CN105142881A - 薄膜压印设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有热压印装置(2)的薄膜压印设备(1)，所述热压印装置具有能加热的压印头(21)。在构成挤压力的情况下，将热压印薄膜(5)的设置在载体薄膜(52)上的转移层(51)转移到工件(4)的表面上。热压印装置(2)具有控制技术的输入端和输出端。所述薄膜压印设备(1)具有工业机器人(3)，所述工业机器人具有控制技术的输入端和输出端。所述热压印装置的控制技术的输入端和输出端和工业机器人的控制技术的输入端和输出端与控制单元(7)连接。所述工业机器人(3)构造成，使得该工业机器人：向热压印装置(2)输送工件(4)；将工件(4)定位在压印头(21)上；在工件(4)在压印头(21)上引导经过；以及，引导经压印的工件离开热压印装置(2)。也可以设定，工业机器人(3)将热压印装置(2)定位在工件(4)上。

Description

薄膜压印设备
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的薄膜压印设备。
背景技术
通过薄膜压印设备，利用压印轮将热压印薄膜转移到要装饰的工件的表面上，其中，工艺参数：压印温度、压印压力、压印时间对热压印的质量有影响。要装饰的工件例如可以是塑料工件。
在传统的热压印中，手动将塑料工件安放在与工件相适配的工件支座上并且在这里夹紧。接着，将带有夹紧的工件的工件支座移动到压印位置中并利用热压印薄膜对其进行压印。这种类型的薄膜压印设备由DE10159661C1已知。
按热辊印法沿具有彼此不同的压印面角度的三维轮廓对大型工件的热压印需要针对工件专门设计的压印装置，从而不同构成的工件不能用相同的压印装置来装饰。
发明内容
本发明的目的是，提供一种改进的能够通用地使用的压印装置。
根据本发明所述目的利用权利要求1的主题来实现。本发明提出一种薄膜压印设备，用于利用热压印装置将热压印薄膜的设置在载体薄膜上的转移层转移到工件的表面上，所述热压印装置具有能加热的压印头，热压印装置具有控制技术的输入端和输出端，其中设定，所述薄膜压印设备具有工业机器人，所述工业机器人具有控制技术的输入端和输出端，所述热压印装置的控制技术的输入端和输出端和工业机器人的控制技术的输入端和输出端与控制单元连接
并且所述工业机器人构造成，使得该工业机器人
-将工件向热压印装置输送，
-将工件定位在压印头上和/或沿压印头引导工件，以及
-引导经压印的工件离开热压印装置上，
或者
-将热压印装置向工件输送，
-将压印头定位在工件上和/或沿工件引导压印头，以及
-引导热压印装置离开经压印的工件。
根据本发明的薄膜压印设备的突出之处在于，设备与要压印的工件和/或热压印薄膜的适配基本上限于对用于热压印装置和/或工业机器人的控制软件的适配。通过这种仅是软件技术上的适配，薄膜压印设备能够较为灵活地与不同的几何结构和/或压印参数相适应。对此备选的、在先已知的对薄膜压印设备机械结构上的适配是复杂的，特别是对于具有特别复杂的要压印的几何结构的工件或者对于具有明显不同的要压印的几何结构的不同的要压印的工件而言是复杂的。
工业机器人还可以构造成，使得工业机器人将载体薄膜从转移到工件上的转移层上拉下。
工业机器人优选由具有特别是臂形的操作机，特别是机械手的装置构成。工业机器人优选还具有抓具和控制器。操作机和抓具的运动轨道优选是能够自由编程的。工业机器人可以具有一个或多个传感器，所述传感器向控制器发送信号。此外，工业机器人优选还设计成，使得工业机器人自动执行程序化的工作过程和/或也根据传感器信息在预先规定的界限内改变所述工作过程。这种传感器信息例如可以由距离传感器、运动传感器、用于温度或压力或光的传感器提供，或者例如也可以由检测薄膜末端并显示必要的薄膜更换的传感器提供。
可以设定，热压印装置具有设置在压印头上游的、具有薄膜引导滚轮的第一薄膜引导杆和设置在压印头下游的具有薄膜引导滚轮的第二薄膜引导杆，所述第一薄膜引导杆和第二薄膜引导杆与工业机器人配合作用。
