CN106696474A - 一种瓶盖、激光打标装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种瓶盖、激光打标装置和方法，瓶盖是掺入了激光助剂粉的塑料瓶盖，在激光的作用下，激光助剂迅速变色，使得激光标记的轨迹和未标记区域产生明显的色差，达到激光标记的作用。由于使用波长相比紫外更长的红外光纤激光器，对添加了珠光粉的塑料瓶盖进行标记，由于采用的是红外的激光器，主要是热作用，使得掺入塑料的珠光粉迅速变色，没有打断分子之间的分子键，也没有产生新的有异味的附着物，故没有产生异味的表面附着物，相比紫外设备赋码的瓶盖，卫生环保，没有异味。红外光纤激光打标机为红外光纤激光器，红外光纤激光器包括激光打标装置水冷红外光纤激光器。
Description
技术领域
本发明属于生活用品激光打标的技术领域，具体涉及一种瓶盖、激光打标装置和方法。
背景技术
消费品领域的饮料或者瓶装水塑料瓶盖激光标记一般采用紫外激光器进行标记，使用266nm-355nm激光器，由于激光器的波长较短，直接打断塑料材质的分子键，改变材质表面的属性，打码颜色对比度高，但是由于紫外激光器将材料表面分子键打断，在这个过程中，塑料表面产生了颜色的变化，同时产生了异味附着在塑料瓶盖的表面，为了消除这种异味，需要通过复杂特殊的清洗和长时间的静置消除异味，整个过程时间相对较长，影响到了生产的效率，所以饮料瓶盖厂家和市场迫切需要一种能够直接生产无味瓶盖的激光赋码装置。
发明内容：
本发明的目的是提供一种瓶盖、激光打标装置和方法，可以使赋码后的瓶盖没有气味残留的效果，解决了困扰矿泉水、纯净水以及等液体食品激光赋码瓶盖存在异味的问题，以克服背景技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种瓶盖，瓶盖采用带有激光助剂的塑料制成，激光助剂包括珠光粉，瓶盖上设有激光赋码。
较佳地，激光助剂的重量占制成瓶盖塑料品重量的0.5％至30％，
一种对上述瓶盖进行赋码的激光打标装置，包括用于输送瓶盖的传送带，还包括设置在传送带旁的红外光纤激光打标机，红外光纤激光打标机包括光具座，光具座上设有聚焦透镜，聚焦透镜设置在传送带上方，激光光束通过聚焦透镜朝传送带发射；红外光纤激光打标机不设扩束镜；振镜的通光孔径为6mm～25mm；聚焦透镜的打标幅面为70mm～300mm。
一种上述瓶盖进行激光赋码的激光打标方法：在瓶盖注塑成型过程中注入激光助剂，使激光助剂均匀分布在瓶盖中；激光助剂包括珠光粉；通过控制器控制红外光纤激光打标机发出激光光束到瓶盖上，使瓶盖上相应位置的塑料品中的激光助剂变色，在瓶盖上进行打标赋码。
较佳地，激光助剂的重量为瓶盖重量的0.5％～30％。
较佳地，将红外光纤激光打标机功率范围设置在100w-300w之内。
较佳地，将红外光纤激光打标机中心波长范围设置在1055nm-1075nm之内。
较佳地，将红外光纤激光打标机脉宽范围设置在30ns-400ns之内。
较佳地，将红外光纤激光打标机光斑直径范围设置在6mm-9mm之内。
较佳地，将红外光纤激光打标机单点脉冲能量设置在10毫焦以内。
本发明的有益效果在于：本实施例所述的瓶盖是掺入了激光助剂粉的塑料瓶盖，激光助剂是添加在塑料品中融合在一起，在激光的作用下，激光助剂迅速变色，使得激光标记的轨迹和未标记区域产生明显的色差，达到激光标记的作用。本发明进行标记的瓶盖读码率高，只需将瓶盖轻轻一抖，或者是自然放置5秒钟，就很难用鼻子闻到标记产生的异味。由于使用波长相比紫外更长的红外光纤激光器，对添加了珠光粉的塑料瓶盖进行标记，由于采用的是红外的激光器，主要是热作用，使得掺入塑料的珠光粉迅速变色，没有打断分子之间的分子键，也没有产生新的有异味的附着物，故没有产生异味的表面附着物，相比紫外设备赋码的瓶盖，卫生环保，没有异味。红外光纤激光打标机为红外光纤激光器，红外光纤激光器包括激光打标装置水冷红外光纤激光器。水冷红外光纤激光器使用水冷却系统对激光器进行冷却，确保激光器稳定工作。
