CN112203796B - 用于加工纸板的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于加工纸板(80‑83)的方法(200、201)，包括：用第一激光器(10)照射(205)纸板坯料(30‑35、38)的表面，以便根据第一图案(70)从纸板坯料(30‑35、38)去除材料，第一激光器(10)以第一激光功率照射并且其激光束(15)以第一扫描速度被扫描；第一激光功率大于或等于0.5kW；第一扫描速度大于或等于2000毫米/秒并且小于或等于25000毫米/秒；以及在输送纸板坯料(30‑35、38)的同时执行用第一激光器(10)照射(205)纸板坯料(30‑35、38)的表面以便根据第一图案(70)从纸板坯料(30‑35、38)去除材料的步骤。还公开用于从纸板坯料(30‑35、38)去除材料的装置(1‑4)。

Description

用于加工纸板的装置和方法

技术领域

本发明涉及纸板加工领域。更具体地，本发明涉及一种利用激光照射加工纸板的装置和方法。

背景技术

纸板是用于制造容器的最常用的材料之一。纸板容器由大的纸板坯料制成，该大的纸板坯料需要根据容器的轮廓被切割并根据折叠图案被折叠以形成容器。

以这种方式加工纸板以生产纸板容器是费时的。因此，过去的纸板容器的大规模生产涉及使用模切机：具有容器轮廓和折叠图案的模具被制造并被设置在压力机内，用于根据所述模具切割或提供折叠线。模具和压力机的使用使批量生产纸板容器成为可能，但是当需要小批量生产时，由于生产模具所花费的成本和时间很可观，因此这不是一种经济有效的解决方案。此外，模具会随着时间的流逝而磨损，从而逐渐降低所生产产品的质量。

在现有技术中已经存在一些使用激光加工纸板的研发，或者通过去除纸板的材料或者通过蒸发纸板中的水分。

专利文献WO-97/37837-A1涉及从扁平材料制造物体，并且其中用于折叠材料的凹口借助激光照射形成。然后可以将扁平材料沿所述凹口折叠。该专利文件未提及激光的操作。

专利文献WO-99/29496-A1公开了通过使用激光烧掉部分纸板来为纸板提供折叠线。当用激光形成折叠线时，为了避免产生烟和烧掉与折叠线相邻的边缘，激光沿折叠线扫描多次，使得折叠线中的材料逐渐被去除。

专利文献WO-2017/080677-A1描述了一种用于局部改变纸板结构的方法。激光照射穿透到纸板的穿透区域中，使得其核心部分中的水分蒸发，并且因此改变穿透区域的结构。

然而，现有技术的研发不能足够快地加工纸板以将其结合到制造加工中。对于纸板容器，大多数都是一次性的，这意味着它们不能重复使用，因此包装任何产品都需要一个新的纸板容器；因此，在纸板加工中需要进一步努力，以应对对于纸板容器的大量需求。此外，现有技术的研发仅仅关注提供折叠线，并且因此，现有技术没有为使用模具和压力机切割纸板坯料提供替代方法。

兴趣在于提供这样的装置和方法：在折叠线的形成中和在纸板坯料的切割中使用该装置和方法可以快速加工纸板。兴趣还在于在输送纸板坯料的同时加工纸板，使得制造加工不会由于不得不在纸板完全静止时加工纸板而放慢。

发明内容

本发明的第一方面涉及一种用于加工纸板的方法，包括：

用第一激光器照射纸板坯料的表面以便根据第一图案从纸板坯料去除材料，第一激光器以第一激光功率照射并且其激光束以第一扫描速度被扫描；

第一激光功率大于或等于0.5kW；

第一扫描速度大于或等于2000毫米/秒并且小于或等于25000毫米/秒。

利用第一激光器以第一激光功率照射纸板坯料的表面，并且其激光束以第一扫描速度被扫描，可以去除存在于纸板坯料的表面中的一部分材料；当第一激光器的激光束并且因此第一激光的光点在纸板坯料的表面上扫描时，材料被去除。即在激光束的光点所在的部分中截取纸板坯料的横截面，纸板的层的至少一部分(包括一层或一些层)被去除。

第一激光功率和第一扫描速度的结合使得沉积在不同部分(在扫描时被第一激光的激光束照射的纸板坯料的部分)上的能量足以燃烧纸板坯料的材料(例如，一层的一部分、一层、一些层)并且不燃烧与所述部分相邻的纸板，即与激光光点遵循的轨迹相邻的部分。从这个意义上说，在许多情况下，利用激光束的单次经过足以去除纸板坯料的一层(或其一部分)或几层，并且因此燃烧路径的轮廓甚至燃烧纸板的所有层的风险减少。

要去除的材料量取决于需要去除的纸板的层数、层的厚度以及需要沉积的能量，但也取决于第一图案的总长度。如此高的激光扫描速度和在许多情况下一次扫描激光束以去除材料的简单性导致相对于现有技术的方法更快地加工纸板。第一图案在它的段数、形状和细节水平方面的复杂性也可能减慢纸板的加工速度，但是由于第一激光功率与第一扫描速度的结合，使用本发明的方法也减少加工，因为可以更快地到达第一图案的每个部分并且照射它需要较少时间。

在许多情况下，用第一激光功率照射纸板和以第一扫描速度扫描激光束导致根据第一图案去除纸板坯料的层的至少一部分，因此使得能够为纸板坯料提供折叠线(即沿其可以进行折叠的线)。折叠线在纸板制成的容器中是必需的，因为这些线精确地用于提供折叠后的容器形状。从这个意义上说，除了用于纸板的大量加工之外，加速纸板的加工还便于纸板容器的大量生产，例如，因为当批量制造纸板容器时，纸板坯料需要被提供有折叠线。因此，本发明的方法还减少了制造一个单位的纸板容器所花费的时间，并且因此与现有技术的方法相比，可以在相同甚至更少的时间内制造更多单位的纸板容器。

扫描速度是指激光束的光点在纸板坯料的表面上的速度。另外，即使本公开的方法和装置涉及纸板坯料，很显然，相同的程序和装置也可适用于衍生自纸板坯料的产品，例如纸板箱，和/或它们也可以适用于制造此类产品。

在一些实施例中，第一激光功率大于或等于1.0kW和/或2.0kW。在一些实施例中，第一激光功率小于或等于以下中的至少一个：10.0kW、5.0kW、3.0kW和2.0kW。

在一些实施例中，第一扫描速度大于或等于5000毫米/秒和/或7500毫米/秒。在一些实施例中，第一扫描速度小于或等于以下中的至少一个：15000毫米/秒、10000毫米/秒、7500毫米/秒和5000毫米/秒。