各薄膜引导杆构造成弹性支承的和/或长度可调的摆动杆。摆动杆也可以构造成能气动调节、能电动调节和/或能液压调节的摆动杆。
备选地可以设定，各薄膜引导杆构造成摆动杆，所述摆动杆通过可电子控制的调节装置能摆动和/或能调节长度。由此，薄膜引导杆可以占据与通过工业机器人预先规定的工件位置相关的位置，以便在压印头和在下面说明的在压印头下游的冷却路段的区域内使得热压印薄膜始终贴靠在工件上。由此可以实现薄膜压印设备与不同的工件几何结构和/或不同的压印参数的适配。
第二薄膜引导杆的薄膜引导滚轮作为剥离边缘起作用，通过所述薄离边缘导出从转移层上剥离的载体薄膜。
可以设定，载体薄膜和转移层之间构成剥离角，所述剥离角在8°至135°、优选在10°至90°的范围内。所述剥离角可以通过薄膜引导杆和/或通过外部的能电子操控的调节装置来调整。根据所使用的压印薄膜、所使用的压印参数或工件材料，可以将对剥离角的适配用于改进压印质量。通过剥离角确定，载体薄膜如何从所施加的转移层上剥离或分离。这里重要的是，已经施加的转移层不受损坏或重新被剥离，并且当仅在局部表面施加转移层时，边缘区域不会或仅很少地发生松脱。
另外可以设定，在压印头和第二薄膜引导杆之间构成冷却路段。在通过冷却路段时，对转移到工件上的转移层进行冷却，使得转移层固定附着在工件的表面上并且从转移层上揭下载体薄膜不会导致转移层的损坏。冷却时间主要取决于冷却路段的长度和工件的进给速度。
可以设定压印头构造成压印轮。压印轮可以构造成用于利用光滑的表面整面地转移所述转移层。但压印轮的表面也可以是带有凸凹结构的，从而仅使转移层的一些区域发生转移。这些区域可以构成图案，例如文字或标志或其他几何形状形式的图案。压印轮可以具有由硅橡胶制成的表面，所述表面例如具有30°ShoreA至100°ShoreA的肖氏硬度，或者具有由金属，例如钢或黄铜制成的表面。
可以设定，压印轮构造成，使得压印轮与热压印薄膜和工件的进给同步地旋转。压印轮可以具有可控制的驱动装置。但压印轮也可以通过在热压印薄膜上移动经过的工件带动。
压印头也可以构造成板状的压印头。板状的压印头也可以是具有活动元件的压印头。板状的压印头可以具有由硅橡胶制成的表面，所述表面例如具有30°ShoreA至100°ShoreA的肖氏硬度，或者具有由金属，例如钢或黄铜制成的表面。
工业机器人可以具有机械手，所述机械手有4至15个自由度，优选有五至七个自由度。
机械手可以具有工件容纳部。
可以设定，工件容纳部构造成嵌入工件的梁。工件容纳部可以在其轮廓上与工件相适配。
工件容纳部可以具有真空吸头，所述真空吸头与工件的内侧配合作用。
工件容纳部还可以具有夹紧缸和/或工件顶出器，所述夹紧缸和/或工件顶出器与工件的内侧配合作用。
可以设定，工件容纳部和/或工件具有导向元件和/或传感器，所述导向元件和/或传感器实现工件容纳部和工件之间可重现的位置对应关系。
但工件容纳部也可以设有活动的元件，所述活动的元件能够根据工件轮廓调整。这种工件容纳部例如可以构造成具有抓握指部的抓具。
也可以设定，热压印装置设置在机械手上。这种实施形式例如可以设定为用于装饰板状工件的端侧。工件可以通过传送带输入和导出。
在机械手上和/或在热压印装置上可以设置定位装置。所述定位装置可以输出用于工业机器人和/或控制单元的控制信号。定位装置可以例如构造成光学定位装置，所述光学定位装置例如通过向工件照射的并由工件反射的激光射束工作。但也可以采用图像拍摄系统，例如具有图像处理软件的照相机，所述图像拍摄系统也可以单独地设置。
控制单元可以构造成中央控制单元。在这种情况下，控制单元作为所谓的“主装置”工作，而热压印装置和工业机器人作为所谓的“从装置”工作。“主装置”是上级的控制单元，向称为“从装置”的下级的控制单元发出动作指令并询问所执行的动作。