附图说明
图1为本发明实施例一所述瓶盖的结构示意图，
图2为本发明实施例一所述瓶盖赋有点阵二维码的示意图，
图3为本发明实施例二传送带与储盖机构、理盖机构、分拨机构、检验机构、剔除机构和分装机构之间的连接机构示意图。
图4为图3的右视图；
图5为本发明实施例二所述红外光纤激光打标机的结构示意图。
图中：1-瓶盖，1.1-二维码，2-传送带，3-红外光纤激光打标机，3.1-光具座，3.2-聚焦透镜，3.3-振镜，3.4-机柜，3.5-打标控制板卡，3.6-激光器升降支架，3.7-激光电源，3.8-工控机，4-储盖机构，5-理盖机构，6-分拨机构，7-检验机构，8-剔除机构，9-分装机构，10-风送机构。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
实施例一
瓶盖1采用带有激光助剂的塑料制成，激光助剂包括珠光粉，激光助剂的重量占制成瓶盖1塑料品重量的0.5％至30％，瓶盖1上设有激光赋码，激光赋码包括二维码等。
本实施例所述的瓶盖1是掺入了激光助剂粉的塑料瓶盖1，激光助剂是添加在塑料品中融合在一起，在激光的作用下，激光助剂迅速变色，使得激光标记的轨迹和未标记区域产生明显的色差，达到激光标记的作用。
本实施例所述的塑料瓶盖包括PP、PE、PVC、ABS、TPU、TPE、TPV、TPR、PBT、PET、PC、PA、POM、PEI、尼龙、环氧树脂等材料制成的塑料瓶盖。
本实施例以PE制成的塑料瓶盖中含2％的珠光粉，瓶盖重1.5克，含有0.03克的珠光粉；以PP制成的塑料瓶盖中含1％的珠光粉，瓶盖重1.5克，含有0.015克的珠光粉；以PVC制成的塑料瓶盖中含3％珠光粉，瓶盖重1.5克，含有0.045克珠光粉。
实施例二
一种对上述瓶盖1进行赋码的激光打标装置，包括用于输送瓶盖1的传送带2，还包括设置在传送带2旁的红外光纤激光打标机3，红外光纤激光打标机3包括光具座3.1，光具座3.1上设有聚焦透镜3.2，聚焦透镜3.2设置在传送带2上方，激光光束通过聚焦透镜3.2朝传送带2发射。
在传送带2旁设有数个红外光纤激光打标机3，各个红外光纤激光打标机3沿传送带2依次设置。
红外光纤激光打标机3为红外光纤激光器，红外光纤激光器包括激光打标装置激光打标装置水冷红外光纤激光器。水冷红外光纤激光器使用水冷却系统对激光器进行冷却，确保激光器稳定工作。
红外光纤激光打标机3的功率为100W至300W，典型的应用就是200W脉冲激光器。红外光纤激光打标机3功率范围设置在100w-300w之内；中心波长范围设置在1055nm-1075nm之内，本实施例优选1064nm；脉宽范围设置在30ns-400ns之内，典型应用值在60ns，200ns；光斑直径范围设置在6mm-9mm之内，，典型的值为8mm，不使用扩束镜；单点脉冲能量设置在10毫焦以内，典型值在6毫焦到8毫焦之间。
红外光纤激光打标机3不设扩束镜；红外光纤激光打标机3的振镜3.3为高速振镜3.3头，振镜3.3的通光孔径为6mm～25mm，扫描振镜3.3的镜片大小为8.5mm-25mm范围内；聚焦透镜3.2为石英材料制成，聚焦透镜3.2的打标幅面为70mm～300mm，焦距为160mm-180mm左右。
传送带2为真空吸附皮带；还包括依次设置的储盖机构4、理盖机构5和分拨机构6，分拨机构6的出口与传送带2的输入端连接；还包括在传送带2输出端依次设置的检验机构7、剔除机构8和分装机构9。