在一些实施例中，使用第一激光器，对用第一激光器照射以根据第一图案从纸板坯料去除材料的纸板坯料的表面进行单次照射。即，使用激光的单次经过来照射其表面，根据第一图案从纸板坯料去除材料。

在一些实施例中，使用第一激光器，对用第一激光器照射以根据第一图案从纸板坯料去除材料的纸板坯料的表面的至少一部分进行多次照射。

多次照射表面的至少一部分使得可以为纸板坯料提供具有不同深度的刻痕；刻痕可以被设置为折叠线、设置为装饰元素或设置为用于追溯目的元素。在第一激光器的激光束的每次经过处，纸板坯料的另外的层(或其部分)被燃烧。随着从纸板坯料中去除或多或少的材料，形成的凹槽的深度被调节。刻痕可以包括以下之一：字母、符号、识别码(例如，条形码、QR码等)及其组合。

在一些实施例中，第一图案包括多个段。在这些实施例的一些中，多个段中的段是以下之一：连续线、不连续线及其组合。

在这些实施例的一些中，多个段中的至少两个段是平行的，至少两个段的间隔小于或等于纸板坯料的厚度，该间隔是从一个段的中心轴线到另一个段的中心轴线测量的，每个中心轴线沿着它的段的长度延伸。

折叠线可能设置有以连续和/或不连续线的形式的段。就纸板坯料的整体完整性而言，不连续的线可能是优选的，因为较少的材料被去除。因此，由于与将折叠线设置为实线(即，连续线)相比，纸板坯料的结构改变较少，当沿着折叠线折叠纸板坯料时，纸板坯料不易破裂。

通过材料去除，提供至少两条平行且靠近地间隔分开的不连续线可以便于减少对纸板坯料内部结构的削弱。即使存在至少两条不连续线，由于它们的接近性，它们可以作为单条折叠线而不是两条折叠线(或者更多折叠线，如果存在多于两条这样的不连续线)工作，这意味着尽管存在至少两条不连续的线，纸板坯料也具有足够的刚性，仅能折叠一次。

至少两条不连续的线在折叠中协作，但是这些不连续的线中的每一个可具有比连续的或不连续的单线(其用于折叠纸板而不需要任何其他线的配合)的折叠能力低(即，纸板对被折叠的抵抗力更大)的折叠能力的特征。这是因为总的折叠能力是由至少两条不连续的线的组合产生的；每条不连续线都会削弱结构的形成该不连续线的部分，并且因此，使用邻近的不连续线的组合，纸板然后趋于在该部分中折叠。因此，与这样的单线相比，至少两条不连续线中的每条不连续线可以包括：使材料从其去除的更少的光点；相同数量的光点，但每个光点都有从其去除材料的较小的表面；或者甚至相同数量的光点，具有相同表面但是从其去除更少材料(即，纸板的更少的层，或者一层或多层的更小的部分)。这又使纸板坯料更坚固，因为存在更多的材料，特别是在具有折叠线的区域中，并且纸板坯料在折叠时破裂的可能性较小。

相邻的不连续线的折叠能力还取决于纸板坯料的厚度和折叠线可以折叠到的最大角度，因此不连续线之间的比纸板坯料的厚度大的间隔通常导致可折叠性差。

在一些实施例中，至少两个段的间隔小于第一激光器的激光束的光点的直径，并且大于第一激光器的激光束的光点的直径的50％，该间隔是从一个段的中心轴线到另一个段的中心轴线测量的。

当从纸板坯料去除材料使得第一图案包括平行段(连续线或不连续线)时(这些平行段被间隔分开从激光束的光点的直径到激光束的光点的直径的一半这一距离)，由于这些段具有重叠部分，因此在纸板坯料中形成较粗的线。较粗的线的形成对于增加其可折叠性可能是方便的，因为较少的材料存在于纸板坯料的沿其将被折叠的部分中。

通过提供更多靠近地分开的平行段，作为结果的线变更粗，因此可以以此方式在图案中提供两个以上的平行段。通过根据这些段中的每一个进行照射来形成这样的线，避免了扩大光点直径和降低扫描速度(这样就可以沉积出必要的能量以去除材料)，否则会增加燃烧纸板坯料超出对应于待形成的第一图案的部分的可能性。

在一些实施例中，在输送纸板坯料的同时，执行用第一激光器照射纸板坯料的表面以根据第一图案从纸板坯料去除材料的步骤。

纸板的加工在例如用可以适合于持续和/或连续地输送纸板坯料的输送机移动纸板坯料的同时执行。从这个意义上说，在该方法中，可以输送不同的纸板坯料，或者纸板卷可以作为连续的坯料被输送用于其加工。

在输送纸板坯料的时间期间中，纸板坯料在第一激光器的激光束能够到达的区域内。当纸板坯料在该区域内时，第一激光器照射纸板坯料的表面，以便根据第一图案从纸板坯料去除材料。当第一激光器开始照射其表面时，纸板坯料可能不完全在该区域内，也就是说，当激光器照射开始时，纸板坯料可能部分地在该区域内。因此，首先用第一激光器的激光束扫描第一图案的与该区域内的纸板坯料的表面对应的部分，以从中去除材料。随着纸板坯料保持被输送，进一步扫描激光束，以使第一激光器根据第一图案的剩余部分照射表面。

第一激光器的激光束的扫描可以由单元(例如，FPGA)来调节，该单元基于纸板坯料的运动来控制第一激光器和与其耦合的第一扫描仪两者。为此，该单元可以调节第一激光器的激光束的扫描，使得根据第一图案的根据纸板坯料的输送被照射的部分，增加或减小第一扫描仪中的反射镜的旋转速度。输送机中的编码器提供有关输送机操作的数据，例如其位置和速度，并且因此第一扫描仪可以扫描激光束，以补偿输送机的运动或叠加扫描运动和输送机的运动，例如，用于实现激光光点的更快运动。此外，用于检测输送机上的部件(例如红外光电管)的机构提供有关纸板坯料在输送机上的位置的数据，以便第一扫描仪可以基于所述位置扫描激光束。该单元处理来自编码器和用于检测该部件的机构的数据，并且操作第一激光器和第一扫描仪，使得可以在纸板坯料被输送的同时在纸板坯料的特定部分中根据图案(例如，第一图案、第二图案等)去除纸板坯料的材料。

举例来说，当要扫描第一激光器的激光束使得在沿第二方向(垂直于第一方向)输送纸板坯料的同时沿纸板坯料表面的第一方向发生去除纸板坯料的材料时，光点并且因此激光束必须在第一方向上并且同时在第二方向上(从而补偿纸板坯料的输送)移动，以便相对于纸板坯料的表面，实际上仅在第一方向上去除材料。