也可以不使用单独的控制单元，而是使工业机器人或热压印装置作为“主装置”工作。在这种情况下，控制单元可以集成在工业机器人或热压印装置中。例如热压印装置可以作为“主装置”工作，以便能够特别简单地与各种不同的工业机器人类型相适配。
控制单元可以设计成，使得控制单元这样操控工业机器人使得在压印期间以至少局部和/或暂时恒定的力将工件压向压印头或者反之亦然。所述力的值在工件的不同部分中可以是不同的。
可以设定，在机械手上和/或在工件容纳部上设置压力传感器，所述压力传感器与控制单元连接。控制单元或工业机器人的控制器优选具有调节器，所述调节器基于由压力传感器接收的数据以及必要是由其他传感器接收的数据这样操控机械手，使得在压印期间以恒定的力将工件压向压印头。
这种恒定的力对于在确定的时间段上总体上保持压印条件尽可能恒定是有利的，就是说，将压印力、压印温度与工件和/或压印头的恒定的进给速度一起保持恒定。但同样可能有利的是，根据工件几何结构局部地设置不同的力，这例如是因为在工件上局部地存在不同的表面特性或者压印面局部地发生变化。例如有利的是，在要压印的表面较大时提高压印力，或者在要压印的表面较小时降低压印力。对此的一个例子是工件要压印的边缘，所述边缘的宽度是局部变化的。
就是说，工件表面的压印条件并且由此还有压印力应保持恒定的部分特别是具有统一的表面特性，例如粗糙度或材料或辐射吸收能力。此外，压印面沿这个部分优选是恒定的。
此外有利的是，控制单元这样操控工业机器人，使得在压印期间以这样的力将工件压向压印头或反之亦然，所述力与工件的要压印的面或工件相应要压印的部分的表面特性和/或尺寸相关。
特别是用以将工件压向压印头或相反的力恒定的工件部分优选是指工件表面的一个部分区域，其中，表面的表面特性在一个或多个参数方面是恒定的，特别是在表面粗糙度、表面的材料特性和/或表面的光学特性(例如吸收能力、颜色)方面是恒定的。
对于控制技术的通信可以采用总线系统，所述总线系统使得可以在各个控制部件之间进行持续的通信，包括理论-实际比较。由此可以进行实施控制。
附图说明
现在根据实施例来详细说明本发，其中：
图1示出根据本发明的薄膜压印设备的第一实施例的透视图；
图2示出图1中的薄膜压印设备沿图1中的观察方向II的正视图；
图3示出图1中的工件容纳部的正视图；
图4示出图3中的工件容纳部的透视图
图5示出图4中的工件容纳部连同所容纳的工件的透视图；
图6示出图1中的薄膜压印设备沿图1中的观察方向VI的正视图；
图7示出根据本发明的薄膜压印设备的第二实施例的示意图；
图8示出图1的薄膜压印设备的控制单元的第一实施例的框图；
图9示出图1的薄膜压印设备的控制单元的第二实施例的框图；
图10示出图1的薄膜压印设备的控制单元的第三实施例的框图；
图11示出带有拉伸机构而没有摇摆机构的薄膜压印设备的第一示意图；
图12示出带有拉伸机构和带有摇摆机构的薄膜压印设备的第二示意图。
具体实施方式
图1和2示出薄膜压印设备1，所述薄膜压印设备1包括热压印装置2和工业机器人3，所述工业机器人将未压印的工件4从存放装置6输送到热压印装置2并将已压印的工件4从热压印装置2导出。
在薄膜压印设备1中，通过加热的压印头至少局部地将热压印薄膜5的转移层51(见图6)转移到工件4上。转移层51例如可以是装饰层，所述装饰层例如可以具有木材饰板的效果。转移层51设置在载体薄膜52上。此外可以在载体薄膜52和转移层51之间设置分离层，所述分离层使得转移层51从载体薄膜52上的剥离变得容易。转移层51可以特别是具有多个装饰层，例如不透明或半透明或透明的彩色层和/或金属化的层和/或外观可变的层。附加地，可以设置用于提高转移层51对外部影响的耐抗性的保护层和/或用于改善其他各层之间的粘附的增附层。转移层51可以附加地或备选地具有功能层，特别是光学和/或电和/或电子上的功能层，例如由金属、半导体或不导电的层构成的功能层。所述功能层例如可以电的或电子的器件、天线元件、电极、光敏层、发光层、辐射极化层、荧光层、磷光层或类似的层。装饰或功能层可以例如由热塑性或辐射硬化的聚合物构成。载体薄膜52例如可以是聚对苯二酸乙二醇酯(聚对苯二酸乙二醇酯＝PET)薄膜，但也可以是透明或部分透明的其他塑料薄膜，例如由聚烯烃，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙稀(PVC)、聚苯乙烯(PS)，聚酯(PE)和/或聚碳酸酯(PC)制成的薄膜或者例如由PMMA、聚酰胺或聚酰亚胺制成的薄膜。
