CN1053021A - 在基板上涂敷标志特别是在风挡板周边及其邻近部位涂敷着色边框的方法及系统 - Google Patents

Abstract

在基板上涂敷标志的方法，例如在风挡板上涂敷 着色边框。把一种液态物质涂敷到基板的概略表面， 被涂敷的部位包含有要覆盖该标志的精确表面，这种 液态物质受到预定的电磁辐照作用后凝结并粘附在 基板上，使要覆盖上述标志的已涂敷的精确表面暴 露，进行辐照，使涂敷物凝固并粘附到基板上，清除未 受辐照的涂敷物质。

Description

本发明是关於在基板上涂敷标志的方法及系统，具体说本发明是用於在风挡板周边及其邻近部位涂敷着色边框，其操作叙述如下：

直到不久前，汽车风挡板在汽车上的安装方式大多数还是在风挡板的四周边缘上粘上橡胶密封圈或密封环並藉此与车体安装风挡板的孔口部相结合，把上述这种橡胶密封圈粘贴在风挡板上是人工操作的，很难实现自动化。近年来这种人工粘贴密封圈已被在风挡板周边及其邻近部位涂敷标志的方法所替代，这种涂敷上的不透明塑料的边框既是一种使风挡板与车体粘结住的粘结物，也用作密封以防止水通过风挡板与车体的连接处渗入，此外还是沿风挡板四周边的装饰条。

在风挡板的周边及其邻近部位涂敷上述着色边框通常是用丝网漏印法，然而，这种丝网漏印工艺通常还是人工操作的，对於不同形状和尺寸的风挡板需用不同的模型或网罩，此外也需要不少的原材料和花费相当长的时间来完成周边涂敷层。

本发明的目的是提供一种在风挡板结合周边及其邻近部位涂敷着色边框的方法及系统，这种方法及系统比通常的丝网漏印技术易於实现自动化。

本发明提供了一种在风挡板沿结合周边及其邻近部位涂敷着色边框的方法，这种方法包括以下操作工序：

（a）.把一种液态物质涂敷到风挡板的外周边及其邻近的概略表面，风挡板上被涂敷的部位包含有要覆盖上述着色边框的精确表面，这种液态物质受到予定的电磁辐照作用后凝结並粘附在风挡板上;

（b）.使要覆盖上述着色边框的已涂敷的精确表面暴露，受上述予定的电磁辐射的照射引起涂敷物的凝固並粘附在风挡板上;

（c）.清除未受上述电磁波辐照的涂敷物质，在辐照工序中使用的电磁波最好是紫外线，在涂敷工序中使用的液态物质是一种能经紫外线照射后自行凝固並粘附在风挡板上的材料。

所叙述的最佳实施例中，涂敷的操作是用一个喷头沿风挡板的四周边移动並把涂敷物大体上喷涂在风挡板外周边及其邻近部位。

所叙述的一个实施例中，辐照操作是通过一个掩模，它仅在相应於要覆盖着色边框精确表面的区域才能让电磁波穿过。还对另一些实施例作了叙述，在这些实例中电磁辐射波是激光，有的是使激光束沿着风挡板的四周边偏转照射，有的是使激光束沿风挡板周边移动。

本发明也提供了一种在风挡板周边及其邻近部位涂敷着色边框的系统，它包括有实现上述操作的喷涂设备，辐照设备及清洗设备。

本发明提供的方法及系统比通常采用的丝网漏印工艺更易於实现自动化，成本降低、手工操作减少，因而适用於对风挡板喷涂着色边框的大量生产。

从以下叙述中可以清楚地了解到本发明更详尽的特点和优点，此处仅举实施例並结合附图对本发明进行叙述。

图1及1a-1c示出按本发明的方法风挡板周边及其邻近部位喷涂着色边框的4个阶段;

图2示出按图1，1a-1c所示按本发明的风挡板周边及其邻近部位喷涂着色边框的全套系统;

图3a，3b和3c分别示出图2所示系统中喷涂机的正视、侧（端）视及俯视图;

图4示出喷涂机中定位装置的局部放大图，在辐照机中也有相同的定位装置;

图5a和5b分别示出图2中的辐照机侧（端）视和正视图;

图6a，6b和6c示出辐照机中三种不同形式的照射系统的概略图;

图7a和7b分别示出图2所示系统中清洗机的正视和侧（端）视略图;

图8示出图2中的全系统自动控制方框图;

图9示出喷涂机的自动控制方框图;

图10示出辐照机的控制方框图;