在某些情况下，由于激光光点相对于纸板坯料表面的整体运动，该输送可以加快纸板的加工。由于扫描(利用扫描仪)和纸板坯料的由于输送的运动，激光光点相对于表面的位置移动。

在一些实施例中，纸板坯料以大于或等于50毫米/秒并且小于或等于5000毫米/秒的速度输送。在一些实施例中，纸板坯料的输送速度大于或等于500毫米/秒和/或1000毫米/秒。在一些实施例中，纸板坯料的输送速度小于或等于以下至少之一：2500毫米/秒、1000毫米/秒和500毫米/秒。在一些实施例中，在用第一激光器照射纸板坯料的表面期间改变纸板坯料的输送速度，以便根据第一图案从纸板坯料去除材料。

在一些实施例中，纸板坯料以大于或等于-5000毫米/秒并且小于或等于5000毫米/秒的速度输送。在一些实施例中，纸板坯料的输送速度大于或等于-2500毫米/秒和/或-1000毫米/秒。在一些实施例中，纸板坯料的输送速度小于或等于2500毫米/秒和/或1000毫米/秒。在一些实施例中，在用第一激光器照射纸板坯料的表面期间改变纸板坯料的输送速度，以便根据第一图案从纸板坯料去除材料。

可以在第一方向上和在与第一方向相反的第二方向上连续地输送纸板坯料，也就是说，可以向前和向后输送纸板坯料(如用负的速度标注，表示对应于相反方向的速度)，在某些情况下，还可以同时照射纸板坯料。从这个意义上讲，在发生照射纸板坯料的同时，可以在两个方向(一个、两个或多个连续的交替的输送方向)上连续地输送纸板坯料，并在某些时刻停止(例如，在改变输送方向时或在照射纸板坯料的一个或多个部位过程中)。

可以改变纸板坯料的输送速度，从而改变或不改变输送方向(即，在与纸板坯料的输送方向相同的方向上加快或减慢输送速度)。除了用扫描仪扫描激光束外，随着输送速度的改变，激光束也对准纸板坯料的一个位置或另一个位置。继而，这可以用于降低扫描仪的反射镜的旋转速度，因为输送机的移动导致不同的速度，激光束以该速度在纸板坯料的整个表面上移动。此外，输送速度的改变也可以用于加速纸板坯料的加工，因为对于扫描仪的反射镜的相同的旋转速度，输送机的移动可以导致更高的速度，激光束以该速度在纸板坯料的整个表面上移动。

考虑到如何扫描或如何将要扫描激光束来改变输送速度，从而可以实现用于根据相应图案从纸板坯料去除材料的照射。

在一些实施例中，第一扫描仪以第一扫描速度扫描第一激光器的激光束。

在一些实施例中，该方法还包括：

用第一激光器照射纸板坯料的表面，以根据第二图案从纸板坯料上去除材料，第一激光器以第二激光功率照射，并且其激光束以第二扫描速度被扫描；

第二激光功率大于或等于0.5kW；且

第二扫描速度大于或等于500毫米/秒并且小于或等于10000毫米/秒。

第一激光器以第二激光功率照射纸板坯料，并且其激光束以第二扫描速度被扫描，从而根据第二图案从纸板坯料去除材料，以切割纸板坯料。为此，第一激光器可以在纸板坯料的被照射的部分中燃烧纸板坯料的所有层，并且根据所述第二图案进行。

通过两个照射步骤(提供折叠线和切割)对纸板进行加工特别适合于从纸板坯料制造可折叠产品(例如纸板容器)，因为此类产品的外部形状可以对应于第二图案。通常，纸板坯料的一部分生产最终产品，并且因此传统上用特征为产品形状的模具从纸板坯料将该部分切出。

由于不需要制造模具，因此使用激光器(而不是模具)切割纸板坯料的部分可以简化纸板的加工过程。这意味着通过调节第一激光器凭其照射纸板坯料表面的第二图案，甚至可以小批量执行由纸板制成的产品的生产。

为了切割纸板坯料而需要沉积在纸板坯料上的能量的量大于为了提供折叠线而沉积的能量的量。为此，在使用相同激光功率的情况下，激光扫描速度低于用于提供折叠线的激光扫描速度。范围从500毫米/秒到10000毫米/秒的激光扫描速度，在边缘清晰且轮廓不易烧伤方面，尤其是在纸板坯料的与第二图案对应的表面中和/或与其相邻的表面中，可在加工时间和最终纸板坯料的质量之间取得良好的折衷。

在一些示例中，其中纸板坯料很厚(例如，厚度为1厘米或更大，例如2厘米、3厘米、5厘米等)，第一激光器以第二激光功率照射并且其激光束以第二扫描速度进行扫描，这可以去除纸板坯料中的材料的一部分，从而提供折叠线而不是切割纸板坯料。随着第二激光功率变大和/或第二扫描速度变低，更多的能量沉积在纸板坯料上，从而从纸板坯料中去除更多的材料以切割纸板坯料。

在一些实施例中，第二图案包括多个段。在这些实施例的一些中，多个段中的一些段是以下之一：连续线、不连续线及其组合。

当这些段是连续的时，材料的去除导致纸板的完整切割。当这些段是不连续的时，用户可以例如沿着这些段手动折断或切割纸板。

在一些实施例中，第一扫描仪以第二扫描速度扫描第一激光器的激光束。

在一些实施例中，第二激光功率等于第一激光功率。

在一些实施例中，第二激光功率大于等于1.0kW和/或2.0kW。在一些实施例中，第二激光功率小于或等于以下中的至少一个：10.0kW、5.0kW、3.0kW和2.0kW。

在一些实施例中，第二扫描速度大于或等于1500毫米/秒和/或3000毫米/秒。在一些实施例中，第二扫描速度小于或等于以下至少之一：7500毫米/秒、5000毫米/秒、2500毫米/秒、2000毫米/秒、1500毫米/秒和1000毫米/秒。

在一些实施例中，第一扫描仪和第二扫描仪依次以第一扫描速度扫描第一激光器的激光束。在一些实施例中，第一扫描仪和第二扫描仪依次以第二扫描速度扫描第一激光器的激光束。

第一激光器可以借助光束开关使用两个不同的扫描仪扫描其激光束，通过该光束开关可以选择性地将激光束一次提供给两个扫描仪中的一个。通过操作光束开关，用第一扫描仪和第二扫描仪依次扫描激光束。

两个扫描仪的使用增加了第一激光器的覆盖面积，因为第一扫描仪可以在纸板坯料的表面的第一部分中扫描第一激光器的激光束，而第二扫描仪可以在纸板坯料的表面的第二部分中扫描激光束。