工业机器人3具有机械手31，所述机械手在所示实施例中在五个自由度上能运动。所述机械手31也可以具有多于或少于五个自由度。在机械手31的端部段上设置工件容纳部32。工件容纳部32构造成梁，在所述梁上设置真空吸头32s、夹紧缸32k和工件顶出器32a。图3和4示出工件容纳部32处于这样的位置，在该位置中，工件容纳部能够放置到工件4上，以便抓持工件。图5示出带有所容纳的工件4的工件容纳部32，这里工件容纳部设置在构造成空心成型件的工件4中。工件4通过真空吸头32s抽吸并通过夹紧缸32k夹紧在工件容纳部32上。工件顶出器32a使已压印的工件4重新从工件容纳部32上松开。
在图1至6所示的实施例中，热压印装置2构造成滚轮压印装置，在所述滚轮压印装置中，压印头构造成压印轮21。但可以设想具有板状压印头的热压印装置。板状的压印头也可以是具有活动元件的压印头。
工业机器人3在压印面的所有部分中这样定位要压印的可能具有三维压印面的工件4，使得压印面至少局部地平行于热压印薄膜5并且至少局部地平行于压印轮31的圆周定向。
工业机器人3将工件4压到压印轮21上并且在此时施加压印力或者在压印面中产生压印压力。压印轮21在所示实施例中例如作为刚性支座起作用。但压印轮21也可以是弹性地支承的，并且由此在必要时能略微回缩。在另一个实施形式中，压印轮21可以在其位置和方位上液压地、气动地、电动地和/或机械，自动和/或手动地调整，以便同样与过程以及与构件几何结构相适配。机械手31优选可以构造成具有力或压力传感器并且通过指向压印面的进给运动产生压印力。这里，所产生的压印力优选在确定的时间段上或在工件表面的确定部分上是恒定的，以便与其余压印参数：温度和工件的进给速度一起实现恒定的总体条件。在另一个、特别是相邻的部分中或者在另一个确定的时间段中可以重新设定另外的恒定的条件，这也能包括设置为不同的、恒定的压印力。
接着，工业机器人3引导工件4在压印轮21上经过，就是说，工业机器人执行工件4的进给。
压印参数：压印温度、压印压力或压印力、压印时间或进给速度和冷却时间对热压印的质量有重要影响。
所述三个特征性工艺参数的以下的数值范围已经得到验证：
压印温度：160℃至220℃，优选190℃至210℃；
压印力：600N至1600N，优选900N至1200N；
进给速度：1.2m/min至6m/min，优选3m/min至3.5m/min。
在压印热压印薄膜5之后，要求通过冷却路段a(见图6)。在通过冷却路段a时，热压印薄膜5转移到工件4上的转移层51被冷却，使得转移层51不再能从工件4上分离。此后，可以将载体薄膜52从所施加的转移层51上揭下，而不会造成所施加的转移层51的质量损失。
图6具体示出热压印装置2的结构。
热压印薄膜5设置在存储卷筒22上并且通过第一松紧调节器23。松紧调节器23是这样的装置，该装置保持薄膜拉力恒定。松紧调节器23具有固定在底架上的转向滚轮和弹簧加载的转向滚轮，所述转向滚轮由热压印薄膜5S形地包绕。在松紧调节器23的下游设置第一薄膜引导杆24。该薄膜引导杆24在其一个端部段上能摆动地支承并在其另一个端部段上具有一个或多个导向滚轮24r，通过所述导向滚轮，热压印薄膜5可选地根据具体要求被引导。薄膜引导杆24在其长度上是可调的，如图6中通过直线的方向箭头示出的那样。
薄膜引导杆24在压印轮21之前就已经使热压印薄膜5贴靠在工件4上。薄膜引导杆24可以构造成弹簧加载的、气动可调的、电动可调的和/或液压可调的杆或者通过能电子控制的调节装置摆动和/或沿其纵轴线缩回和伸长。在曲线移动时，薄膜引导杆24确保，热压印薄膜5可以以相应的先行段和跟随段绕工件4的整个角部范围贴靠并压印。