首先参阅图1和1a-1c，这些图示出了按本发明的在随后作为风挡板的基板的四周边上喷涂着色边框的不同阶段。图1所示的风挡板代号为WP，它是切割成形磨削至规定的形状和尺寸后但还未在其周边及其邻近部分喷涂着色边框前的外形，如前所述，这种目前通常用丝网漏印法喷涂的边框是使风挡板粘结到车体上並起密封防止渗水的作用。

按本发明，这种着色边框喷涂操作过程中的各种形态分别以图1b-1c表示。

如图1a所示风挡板外周边喷涂的部位包含有要覆盖着色边框的精确表面已喷涂上液态物质，图上以CS表示，这种液态物质一旦受到特定的电磁波如紫外线或红外线辐照后凝结並粘附在风挡板WP上。液态物质的喷涂可以不必很精确，但至少应包含要覆盖着色边框的精确表面在内，接着如图1b所示，WP上的精确表面暴露在选定的电磁波（如紫外线）中受其照射引起喷涂物质CS沿风挡板的精确表面上凝固並粘附在风挡板上如图上CS₁所表示，其余未经电磁辐照的喷涂物质不凝固也不粘附在风挡板上，这部分图中以CS₂表示，下一步操作如图1c所示，用清洗的方法把未经电磁辐照的喷涂物质（图1b中CS₂所示）清除掉，仅剩下经辐照凝固並已粘附在风挡板上的喷涂物质CS₁。

图2所示是可用於执行上述图1a-1c操作工序的全套系统。简要地说，图2所示系统包括：一台送进风挡板WP的送料机2;一台执行相应於图1a所示喷涂操作的喷涂机4;一台执行相应於上述图1b所示工序的辐照机6;一台执行相应於上述图1c所示清洗工序的清洗机8及一台卸下相应於上述图1c中所示已覆盖有着色边框的风挡板的卸料机10，上述每台机器都装有传送带，它在计算机控制下把风挡板从一台机器自动地送往下一台机器並自动地控制喷涂、辐照及清洗等各项操作。

图3a-3c及图4所示的喷涂机4包括有基架12，12上支承有用来承放待喷涂的风挡板的水平工作台14，一付传送带16（见图4）在工作台14台面的上方通过，传送带16把每块风挡板送往台面上的喷涂区由滚子18与风挡板WP的前导边缘碰触定位，当风挡板WP已由喷涂区的滚子18定好位置（该位置最好在工作台14的中部）並在该位置由一个可相对於缸体20伸缩运动的活塞19与风挡板WP的上端面接触，使WP抵靠在台面上对面的壁板22上实现定位夹紧。滚子18的恰当位置是根据待喷涂风挡板WP的具体形状和大小选定的，它的位移是通过下述的自动控制送进螺杆24的运动实现的，与风挡板WP下端缘抵靠接触的壁板22最好用合适的塑料制作，例如聚四氟乙烯（特氟隆）（标志为TM），滑动架26安装在水平工作台14的上方並可沿X轴向移动，即沿台面的纵向移动，另一支架28支承在滑动架26上，它可沿Y轴方向移动即沿台面的横向移动，支架28上装有喷头30，它高悬於工作台上表面的上方，並通过支架26沿X轴向运动及支架28沿Y轴向的运动使喷头处在相应於台面上的任一选定位置。X轴向滑动架26由一付位於工作台14两侧的滑轨32所支持，通过X轴向驱动电机MX带动一根送进螺杆34使26移动至相应於台面上选定的位置，而Y轴向支架28安装在沿着X轴向滑动架26的一侧横向伸展的滑轨36上，並由Y向驱动电机MY带动沿工作台的Y轴方向移动至选定的位置，第三个电机在图4中用MZ表示，它用来驱动送进螺杆24以实现控制止挡滚子18的定位，正如上述，滚子18的位置确定了风挡板WP在喷涂区所处的位置，这是根据待喷涂风挡板的形状和大小确定的。从供料箱40向喷头30供给喷涂物质。通过以上叙述可以看出，当一块风挡板WP处於水平工作台14的上表面上由滚子18定位（见图4）並由活塞19把WP压靠在壁板22上，通过X轴电机MX及Y轴电机MY的驱动，喷头30可以移至风挡板上方任意选定的位置並把供料箱40内的喷涂物质喷涂到风挡板上表面需要的部位上，如上述並参阅图1a，受控的喷头30把喷涂物质不很精确地喷涂在风挡板外周边及其邻近部位，如图1a上用CS表示的边缘部位，喷涂区域CS包含的表面应足够大，它至少应包含风挡板上由图1b上所示出的周边区CS₁的全部表面，因而並不要求有精确的表面喷涂图形控制。当风挡板WP在喷涂机4内在不精确的周边区CS（见图1a）已喷涂上喷涂物后就继续前移被送进辐照机6（见图5a和图5b），WP上已涂覆的精确表面受一种特定的电磁波辐照（紫外线或红外线）因而使喷涂上的物质凝固並粘附在风挡板上。喷涂物质可以是目前任一种紫外线放射治疗用的可使风挡板的周边着黑色边框的液体，喷涂物的粘度应足够小，使之易於喷涂，而且它呈液态时能溶解於某种溶剂，但它呈固态时在同一溶剂中不溶解，这种物质的一些例子如丙稀酸盐以及如美国专利4，100，141所叙述的物质，一种适用的溶剂如异丙基。

