用于将图案写入基底的设备和方法技术

描述了用于在基底(6)上形成包括一个或者多个标记的图案的方法和设备。所述方法包括通过例如使用纤维激光器(2)对所述基底(6)进行局部加热来形成每个标记的步骤。还进行在每个标记正被形成的同时例如使用温度传感器(10)监测所述基底的温度的步骤。所述方法可以被用来在具有高含量的马氏体材料的不锈钢基底上形成磁性编码器标尺。所述局部加热使所述马氏体材料转变成奥氏体材料。还描述了使用所述方法制得的编码器标尺。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将图案写入基底的设备和方法
本专利技术涉及用于将图案写入基底的方法，特别是涉及用于通过将包括具有不同磁导率的线条的图案写入不锈钢基底来形成磁性编码器标尺的改进方法。
技术介绍
具有无源磁性标尺的磁性编码器是已知的。这些编码器包括包含具有不同于周围材料的磁导率的一系列标记的标尺。标尺的磁导率变化可以使用包括磁体和多个磁场传感器(例如霍尔传感器)的关联读头来感测。以前已经有描述如何能够使用激光器在金属材料中形成这些无源磁性标尺。例如，JP63098501描述了通过使用激光器选择性地对金属棒的多个部分进行热处理而在该金属棒上形成图案。DE3210716描述了在棒的表面上设置一层金属合金并加热该合金的多个区域来增加或者降低其磁导率以提供无源磁性标尺。DE4121724描述了获取奥氏体(非磁性)材料并使用激光器对表面的多个部分进行“渗碳”以提供马氏体(磁性)区域。这些区域提供了能够被关联读头读取的无源磁性标尺。基于激光器加工的上述类型技术的不利之处在于基底表面光洁度、初始基底温度和激光器参数的变化导致在标尺制造过程中产生的标尺标记的均一性发生大的变化。标尺标记均一性的这种缺失降低了当读取这种标尺时可以获得的测量精确度。激光标记方法也已经被应用在不同的
中。例如，参见US2009/0195905、EP2279876和US2010/0128102。US2009/0195905描述了在使用感应式写头将数据比特写到磁存储介质(例如在硬盘驱动器中)之前使用激光器形式的加热装置对该介质的区域进行局部加热的技术。为了防止激光器过热(过热能够降低激光器的寿命)，对激光器的温度进行测量。在一个实施例中，热电偶被放置在激光器的附近以在使用过程中测量其温度。EP2279876描述了用于使用基于激光器的标记系统在车辆零件上标记纹饰的技术。在一个实施方式中，用于保持车辆零件的基座包括用于检测激光束的一体化元件。这是用来在标记车辆零件之前或之后检查激光器的性能(例如激光束强度，束取向)。US20100128102描述了用于打印光学磁盘标签的打印机。描述了用于设定激光束形状和功率以优化打印过程的技术。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了用于在基底上形成包括一个或者多个标记的图案的方法，所述方法包括通过对所述基底进行局部加热来形成每个标记的步骤，其特征在于，所述方法包括在每个标记正被形成的同时监测所述基底的温度的步骤。因此，本专利技术提供了用于在基底上形成图案例如限定编码器标尺的图案的方法。这是通过对所述基底(例如使用激光器光线的条纹(stripe)或者线条(line))进行局部加热以产生所需要的标记同时还在形成标记的过程中测量或者监测所述基底的温度来实现的。已发现，在标记过程中监测所述基底的温度的步骤提供了对所发生的基底加热的量的改善控制，并因此能够使将生成的标记具有改善的均一性(uniformity)。特别是，例如在编码器标尺形成的过程中，在使用所述方法来生成一系列间隔开的标记时，所述方法降低了标记之间的变化性。需要注意的是，不像在US2009/0195905、EP2279876和US2010/0128102中的每一个所述描述的技术那样，本专利技术的方法包括在每个标记正被形成的同时监测所述基底的温度(即，正被标记的物品(item)的温度)的步骤。本专利技术的方法因此是在激光器标记加工步骤过程中检测基底温度的过程中方法(in-processmethod)(即，在激光入射(impinge)在基底上的同时)。有利的是，形成每个标记的步骤包括对所述基底进行局部加热直至达到预定的温度阈值。例如，可以对所述基底进行局部加热直至所述基底的正在被标记的区域超过一定的温度。可以使用任何合适的温度传感器来监测所述基底的温度。所述温度传感器可以提供经校准的温度测量输出(例如以摄氏度表示的温度值)或者其可以输出指示温度的数据(例如电压水平)。有利的是，监测所述基底的温度的步骤包括使用非接触式温度传感器。优选的是，所述温度传感器被布置成监测所述基底的正在被加热的局部区域的温度。例如，温度传感器可以被设置为包括红外检测器，该红外检测器被布置成接收来自所述基底的正在被加热的部分的红外辐射。所述温度传感器因此可以直接测量所述基底的温度。使用目前描述的方法在基底中形成的图案可以包括多个标记。优选的是，通过顺次形成多个子集的标记而在所述基底中形成图案。例如，可以在形成一个标记或一些标记的一系列步骤中形成所需的图案。换言之，所述方法优选地包括在所述基底上依次形成标记。可以使用用于对所述基底进行局部加热的任何合适的装置来形成每个标记。形成每个标记的步骤包括使用激光器来对所述基底进行局部加热。所述激光器优选为高功率CW激光器，例如纤维激光器。所述方法可以包括响应于所述基底的测量温度控制激光器输出以提供需要量的基底加热的步骤。例如，根据需要，可以调整激光器能量输出、或者触发和停用激光器。所述基底可以具有任何合适的类型。应当注意的是，在此使用的术语“基底”拟包括一个或者多个材料层。特别是，术语“基底”可以包括在基础部件或者材料片材上形成的任何层。优选的是，所述基底具有加热时发生变化的性能。例如，所述基底可以包含在被加热高于特定温度时以一定方式(例如通过展示出不同磁性性能和/或光学性能)发生变化的材料。有利的是，所述基底包含具有相变温度的材料。于是，通过对所述基底进行局部加热来形成每个标记的步骤可以方便地包括对所述基底的待标记的区域进行局部加热超过所述相变温度。在一个优选的实施方式中，所述基底可以包含不锈钢。有利的是，所述不锈钢具有大含量的马氏体相(例如应力诱发马氏体相)并且所述局部加热导致其转变成奥氏体相。