在一些实施例中，使用第一激光器，对用第一激光器照射以根据第二图案从纸板坯料去除材料的纸板坯料的表面进行单次照射。即，用照射其表面的激光的单次经过，可以根据第二图案从纸板坯料去除材料。

在一些实施例中，使用第一激光器，对用第一激光器照射以根据第二图案从纸板坯料去除材料的纸板坯料的表面进行多次照射。

在一些实施例中，在输送纸板坯料的同时，执行用第一激光器照射纸板坯料的表面以根据第二图案从纸板坯料去除材料的步骤。

在一些实施例中，纸板坯料以大于或等于50毫米/秒并且小于或等于5000毫米/秒的速度输送。在一些实施例中，纸板坯料的输送速度大于或等于500毫米/秒和/或1000毫米/秒。在一些实施例中，纸板坯料的输送速度小于或等于以下至少之一：2500毫米/秒、1000毫米/秒和500毫米/秒。在一些实施例中，在用第一激光器照射纸板坯料的表面期间，改变纸板坯料的输送速度，以便根据第二图案从纸板坯料去除材料。

在一些实施例中，纸板坯料以大于或等于-5000毫米/秒并且小于或等于5000毫米/秒的速度输送。在一些实施例中，纸板坯料的输送速度大于或等于-2500毫米/秒和/或-1000毫米/秒。在一些实施例中，纸板坯料的输送速度小于或等于2500毫米/秒和/或1000毫米/秒。在一些实施例中，在用第一激光器照射纸板坯料的表面期间，改变纸板坯料的输送速度，以便根据第二图案从纸板坯料去除材料。

在一些实施例中，在用第一激光器照射纸板坯料的表面以根据第一图案从纸板坯料去除材料的步骤之后，执行用第一激光器照射纸板坯料的表面以根据第二图案从纸板坯料去除材料的步骤。

以第一激光功率并且在其激光束以第一扫描速度被扫描的情况下，当首先用第一激光器照射纸板坯料的表面时，形成折叠线的精度较高。之所以如此，是因为被照射的纸板坯料的表面较少可能移动。以第二激光功率并且在其激光束以第二扫描速度被扫描的情况下，如果首先用第一激光器照射纸板坯料，那么由于可能提供的切割，纸板坯料的一部分将具有一些间隙。此后，如果以第一激光功率并且在其激光束以第一扫描速度被扫描的情况下，用第一激光器照射该部分，则该部分在被照射时会稍微移动。如果第二图案是连续的闭合形状，则该问题更有可能发生，因为在纸板坯料经受切割之后，从纸板坯料产生两片。即使其中一片位于另一片之内，当对纸板坯料经受进一步照射以提供折叠线时，两片之间也可能存在相对运动。

在一些实施例中，在用第一激光器照射纸板坯料的表面期间改变第一扫描速度和/或第一激光功率，以便根据第一图案从纸板坯料去除材料。

在一些实施例中，在用第一激光器照射纸板坯料的表面期间改变第二扫描速度和/或第二激光功率，以便根据第二图案从纸板坯料去除材料。

可以被执行纸板坯料的单次照射或多次照射，使得在根据相应图案去除材料的同时改变扫描速度和/或激光功率。例如，从纸板坯料去除材料使得以0.5kW的第一激光功率和2000毫米/秒的第一扫描速度照射的同时提供第一图案的第一段，以0.5kW的第一激光功率和2400毫米/秒的第一扫描速度照射的同时提供第一图案的第二段，以0.85kW的第一激光功率和3700毫米/秒的第一扫描速度照射的同时提供第一图案的第三段。从这个意义上讲，第一激光器的激光功率可以根据以下各项中的至少一项改变：第一激光器的激光束的扫描速度；纸板坯料要经受的加工类型(例如，提供折叠线、提供刻痕和/或切割)；纸板坯料的输送速度；和耦合到第一激光器的扫描仪的运动。类似地，第一激光器的激光束的扫描速度可以根据以下至少一项来改变：第一激光器的激光功率；纸板坯料要经受的加工类型；纸板坯料的输送速度；和耦合到第一激光器的扫描仪的运动。

优选地，但不限于，从纸板坯料去除材料，使得通过在保持相同的激光功率和相同的扫描速度的同时用激光器照射来形成图案的整个段，并且激光功率和/或扫描速度仅在要形成不同段时才改变。

在一些实施例中，第一激光器的激光束的在纸板坯料的表面处的光点包括大于或等于0.10毫米且小于或等于2.00毫米的直径。在这些实施例中的一些中，直径大于或等于0.10毫米且小于或等于1.00毫米，并且在某些情况下大于或等于0.20毫米且小于或等于0.80毫米。在一些实施例中，第一激光器的激光束的光点直径近似等于以下之一：0.25毫米、0.40毫米、0.50毫米、0.70毫米、1.00毫米和1.50毫米。

光点的尺寸会影响纸板层在照射时的燃烧速度。即使改变了光点的尺寸，第一激光器沉积的能量也可能是恒定的，但是能量会散布在光点的整个表面上，因此，较大的光点会使在光点的每个部分沉积较少的能量。

由于没有足够的能量散布到与光点相邻的表面，因此以快速的扫描速度对激光束进行扫描可以将沉积在一个小光点上的能量集中，从而减少了附带燃烧。因此，具有直径在上述范围内的光点可以加快纸板的加工(提供折叠线和切割)，并降低由于意外燃烧而损坏纸板坯料的风险。

在一些实施例中，第一激光器的照射包括1.00μm和11.00μm之间的波长。在这些实施例的一些中，第一激光器的照射的波长为：在1.06μm至1.07μm之间(包括端点)，并且优选为1.064μm；或在10.5μm和10.7μm之间(包括端点)，优选为10.6μm。在这些实施例的一些中，第一激光器的照射的波长在2.0μm和6.0μm之间。

在一些实施例中，第一激光器是Nd：YAG激光器。在一些实施例中，第一激光器是CO₂激光器。

在一些实施例中，该方法还包括用第二激光器照射纸板坯料的表面，以便从纸板坯料去除材料。在这些实施例中，可以根据第一图案、第二图案或第三图案从纸板坯料去除材料。此外，第二激光器可以以第一激光功率照射并且其激光束以第一扫描速度被扫描。第二激光器还可以以第二激光功率照射并且其激光束以第二扫描速度被扫描。