通过上述的机构本装置赋码时的方式可以是静态激光打码，也可以是在线动态飞行激光打码。
红外光纤激光打标机3包含机柜3.4、激光器、激光电源3.7、光具座3.1组件、打标控制板卡3.5、高速振镜3.3以及聚焦透镜3.2、激光器升降支架3.6、工控机3.8、传感器、在线速度检测编码器等。
本实施例的使用方法包括使用红外光纤激光打标机3静态赋码，和用于流水线上进行动态飞行标刻。其中动态飞行标刻可以有多种方式，可以直接压注塑后的流水线，也可配套瀑式理盖传送，风送以及星轮真空皮带以及视觉检测剔除和自动分箱装置的产线，进行在线飞行激光赋码的方式。
本实施例结合效率较高的自动化理盖输送在线飞行激光赋码检测剔除自动分箱的方式进行说明。具体步骤如下：
操作员将注塑或者压塑完毕的瓶盖1通过储盖系统的开口处倒入储盖机构4的漏斗，储盖进料皮带运动将皮带上的瓶盖1送入瀑式理盖机中。瀑式理盖机皮带开始运转，通过筛选将开口朝外的瓶盖1提升到理盖机构5顶部，并用压缩空气将瓶盖1送入特定的轨道，进入风送机构10。风送机构10在气流的作用下，迅速将瓶盖1送入到分拨机构6的星轮系统入口，在星轮系统里，瓶盖1根据星轮的转速和真空吸附皮带的速度差，会间距均匀的排列在真空吸附皮带构成的传送带2上，供所述的红外光纤激光打标机3飞行激光编码，确保每个标记时间间隔相等。
本实施还了的红外光纤激光打标机3包含机柜3.4、激光器、激光电源3.7、光具座3.1组件、打标控制板卡3.5、高速振镜3.3以及聚焦透镜3.2、水冷却制冷机、激光器升降支架3.6、传感器、在线速度检测编码器等。
实施例三
一种使瓶盖1在赋码后无味的激光打标方法：在瓶盖1注塑成型的过程中中加入激光助剂，激光助剂为激光粉，激光助剂的重量为塑瓶盖1重量的0.5％～30％。通过控制器控制红外光纤激光打标机3发出激光光束到瓶盖1上，使瓶盖1上相应位置的塑料品中的激光助剂变色，在瓶盖1上赋码。
将红外光纤激光打标机3功率范围设置在100w-300w之内；中心波长范围设置在1055nm-1075nm之内，本实施例优选1064nm；脉宽范围设置在30ns-400ns之内，典型应用值在60ns，200ns；光斑直径范围设置在6mm-9mm之内，，典型的值为8mm，不使用扩束镜；单点脉冲能量设置在10毫焦以内，典型值在6毫焦到8毫焦之间；控制软件具有在线飞行标记功能，具有光电传感器和在线编码器。
本发明所赋码的种类为二维码1.1，二维码1.1模式包含点模式，如图2所示的点阵二维码1.1，圆模式、方模式、线条模式、矩阵模式二维码1.1，二维码1.1类型包含QR码，DM码，以及淘宝码、微信码、唯视丽的视觉码等所有的正反二维码1.1。
本发明进行标记的瓶盖1读码率高，只需将瓶盖1轻轻一抖，或者是自然放置5秒钟，就很难用鼻子闻到标记产生的异味。由于使用波长相比紫外更长的红外光纤激光器，对添加了珠光粉的塑料瓶盖1进行标记，由于采用的是红外的激光器，主要是热作用，使得掺入塑料的珠光粉迅速变色，没有打断分子之间的分子键，也没有产生新的有异味的附着物，故没有产生异味的表面附着物，相比紫外设备赋码的瓶盖1，卫生环保，没有异味。
设置二维码1.1的大小，调整相应的飞行系数。在红外光纤激光打标机3的控制电脑里面输入或者从网络云上读取的二维码1.1文本，调整激光控制软件参数，,跳转速度5000mm/s-12000mm/s，使得激光打标速度在3000mm/s-8000mm/S范围内，激光打标速度优选7000mm/S，跳转速度10000mm/s，打标延时范围10us-150us，优选10u，设置二维码1.1的大小，调整相应的飞行系数。
瓶盖1在传送带2也即真空吸附皮带上前进，经过激光打标机传感器时，激光打标机会在瓶盖1飞行的情况下瓶盖1内或者瓶盖1外侧标记出二维码1.1。
