切割装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及改善的切割装置和改善的切割方法，特别是用于处理和切割刚性材料比如纸板等的片材，其中片材沿着第一方向以稳定的方式被供应和移动，并且激光切割单元(或至少所得激光束)沿着基本上垂直的第二方向移动，其中通过协调两个移动，期望的切割在片材中得到执行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】切割装置和方法
本专利技术涉及用于处理(瓦楞)纸板和/或其它材料等刚性材料的片材的改善的激光切割机器。本专利技术进一步涉及用于切割瓦楞纸板和/或其它材料等刚性材料的片材的改善的方法。特别地，本专利技术涉及用于制备包装或包封产品更特别是所谓的二级或三级包装的装置和方法。
技术介绍
历史上，行业和服务提供越来越多的可能性来用于包装和包裹的(家庭)递送。为此目的，常常必须使用预定格式的包裹，因为不可能在制作和/或发送包裹的每个位置(例如邮局)处理大量格式的包裹。因此，大多数情况下只存在有限数量的格式，并且因此根据包裹中的内容，它们占用的空间比必要的多得多。申请人在这方面注意到在许多商用情形中，包裹递送车辆的货物空间的大约40％并未被有效地使用，这从经济观点来说当然是不期望的，就效率而言也如此(可能的延迟和相关的成本，比递送包装所需的多的骑行，用于比严格所需的大的包装的较高成本，...)。因此，该问题的解决方案是提供更多数量的包装格式。这在一方面可能是极大的投资，而不确定这些格式将全部实际上被使用，并且在实践中，在大多数情况下，仍然将必须做出选择来提供基本(可能在一定程度上较大)的格式。因此更实用的解决方案看起来是允许原位定制创建期望的包装格式。作为结果，这需要存在一种切割机器，其能被编程以从刚性材料比如纸板或其它材料的片材切割大范围的形态。公知系统的一个示例已经在US7,045,740中被描述，其中激光切割系统被描述为具有适于沿着运送方向在运送方向的两个方向上运送材料的运送路径，以及能够处理输送带上的材料的激光切割单元。然而，该专利技术具有若干缺点，比如安全性、实际应用性、适当提供材料以在激光切割单元处进行切割等。公知系统的第二示例已经在EP0,224,113中被描述。然而，该文献描述更工业性的应用，并且绝不能安装在公共房间中。另外，该文献的专利技术专注于复合材料的切割，并且这种装置绝不旨在用于安装在办公室或公共房间中。根据US2015/148940的第三示例描述了一种用于以激光束处理纸板的高速装置，其中两个或更多个激光束被用于处理以恒定速度移动经过输送带的纸板，并且其中每个激光束被引导到特定加工区域。在这方面中，应该指出的是，这涉及呈巨大版本的用于重工业应用的系统，并且所述装置完全是不动的，因为实用问题以及涉及到安全性和健康(粉尘、烟气、...)，考虑到能量消耗，激光的大功率，输送带在没有极端缺点的情况下只能用于重工业环境中。另外，该应用将将总是需要复杂的输送带，考虑到它们被运送的高速度，通常在输送带处进行抽吸(抽真空)以保持纸板就位。另外，在该环境中，至关重要的是以片材被移动的恒定速度工作，这在实践中，对激光切割系统提出了极高的要求(还有非常高的速度和非常高的功率)，以便能够执行期望的处理。在US2007/199648中，也描述了公知的系统和方法来用于以激光切割系统处理纸板片材，然而，切割的优化再次仅以有限的方式被纳入考量，使用了明显地通用的输送带。最后，文献DE10328868涉及一种切割装置，其具有另一类型的运送系统，即在两侧夹紧纸板的辊。然而，这里相应的切割器是机械的(旋转刀具)，这是夹紧运送的原因，简单地是为了在以刀具系统进行处理期间保持片材。