在一些实施例中，第二扫描仪以第一扫描速度扫描第二激光器的激光束。在一些实施例中，第二扫描仪以第二扫描速度扫描第二激光器的激光束。

在一些实施例中，该方法还包括在一个方向或在两个垂直方向上移动第一扫描仪。在一些实施例中，该方法还包括在一个方向或在两个垂直方向上移动第二扫描仪。

第一扫描仪和/或第二扫描仪可以例如利用诸如设置在导轨中的电动元件等移动机构来移动。由于扫描仪被移动，第一激光器和/或第二激光器可以照射的纸板坯料的表面的部分因此移动，因此纸板坯料甚至在整个加工过程中都保持静止，和/或更大的纸板坯料被加工。

在一些实施例中，在用第二激光器照射纸板坯料的表面期间，改变第一扫描速度、第一激光功率、第二扫描速度和第二激光功率中的至少一个，以便根据第一图案、第二图案和第三图案之一从纸板坯料去除材料。

在某些情况下，第二激光器可以与第一激光器协同地照射纸板坯料的表面。在第一示例中，第二激光器可以根据图案为纸板坯料提供对由于第一激光器的照射而在纸板坯料中提供的折叠线进行补充的折叠线，或者可以根据图案切割纸板坯料，从而补充由于第一激光器的照射而在纸板坯料中提供的切割。在第二示例中，第二激光器可以根据图案切割纸板坯料，并且第一激光器可以根据另一图案为纸板坯料提供折叠线。在第三示例中，第二激光器可以根据图案为纸板坯料提供折叠线，并且第一激光器可以根据另一种图案切割纸板坯料。

在一些情况下，第一激光器可以照射纸板坯料的表面，以便在纸板坯料的第一部分中对其进行切割和/或在第一部分中提供折叠线，并且第二激光器可以照射纸板坯料的表面，以便在纸板坯料的第二部分中对其进行切割和/或在第二部分中提供折叠线。因此，纸板可能同时要经受双重加工(每个激光器一重加工)；该加工可以是相同的(例如，在第一部分和第二部分中的加工均产生具有相同形状和折叠线的纸板容器)或不同的。

该方法可以进一步包括根据以下至少一项来改变第二激光器的激光功率：第二激光器的激光束的扫描速度；纸板坯料要经受的加工类型(例如，提供折叠线、提供刻痕和/或切割)；纸板坯料的输送速度；和耦合到第二激光器的扫描仪的运动。该方法可以进一步包括根据以下至少一项改变第二激光器的激光束的扫描速度：第二激光器的激光功率；纸板坯料要经受的加工类型；纸板坯料的输送速度；和耦合到第二激光器的扫描仪的运动。

在一些实施例中，在纸板坯料正在被输送的同时，执行用第二激光器照射纸板坯料的表面以根据第一图案、第二图案或第三图案从纸板坯料去除材料的步骤。

在一些实施例中，纸板坯料以大于或等于50毫米/秒并且小于或等于5000毫米/秒的速度输送。在一些实施例中，纸板坯料的输送速度大于或等于500毫米/秒和/或1000毫米/秒。在一些实施例中，纸板坯料的输送速度小于或等于以下至少之一：2500毫米/秒、1000毫米/秒和500毫米/秒。在一些实施例中，在用第二激光器照射纸板坯料的表面期间，改变纸板坯料的输送速度，以便根据第一图案、第二图案或第三图案从纸板坯料去除材料。

在一些实施例中，纸板坯料以大于或等于-5000毫米/秒并且小于或等于5000毫米/秒的速度输送。在一些实施例中，纸板坯料的输送速度大于或等于-2500毫米/秒和/或-1000毫米/秒。在一些实施例中，纸板坯料的输送速度小于或等于2500毫米/秒和/或1000毫米/秒。在一些实施例中，在用第二激光器照射纸板坯料的表面期间，改变纸板坯料的输送速度，以便根据第一图案、第二图案或第三图案从纸板坯料去除材料。

在一些实施例中，第二激光器的激光束的在纸板坯料表面处的光点的直径大于或等于0.10毫米且小于或等于2.00毫米。在这些实施例的一些中，直径大于或等于0.10毫米且小于或等于1.00毫米，更优选地大于或等于0.20毫米且小于或等于0.80毫米。在一些实施例中，第二激光器的激光束的光点直径近似等于以下之一：0.25毫米、0.40毫米、0.50毫米、0.70毫米、1.00毫米和1.50毫米。

在一些实施例中，第二激光器的照射包括1.00μm和11.00μm之间的波长。在这些实施例的一些中，第二激光器的照射的波长为：在1.06μm至1.07μm之间(包括端点)，并且优选为1.064μm；或在10.5μm和10.7μm之间(包括端点)，优选为10.6μm。在这些实施例的一些中，第二激光器的照射的波长在2.0μm和6.0μm之间。

在一些实施例中，第二激光器是Nd：YAG激光器。在一些实施例中，第二激光器是CO₂激光器。

在一些实施例中，该方法还包括执行以下步骤中的至少一个的同时，从纸板坯料下方吸收空气和/或从纸板坯料上方吹送空气：

用第一激光器照射纸板坯料的表面，以根据第一图案和/或第二图案从纸板坯料去除材料；和

用第二激光器照射纸板坯料的表面，以根据第一图案和/或第二图案从纸板坯料去除材料。

在这些实施例中，第一激光器和/或第二激光器从纸板坯料的上方照射纸板坯料的表面。

从下方吸收空气和/或从上方吹送空气可以减少在用第一激光器和/或第二激光器照射纸板坯料时在纸板坯料附近存在的烟量。照射过程中产生的烟可能会使激光器和/或扫描仪变脏，甚至使烟中的颗粒被激光器照射，从而由于较少能量被沉积在纸板坯料的表面上而降低纸板加工效率并降低加工纸板的质量。

在一些实施例中，纸板坯料的表面是其内表面。

在大多数情况下，纸板坯料具有第一表面或面,第一表面或面具有比与第一表面或面相反的第二表面或面更好的质量。当将纸板坯料用作容器时，出于质量原因，通常将第一表面或面视为外表面，因此将要喷涂到纸板坯料上的任何装饰印刷都喷涂到外表面上。由于第二表面或面的质量较差，因此将其视为内表面，因为只有在打开容器后才能看到它。在这种意义上，内表面是与容器要容纳的任何材料或产品接触的表面。

通过照射纸板坯料的内表面，当操纵(例如，搬运、折叠等)纸板坯料时，外表面较不易于损坏和破裂。

在一些实施例中，纸板坯料包括第一平面层。在这些实施例的一些中，纸板坯料还包括附接至第一平面层的第二波纹层。在这些实施例的一些中，纸板坯料还包括附接至第二波纹层的第三平面层。在这些实施例的一些中，纸板坯料还包括附接至第三平面层的第四波纹层和附接至第四波纹层的第五平面层。在这些实施例的一些中，纸板坯料还包括附接至第五平面层的第六波纹层和附接至第六波纹层的第七平面层。

