[发明专利]在连续运动的扁平材料上切割,打孔或雕刻周期性花样的方法和设备

说明书

本发明涉及一种方法，它借助于至少一个来自至少一个射束偏转系统的可控制的激光束，在连续运动的扁平材料尤其是复合材料上，通过此扁平材料的局部汽化切割、打孔或雕刻周期性的花样，其中，每个激光束从一固定点出发相对于扁平材料沿两个互相垂直的方向x和y运动，以及，本发明还涉及一种相应的设备。

由EP 0 357 841 A1已知一种借助于激光束造成规定断裂线/穿孔的方法。在那里，一个可控制的激光束用于局部汽化一部分单层或多层的包装材料，为的是在连续运动的包装材料上制成重复的图像/花样。采用这种已知的方法不能实施迅速的速度变换。制作花样的起动信号通过检测在包装材料上周期性印刷的图像发生。以此方式使制成的线条/孔洞与在料幅上存在的印刷图案一致。

由于在已知的方法中需要有用于控制激光扫描系统的印刷图案，所以不可能加工未印刷的材料。此外，当料幅上的印刷有缺陷时，由于取决于印刷图案而导致要借助于激光束制作的线或孔的有缺陷的加工。

在已知的设备中，表面速度用一种增量式旋转传感器测定。在制作切口或打孔的过程中调整激光束的焦距，使焦点始终相同。与此同时借助于对依据图案的控制信号的反馈，检查在包装材料上的周期性图像，以便能制造含有相对于周期性图样标记的切口。

此外，还已知激光束偏转系统，其中为了偏转激光束采用镜式检流计系统，后者同样是已知的。在这方面例如可参阅FR 25 76 836 A1，其中介绍了一种激光系统，它沿x方向和y方向是固定的，只有沿z方向是可变的，以便调整激光束的焦距。

本发明的目的是设计和进一步改进用于在连续运动的扁平材料上周期性花样的切割或打孔，使得即使在未印刷材料上也能在任意速度下制作含有相对于弯边或翻边的标志的花样。

尤其是料幅速度应能达到300m/min。

在方法方面通过下列步骤达到上述目的：

-检测扁平材料的运动速度；

-在运动的扁平材料上加上弯边或翻边并检测其位置；

-根据通过检测弯边或翻边产生的同步脉冲和检测到的扁平材料的运动速度，控制用于实施切割、打孔或雕刻过程的射束偏转系统；以及

-根据所测定的扁平材料的运动速度和所测定的弯边和翻边，监控每个激光束的射束位置/射束强度。

加弯边或翻边以及检测其位置也可以是一个单一的过程，如在附图所表示的实施形式中的情况那样。

在本发明的一种有利的设计中，监控和调整制成的花样相对于被加上的弯边或翻边的位置。

为达到本发明在设备方面的目的采取的措施是：设有一个测定扁平材料速度的元件；至少设有一冲压工具用于在运动的扁平材料中加上弯边或翻边；以及，冲压工具设有增量传感器，借用于它可检测冲压工具边缘相对于扁平材料的位置，由此发出一个同步脉冲用于控制一个或多个射束偏转系统，后者实施切割、打孔或雕刻过程。

采用按本发明的设备，在弯边或翻边与切割或激光打孔或激光雕刻之间与速度无关地造成一种含有标记的关系。因此与在前面曾介绍的先有技术中的不同，也可以在未印刷的料幅上制造切口、打孔或雕刻。

此外，按本发明设有一些装置，借助于它们监控和调整制成的花样相对于加上的弯边或翻边的位置。适用于此的尤其是一种图像处理系统。

增量传感器连接在用于制造弯边或翻边的轧辊形冲压工具上，可以与检查加上的弯边或翻边的位置相结合准确测定表面速度。为此沿轧辊圆周设增量传感器测定冲压工具的位置以及确定工具或工具边缘的零位。

在按本发明的设备中，冲压工具沿扁平材料的运行方向或布置在激光器前面或也布置在激光器后面。冲压工具和射束偏转系统之间在地点上的错开可达若干米。在此区域内出现的伸长现象可通过确定拉力/压力差借助于控制计算机补偿，所以可达到相对于穿孔图形精确轮廓的准确度≤0.5mm。通过改变用于表面速度的增量传感器的计数脉冲与冲压工具处的增量传感器的计数脉冲之差，可以沿料幅运行方向或逆料幅运行方向将要制作的花样按0.01mm的步距移动或定位。

按本发明的方法是特别有利的，因为实际上空白的或未印刷的材料可以制有相应的孔型或雕刻，在它们相对于各个不断重复的包装料坯的弯边或翻边的位置方面始终有保持不变的规定的方位或布局。