[發(fā)明專利]用于利用激光器陣列切割的裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310538113.2
• 申請(qǐng)日: 2013-11-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103801840A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·班格爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 捷拉斯印刷機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): B23K26/38
• 分類號(hào): B23K26/38
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 韓長(zhǎng)永

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的用于切割、切除和穿孔的裝置以及根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于切割、切除和穿孔的方法。

背景技術(shù)

在制造折疊盒或者標(biāo)簽方面已知的是，單個(gè)折疊盒或標(biāo)簽由帶狀的或者頁(yè)張形式的基材模切出來(lái)。為此使用機(jī)械的模切裝置、例如輪轉(zhuǎn)式模切機(jī)或者平臺(tái)式模切機(jī)。可替代也公開(kāi)的是，利用激光實(shí)施切割。因此，WO02/14069Al公開(kāi)了用于借助于激光進(jìn)行模切不干膠標(biāo)簽的方法。在此，多個(gè)在基材中由激光所產(chǎn)生的孔相互作用成為切割線。

由WO99/29496Al公開(kāi)了一種用于加工折疊盒的裝置和方法，其中，在相應(yīng)的折疊盒中借助于激光置入紋線，這些紋線之后是折疊盒的折疊棱邊。同樣公開(kāi)了，借助于激光裝置模切出折疊盒。在此，激光束通過(guò)機(jī)動(dòng)化的翻鏡轉(zhuǎn)向系統(tǒng)朝帶狀的或者頁(yè)張狀的基材定向并且在那里破壞切割線或紋線。

這樣的方法和裝置的缺點(diǎn)是機(jī)械方面以及控制技術(shù)方面高度的耗費(fèi)。因此產(chǎn)生高的成本、高的集成耗費(fèi)以及大的安裝空間需求。此外不可能的是，在這種系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)高的生產(chǎn)速度；公開(kāi)的入射激光系統(tǒng)的加工速度明顯低于公開(kāi)的窄帶-輪轉(zhuǎn)式印刷機(jī)的加工速度。如果所述切割加工與帶狀的或者頁(yè)張狀的基材的印刷線內(nèi)進(jìn)行，則通常必須降低印刷速度。此外缺點(diǎn)在于，通過(guò)馬達(dá)使鏡轉(zhuǎn)向的入射激光系統(tǒng)由于投影面被限制的原因而具有限制的工作面并且較難實(shí)現(xiàn)與基材的不同帶寬度或頁(yè)張規(guī)格匹配。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種用于對(duì)帶狀的或者頁(yè)張狀的基材進(jìn)行切割、切除、刻紋、穿孔的裝置，所述裝置至少降低了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)并且可以成本低廉地制造，還提出了一種用于對(duì)帶狀的或者頁(yè)張狀的基材進(jìn)行切割、切除以及穿孔的方法，所述方法至少降低了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)并且允許高的加工速度。

所述任務(wù)通過(guò)具有權(quán)利要求1所述特征的裝置解決。

根據(jù)本發(fā)明的裝置用于對(duì)帶狀的或者頁(yè)張狀的基材進(jìn)行切割、切除、刻紋和/或穿孔、特別是用于制造折疊盒或者標(biāo)簽，并且所述裝置具有：輸送裝置，用于在輸送平面中沿著輸送方向輸送基材；設(shè)置在輸送平面的上方或者下方的激光切割裝置，用于加工所述基材；機(jī)器控制裝置，用于控制至少所述輸送裝置和激光切割裝置。根據(jù)本發(fā)明，所述激光切割裝置具有至少一個(gè)在所述基材的寬度上、即橫向于輸送方向延伸的激光器陣列，所述激光器陣列具有能夠單獨(dú)控制的激光器。尤其有利的是，所述激光器實(shí)施為垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）。通過(guò)激光器陣列的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)獲得優(yōu)點(diǎn)：所述結(jié)構(gòu)允許在受限的安裝空間中集成并且高度地降低了機(jī)械方面和控制技術(shù)方面的耗費(fèi)。使用VCSEL的優(yōu)點(diǎn)在于其高的可靠性和耐用性。

激光器陣列可以優(yōu)選由多個(gè)單陣列形成。在此有利的是，VCSEL陣列在其幾何形狀方面可以非常精確并且成本低廉地制造，由此允許了將單陣列相互精確地定位。因此，多個(gè)VCSEL單陣列可以共同裝配成一個(gè)較大的模塊式陣列。有利的是，激光器陣列可以在整個(gè)基材寬度上構(gòu)成。因此，為了在高生產(chǎn)速度的情況下制造折疊盒或者標(biāo)簽可以在整個(gè)基材寬度上進(jìn)行加工。

在根據(jù)本發(fā)明的裝置的特別有利并且因此優(yōu)選的改進(jìn)方案中，激光器陣列具有多個(gè)橫向于輸送方向并排設(shè)置的單陣列。激光器陣列具有多個(gè)沿著輸送方向前后相繼設(shè)置的單陣列。在有利的改進(jìn)方案中，單陣列相互錯(cuò)位地設(shè)置。尤其有利的是，激光陣列具有多個(gè)并排并且前后相繼錯(cuò)位地設(shè)置的單陣列。通過(guò)這種錯(cuò)位的布置方式以及多個(gè)單激光源，在激光器陣列內(nèi)部產(chǎn)生激光源的重合。因此，相鄰的激光源可以在加工基材時(shí)在更換故障的單陣列之前承接故障的單陣列的任務(wù)。非錯(cuò)位地布置單陣列也具有優(yōu)點(diǎn)：這些單陣列可以在故障的情況下簡(jiǎn)單并且成本低廉地更換。

在根據(jù)本發(fā)明的裝置的有利的改進(jìn)方案中，激光切割裝置具有設(shè)置在激光陣列與輸送平面之間的光學(xué)裝置。所述光學(xué)裝置可以例如如此實(shí)施，使得單激光束成束，以便實(shí)現(xiàn)局部功率增大。因此，相應(yīng)的單陣列特別是可以實(shí)施為內(nèi)聚耦合的二極管激光發(fā)射器陣列，所述二極管激光發(fā)射器陣列提供高的功率和高的功率密度。

在根據(jù)本發(fā)明的裝置有利的實(shí)施方式中，其機(jī)器控制裝置具有工作流-連接、標(biāo)準(zhǔn)接口和/或界面，用于輸入切割數(shù)據(jù)。在此，切割數(shù)據(jù)是指在基材上待實(shí)施的切割、切除、刻紋或者穿孔的幾何形狀和位置的數(shù)據(jù)。這些切割數(shù)據(jù)可以例如已經(jīng)由印刷前級(jí)提供。

在根據(jù)本發(fā)明的裝置的有利的實(shí)施方式中，其機(jī)器控制裝置與朝基材指向的攝像機(jī)、特別是CNN-攝像機(jī)連接。所述攝像機(jī)設(shè)置在激光切割裝置的上游并且用于檢測(cè)基材上的元素、例如單個(gè)印刷圖像、有用部分或者標(biāo)簽。在此實(shí)現(xiàn)檢測(cè)棱邊，從而通過(guò)激光切割裝置可以實(shí)現(xiàn)在正確的位置上自動(dòng)地加工基材。