Marquage laser de produits en mouvement - Comment ça marche ?
Dans la fabrication à l'unité jusqu'à la petite série, le marquage s'effectue généralement de manière cadencée. Alors que dans la production en grande série ou la fabrication en continu, comme l'extrusion par exemple, ce sont généralement des produits qui passent qui sont marqués en mouvement.
Dans la fabrication à l'unité jusqu'à la petite série, le marquage s'effectue généralement de manière cadencée. Alors que dans la fabrication en grande série ou en continu, comme par exemple l'extrusion, ce sont généralement les produits qui passent qui sont marqués en mouvement. Ce procédé est appelé "Marking on the Fly" - en bref : MOTF. Les mouvements du produit et de l'unité de déviation du faisceau laser sont combinés de manière particulière, pour un marquage impeccable et précisément positionné.
Marquage à l'arrêt vs. MOTF
Les REA JET FL et CL - c'est-à-direles systèmes de marquage laser à fibre etCO2- conviennent aussi bien pour le marquage de produits immobiles que pour celui de produits en mouvement. Pour le marquage de produits immobiles, les tracés polygonaux (1) sont exécutés tels qu'ils sont définis dans le layout de l'étiquette (2). Pour le marquage de produits en mouvement, ceux-ci sont modifiés par ce que l'on appelle le vecteur de suivi actualisé dans le temps. Les systèmes REA peuvent fonctionner dans les deux modes sans aucune autre intervention - en utilisant des paramètres d'installation différents pour des tâches d'impression différentes.
Mode de fonctionnement Marquage à l'arrêt
La désactivation du mouvement du produit dans les paramètres de l'installation configure l'appareil pour un marquage à l'arrêt. L'étiquette doit être plus petite dans les deux dimensions que le champ de marquage de la lentille correspondante et peut ensuite être positionnée librement à l'intérieur du champ avec les paramètres de décalage x, de décalage y et de rotation de l'étiquette. Il faut noter que les champs de marquage sont de tailles différentes pour les différentes lentilles de focalisation. Ainsi, une étiquette prévue pour être utilisée avec une lentille f=160mm peut être trop grande pour une lentille f=100mm.
Mode de fonctionnement MOTF
En activant le mouvement des produits dans les Paramètres de l'installation, l'appareil peut être configuré pour un marquage sur des produits en mouvement. Des paramètres supplémentaires tels que la source de cadence (3), la distance du capteur (4), etc. doivent être indiqués à cet effet.
Lors du marquage de produits en mouvement, les tracés vectoriels de l'étiquette à marquer sont modifiés en fonction des vecteurs de suivi (qui peuvent éventuellement varier dans le temps). Ainsi, le mouvement de miroir représenté dans l'illustration 1 devient le modèle représenté dans l'illustration 2, pour un mouvement du produit de droite à gauche.
Cette déformation des tracés vectoriels est compensée par le mouvement réel du produit, de sorte que le marquage souhaité est produit sur le produit. Pour que la correction par le vecteur de suivi soit toujours correcte dans le MOTF, il est essentiel de définir précisément le mouvement du produit. Cela inclut à la fois la direction et l'amplitude de la vitesse du produit. La direction du mouvement du produit est indiquée sous la forme d'une rotation de la tête(5). La valeur de la vitesse est indiquée directement si l'on choisit une horloge interne, ou en indiquant la fréquence de l'encodeur si l'on choisit une horloge externe.
Une erreur dans ce vecteur de suivi peut avoir des séquences différentes, parfois graves, selon la vitesse du produit, le temps de marquage et le type d'objet à marquer. Alors qu'un texte brut n'est que légèrement déformé à de petites vitesses, cela peut conduire à une illisibilité totale à des vitesses plus élevées ou à des écarts plus importants. Ainsi, les codes lisibles par la machine deviennent très rapidement illisibles en raison d'erreurs dans le vecteur de suivi.
La précision requise pour l'indication du vecteur de suivi dépasse souvent les possibilités de l'œil humain et de l'ajustement mécanique. C'est pourquoi il est indispensable de procéder à un réglage fin via le logiciel de l'appareil en vue du résultat du marquage. Les deux illustrations suivantes montrent la procédure proposée à cet effet, dans laquelle un rectangle est marqué à titre d'essai au passage. Pour le marquage de ce rectangle, il convient d'utiliser toute la longueur du champ de marquage afin de pouvoir observer les effets maximaux.
La figure 3 montre le résultat du marquage laser d'un carré en cas de rotation incorrecte de la tête. En raison d'une spécification erronée du vecteur de suivi, le marquage perpendiculaire à la direction du mouvement s'écarte du résultat souhaité (carré fermé). Dans la partie gauche de la figure, la rotation de la tête est indiquée comme trop faible, dans la partie droite comme trop importante.
La figure 4 montre le résultat du marquage laser du carré lorsque la fréquence d'horloge du codeur (vitesse du produit) est incorrecte. En raison de la mauvaise adaptation du vecteur de suivi, le marquage dans le sens du mouvement s'écarte du résultat souhaité (carré fermé). Dans la partie gauche de l'illustration, la vitesse indiquée est trop élevée, dans la partie droite, elle est trop faible.
La plupart du temps, on observe les deux effets lors d'une mauvaise adaptation du vecteur de suivi. Le résultat superposé permet d'identifier les deux effets séparément :
Le suivi du produit en mouvement rectiligne (tracking) s'effectue par un mouvement de rotation adapté des miroirs de l'unité de déviation. Le mouvement de rotation supplémentaire des miroirs nécessaire à cet effet dépend de la distance entre le produit et le miroir. Un écart par rapport à la distance focale nominale (qui dépend de la lentille utilisée) a donc les mêmes conséquences qu'une vitesse de produit erronée (cadence de l'encodeur erronée ou vitesse de produit erronée en cas de source d'horloge interne).
Glossaire
(1) Traits polygonaux : Un tracé polygonal est la trace d'un trajet composé d'un nombre fini de segments de droite.
(2) Étiquette : également appelée label - le contenu à marquer avec des indications de position
(3) Source d'horloge : un capteur qui détecte l'arrivée d'un produit à marquer
(4) Distance du capteur : distance entre la source de cadence et le champ de marquage dans le sens du produit entrant
(5) Rotation de la tête : déviation de l'axe du laser à n'importe quel angle par rapport à la direction du mouvement, en fonction de la position de montage
Auteur : Christian Dini, expert en laser chez REA Elektronik GmbH