该文献的刀具系统还具有若干其它缺点，即非常高的磨损、较长的处理时间、不纯的处理操作(片材可能在边界处被损坏)等。这些系统和其它公知系统中的许多存在的问题是，它们是广阔和大型的设备，其常常也只具有有限的适用性(它们仅可处理一些格式)。由于可能期望的是在大量位置例如邮局提供这种系统，因此必须提供在经济上可行的替代物，其更能以可靠的(公共健康、安全等)方式放置在这种公共位置中。然而，公知系统(其中纸板的片材被放置在激光切割刀片上，然后一个或更多个激光器根据设定或输入的指令处理片材)是失败的，因为它们既大型又昂贵，并且更适于工业环境，其中已经施加了更严格的安全条件，其难以在每个公共房间(邮局)中以实用的方式实施。公知系统失败的第二方面是应对不同材料的灵活性。一些片材是较厚的、较薄的或具有局部不规则性(瓦楞纸板)，从而导致另一切割效果。因为重要的是限制激光器的能量消耗，所以至关重要的是确保片材在焦点中被激光束切割(因此其中待切割的片材被大致放置在激光束的焦点上)。由于它涉及紧凑的系统，与激光源的距离上的小波动就会造成到片材的转移功率的大变化，作为其结果，激光器可能在只应该弱化片材从而仅蚀刻掉一个层的地方切割片材，并且反之亦然。上述问题是在公共房间中以存在人的健康或不危及其它用途的方式安装这些系统。激光切割机器的使用一方面造成不期望的(有毒)气体，而且还造成烟气、粉尘(在处理纸板特别是瓦楞纸板时肯定如此)。因此应该在工人必须在其中例如度过一整天的繁忙房间中避免这种情形。该问题的解决方案可以是在分离的通风房间中安装激光切割机器，但这由于缺乏空间而常常是困难的，在市区(这里难以牺牲办公室空间来用于技术房间)中肯定如此。本专利技术旨在找到用于至少一些上述问题的解决方案。需要一种改善的切割装置和切割方法，其既是紧凑的，并且其又能以安全的方式在(办公室)工作环境或公共房间中使用，并且这优选地没有过高的附加成本。
技术实现思路
本专利技术在第一方面涉及一种用于切割刚性材料比如纸板特别是瓦楞纸板等的片材的改善的装置。该装置包括以下部分：a.运送系统，用于控制片材沿着运送方向从输入端向输出端的移动，其中所述片材处于平行于所述运送方向的运送平面中，优选地其中所述运送系统适于以受控方式沿所述运送方向的两个指向移动所述片材；b.切割系统，用于处理所述片材，其中所述切割系统包括用于生成一个或更多个激光束的一个或更多个激光器，并且包括用于控制所述激光束中的一个或更多个的一个或更多个光学系统，使得所述激光束中的一个或更多个的至少一部分沿着束方向切割所述运送平面，其中所述光学系统中的至少一个适于沿着切割方向移动切割所述运送平面的所述一个或更多个激光束，其中所述切割方向处于垂直于所述运送方向的平面中并且平行于所述运送平面；其中，所述运送系统适于在移动期间在至少两个夹持点或夹持区域处优选在4个或更多个夹持点或夹持区域处通过夹紧它们来夹持所述片材，使得在所述片材上沿着所述束方向相对于所述切割系统在所述片材的位置上存在最小的波动，其中所述束方向优选基本上垂直于所述运送平面。上述装置的第一优点是，它能以非常紧凑的方式制得，因为激光器(或光学系统)应该仅能够在一个维度上移动，其进一步能以非常简单的方式得到执行，相反于在两个维度上移动的部件。然而，因为片材相对于激光器(或光学系统)在其上移动的维度而言沿着第二维度被引导和移动，所以不再需要具有在两个维度上移动的激光器(或光学系统)以便使片材(或其它材料)的整个表面得到处理。以这种方式，有可能在有限的空间中安装装置，因为操作仅在非常有限的条带上被有效地执行，并且片材能往复移动。由于激光束的切割部分只能沿一个方向移动从而处于一个平面中，因此容易在这些位置在运送平面的两侧为运送系统提供开口，因此激光束能自由地切割。