在薄膜引导杆24的下游设置压印轮21。经加热的压印轮21使在压印轮21和工件4之间通过的热压印薄膜5升温，从而施加在转移层51上的热塑性粘结剂被激活以及必要时使得载体薄膜52和转移层51之间可选的分离层被激活并将转移层51固定在工件4上。如果采用无凸凹型廓的压印轮21，则可以将整个转移层51转移到工件4上，以便例如装饰板材的棱边。但例如如果工件4上的棱边略窄于热压印薄膜5时，这里转移层51也可以仅部分地转移到工件4上，这对于在将热压印薄膜5供应给压印轮21时补偿误差可能是有利的。但也可以设置有凸凹型廓的压印轮21，所述压印轮仅将转移层51的一些区域转移到工件4上。被转移的区域例如可以构成一个图案。
压印轮21的圆周速度在数值上等于热压印薄膜5和工件4的进给速度，就是说，所述两个部分之间的相对速度等于零。
在压印轮21的下游设置第二薄膜引导杆25,。在第二薄膜引导杆25的引导滚轮25r上将载体薄膜52从转移到工件4上的转移层51上剥离，同时不会使转移层51的已转移的区域被剥离。在载体薄膜52和所施加的转移层51之间构成剥离角α，所述剥离角例如可以在8°至135°、优选10°至90°的范围内。应设置的剥离角α可以与热压印薄膜5的材料特性和/或进给速度相关。引导滚轮25r和在压印轮21与热压印薄膜5之间构成的直线形接触区域之间的距离构成上面所述的冷却路段a。
在第二薄膜引导杆25的下游设置第二松紧调节器23和卷绕滚筒26。
为了控制热压印装置2和工业机器人3设有电子的控制单元7。控制单元7可以例如设置在热压印装置2上，如图1所示。
控制单元7实现以下方法过程：
a)工业机器人3移动到接收位置并通过真空吸头32s和夹紧缸32k抓握在存放装置6中提供的未压印的工件4.
b)工业机器人3连同工件4向热压印装置2移动并在压印轮廓行程中用至少局部或临时恒定的压印力沿预先规定的工件轮廓在加热的压印轮21上对工件4进行压印。
c)在压印轮廓行程中使两个薄膜引导杆24这样运动，使得在曲线行程中以及在平直的面行程中，热压印薄膜5在压印之前和之后在任意时间都贴靠在工件4上。
d)在压印之后，工业机器人3连同工件4移动经过冷却路段a，此时热压印薄膜5贴靠在工件上。
e)在冷却路段的末端，将载体薄膜从转移到工件4上的转移层51上剥离。
f)工业机器人3移动到存放位置并使经压印的工件4从工件容纳部32上分离：
-使夹紧缸32k收回，
-关闭真空吸头32s，
-工件顶出器32a推压工件4离开工件容纳部32。
g)工业机器人3移动回到其初始位置。
各个运行状态的通信可以通过工业机器人3和热压印装置2的控制技术的输入端和输出端进行。
图7示出薄膜压印设备1的第二实施例，其中热压印装置2设置在机械手31上并且压印轮21挤压到工件4上，所述工件设置在构造成运输和存储装置的存放装置6上。
在热压印装置2上设有定位装置8，用于相对于工件3对热压印装置2进行位置精确的定位。工件4可以是板状的工件，其边缘区域用热压印薄膜5的转移层装饰。定位装置8可以输出用于工业机器人3和/或控制单元7的控制信号。
在图7所示的实施例中，定位装置8构造成光学定位装置。由定位装置8发出并由工件4反射的光线用8s表示。所述光线这里可以是激光射束。定位装置8也可以设置在机械手31上或者集成在机械手中。如果所述定位装置是产生图像的定位装置，则定位装置8也可以构造成单独的装置，所述装置例如这样安装，使得定位装置对工业机器人3和存放装置6进行图像拍摄。
但定位在控制技术上同样可以通过在工业机器人3的工作区域内的空间坐标来实现。
图8示出控制单元7的第一实施例的框图。
控制单元7构造成中央控制单元。热压印装置2和工业机器人3通过控制输入端2e或3e和控制输出端2a或3a与控制单元7连接。通过对控制单元7的编程，薄膜压印设备1能够例如根据工件4的几何结构和热压印薄膜5的材料特性进行设置。控制单元7作为所谓“主装置”工作，而热压印装置2和工业机器人3作为所谓的“从装置”工作。“主装置”是上级的控制单元，向被称为“从装置”的下级控制单元发出动作指令并查询动作的执行。