通过在激光打标机工位后面就是检验机构7，瓶盖1触发检验机构7的检测传感器之后，相机会快速拍照，并自动对区域内的二维码1.1进行识别，同时将瓶盖1的外观和存在系统的标准外观进行比对，如果瓶盖1外观正常，二维码1.1可读，系统将会在电脑界面上显示出读出的内容，进行系统的数据关联，当视觉系统不能够读出瓶盖1上的条码或者瓶盖1外观有缺陷时，这个瓶盖1就会被后面的高速剔除机构8剔除在废料盒里面，确保瓶盖1赋码的识别率100％。经过视觉检测机构和剔除机构8之后的瓶盖1会在分装机构9的作用下进入相应的箱子内，当箱子数量到达设定数量时，会自动切换到另外一个箱子，同时以报警灯亮的方式提醒操作员换箱。
通过上述实施例一至三所述的方式赋码的激光瓶盖1由于没有生成其它有异味的物质，只是融入塑料瓶盖1的激光助剂在热作用下快速变色，没有任何异味，激光二维码1.1由于具有环保和不易磨灭的特性，广泛的应用于日用消费品的防伪防串货以及消费者互动，扫描兑奖，积分以及各种应用中，解决了异味，可安全的应用于对气味敏感的矿泉水纯净水以及液体饮料等食品中，对于食品安全和防伪追溯等方面起到了关键的作用。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。本说明书中未作详细描述的部分属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种瓶盖，其特征在于：所述瓶盖(1)采用带有激光助剂的塑料制成，所述激光助剂包括珠光粉，所述瓶盖(1)上设有激光赋码。
2.根据权利要求1所述的一种瓶盖，其特征在于：所述激光助剂的重量占所述瓶盖(1)重量的0.5％至30％。
3.一种对如权利要求1所述瓶盖进行赋码的激光打标装置，包括用于输送瓶盖(1)的传送带(2)，其特征在于：还包括设置在所述传送带(2)旁的红外光纤激光打标机(3)，所述红外光纤激光打标机(3)的功率为100w-300w；所述红外光纤激光打标机(3)包括光具座(3.1)，所述光具座(3.1)上设有聚焦透镜(3.2)，所述聚焦透镜(3.2)设置在所述传送带(2)上方，激光光束通过所述聚焦透镜(3.2)朝所述传送带(2)发射；所述红外光纤激光打标机(3)不设扩束镜；所述振镜(3.3)的通光孔径为6mm～25mm；所述聚焦透镜(3.2)的打标幅面为70mm～300mm。
4.一种对如权利要求1所述瓶盖进行激光赋码的激光打标方法，其特征在于：在瓶盖(1)注塑成型过程中注入激光助剂，使所述激光助剂均匀分布在所述瓶盖(1)中；所述激光助剂包括珠光粉；通过控制器控制红外光纤激光打标机(3)发出激光光束到所述瓶盖(1)上进行打标赋码，使所述瓶盖(1)上相应位置的所述塑料品中的所述激光助剂变色。
5.根据权利要求4一种激光打标方法，其特征在于：将所述红外光纤激光打标机(3)功率范围设置在100w-300w之内。
6.根据权利要求4一种激光打标方法，其特征在于：所述激光助剂的重量为所述瓶盖(1)重量的0.5％～30％。
7.根据权利要求4一种激光打标方法，其特征在于：将所述红外光纤激光打标机(3)中心波长范围设置在1055nm-1075nm之内。
8.根据权利要求4一种激光打标方法，其特征在于：将所述红外光纤激光打标机(3)脉宽范围设置在30ns-400ns之内。
9.根据权利要求4一种激光打标方法，其特征在于：将所述红外光纤激光打标机(3)光斑直径范围设置在6mm-9mm之内。
10.根据权利要求4一种激光打标方法，其特征在于：将所述红外光纤激光打标机(3)单点脉冲能量设置在10毫焦以内。
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