相反于来自技术现状的许多系统，本专利技术使用激光器来进行切割。考虑到激光处理，这一方面减少了被释放的粉尘以及废物，并且实际上破坏非常有限的区域，同时相邻部分经受非常少的影响，相反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于切割刚性材料比如纸板特别是瓦楞纸板的片材的装置，包括：a.运送系统，用于控制片材沿着运送方向从输入端向输出端的移动，其中所述片材处于平行于所述运送方向的运送平面中，优选地其中所述运送系统适于以受控方式沿所述运送方向的两个指向移动所述片材；b.切割系统，用于处理所述片材，其中所述切割系统包括用于生成一个或更多个激光束的一个或更多个激光器，并且包括用于控制所述激光束中的一个或更多个的一个或更多个光学系统，使得所述激光束中的一个或更多个的至少一部分沿着束方向切割所述运送平面，其中所述光学系统中的至少一个适于沿着切割方向移动切割所述运送平面的所述一个或更多个激光束，其中所述切割方向处于垂直于所述运送方向的平面中并且平行于所述运送平面；其特征在于，所述运送系统适于在移动期间在至少两个夹持点或夹持区域处优选在4个或更多个夹持点或夹持区域处，通过在所述夹持点或夹持区域处夹紧所述片材来夹持所述片材，使得在所述片材上沿着所述束方向相对于所述切割系统在所述片材的位置上存在最小的波动，其中所述束方向优选基本上垂直于所述运送平面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.09 BE BE2016/51721.用于切割刚性材料比如纸板特别是瓦楞纸板的片材的装置，包括：a.运送系统，用于控制片材沿着运送方向从输入端向输出端的移动，其中所述片材处于平行于所述运送方向的运送平面中，优选地其中所述运送系统适于以受控方式沿所述运送方向的两个指向移动所述片材；b.切割系统，用于处理所述片材，其中所述切割系统包括用于生成一个或更多个激光束的一个或更多个激光器，并且包括用于控制所述激光束中的一个或更多个的一个或更多个光学系统，使得所述激光束中的一个或更多个的至少一部分沿着束方向切割所述运送平面，其中所述光学系统中的至少一个适于沿着切割方向移动切割所述运送平面的所述一个或更多个激光束，其中所述切割方向处于垂直于所述运送方向的平面中并且平行于所述运送平面；其特征在于，所述运送系统适于在移动期间在至少两个夹持点或夹持区域处优选在4个或更多个夹持点或夹持区域处，通过在所述夹持点或夹持区域处夹紧所述片材来夹持所述片材，使得在所述片材上沿着所述束方向相对于所述切割系统在所述片材的位置上存在最小的波动，其中所述束方向优选基本上垂直于所述运送平面。2.如权利要求1所述的装置，其中，所述运送系统适于通过在所述夹持点或夹持区域中在所述运送平面的两侧夹紧所述片材来夹持所述片材，其中所述夹持点或夹持区域在所述一个或更多个激光器所在的一侧相对于所述光学系统在其上移动的轴线定位在固定距离处。3.如权利要求1或2中任一项所述的装置，其中，所述运送系统在所述运送平面的两侧包括至少两个夹持元件，所述夹持元件适于通过在所述运送平面的两侧在所述夹持点或夹持区域中夹紧所述片材来夹持所述片材，并且适于沿着所述运送方向以受控方式移动所述片材，并且其中所述夹持元件在所述运送平面的定位有所述一个或更多个激光器的第一侧相对于所述光学系统在其上移动的轴线定位在固定距离处，优选地其中所述夹持元件在所述运送平面的第二侧可移动地定位以通过夹紧所述片材来夹持所述片材。4.如前述权利要求1到3中任一项所述的装置，其中，所述装置包括用于抽吸杂质比如粉尘和/或烟气的抽吸系统，其中所述抽吸系统定位成使得所述抽吸系统定位得比所述一个或更多个激光器更靠近所述运送系统，优选地其中所述抽吸系统包括抽吸帽和过滤器。