本发明的第二方面涉及一种用于从纸板坯料去除材料的装置，该装置包括：

第一激光器；

第一扫描仪，被配置为扫描第一激光器的激光束；

用于纸板坯料的支撑件；和

单元，被编程为操作第一激光器和第一扫描仪，使得第一激光器以第一激光功率照射，同时根据第一图案以第一扫描速度扫描第一激光器的激光束；

第一激光功率大于或等于0.5kW；且

第一扫描速度大于或等于2000毫米/秒并且小于或等于25000毫米/秒，并且第一扫描速度是激光束的光点相对于支撑件的平面移动的速度。

当第一激光器的激光束被扫描时，该装置可以根据第一图案在纸板坯料上形成折叠线。为此，该单元操作扫描仪，使得激光束遵循包括第一图案的轨迹(尤其是在支撑件的平面上的激光束光点)，并且通过以第一扫描速度移动光点的方式旋转第一扫描仪的反射镜实现。而且，该单元操作第一激光器，使得在用扫描仪遵循轨迹时，基于该第一图案选择性地启用和禁用第一激光器。举例来说，第一图案通常可以包括彼此间隔分开的多条线和/或形状，因此在遵循轨迹的同时保持启用第一激光器将导致对纸板坯料的表面的除了对应于第一图案的部分之外的部分照射。

提供第一激光器和第一扫描仪，使得第一激光器由于第一扫描仪而朝向支撑件照射，该第一扫描仪将激光束对准支撑件并且扫描支撑件，从而遵循支撑件(纸板坯料将放置在其上)上的轨迹。

第一激光功率和第一扫描速度的结合使得在许多示例中，该装置使得能够以第一激光的单次经过从纸板坯料(纸板坯料的用第一激光器照射的部分)去除材料的至少一部分层(包括一个或一些层)，相应地，可以通过用第一激光器照射纸板坯料提供折叠线。

该单元可以是，例如，被编程为操作第一激光器和第一扫描仪的FPGA。

支撑件的平面优选地是包括支撑件的一部分或表面的平面，当要用装置加工纸板坯料时，纸板坯料可搁置在该平面上，即支撑平面。

在一些实施例中，第一激光功率大于或等于1.0kW和/或2.0kW。在一些实施例中，第一激光功率小于或等于以下中的至少一个：10.0kW、5.0kW、3.0kW和2.0kW。

在一些实施例中，第一扫描速度大于或等于5000毫米/秒和/或7500毫米/秒。在一些实施例中，第一扫描速度小于或等于以下中的至少一个：15000毫米/秒、10000毫米/秒、7500毫米/秒和5000毫米/秒。

在一些实施例中，该单元被编程为操作第一激光器和第一扫描仪，使得第一激光器以第一激光功率照射，同时以第一扫描速度根据第一图案单次扫描第一激光器的激光束。即，在照射其表面的激光的单次经过的情况下，根据第一图案从纸板坯料去除材料。

在一些实施例中，该单元被编程为操作第一激光器和第一扫描仪，使得第一激光器以第一激光功率照射，同时以第一扫描速度根据第一图案多次扫描第一激光器的激光束。

在一些实施例中，第一图案包括多个段。在这些实施例的一些中，多个段中的段是以下之一：连续线、不连续线及其组合。

在这些实施例的一些中，多个段中的至少两个段是平行的。在这些实施例的一些中，至少两个段的间隔小于第一激光器的激光束的光点的直径，并且大于第一激光器的激光束的光点的直径的50％，所述间隔是从一个段的中心轴线到另一段的中心轴线测量的，每个中心轴线沿着其段的长度延伸。

在一些实施例中，该单元还被编程为操作第一激光器和第一扫描仪，使得第一激光器以第二激光功率照射，同时以第二扫描速度根据第二图案扫描第一激光器的激光束；

第二激光功率大于或等于0.5kW；且

第二扫描速度大于或等于500毫米/秒并且小于或等于10000毫米/秒，并且第二扫描速度是激光束的光点相对于支撑件的平面移动的速度。

该装置能够在扫描第一激光器的激光束时，根据第二图案切割纸板坯料。为此，该单元操作扫描仪，以使激光束遵循包括第二图案的轨迹(特别是激光束在支撑件上的光点)，并通过以光点以第二扫描速度移动的方式旋转第一扫描仪的反射镜来这样做。而且，该单元操作第一激光器，使得在用第一扫描仪遵循轨迹时，根据第二图案选择性地启用和禁用第一激光器。举例来说，第二图案可以包括通常彼此间隔分开的多条线和/或形状，从而在遵循轨迹的同时保持第一激光器启用，将导致纸板坯料的表面的除了对应于第二图案的部分之外的部分被照射。

第二激光功率和第二扫描速度的结合使得该装置能够在第一激光的单次经过中从纸板坯料(其被第一激光器照射的部分)中去除材料的所有层，从而可以通过用第一激光器照射纸板坯料来提供切割。

在一些示例中，其中将用该装置从中移除材料的纸板坯料是厚的(例如，厚度为1厘米或更大，例如2厘米、3厘米、5厘米等)，第一激光器以第二激光功率并且以第二扫描速度扫描其激光束情况下的照射可以去除纸板坯料中的一部分材料，从而提供折叠线而不是切割纸板坯料。随着第二激光功率变得更大和/或第二扫描速度变得更低，更多的能量可以沉积在纸板坯料上，因而从纸板坯料去除更多的材料从而切割纸板坯料。

在一些实施例中，第二激光功率等于第一激光功率。

在一些实施例中，第二激光功率大于或等于1.0kW和/或2.0kW。在一些实施例中，第二激光功率小于或等于以下中的至少一个：10.0kW、5.0kW、3.0kW和2.0kW。

在一些实施例中，第二扫描速度大于或等于1500毫米/秒和/或3000毫米/秒。在一些实施例中，第二扫描速度小于或等于以下至少之一：7500毫米/秒、5000毫米/秒、2500毫米/秒、2000毫米/秒、1500毫米/秒和1000毫米/秒。

在一些实施例中，该单元还被编程为操作第一激光器和第一扫描仪，使得第一激光器以第二激光功率照射，同时根据第二图案以第二扫描速度扫描第一激光器的激光束单次。也就是说，以照射其表面的激光的单次经过，就可以根据第二图案从纸板坯料去除材料。