也可以省去单独的控制单元，而是使工业机器人3或热压印装置2作为“主装置”工作。在这种情况下控制单元7集成在工业机器人3或热压印装置2中，如图9和10所示。
图11详细示出热压印装置2的一种可选的示意性结构。
热压印薄膜5设置在退绕卷筒33上并且此后通过第一拉伸机构34。拉伸机构34是这样的装置，该装置保持薄膜拉力恒定，或者能够实现热压印薄膜5的预卷绕和/或退卷绕。拉伸机构34具有可调的挤压辊34p和拉伸辊34z，所述挤压辊和拉伸辊通过皮带传动机构驱动，所述皮带传动机构与马达连接。在拉伸机构34的下游设置第一薄膜引导杆24。薄膜引导杆24在其一个端部段上能摆动地支承，而在其另一个端部段上具有一个或多个引导滚轮24r，可选地根据具体要求，例如根据具体的部分几何结构，通过所述引导滚轮引导热压印薄膜5。薄膜引导杆24在其长度上是可调的，如图6中通过直线的方向箭头示出的那样。
薄膜引导杆24在压印轮21之前就使热压印薄膜5贴靠到工件4上。薄膜引导杆24可以构造成弹簧加载的、气动可调的、电动可调的和/或液压可调的杆或者通过能电子控制的调节装置摆动和/或沿其纵轴线缩回和伸长。在曲线移动时，薄膜引导杆24确保，热压印薄膜5可以以相应的先行段和跟随段绕工件4的整个角部范围贴靠并压印。
在薄膜引导杆24的下游设置压印轮21。经加热的压印轮21使在压印轮21和工件4之间通过的热压印薄膜5升温，从而施加在转移层51上的热塑性粘结剂被激活以及必要时使得载体薄膜52和转移层51之间可选的分离层被激活并将转移层51固定在工件4上。如果采用无凸凹型廓的压印轮21，则可以将整个转移层51转移到工件4上，以便例如装饰板材的棱边。但如果工件4上的棱边略窄于热压印薄膜5时，这里转移层51也可以仅部分地转移到工件4上，这对于在将热压印薄膜5供应给压印轮21时补偿误差可能是有利的。但也可以设置有凸凹型廓的压印轮21，所述压印轮仅将转移层51的一些区域转移到工件4上。被转移的区域例如可以构成一个图案
压印轮21的圆周速度在数值上等于热压印薄膜5和工件4的进给速度，就是说，所述两个部件之间的相对速度等于零。
在压印轮21的下游设置第二薄膜引导杆25,。在第二薄膜引导杆25的引导滚轮25r上将载体薄膜52从传递到工件4上的转移层51上剥离，同时不会使转移层51的已转移的区域被剥离。在载体薄膜52和所施加的转移层51之间构成剥离角α，所述剥离角例如可以在8°至135°、优选10°至90°的范围内。应设置的剥离角α可以与热压印薄膜5的材料特性和/或进给速度相关。引导滚轮25r和在压印轮21与热压印薄膜5之间构成的直线形接触区域之间的距离构成上面所述的冷却路段a。
在第二薄膜引导杆25的下游设置第二拉伸机构和卷绕卷筒35。
在图11中，松紧调节器23通过拉伸机构34代替。松紧调节器通常是不可调的。通过松紧调节器的机械悬挂装置一次性调整到希望的拉力。拉伸机构34相反地在拉力方面并其必要时也在力的时间分布上是能电子地精细调节的。已经证实，特别是在压印圆形工件4时，薄膜5的冷却路段有时是不足的。在压印圆形部件时，在压印轮21和工件之间仅存在线状接触。如果薄膜5通过松紧调节器23张紧，则薄膜5几乎直接在线状接触之后就发生分离，由此实际上不存在冷却路段并且使压印受到不利影响。如果手动降低薄膜拉力，则薄膜5实际上松弛地以垂片的形式悬挂在压印的工件4上并形成冷却路段。只有在一段时间之后，薄膜5才几乎自行地从工件上松脱。这可以通过拉伸机构控制，就是说，薄膜拉力是时间上变化的，由此根据部分几何结构尽可能好地构成所述冷却路段。这里尤其是(在卷绕时)第二拉伸机构34是重要的。薄膜供应中的第一拉伸机构仅是可选的并且可以由松紧调节器替代。这里精细控制并不是非常重要。
图12详细示出热压印装置2的另一个可选的示意性结构。
