CN107824974A - 交通标志制作方法及系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种交通标志制作方法，其包括：将膜材置于激光雕刻系统之中，所述膜材包括作为其外层的颜色层以及作为其内层的反光层；以及基于预先设定的雕刻内容，控制激光发生器从指定的位置发出激光来切割所述膜材的颜色层的相应部分，而不影响所述膜材的反光层。也公开了一种相应的交通标志制作系统，其包括：激光雕刻部，用于基于预先设定的雕刻内容，切割包括作为其外层的颜色层以及作为其内层的反光层的膜材的所述颜色层，而不影响所述膜材的所述反光层。

Description

交通标志制作方法及系统

技术领域

本发明属于交通安全技术领域，更具体地，涉及一种交通标志制作方法及系统。

背景技术

交通标志制作是一个复杂的工艺流程，交通标志面一般都包含一些特定的图案或是一些特定的文字。目前，在本行业内，一般采用反光材料制成的膜作为标志面的的材料。然而，由于受到反光膜的制作工艺限制，目前的反光膜的颜色、材质基本上变化不大。一块交通标志一般由底膜和字膜组成。而按照传统工艺，需要人工制作字膜，然后再通过人工的方式将制作好的字膜贴到底膜上形成交通标志。显然，这样的整个工艺流程非常费时费力，特别消耗人力，而且效率低下，在当前的人力成本普遍高涨的情况下，整个行业亟需一种新的交通标志制作方法及系统来提高生产效率和降低生产成本。

发明内容

一方面，本发明提供一种交通标志制作方法，其包括：将膜材置于激光雕刻系统之中，所述膜材包括作为其外层的颜色层以及作为其内层的反光层；以及基于预先设定的雕刻内容，控制激光发生器从指定的位置发出激光来切割所述膜材的颜色层的相应部分，而不影响所述膜材的反光层。

另一方面，本发明提供一种交通标志制作系统，其包括：激光雕刻部，用于基于预先设定的雕刻内容，切割包括作为其外层的颜色层以及作为其内层的反光层的膜材的所述颜色层，而不影响所述膜材的所述反光层。

本发明可用于制作交通标志，由于其利用激光来雕刻作为标志面基础的膜材，以及采用热贴合工艺使该膜材的外部的颜色层和内部的反光层紧密贴合，省略了先以人工制作字膜，然后通过人工将字膜贴到底膜上形成交通标志的步骤，因而可以显著地提高生产效率和降低生产成本。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施方式的交通标志制作系统的示意图。

图2为图1中所示的交通标志制作系统中所采用的放卷装置5的示意图。

图3为图1中所示的交通标志制作系统中所采用的收卷装置1的示意图。

图4为示出根据本发明的一个实施方式的交通标志制作方法的基本步骤的流程图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本发明提出了一种交通标志制作方法以及能实现该交通标志制作方法的交通标志制作系统，其旨在实现交通标志制作的高度自动化。

该系统采用了激光切割技术来切割作为交通标志面的基础的膜材。该膜材包括作为其外层的颜色层以及作为其内层的反光层两层。其中，该反光层可以考虑采用3M公司生产的3M DG3钻石级棱镜型逆反射膜、3M HIP超强级棱镜型逆反射膜、或其他种类和型号的反光膜。而该颜色层可以考虑采用PMMA、PVC、PU等材料，其须满足在室温下与反光层之间无粘性或粘性弱(例如粘接强度小于0.1N/mm)，而在80至200摄氏度的较高温度下，可以与反光层紧密贴合(例如粘接强度大于0.4N/mm)。优选地，颜色层选用热塑性材料制成，且其具有不同于反光层表层颜色的颜色(例如该颜色层为一绿色层)。

对于激光雕刻装置，一般希望其发出的激光功率处于100W至200W之间，且激光头移动速度处于700m/s至1200m/s之间。实际上，所发出的激光功率以及激光头移动速度往往需要综合考虑。因为激光功率、激光头在X轴和Y轴上的移动速度均可调节，使得打在膜材上的激光的能量和其照射时间能够被控制在指定的范围内，从而仍然可以达到既成功切割作为交通标志面基础的膜材表层的颜色层，也不影响该膜材内部的反光层的目的。这样，可以通过该种切割方式，使用激光来切割不需要的表面的颜色层部分，以及通过后续的人工或者自动方式把所切割的无用的颜色层撕去，便能完成最后的标志面的图案。

之后，将无用的颜色层被撕去的、形成了所希望的图案的交通标志面通过热贴合，将剩余的颜色层与反光层牢固地粘接在一起。该热贴合可以例如在前述的80至200摄氏度的温度下进行，在颜色层由热塑性材料制成的情况下，该颜色层将在此温度下发生软化，从而与内部的反光层紧密贴合。至此，基本上形成了所希望的交通标志面。