除紫外线外其他类型的辐射线也可用於使喷涂物凝固，例如十八（烷）基丙烯酸受紫外线照射时只有轻微的聚合作用，但受到电子束作用时可以聚合（凝固），此外聚2，3-二氯-1丙基丙烯酸盐在X射线束作用下能很好聚合（凝固）。

辐照机6（参阅图5a和图5b）也包含有基架50，它支承着一个水平工作台52，它接纳承放从喷涂机4送过来的风挡板WP，辐照机工作台52的上表面与图4中所示的喷涂机工作台14的上表面构造相同，它也包含有一付传送带16用来传送位於工作台上表面上的风挡板，可选择定位的滚子18用来确定风挡板的位置以及活塞19，它把风挡板抵靠在工作台对侧的壁板22上，如图5a和图5b所示的辐照机还包括有高悬於工作台52上方的箱罩54，隔板56把箱罩分隔成上隔舱58和下隔舱60，上隔舱58内装有一套带电磁辐照源的光学系统。通过下隔舱60的电磁辐射直接照射在承放在工作台52上的风挡板WP的上表面上。上隔舱58内的光学系统包括有一个电磁辐照源62，一个准直透镜64，一个透镜组66及一个使电磁波偏转並照射到下隔舱60内的风挡板WP一个掩模70插入於透镜64和66之间，它的作用是使风挡板形成着色边框的精确图型（见图1b中的CS₁），因而掩模70上对於从辐照源62送来的电磁波构成喷涂物的精确边框CS₁的相应部位是透光的（不屏蔽），而其余的部位都是屏蔽的不让电磁波通过。隔板56保护风挡板WP不受额外无关光线的照射，即挡住了除电磁辐照源62通过掩模70来的辐射线以外的任何其他光线。

图5a及5b中所示的辐照机6还包括有贮片盒72，其中装有一组有周边图型的掩模70，分别相应适用於系统能处理的各种不同形状及大小的风挡板。任一适用的掩模是通过选择器挑选出来，这种选择器可以是和通常用的滑动式选片机结构相同，它在图中用代号74示出，它选出的掩模插入透镜64和66之间。

上述图5a所示的光学系统更具体地从图6a中示出，从图中可见电磁辐射波例如紫外线来自照射源62a，它由镜68偏转直接照射到风挡板WP的表面之前先穿过准直透镜64，掩模70及透镜组66，风挡板上受辐照暴露的精确图形CS₁是由掩模70上的透光部分图形CS^′ ₁来保证的，在这方案中，受辐照暴露的完整图形的形成是由辐照源62送来的电磁波在同一时间内通过掩模的缝隙照射得到的，因而辐照源应有较高的功率。

图6b示出另一种可以适用的光学系统，这种方案中受辐照暴露的图形不是在同一时间由辐射源62送来的电磁波照射形成的，而是使辐射源沿着掩模上的透光图形CS^′ ₁移动並照射形成的，因而避免了使用高功率的辐照源，为此目的，图6b示出的光学系统中辐射源62b是可移动的，沿X轴向的移动是由电动机Ma驱动实现的，而电动机Mb驱动辐照源沿Y轴方向移动，上述两个电动机控制了辐照源沿着掩模70上的暴露图形CS^′ ₁运动並由此在风挡板WP的上表面上映描出精确图形CS₁。图6c示出另一种适用於风挡板WP上精确暴露图形光学系统的方案，此方案中光源62c最好是用激光，它产生的激光束由一付透镜64a和64b产生偏射並不断跟踪掩模70上的图形CS^′ ₁，偏射透镜64a和64b分别由电动机M₁和M₂驱动並各自沿X轴和Y轴方向运动，来自激光源62c激光束也因而沿着X轴和Y轴方向移动完成偏射跟踪运动。不论是图6b中的辐照源沿着图形移动跟踪还是图6c中的辐照源（例如激光束）沿需要的图形偏转跟踪，由於图形由掩模70精确地限定了，这样可以使用相对而言较宽波束的辐照源，假若用窄的辐照波束特别是用激光束的情况下可能可以省掉如图6b和图6c中所示系统中掩模70，例如辐照源是用激光的情况下，激光源本身可以由X-Y方向的驱动电机Ma，Mb驱动（图6b）或者它的光束由X-Y方向的驱动电机M₁，M₂控制的偏射镜64a，64b所偏转，都可实现在风挡板WP的表面上直接映描出精确图形，而並不需用掩模70。