5.如前述权利要求1到4中任一项所述的装置，其中，所述运送系统包括辊系统，其中所述辊系统包括第一组辊和第二组辊，使得所述第一组辊和第二组辊能通过在所述第一组辊与所述第二组辊之间夹紧所述片材来夹持所述片材，并且能沿着所述运送方向优选沿所述运送方向的两个指向移动被夹紧的片材。6.如前述权利要求1到5中任一项所述的装置，其中，所述装置包括用于控制所述运送系统和所述切割系统的控制系统，其中所述控制系统适于从用于所述片材上的一个或更多个切割形态的一个或更多个指令中分配指令到若干片材上，使得基于所述片材的长度和宽度，能最佳地利用所述片材，优选地其中所述控制系统基于所述一个或更多个指令以数个公知的格式从若干片材中选择。7.如前述权利要求1到6中任一项所述的装置，其中，所述光学系统中的至少一个包括适于操控一个或更多个激光束的一个或更多个反射镜，其中所述一个或更多个激光束被至少部分地偏转，使得被偏转的激光束沿着所述束方向与所述运送平面相交。8.如前述权利要求7所述的装置，其中，所述反射镜中的一个或更多个沿着所述切割方向相对于所述运送系统可移动地安装，使得一个或更多个被偏转的激光束能沿着所述切割方向移动，并且由此被偏转的激光束基本上不改变方向。9.如前述权利要求1到8中任一项所述的装置，其中，所述切割系统和所述运送系统相对于彼此被调节成使得对所述片材的处理根据预定设计得以执行，即通过沿着所述运送方向移动所述片材并且沿着所述切割方向移动与所述运送平面相交的一个或更多个激光束的部分，优选地其中沿着所述切割方向移动与所述运送平面相交的一个或更多个激光束的部分是通过沿着所述切割方向移动一个或更多个光学系统的一个或更多个部分来致动的。10.如前述权利要求5到9中任一项所述的装置，其中，所述第一组辊包括至少两组辊，其中第一组的至少两组辊沿着所述运送方向彼此分离，使得在第一组的分离的辊组之间与所述运送平面相交的一个或更多个激光束的部分能沿着所述切割方向移动，并且/或者其中所述第二组辊包括至少两组辊，其中第二组的至少两组辊沿着所述运送方向彼此分离，使得在第二组的分离的辊组之间与所述运送平面相交的一个或更多个激光束的部分能沿着所述切割方向移动。11.如前述权利要求1到10中任一项所述的装置，其中，所述一个或更多个激光器被适配为使得所述激光束具有可调节的功率和/或可调节的工作机制。12.如前述权利要求1到11中任一项所述的装置，其中，所述装置适于被安装成使得一个或更多个激光束的切割所述运送平面的部分从下方传播到上方，优选地其中通过夹紧所述片材来夹持片材是在重力的影响下执行的。13.如前述权利要求1到11中任一项所述的装置，其中，所述装置适于被安装成使得所述运送平面基本上垂直于在所述装置的操作期间供所述装置放置到其上的基座。14.如前述权利要求1到12中任一项所述的装置，其中，所述装置适于被安装成使得所述运送平面基本上平行于在所述装置的操作期间供所述装置放置到其上的基座。15.如前述权利要求1到12中任一项所述的装置，其中，所述装置适于被安装成使得所述运送平面与在所述装置的操作期间供所述装置放置到其上的基座成一定角度。16.如前述权利要求1到15中任一项所述的装置，其中，所述装置包括用于至少部分地支撑所述片材的支撑表面，优选地其中所述支撑表面能至少在所述支撑表面的一侧被折出，并且更优选地其中所述支撑表面能在所述装置的输入端处和/或输出端处被折出。17.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：里克·鲁斯，
申请(专利权)人：菲特星斯公司，
类型：发明
国别省市：比利时,BE