以下，将结合附图更详细地说明根据本发明的交通标志面制作系统与方法。

图1为根据本发明的一个实施方式的交通标志制作系统的示意图。如图1所示，该交通标志制作系统主要包括收卷装置1、热贴合装置2(可选)、撕膜系统3(可选)、激光雕刻装置4、放卷装置5、激光发生器及其控制系统6。

图2为图1中所示的交通标志制作系统中所采用的放卷装置5的示意图。如图2中所示，该放卷装置主要包括放卷马达52、跳舞棍53、和电位计51。其中，放卷马达52为整个放卷装置5提供动力；电位计51用于检测跳舞棍53的位置，以调整主动放卷的速度；而跳舞棍53为可调整位置的滚轴，其用于控制主动放卷的速度，以达到和整机速度匹配。

激光雕刻是一种业已在工业领域取得广泛且成熟应用的技术，其可用于各种不同材质(比如木材、亚克力、塑料、玻璃、皮革、人造石、织物、镀层金属、阳极电镀铝、陶瓷等等)的物品表面雕刻。本发明也采用了激光雕刻技术来切割交通标志面的颜色层，根据所要切割的具体材料、产生激光的介质以及具体应用场合等方面的不同，可以在前述的激光能量范围以及激光头移动速度范围内对激光雕刻装置的工作参数进行调整。而激光雕刻装置4里面包含X、Y两个方向的伺服电机，其可被激光控制系统6控制。根据基于预设的雕刻图案的雕刻程序，激光雕刻装置4的激光头不断移动和达到精确的目标点坐标位置，然后发出激光能量对目标点坐标位置处的颜色层进行切割和雕刻。市场上有多种型号和工作参数的激光雕刻装置及其控制系统可供用于本发明的目的，一个可以考虑的激光雕刻装置的例子是位于美国科罗拉多州Golden市的Epilog Laser公司出品的Legend系列二氧化碳激光雕刻与切割系统。当然，本领域技术人员懂得，也可以采用其他种类和型号的激光雕刻装置。在此不再赘述。

为了实现交通标志的高度自动化制作的目的，理想地，根据本发明的系统中可选地采用自动的撕膜系统3，其能够将切割后的膜材表面的无用的颜色层撕去。在实际中，可以通过图像识别技术，通过将所要得到的目标图案与切割后的膜材进行对比，精确识别膜材的无用的颜色层，然后利用为具体应用场合定制的机械手或机器人实际执行撕膜动作，将这些无用的颜色层从标志面中除去，在此不再赘述。

目前，随着膜材热贴合工艺的广泛采用，市场上也出现了多种不同型号、参数、针对不同工作对象和应用场合的热贴合装置。如前所述，根据本发明的实施方式的交通标志制作系统中采用的热贴合装置应当具有根据具体应用在80至200摄氏度范围内可调的工作温度。一个可以考虑采用的热贴合装置的例子是由杭州彩德办公设备有限公司出品的全自动冷热覆膜机FM-1300。当然，本领域技术人员也懂得，其他的热贴合装置也是可以适用的。

图3为图1中所示的交通标志制作系统中所采用的收卷装置1的示意图。如图3中所示，收卷装置1主要包括收卷电机14、纠偏传感器12、纠偏执行器15、张力检测器11和磁粉离合器13。需要收卷时，收卷电机14运转，带动膜材前进成卷。在成卷过程中，需要使膜材保持一定的张力，这样膜材才能不容易左右偏移，保证成卷的精度。所以，在这个系统中增加张力检测器11和磁粉离合器13，其中张力检测器11用于实时检测膜材的张力，然后根据张力的大小控制磁粉离合器13达到控制电机14的转矩的目的。这样，能保证膜材始终处在设定的张力范围。另外，纠偏传感器12一直在监控膜材的整体边沿偏移量，然后控制纠偏执行器15进行整体偏移量的补偿，从而达到纠偏的目的。其中纠偏传感器12可以考虑采用超声波传感器与光电式传感器，用于检测物料边缘，但优选使用超声波传感器。纠偏执行器15考虑以四伏电动推杆为动力，并通过直线滑轨来导向。本领域技术人员懂得，当前存在各种满足上述要求的收卷电机、纠偏传感器、纠偏执行器、张力检测器和磁粉离合器，在此不再赘述。

以上，介绍了组成图1中所示的交通标志制作系统的各个部件。接下来，将结合附图更详细地说明根据本发明的实施方式的交通标志制作方法。

图4为示出根据本发明的一个实施方式的交通标志制作方法的基本步骤的流程图。如图4所示，该交通标志制作方法的基础步骤包括：在步骤ST1中，用激光切割作为膜材外层的颜色层，但不影响作为其内层的反光层；在步骤ST2中，去除经激光切割后的膜材的无用的颜色层部分；在步骤ST3中，加热去除无用的颜色层部分后的膜材，使其剩余的颜色层部分与其反光层紧密贴合。