当风挡板在喷涂机中被喷涂上呈不精确的图形CS（见图1a）以及在辐照机6中经辐照暴露得到精确图形CS₁后（见图1b）就继续送往清洗机8，在清洗机8中把需要的图形CS₁以外的喷涂物CS₂清洗掉，仅剩下需要的图形CS₁所表示的部分（见图1c），清洗机8更具体地在图7a和图7b中示出，它包含有一个基架80，它用来支承承放传送带送来的（图上未表示）风挡板WP的水平工作台82，传送带的安装和图4中的传送带16相同，清洗机8还有一个罩壳84，其内装有多个清洗刷86，每个刷子上还带有喷咀88，它用来向风挡板上喷射一种液体，也就是用来溶解未受辐照的喷涂物的溶剂，但对已受辐照暴露的喷涂物不起溶解作用。因而，相应于图1b中所示未经辐照的物质CS₂在清洗机中被清洗掉，仅剩下按精确图形范围内的覆盖层CS₁並粘附在风挡板上。

图7a和图7b中所示的清洗机8的出料端包括有一个刷滚90，它用来使风挡板离开机器前再刷洗一次，並有一个空气乾燥器91，它把温的或热的空气吹到风挡板上使风挡板离开清洗机前完全吹乾。

图8示出用主计算机92全面控制喷涂机和辐照机的方框图，计算机93是控制喷涂机4的，而加一个计算机94用来控制辐照机6，这两个计算机93和94可以是用在CNC（计算机数字控制）设备标准型的计算机，它们都通过RS₂₃₂总线与主计算机92交换指令信息，主计算机92又由一个操纵台96来操纵控制，它允许按照待处理风挡板的形状，大小及其他参数把相应的数据送入主计算机。清洗机不必专门配备一台计算机，但若认为需要也可以配上一台，它也受主计算机控制。

图9示出喷涂机的计算机93，而图10示出辐照机的计算机94，喷涂机的计算机93如图9中所示包含有CNC控制器100，它又有一个操作屏102。计算机93与主计算机通过RS₂₃₂总线联系，控制器100，控制着电机MX使滑动架26沿X轴向移动，它也控制电动机MY使支架28沿Y轴向移动，控制器100还控制电机MZ，並通过送进螺杆24使滚子18移动（见图4）而使待处理的风挡板WP按其形状及大小在喷涂机内精确定位，上述的控制既受到通过RS₂₃₂总线来自主计算机92的信息（见图8），也通过喷涂机控制器100的操作屏102输入的数据来控制。喷涂机控制器100也控制着一系列的其他操作，称之为“M-功能”控制器100可以通过电气柜104控制夹持活塞19的运动使风挡板在喷涂机中被夹持固定，也控制传送带的驱动电机MCb，一个用来控制送液体物质至喷头30的液流阀106，及控制送空气至喷头的空气阀108，此外喷涂设备还可以在工作台14上提供一个定位传感器PS用来感受风挡板在喷涂区的正确定位，这个传感器把信号送入电气柜104以控制传送带电机MCb。

图10所示控制辐照机6的计算机94也包含有带操作屏112的控制器110，控制器110也可以配备遥控起动组合114。该计算机94也通过RS₂₃₂总线与主计算机联系，它依次控制辐照源62，选片机74（见图5a），辐照机中驱动传送带的电机MCb及使风挡板在辐照机定位处实施夹紧固定的活塞19′（相应於图4中的活塞19）。

上述的操作过程最好在一块风挡板上实施，也就是构成层压风挡板最外面一块的外表面在往内板上层压以前实施。

本发明通过一个最佳实施例作了描述，其中包括一些不同的修改方案，也可以理解本发明还可以有很多其他的变化、修改和应用范畴。

Claims (25)

