利用激光给容器作标记的方法和设备技术

利用激光（２１８）给金属容器（１１２）的部分（１１８）或部件（１１６）设置标记（１１４）或标志。使用高速激光转向，在所选择的较短的时间周期内，在横向和纵向范围上对激光或激光脉冲定位，以避免减慢、停止或干扰其它容器或容器部件的制作处理。可在５０－１００毫秒内给用于容器开启突片的突片坯件（１１６）设置６－９个或更多的可见字符。该脉冲产生的尺寸和分辨率足以形成清晰、美观的任何标准印制机字符、以及其它的标志、设计、结构、背景和类似特征。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用激光给包括容器主体突片部分的容器作标记，尤其涉及在预定时间、例如制造处理暂停时间内能快速完成所需量的标记处理。作为容器制作、或在某些情况下作为容器填充或密封操作的一部分，出于各种目的需要在容器上设置标记，包括标识内容物、制作或使用的地点或日期、容器或容器部件的制造者、容器的类型或材料、提供商标、广告、促销等等。在某些情况下，彩票、竞赛形式的宣传信息、或其它有价值的标记或记号被设置或标记在容器或容器部件上。许多装置和方法已经用于标记容器。在一些情况下使用凸印或凹印。例如经冲压的凸印或凹印对于不同的字母或符号等情形会需要大量的不希望的库存工具，特别是无论何时需要改换工具(诸如改变要凹印或凸印的标记或符号、或在维护或修理时)都要关闭生产线并拆卸冲压机。当较频繁地改换符号时，例如当容器上的标记被用作最好具有很大差别的可能的标记或记号的竞赛或彩票的一部分时(例如，只有某些人是“大奖”的获得者时)，这种停机特别麻烦。另外，很难准确地控制凸印或凹印的深度，有时，太深的凸印或凹印会引起泄漏或损坏容器。因此，应提供制作容器或部件标记的方法，该方法允许以较高频率改变标记或记号、但不必为此停止或减慢生产线。另外，该制作容器或部件标记的方法在避免保存大量工具或模具的同时可以避免产生诸如标记过深的容器质量问题。另一个用于在容器或容器部件上设置标记的方法包括一个或多个印制处理。接触或压力印制有时用于在需要设置大量相同标记的容器上装饰或设置标记。但是，在由于许多部件的形状或位置(诸如容器开启突片)、或因为改变容器所印制条目的结构需要停止生产线和部分地拆卸接触印制装置以便以较高的频率改变标记时(例如，用于彩票或竞赛)，接触印制被认为对于很多部件是不实用的。在某些情况中，可用例如喷墨处理的非接触印制方法印制容器部件。虽然通过控制喷墨可以较频繁地改变标记，但是已经发现，已往喷墨处理和设备的可靠性较差，需要经常维护和修理。还发现喷墨处理易受到不希望的墨水分布或位置的影响，例如产生妨碍印制处理的墨水雾，从而在金属容器上产生不希望的标记、或导致设备故障。在一些情形中已经发现，在使用喷墨处理时，多达20％或更多的潜在生产时间要用于清洁、维护和/或修理。还发现，墨水难以牢靠地粘结到容器或容器部件上。另外，当喷墨处理或其它印制处理与竞赛彩票或提供其它有价证券或标志有关时，由于喷墨处理只能产生表面标记(不在容器本身上形成凹痕)，于是，为了认领竞赛或彩票奖金存在着伪造或改变标记的极大可能性。此外，为了保证质量、以免标记字符或记号变形，喷墨处理难以实现高速度。因此，应在减少与喷墨或其它印制处理有关的清洁、维护和修理时间的同时，特别是在允许较快地改变标记的同时，在容器或容器部件上产生高质量标记。前述容器标记过程中的某些或所有的问题对于金属容器或容器部件、诸如铝合金饮料容器(例如，可从Broomfield,Colorado的Ball公司得到的容器)或它们的突片或其它部件特别麻烦。与例如塑料容器或容器部件相比，至少由于金属容器的表面较硬、熔点或软化点较高，标记难以粘结到金属表面，所以对金属容器进行标记较难。因此，在某些容器材料中使用的装置和方法不能强制地用于其它容器材料。在大多数情况下，容器标记的功能或目的将很少使用那些费用实际超过常用方法的标记方法。所以，应当提供一种能经济地最好不使用过高成本或不超过常规容器标记生产、密封或处理费用的用于标记容器的方法和装置。本专利技术能够使用激光对金属容器或容器部件(包括例如容器主体、容器端部和容器突片)进行标记。