, desplazamiento y rotación de la etiqueta. Debe tenerse en cuenta que los campos de marcado tienen tamaños diferentes para las distintas lentes de enfoque. Por ejemplo, una etiqueta destinada a un objetivo f=160 mm puede ser demasiado grande para un objetivo f=100 mm.

Modo de funcionamiento MOTF

Activando el movimiento del producto en los ajustes del sistema, el dispositivo puede configurarse para el etiquetado de productos en movimiento. Para ello deben especificarse parámetros adicionales como la fuente del reloj ⁽³⁾, la distancia del sensor ⁽⁴⁾, etc.

Al etiquetar productos en movimiento, las líneas vectoriales de la etiqueta a marcar se modifican mediante los vectores de seguimiento (posiblemente variables en el tiempo). De este modo, el movimiento en espejo de la figura 1 se convierte en el patrón de la figura 2 para un movimiento del producto de derecha a izquierda.

Esta deformación de los trenes vectoriales se compensa con el movimiento real del producto, de modo que se crea el etiquetado deseado en el producto. Una definición precisa del movimiento del producto es esencial para garantizar que la corrección por el vector de seguimiento sea correcta en todo momento con MOTF. Esto incluye tanto la dirección como la cantidad de la velocidad del producto. La dirección del movimiento del producto se especifica en forma de rotación del cabezal⁽⁵⁾. La cantidad de velocidad se especifica directamente cuando se selecciona el ciclo interno y especificando la velocidad de reloj del codificador rotatorio cuando se selecciona un ciclo externo.

Un error en este vector de seguimiento puede tener consecuencias diferentes, a veces graves, en función de la velocidad del producto, el tiempo de marcado y el tipo de objeto a marcar. Mientras que el texto claro sólo se distorsiona ligeramente a bajas velocidades, esto puede conducir a una ilegibilidad total a velocidades más altas o desviaciones mayores. Los códigos legibles por máquina se vuelven rápidamente ilegibles debido a errores en el vector de seguimiento.

La precisión requerida al especificar el vector de seguimiento a menudo supera las capacidades del ojo humano y del ajuste mecánico. Por lo tanto, es indispensable un ajuste fino a través del software del aparato con vistas al resultado del etiquetado. Las dos ilustraciones siguientes muestran el procedimiento propuesto para ello, en el que se marca un rectángulo en una prueba. Para marcar este rectángulo debe utilizarse toda la longitud del campo de marcado, a fin de observar los máximos efectos.

La figura 3 muestra el resultado del marcado láser de un cuadrado cuando el cabezal gira incorrectamente. Debido a una especificación incorrecta del vector de seguimiento, el marcado perpendicular a la dirección del movimiento se desvía del resultado deseado (cuadrado cerrado). En la parte izquierda de la figura, la rotación del cabezal se especifica demasiado baja, en la derecha demasiado alta.

La figura 4 muestra el resultado del marcado láser del cuadrado con una velocidad de reloj del codificador rotatorio incorrecta (velocidad del producto). Debido al desajuste del vector de seguimiento, el marcado en la dirección del movimiento se desvía del resultado deseado (cuadrado cerrado). En la parte izquierda de la ilustración, la velocidad es demasiado alta, en la derecha demasiado baja.

Ambos efectos suelen observarse cuando el vector de seguimiento está desajustado. El resultado superpuesto muestra ambos efectos individualmente:

El seguimiento del producto que se desplaza en línea recta se consigue mediante un movimiento giratorio adaptado de los espejos de la unidad de desviación. El movimiento giratorio adicional de los espejos necesario para ello depende de la distancia entre el producto y el espejo. Por lo tanto, una desviación de la distancia de enfoque nominal (que depende de la lente utilizada) tiene los mismos efectos que una velocidad incorrecta del producto (velocidad de reloj incorrecta del codificador rotatorio o velocidad incorrecta del producto con una fuente de reloj interna).

Glosario
(1) Trazados poligonales: Un recorrido poligonal es el trazado de una trayectoria que se compone de un número finito de segmentos de línea recta.
(2) Etiqueta: También llamada rótulo, es el contenido que se marca con información sobre la posición
(3) Fuente reloj: Sensor que reconoce la llegada de un producto a marcar
(4) Distancia del sensor: Distancia de la fuente de reloj al campo de marcado desde la dirección del producto entrante
(5) Rotación del cabezal: Desviación del eje del láser en cualquier ángulo con respecto a la dirección del movimiento, en función de la posición de montaje

Autor: Christian Dini, experto en láser de REA Elektronik GmbH