在一些实施例中，该单元还被编程为操作第一激光器和第一扫描仪，以使得第一激光器以第二激光功率照射，同时以第二扫描速度根据第二图案扫描第一激光器的激光束多次。

在一些实施例中，第二图案包括多个段。在这些实施例的一些中，多个段中的段是以下之一：连续线、不连续线及其组合。

在一些实施例中，单元还被编程为操作第一激光器和第一扫描仪，使得在第一激光器照射的同时根据第一图案扫描其激光束之后，执行第一激光器照射的同时根据第二图案扫描其激光束。

在一些实施例中，该装置还包括被配置为移动第一扫描仪的移动机构。而且，该单元还被编程为操作用于移动第一扫描仪的移动机构。

移动机构可以包括一个或两个可移动单元，其沿一个方向或两个垂直方向移动第一扫描仪。通过移动第一扫描仪，可以用相同的装置加工更大的纸板坯料，因为否则的话第一激光器可以向纸板坯料照射的区域就被限制在可以用第一扫描仪(保持静止)扫描的区域。另外，通过移动第一扫描仪，装置被调节从而加工不同尺寸的纸板坯料；例如，如果一批具有第一尺寸的第一纸板坯料必须从其去除材料，则移动机构可以将第一扫描仪移动到第一位置，第一扫描仪在该第一位置处扫描第一激光器的激光束，用于在第一纸板坯料处照射，并且如果一批具有第二尺寸的第二纸板坯料必须从其去除材料，则移动机构可以将第一扫描仪移动到第二位置，第一扫描仪在第二位置处扫描第一激光器的激光束，用于在第二纸板坯料处照射。

在一些示例中，当移动机构将第一扫描仪移动到特定位置(第一激光器的激光束将从其扫描)时，该单元针对该特定位置加载第一扫描仪的对准，然后可能发生在纸板处(在支撑件上)的照射。

在这些示例中的一些以及在其他示例中，当用移动机构移动第一扫描仪时，该单元可以动态地调节第一扫描仪的对准，因此，在第一扫描仪移动时，激光器可以照射。当第一激光器的光束遵循根据第一图案或第二图案的轨迹时，光束的整体轨迹导致以下结果的叠加：扫描仪用移动机构的移动(其相应地移动了光束)，其是低速但可以覆盖较大的区域，并且光束的移动基于通过扫描仪的扫描(即，其反射镜的旋转)，其是高速但具有有限的覆盖范围。

就这一点而言，在一些示例中，该单元还被编程为操作第一激光器、第一扫描仪和移动机构，使得：在执行用第一激光器以第一激光功率照射的同时，根据第一图案以第一扫描速度扫描第一激光器的激光束并且用移动机构移动第一扫描仪；和/或在执行用第一激光器以第二激光功率照射的同时，根据第二图案以第二扫描速度扫描第一激光器的激光束并且用移动机构移动第一扫描仪。在另一些例子中，可编程逻辑控制器，即PLC，操作移动机构，而单元被编程为操作第一激光器和第一扫描仪；该单元从移动机构接收有关其位置和/或速度的数据。

在一些实施例中，该装置还包括第二扫描仪和光束开关，该第二扫描仪被配置为扫描第一激光器的激光束。而且，该单元还被编程为操作第一激光器、第一扫描仪和第二扫描仪，使得第一激光器的激光束用第一扫描仪和第二扫描仪依序扫描，使得第一激光器照射的同时其激光束用第一扫描仪和第二扫描仪依序扫描。为此，该单元还被编程为操作光束开关，以便用第一扫描仪和第二扫描仪依序扫描第一激光器的激光束。

设置第二扫描仪，使得由于第二扫描仪，第一激光器朝着支撑件照射，第二扫描仪将激光束对准支撑件并且扫描支撑件，从而遵循在支撑件上的轨迹。

通过用第一扫描仪和第二扫描仪依序扫描激光束，由于第一激光器的覆盖面积较大，因此第一激光器可以照射以便从较大的纸板坯料中去除材料。从这个意义上说，当第一激光器的激光束被第一扫描仪扫描时，第一激光器可以在第一覆盖区域内的纸板坯料处(在支撑件上)照射，并且当用第二扫描仪扫描第一激光器的激光束时，第一激光器可以在第二覆盖区域内的纸板坯料处照射。该单元在两个扫描仪之间依序切换，以便在第一覆盖区域(使用第一扫描仪)和第二覆盖区域(使用第二扫描仪)内用第一激光器照射。

当用第一激光器覆盖不同的区域用于同一纸板坯料和整体加工时，与使用用于移动第一扫描仪的移动机构所用的加工时间相比，使用两个扫描仪可以导致缩短加工时间。加工时间较短，因为在纸板坯料上的照射涉及依序地将激光束提供给一个扫描仪并旋转其反射镜，而移动机构涉及机械地移动一个或多个对第一扫描仪进行移动的元件，所述移动比旋转扫描仪的反射镜要慢。

在一些实施例中，移动机构还被配置为移动第二扫描仪。而且，该单元还被编程为操作用于移动第二扫描仪的移动机构。

除了提供第二覆盖区域，第一激光器可以在第二覆盖区域内向纸板坯料照射(由于第二扫描仪耦合到第一激光器)，第一覆盖区域和第二覆盖区域还可以移动，以便加工整个纸板坯料可能不需要移动纸板坯料。可以移动第一扫描仪和第二扫描仪中的一个或两者，从而在整个支撑件上(并且因此在纸板坯料的表面上)移动第一覆盖区域和/或第二覆盖区域。用第一扫描仪和第二扫描仪依序扫描第一激光器的激光束使得可以在纸板坯料的整个表面上照射。

在一些示例中，当移动机构将第二扫描仪移动到特定位置(第一激光器的激光束将从其扫描)时，该单元针对该特定位置加载第二扫描仪的对准，然后对纸板进行照射可能会发生。

在这些示例中的一些中以及在一些其他示例中，当用移动机构移动第二扫描仪时，该单元可以动态地调节第二扫描仪的对准，因此当第二扫描仪移动时，激光器可以照射。

在一些实施例中，该装置还包括：

第二激光器；和

第二扫描仪，被配置为扫描第二激光器的激光束。

在这些实施例中的一些实施例中，该单元还被编程为操作第二激光器和第二扫描仪，例如使得第二激光器以诸如第一激光功率等一定的激光功率照射，同时其激光束以第一扫描速度被扫描；和/或以第二激光功率照射，同时其激光束以第二扫描速度被扫描。此外，单元还可以操作第二激光器，使得其激光束根据第一图案、第二图案或第三图案被扫描。