热压印薄膜5设置在存储卷筒22上并且然后通过第一松紧调节器23。松紧调节器23是这样的装置，所述装置保持薄膜拉力恒定。松紧调节器23具有固定在底架上的转向滚轮和弹簧加载的转向滚轮，所述转向滚轮由热压印薄膜5S形地包绕。在松紧调节器23的下游设置第一拉伸机构34。拉伸机构34是保持薄膜拉力恒定的装置或者能够实现热压印薄膜5的预卷绕和/或退卷绕。拉伸机构34具有可调的挤压辊34p和拉伸辊34z，所述挤压辊和拉伸辊通过皮带传动机构驱动，所述皮带传动机构与马达连接。在拉伸机构34的下游设置第一薄膜引导杆24。薄膜引导杆24在其一个端部段上能摆动地支承，而在其另一个端部段上具有一个或多个引导滚轮24r，可选地根据具体要求，例如根据具体的部分几何结构，通过所述引导滚轮引导热压印薄膜5。薄膜引导杆24在其长度上是可调的，如图6中通过直线的方向箭头示出的那样。
薄膜引导杆24在压印轮21之前就已经使热压印薄膜5贴靠在工件4上。薄膜引导杆24可以构造成弹簧加载的、气动可调的、电动可调的和/或液压可调的杆或者通过能电子控制的调节装置摆动和/或沿其纵轴线缩回和伸长。在曲线移动时，薄膜引导杆24确保，热压印薄膜5可以以相应的先行段和跟随段绕工件4的整个角部范围贴靠并压印。
在薄膜引导杆24的下游设置压印轮21。经加热的压印轮21使在压印轮21和工件4之间通过的热压印薄膜5升温，从而施加在转移层51上的热塑性粘结剂被激活以及必要时使得载体薄膜52和转移层51之间可选的分离层被激活并将转移层51固定在工件4上。如果采用无凸凹型廓的压印轮21，则可以将整个转移层51转移到工件4上，以便例如装饰板材的棱边。但如果工件4上的棱边略窄于热压印薄膜5时，这里转移层51也可以仅部分地转移到工件4上，这对于在将热压印薄膜5供应给压印轮21时补偿误差可能是有利的。但也可以设置有凸凹型廓的压印轮21，所述压印轮仅将转移层51的一些区域转移到工件4上。被转移的区域例如可以构成一个图案。
压印轮21的圆周速度在数值上等于热压印薄膜5和工件4的进给速度，就是说，所述两个部件之间的相对速度等于零。
在压印轮21的下游设置第二薄膜引导杆25。在第二薄膜引导杆25的引导滚轮25r上将载体薄膜52从传递到工件4上的转移层51上剥离，同时不会使转移层51的已转移的区域被剥离。在载体薄膜52和所施加的转移层51之间构成剥离角α，所述剥离角例如可以在8°至135°、优选10°至90°的范围内。应设置的剥离角α可以与热压印薄膜5的材料特性和/或进给速度相关。引导滚轮25r和在压印轮21与热压印薄膜5之间构成直线形接触与之间的距离构成上面所述的冷却路段a。
在第二薄膜引导杆25的下游设置第二拉伸机构34、第二松紧调节器23和卷绕滚筒26。
对于控制技术的通信可以采用总线系统，所述总线系统实现各个控制部件之间的持续的通信，包括理论-实际比较。由此可以实时地协调压印轮21、热压印薄膜5、机械手和引导滚轮24r的运动。
附图标记列表
1薄膜压印设备
2热压印装置
2a控制输出端
2e控制输入端
3工业机器人
3a控制输出端
3e控制输入端
4工件
5热压印薄膜
6支承装置
7控制单元
8定位装置
8s光束
21压印轮
22存储卷筒
23松紧调节器
24第一薄膜引导杆
24r引导滚轮
25第二薄膜引导杆
25r引导滚轮
31机械手
32工件容纳部
32a工件顶出器
32k夹紧缸
32s真空吸头
34拉伸机构
34p挤压辊
34z拉伸辊
35卷绕卷筒
51转移层
52载体薄膜
a冷却路段
α剥离角

Claims (20)

1.薄膜压印设备(1)，用于利用热压印装置(2)将热压印薄膜(5)的设置在载体薄膜(52)上的转移层(51)转移到工件(4)的表面上，所述热压印装置具有能加热的压印头(21)，热压印装置(2)具有控制技术的输入端和输出端，其特征在于，所述薄膜压印设备(1)具有工业机器人(3)，所述工业机器人具有控制技术的输入端和输出端，所述热压印装置(2)的控制技术的输入端和输出端和工业机器人(3)的控制技术的输入端和输出端与控制单元(7)连接，并且，