更具体地，使用如图1中所示的交通标志制作系统来制作交通标志的方法包括：首先，将要制作的整卷膜材通过放卷装置5进入激光雕刻系统4。在整个膜材达到激光雕刻系统的雕刻区域后，根据之前电脑设定好的要雕刻的内容，通过控制器来控制激光发生器6从指定的位置产生预定工作参数的激光，以切割膜材的颜色层的相应部分。当在膜材的颜色层上完成整体图案的切割后，系统控制膜材往前传送，依次通过撕膜系统3，将切割后无用的颜色层部分撕除。然后，膜材进入热贴合装置2，通过加热，使制作的标志面的颜色层和反光层达到紧密贴合，经过这道工序后，交通标志的标志面的2层即可成为一体，具备较好的耐候性能。然后滚轴继续往前送膜材，把制作好的标志面送入收卷装置1。注意，在撕除无用的颜色层部分时，可以使用前述的基于定制的机械手或机器人的撕膜系统来去除膜材的无用的颜色层部分，也可以使用人工的方法来去除这些无用的颜色层部分。在热贴合剩余的颜色层部分与反光层使两者成为一体时，当在前一步骤中使用撕膜系统时，使用前述的热贴合装置来加热膜材，使其剩余的颜色层部分与其反光层紧密贴合，而当在前一步骤中未使用撕膜系统时，在热贴合步骤中也不选择使用该热贴合装置，而是另行将该膜材加热，使其剩余的颜色层部分与其反光层紧密贴合。也就是说撕膜系统3和热贴合装置2均为可选的，且当系统不包括撕膜系统3时，其也不会包括热贴合装置2。

另外，为保证整体雕刻的精度，放卷装置5内部也可以考虑增加纠偏装置(如前述的收卷装置1中的纠偏传感器与纠偏执行器)。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式。然而，本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以对给出的实施方式做出各种变型和改进，这些变型和改进也落在由所附的权利要求限定的本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种交通标志制作方法，其包括：

将膜材置于激光雕刻系统之中，所述膜材包括作为其外层的颜色层以及作为其内层的反光层；以及

基于预先设定的雕刻内容，控制激光发生器从指定的位置发出激光来切割所述膜材的颜色层的相应部分，而不影响所述膜材的反光层。

2.根据权利要求1所述的交通标志制作方法，还包括：

在完成所述膜材的颜色层的相应部分的切割后，将所述切割后的膜材的无用的颜色层部分撕除。

3.根据权利要求2所述的交通标志制作方法，还包括：

在将所述切割后的膜材的无用的颜色层部分撕除后，将所述膜材的剩余的颜色层与其内部的反光层紧密贴合。

4.根据权利要求3所述的交通标志制作方法，其中，通过加热将所述膜材的剩余的颜色层与其反光层紧密贴合。

5.根据权利要求4所述的交通标志制作方法，其中，通过在处于80至200摄氏度范围内的特定温度下加热所述膜材，使得其剩余的颜色层发生软化，从而与所述膜材的反光层进行紧密贴合。

6.一种交通标志制作系统，其包括：

激光雕刻部，用于基于预先设定的雕刻内容，切割包括作为其外层的颜色层以及作为其内层的反光层的膜材的所述颜色层，而不影响所述膜材的所述反光层。

7.根据权利要求6所述的交通标志制作系统，还包括：

撕膜系统，用于将切割后的所述膜材的无用的颜色层部分从所述膜材去除。

8.根据权利要求7所述的交通标志制作系统，还包括：

热贴合装置，用于加热去除无用的颜色层部分后的所述膜材，使所述膜材的剩余的颜色层部分与其反光层紧密贴合。

9.根据权利要求6所述的交通标志制作系统，还包括：

放卷装置，用于通过主动放卷而将所述膜材送入所述激光雕刻部，所述放卷装置包括：

放卷马达，其用于为整个放卷装置提供动力；

跳舞棍，其为可调整位置的滚轴，用于控制主动放卷的速度；以及

电位计，其用于检测所述跳舞棍的位置，以调整主动放卷的速度。

10.根据权利要求8所述的交通标志制作系统，还包括：

收卷装置，用于将完成热贴合的膜材进行收卷，所述收卷装置包括：

收卷电机，用于带动所述膜材前进成卷；

纠偏部，用于检测所述膜材的整体边沿偏移量，并进行相应的补偿；

张力调节部，用于实时检测所述膜材的张力，然后根据检测的张力大小来控制所述收卷电机的转矩，以调节所述膜材的张力，使其处于设定的张力范围内。