在一个实施例中，激光器提供快速动作的光束转向和控制，以便在较短的时间周期内(例如，小于100毫秒，最好小于常规部件生产暂停时间的50毫秒)标记较多的字母或符号(例如，6个或更多，最好是9个或更多)，于是不必停止或减慢当前容器或部件的生产进程或生产设备。在一个实施例中，通过减小一个或多个转向镜的质量可实现激光束的高速转向。尽管减小了与较小反射镜尺寸有关的光束尺寸或孔径，但得到的装置能施加足够的功率强度以在金属(例如，铝)容器部件上形成可见标记。优选地，激光以高强度激光脉冲施加到容器区或部件。每个脉冲形成可见烧蚀区或点，点图案共同构成所需的符号或图像。于是，为了在小于预定时间周期内可完成字母或符号的所需数目，装置必需能在预定时间周期内施加用于形成全部所需字符的所有脉冲。在一个实施例中所提供的激光装置能至少以12千赫兹(kHz)的频率施加脉冲、同时提供足够的能量以使所有这些脉冲在金属容器部件上产生所需的点烧蚀。附图说明图1是本专利技术实施例的带有标记突片的容器端部的局部透视图；图2A是说明本专利技术实施例的突片坯件标记装置的部件的方块图；图2B是图2A所示装置的转向部件的方块图；图3是本专利技术实施例的部分被标记的突片坯件的局部平面视图；图4是说明本专利技术实施例标记方法的流程图。尽管本专利技术可用于在容器或容器的许多部分进行标记、以及标记许多容器形状和类型，但图1表示一个具有位于容器开启突片上的标记114的容器112的实例。在所示实施例中，突片116包含位于突片116中间的手指抓握部分的覆盖或薄板区(web region)118，在这个实施例中，薄板区118的一部分承载标记114。图1表示突片116沿向上的箭头112到达垂直位置，显露出突片的下侧面(图1中可见的表面)，在突片抬起的过程中，在金属罐端部126形成开口124。在图1的实施例中，图1可看到的突片的下侧面通常在容器打开前是看不到的，即该侧面保持与容器端部126的外(公共)表面相邻。突片的上表面在图1看不到，但在打开容器之前可以看到。所以，图1的实施例可用于提供奖金或其它广告标记或用于在容器打开前不必或不需看到标记的情况。不过，本专利技术也可用于标记容器的其它表面，这些表面包括突片上除中心薄板118外的下侧部分、突片的上表面部分、容器端部126的内或外表面部分(和/或图1局部视图中未示出的相对端部)、和/或容器主体128的内或外表面。当需要在容器开启突片116的一个或多个区域设置标记时，在一个实施例中，该标记同突片的形成一起设置。在许多情况下，通过将突片坯件的薄板送入成形设备而制成突片，该成形设备用已知的金属件加工方法将大致扁平的突片坯件制成所需形状突片。所用的金属件加工方法的一些实例包括冲压、精压、折叠和剪切。为了便于说明，与突片冲压或突片成形有关的方法应认为包括这些或其它已知的突片成形方法和设备。在图3所示的实施例中，突片坯件312具有足以在其预定纵向长度318a、b、c、d、e上(即，沿纵向或y方向的长度)形成三个突片的宽度314(即，横向或x方向)。虽然突片坯件312可以有很大的长度、例如薄板长度可以是3000米或更长，但是突片坯件312是有确定尺寸的，具体地它具有宽度314且每个预定长度318a、318e包含足够形成多个突片的材料，在所示实施例中包括足够形成三个突片的材料。所以，预定长度318a用于形成一个包含三个横向排列区324a、b、c的突片。在一个实施例中，突片坯件312以间断的方式输送或前进到突片冲压装置。根据这种间断地输送，在第一(或“前进”)周期中，突片坯件312以等于预定长度318a、b、c、d、e的纵向距离前进。而后，突片坯件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作上面具有可选择的图案的金属容器的方法，其步骤包括：提供容器主体和容器端部；控制激光束，以便至少在所述容器主体部件和所述容器端部的部件之一的所需区域进行烧蚀，其中，所述的可选择图案设置在所述的所需区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西J米勒，爱德华C米勒，
申请(专利权)人：鲍尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]