本专利技术可以被用来形成可见地区别于或者光学上区别于周围基底的标记。然而，应当注意的是，术语“标记”并未拟仅指光学上可以区别于或可以可见地区别于基底的标记。优选的是，在所述基底上形成的每个标记可以具有不同于周围基底区域的磁导率。换言之，本专利技术的方法的优选的用途是在基底上形成磁性标记。本专利技术可以被用来在任意基底上形成任何所需要的图案。所述图案的一个标记可以与所述图案中的其他标记相同或者不同。优选的是，形成所述图案的每个标记在形状和尺寸上是基本上相同的。方便的是，在所述基底上形成的每个标记包括线条、点或圆圈。有利的是，在所述方法中使用的基底包括编码器标尺坯料(即，可以在上面形成编码器标尺图案的坯料)。因此，所述方法可以包括在基底(即，编码器标尺坯料)上形成限定编码器标尺的图案。所述基底或者编码器标尺坯料可以方便地包括细长棒或带。所述标记优选沿着所述棒或带的长度间隔开。所述编码器标尺可以是所谓的增量式标尺；这样的增量式标尺可以包括一系列的有规律地间隔开的线条。或者，所述编码器标尺可以是所谓的绝对式标尺；这样的绝对式标尺可以包括在编码绝对位置信息的一定图案中间隔开的线条。有利的是，通过对所述基底进行局部加热来形成每个标记的步骤包括在形成这种标记的过程中移动所述基底的正在被加热的区域的步骤。这可以包括移动所述基底和/或移动被引导在所述基底上的热(例如通过移动或操纵入射在所述基底上的激光束)。如果在所述基底上形成的每个标记包括线条，那么基底的加热可以采用合适的光学部件使用被成形为线性束本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在基底上形成包括一个或者多个标记的图案的方法，所述方法包括通过对所述基底进行局部加热来形成每个标记的步骤，其特征在于，所述方法包括在每个标记正被形成的同时监测所述基底的温度的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.25 EP 11250551.61.一种在基底上形成限定编码器标尺的图案的方法，所述图案包括多个标记，所述基底包含具有相变温度的材料，所述方法包括通过对所述基底的待标记的区域进行局部加热超过所述相变温度来形成每个标记，其中使用非接触式温度传感器，在每个标记正被形成的同时监测所述基底的正在被加热的局部区域的温度。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括在所述基底上依次形成所述标记。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述形成每个标记的步骤包括使用激光器来对所述基底进行局部加热。4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述形成每个标记的步骤包括使用激光器来对所述基底进行局部加热。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基底包含具有高百分比的应力诱发马氏体相结构的不锈钢，并且所述局部加热导致其被转变为奥氏体相。6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述基底包含具有高百分比的应力诱发马氏体相结构的不锈钢，并且所述局部加热导致其被转变为奥氏体相。7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述基底包含具有高百分比的应力诱发马氏体相结构的不锈钢，并且所述局部加热导致其被转变为奥氏体相。8.根据权利要求4所述的方法，其中，所述基底包含具有高百分比的应力诱发马氏体相结构的不锈钢，并且所述局部加热导致其被转变为奥氏体相。9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，在所述基底上形成的每个标记具有不同于周围基底区域的磁导率。10.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，所述基底包括编码器标尺坯料，并且所述方法包括形成限定编码器标尺的图案。11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述基底包括编码器标尺坯料，并且所述方法包括形成限定编码器标尺的图案。12.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，在所述基底上形成的每个标记包括线条、点或圆圈。13.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述基底上形成的每个标记包括线条、点或圆圈。14.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述基底上形成的每个标记包括线条、点或圆圈。15.根据权利要求11所述的方法，其中，在所述基底上形成的每个标记包括线条、点或圆圈。16.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，通过对所述基底进行局部加热来形成每个标记的步骤包括在标记形成过程中移动所述基底的正在被加热的区域的步骤。17.根据权利要求9所述的方法，其中，通过对所述基底进行局部加热来形成每个标记的步骤包括在标记形成过程中移动所述基底的正在被加热的区域的步骤。18.根据权利要求10所述的方法，其中，通过对所述基底进行局部加热来形成每个标记的步骤包括在标记形成过程中移动所述基底的正在被加热的区域的步骤。19.根据权利要求11所述的方法，其中，通过对所述基底进行局部加热来形成每个标记的步骤包括在标记形成过程中移动所述基底的正在被加热的区域的步骤。20.根据权利要求12所述的方法，其中，通过对所述基底进行局部加热来形成每个标记的步骤包括在标记形成过程中移动所述基底的正在被加热的区域的步骤。21.根据权利要求13所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·科盖伊，马蒂亚·耶泽尔舍克，耶内斯·莫齐纳，阿莱斯·巴卜尼克，
申请(专利权)人：RLS梅里那技术公司，瑞尼斯豪公司，
类型：
国别省市：