1、在一块基板上涂敷标志的方法，其特征在于：

(a).以一种液态物质涂敷到包含需覆盖上述标志的精确表面在内的基板概略表面上，该物质受到予定的电磁辐照后，能凝固起来並粘附在基板上；

(b).使已涂敷物质的要覆盖上述标志的精确表面暴露在上述予定的电磁辐射中引起上述的涂敷物质凝固並且粘附在基板上；

(c).清除未暴露於上述电磁辐照的表面上的上述涂敷物质。

2、按权利要求1所述的方法，其特征在于，基板是风档板，而标志是风档板周边及其邻近部位的着色边框。

3、按权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，辐照暴露操作中所用的电磁波是紫外线，上述涂敷操作中所用的液态物质是一种经紫外线辐照后，能凝固並粘附在基板上的物质。

4、按权利要求1、2和3中任一项所述的方法，其特征在于所述的涂敷操作是用的喷涂法。

5、按权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的喷涂操作是用一个喷头在基板的概略表面上喷涂，喷头是沿着标志的概略图形移动的。

6、按权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述的暴露操作是使电磁辐射通过一个掩模投射到涂敷物质上，该掩模只有在相应於覆盖上述标志的精确表面的部分才能让电磁辐射通过。

7、按权利要求6所述的方法，其特征在于暴露操作中所用的电磁辐射波是来自可见光源。

8、按权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于暴露操作中所用的电磁辐射波是来自激光。

9、按权利要求8所述的方法，其特征在于暴露操作的实施是使激光束沿标志的概略图形偏转照射。

10、按权利要求8所述的方法，其特征在于，暴露操作的实施是使激光束按相应於标志的概略图形的路径移动。

11、按权利要求1-10中任一项所述的方法，其特征在于，清除的操作包括向基板上喷射一种液体，这种液体是一种能溶解未经辐照暴露的涂敷物，但不能溶解已辐照暴露的涂敷物的溶剂及把未经辐照暴露的涂敷物清洗掉。

12、在一块基板上涂敷标志的系统，其特征在于：

（a）.涂敷设备，它用於在基板上包含要覆盖上述标志的精确表面在内的概略表面涂敷液态物质，该液态物质经予定的电磁辐射波照射后凝固並粘附在基板上;

（b）.暴露设备，它包括有一个产生上述予定的电磁辐射波的辐射源，它用於使已涂敷上物质的要覆盖上述标志的精确表面受上述辐照暴露引起上述涂敷物质凝固並粘附到基板上;

（c）.清除设备，它用来清除掉上述未受电磁辐照暴露部分的涂敷物质。

13、按权利要求12所述系统，其特征在于，基板是一块风档板，用上述涂敷设备涂敷的标志是风档板周边及其邻近部位的着色边框。

14、按权利要求13所述系统，其特征在于所述的涂敷设备包括有一个喷头。

15、按权利要求13或14中任一项所述系统，其特征在于：所述的涂敷设备还包括有使喷头沿标志图形移动的x向y向驱动装置。

16、按权利要求12-15中任一项所述系统，其特征在于，所述的涂敷设备进一步还包括一种把基板送往涂敷区的传输带;一个使基板在涂敷区精确定位的可移动调节的定位器及一个把基板在涂敷区夹紧固定的夹持器。

17、按权利要求12-16中任一项所述系统，其特征在于，所述的暴露设备包括有一个投射器，它用来使电磁波通过一个掩模映射到涂敷物质上，该掩模仅在相应於要覆盖有标志的精确表面的部分才能让电磁波通过。

18、按权利要求17所述系统，其特征在于，所述的暴露设备还包括一个内装有一组掩模的贮存盒及按照要在基板上涂敷的标志的外形轮廓挑选映射掩模的选片机。

19、按权利要求12-18中任一项所述系统，其特征在于，所述的暴露设备进一步还包括一种把基板送往暴露区的传送带，一个使基板在暴露区精确定位的可移动调节的定位器及一个把基板在暴露区夹紧固定的夹持器。

20、按权利要求12-19中任一项所述系统，其特征在于所述的电磁辐射源是紫外光源。

21、按权利要求12-20中任一项所述系统，其特征在于所述的电磁辐射源是一种可见光源。

22、按权利要求12-20中任一项所述系统，其特征在于所述的电磁辐射源是一种射出激光束的激光源。

23、按权利要求22所述的系统，其特征在于，所述的暴露设备还包括有使激光束相应於上述标志的图形轮廓偏转照射的偏转装置。

24、按权利要求22所述系统，其特征在于，所述的暴露设备进一步还包括有驱动激光束沿相应於上述标志的图形轮廓移动的x-y向驱动装置。

25、按权利要求12-24中任一项所述系统，其特征在于，所述的清除装置包括有一个用来向基板喷射一种液体的喷射器，所喷出的液体对於未经辐照暴露的涂敷物质是一种溶剂，但不能溶解已经受辐照暴露的涂敷物质。

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