所述工业机器人(3)构造成，使得该工业机器人：
-向热压印装置(2)输送工件(4)，
-将工件(4)定位在压印头(21)上和/或在压印头(21)上沿压印头引导工件，以及
-引导经压印的工件离开热压印装置(2)，
或者
-向工件(4)输送热压印装置(2)，
-将压印头(21)定位在工件(4)上和/或在工件(4)上沿工件引导压印头，以及
-引导热压印装置(2)离开经压印的工件(4)。
2.根据权利要求1所述的薄膜压印设备，其特征在于，工业机器人(3)还构造成，使得工业机器人将载体薄膜(52)从转移到工件(4)上的转移层(51)上拉下。
3.根据权利要求1或2所述的薄膜压印设备，其特征在于，热压印装置(2)具有设置在压印头(21)上游的、具有薄膜引导滚轮(24r)的第一薄膜引导杆(24)和设置在压印头(21)下游的、具有薄膜引导滚轮(25r)的第二薄膜引导杆(25)，所述第一薄膜引导杆和第二薄膜引导杆与工业机器人(3)配合作用。
4.根据上述权利要求之一所述的薄膜压印设备，其特征在于，各薄膜引导杆(24、25)构造成弹性支承的和/或长度可调的摆动杆。
5.根据权利要求2或3所述的薄膜压印设备，其特征在于，各薄膜引导杆(24、25)构造成摆动杆，所述摆动杆通过能电子控制的调节装置能摆动和/或能调节长度。
6.根据权利要求3至5之一所述的薄膜压印设备，其特征在于，第二薄膜引导杆(25)的薄膜引导滚轮(25r)作为剥离边缘起作用，通过所述剥离边缘导出从转移层(51)上剥离的载体薄膜(52)。
7.根据权利要求6所述的薄膜压印设备，其特征在于，载体薄膜(52)和转移层(51)之间构成剥离角(α)，所述剥离角在8°至135°、优选在10°至90°的范围内。
8.根据上述权利要求之一所述的薄膜压印设备，其特征在于，压印头构造成压印轮(21)。
9.根据权利要求8所述的薄膜压印设备，其特征在于，压印轮(21)构造成，使得压印轮与热压印薄膜(5)和工件(4)的进给同步地旋转。
10.根据上述权利要求之一所述的薄膜压印设备，其特征在于，在压印头(21)和第二薄膜引导杆(25)之间构成冷却路段(a)。
11.根据上述权利要求之一所述的薄膜压印设备，其特征在于，工业机器人(3)具有机械手(31)，所述机械手有4至15个自由度，优选有五至七个自由度。
12.根据权利要求11所述的薄膜压印设备，其特征在于，机械手(31)具有用于容纳工件(4)的工件容纳部(32)。
13.根据权利要求12所述的薄膜压印设备，其特征在于，工件容纳部(32)构造成嵌入工件(4)的梁。
14.根据权利要求12或13所述的薄膜压印设备，其特征在于，工件容纳部(32)具有真空吸头(32s)，所述真空吸头与工件(4)的内侧配合作用。
15.根据权利要求12至14之一所述的薄膜压印设备，其特征在于，工件容纳部(32)具有夹紧缸(32k)和/或工件顶出器(32a)，所述夹紧缸和/或工件顶出器与工件(4)的内侧配合作用。
16.根据权利要求12至15之一所述的薄膜压印设备，其特征在于，工件容纳部(32)和/或工件(4)具有导向元件和/或传感器，所述导向元件和/或传感器实现工件容纳部(32)和工件(4)之间可重现的位置对应关系。
17.根据权利要求11所述的薄膜压印设备，其特征在于，热压印装置(2)设置在机械手(31)上。
18.根据权利要求17所述的薄膜压印设备，其特征在于，在机械手(31)上和/或在热压印装置(2)上设置定位装置(8)。
19.根据上述权利要求之一所述的薄膜压印设备，其特征在于，控制单元(7)构造成，使得控制单元这样操控工业机器人(3)，使得在压印期间以至少局部和/或暂时恒定的力将工件(4)压向压印头(21)或者反之亦然。
20.根据权利要求19所述的薄膜压印设备，其特征在于，在机械手(31)上和/或在工件容纳部(32)上设置压力传感器，所述压力传感器与控制单元(17)连接。
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