[发明专利]标记带有弯曲标记区域的线缆的系统

说明书

技术领域

本发明涉及通过激光束标记线缆。

该类型的标记能够在如电缆或其它类型的线缆护套上以永久和不可改变的 方式快速和有效地形成标志(数字字母，条形码或其它图案)。

背景技术

标记例如可能包含烧蚀材料。还可能包含使线缆护套脱色。

在脱色的情况下，可使用紫外激光(UV)来撞击被掺杂二氧化钛颜料的线 缆护套上。这尤其在航空航天应用的情况下使用。

无论所使用的方法类型(烧蚀、脱色或其它)，可实施多种标记技术。

第一种技术在于使用能量相对较强射率相对较低(值从几赫兹到几十赫兹) 的激光器。可通过如被作用“镂空模板”的振幅掩蔽形成激光束，通过光学部件 将其图像投射到线缆表面。通过该第一技术，各个激光发射(其持续时间通常 为几纳秒)使得能够生成完整字符(例如数字字母)。

第二技术可在于使用能量相对较弱射率相对较高(值从几千赫兹到几十万 赫兹)的激光器。可通过偏转系统将激光束聚焦和扫描在线缆表面上。通过该 第二技术，通过大量激光发射像素化并生成各个字符(例如数字字母)。

无论使用何种技术，为了可被产生，线缆标记通常需要在空中(à lavolé e)执行。设置光学偏转构件以在标记标志(由一个或多个图案或字符构成)期 间使激光束跟随线缆，然后快速复位到标记区域起始处以标记随后的标志。这 能够极快速地偏转线缆和以人工放缓的速度进行标记。

对于在空中标记线缆，可使用直线标记区域，其中以尽可能最佳的方式偏 转线缆。通过与平底面物体相关联的检流镜实施在标记区域之上的激光束偏转 操作，以在线缆上表面的平面内的标记区域的全部长度上形成清晰图像。

在上面提及的第二技术的情况下，在XY平面上由两个检流镜组成的扫描 头使得能够同时执行刻写各个图案或字符的光束扫描和根据线缆偏转方向跟随 线缆。平底面物体可将激光束聚集在线缆表面平面上。

以通常的方式，上面提及的第二标记技术(使用高频激光束扫描)被普遍 用于多种工业应用中。其相对第一技术具有以下优点(实施强能量、小频率和 振幅掩蔽激光)：

-多用途标记图案：可自由选择其尺寸和形状，而不是由掩模强加。

-最佳的光学效率：振幅掩蔽不阻碍光束，所有能量可用于标记处理工艺。 如果考虑到标记例如字母“I”或条形码的条形，第一技术中可穿过掩模的传输率 小于10％，而如果使用第二技术则无能量损耗，

-与高速激光源相兼容，激光源由连续激光二极管泵送，由极高可靠性和 低维护性表征，

-光传输组件的寿命和形成更强光束(尤其用于UV标记)：相当于中等 功率，光学性能的老化在较弱能量和高速情况没有比在强能量和低速情况更具 关键性。

然而，该第二技术对电缆标记的应用具有特定问题，尤其涉及在空中线缆 标记时得到的图案的质量。事实上在卷曲线缆直线标记区域中时极难避免线缆 振动，尤其在卷曲方向的移动或围绕该轴线的旋转移动。即使是微小的，其也 会引起标记字符的变形，这是因为字符的标记不具所提及第一技术情况下的即 时性。

对于带状单丝线缆这样的非正圆形剖面线缆、或更复杂的多绞线缆来说， 该问题更加严重。

如果考虑例如10kHz频率激光源，每次发射的间隔时间为约100微秒。如 果需要200次发射来刻写尺寸为毫米级大小的字符，操作持续时间为20微秒。

屏蔽多绞线缆的绞合周期通常被包括在5毫米和50毫米之间。如果以每秒 1米的速率行进线缆，由于线缆几何形状，线缆经历的振动时间周期值为约5 到50毫秒。

基于与航空线缆激光标记系统性能相关联的数字的这个例子表明对应于字 符标记和振动周期的时间标度为同一数量级。

因此在振动振幅对被标记字符尺寸来说是不可忽略的情况下，字符有较大 的畸变风险。

事实上，被标记字符的尺寸值通常为1到几毫米的数量级。

振动振幅取决于线缆和将线缆引导到标记区域的方式，但它有时在直线标 记区域中可达到几十毫米，这导致字符的较大变形和影响标志或条形码的可读 性。

即使相对其它技术呈现多种优点，字符的变形问题极大地限制了第二技术 的工业应用。

线缆在标记区域中的振动在上面提及的第一技术情况下也存在问题。事实 上，线缆的振动影响不同字符之间的对齐，这是由于在激光器两次发射之间的 时间跨度为几毫秒或十几毫秒。

因此存在改善尤其针对上面提及问题的激光标记线缆技术的需要。

发明内容

本发明适用于该范围。