在一些其他实施例中，该装置还包括(第二)单元，该第二单元被编程为操作第二激光器和第二扫描仪，例如使得第二激光器以诸如第一激光功率等一定的激光功率照射，同时其激光束以第一扫描速度被扫描；和/或以第二激光功率照射，同时其激光束以第二扫描速度被扫描。此外，(第二)单元还可以操作第二激光器，使得其激光束根据第一图案、第二图案或第三图案被扫描。

通过提供两个单元(第一单元和第二单元)，每个单元可以控制单独的一个激光器和单独的一个扫描仪，从而简化了该单元的操作。因此，与单个单元要控制两个激光器和两个扫描仪的情况相比，每个单元可以具有更小的加工功率。

设置第二激光器和第二扫描仪，使得第二激光器由于第二扫描仪而朝着支撑件照射，第二扫描仪将激光束对准支撑件并且扫描支撑件，以便遵循支撑件上的轨迹。

在一些实施例中，移动机构还被配置为对扫描第二激光器的第二扫描仪进行移动。

在一些实施例中，支撑件包括用于支撑纸板坯料的多个间隔分开的金属板。

金属板优选地被布置成使得当激光束被设置成垂直于纸板(即，垂直于支撑平面)时，金属板平行于装置的每个激光器的激光束。即使在扫描激光束时，激光束和金属板之间可能存在一个角度(例如10°或更小)，在这种布置的情况下，第一激光器和/或第二激光器的光束在基本上平行于间隔分开的金属板的方向上行进。因此，减少可以用第一激光器和/或第二激光器照射的金属板的表面。

金属板的对于第一激光器和/或第二激光器是“可见的”的侧面(即最靠近扫描仪的侧面)是对应于金属板的厚度的侧面。因此，如果激光束穿过纸板坯料，则其到达金属板的可能性较小，并且因此纸板坯料不会从纸板坯料的另一侧面被照射。金属板的所述侧面可以包括锯齿几何形状；锯齿形状的侧面减小到达金属板的所述侧面的激光束朝向第一激光器和/或第二激光器、扫描仪或单元向上反射的可能性。如果激光束到达金属板的侧面，其反射将取决于激光束照射的锯齿几何形状的部分。

在一些实施例中，支撑件是输送机，输送机包括至少两个机动轴(motorizedaxles)和用于输送和支撑纸板坯料的多个间隔分开的金属板，多个间隔分开的金属板联接到至少两个机动轴。

可以用装置包括的可编程逻辑控制器(即PLC)来控制输送机。输送机可以包括例如两个或更多机动轴，其上连接有链条，以移动多个间隔分开的金属板，这些金属板被反复循环。输送机类似于输送带，但是代替围绕机动轴旋转连续带，输送机旋转多个金属板。

多个金属板支撑并输送纸板坯料。优选地布置金属板，使得当垂直于纸板提供激光束时，位于输送机上部的金属板的一部分平行于装置的每个激光器的激光束。即使在扫描激光束时，激光束与输送机所述上部的金属板之间的夹角可能存在(例如10°或更小)，在这种配置的情况下，第一激光器和/或第二激光器的光束会沿平行于间隔分开的金属板的方向前进。因此，减少可能用第一激光器和/或第二激光器照射的金属板的表面(即最靠近扫描仪的一侧)。

金属板(它是在上部)的对于第一激光器和/或第二激光器是“可见的”侧面(即最靠近扫描仪的侧面)是对应于金属板的厚度的侧面。因此，如果激光束穿过纸板坯料，则其将到达金属板的可能性较小，并且因此纸板坯料不会从纸板坯料的另一侧面被照射。金属板的所述侧面可以包括锯齿几何形状；锯齿形状的侧面减小到达金属板的所述侧面的激光束朝向第一激光器和/或第二激光器、扫描仪或单元向上反射的可能性。如果激光束到达金属板的侧面，其反射将取决于通过激光束照射的锯齿几何形状的部分。

在一些实施例中，该单元还被编程为操作第一扫描仪和/或第二扫描仪以及第一激光器和/或第二激光器，使得基于输送机的速度调节扫描其光束时的照射。在一些实施例中，该单元还被编程为操作第一扫描仪和/或第二扫描仪以及第一激光器和/或第二激光器，使得调节扫描其光束时的照射，从而补偿输送机的速度。在这些实施例中，输送机还包括：编码器，用于提供与输送机的操作相关的数据(例如，输送机的位置和速度)；以及机构，用于检测部件(例如，红外光电管)，以用于提供与纸板坯料在输送机上的位置相关的数据。

该单元从编码器和用于检测部件的机构接收数据，并通过考虑输送速度和纸板坯料相对于输送机并且因此相对于扫描仪的位置来调节激光器的扫描轨迹或多个扫描轨迹。

在一些实施例中，该单元还被编程为改变输送机的速度。输送机的速度可以在第一激光器或第二激光器照射并且根据第一图案、第二图案或第三图案扫描其激光束的同时改变。

在一些实施例中，输送机被构造成以大于或等于50毫米/秒并且小于或等于5000毫米/秒的速度进行输送。在一些实施例中，输送机的速度大于或等于500毫米/秒和/或1000毫米/秒。在一些实施例中，输送机的速度小于或等于以下至少之一：2500毫米/秒、1000毫米/秒和500毫米/秒。在一些实施例中，该单元改变输送机的速度，优选地改变为这些速度范围中的任何一个范围内的速度。在这些实施例的一些中，在激光器照射及其激光束被扫描的同时，该单元不会将输送机的速度改变为0毫米/秒或小于50毫米/秒。

在一些实施例中，输送机被构造成以大于或等于-5000毫米/秒并且小于或等于5000毫米/秒的速度进行输送。在一些实施例中，输送机的速度大于或等于-2500毫米/秒和/或-1000毫米/秒。在一些实施例中，输送机的速度小于或等于2500毫米/秒和/或1000毫米/秒。在一些实施例中，该单元改变输送机的速度，优选地改变为这些速度范围中的任何一个范围内的速度。在这些实施例的一些中，在激光器照射及其激光束被扫描的同时，该单元将输送机的速度降低至0毫米/秒或小于50毫米/秒。

该单元可以控制输送机，使得该输送机可以用于用该装置加工纸板坯料。为此，该单元改变输送机的速度，从而例如使得激光束可以到达纸板坯料的不同部分以从纸板坯料去除材料，或者由于输送机和扫描仪的叠加运动而使得加工更快。在一些实施例中，该单元可以通过将速度从负输送速度改变为正输送速度(负输送速度表示沿相反方向的输送)来改变输送方向，反之亦然，并且甚至通过将速度降低到零，停止输送某些时间。因此，该装置不仅可以加工以恒定或变化的速度连续输送的纸板坯料，而且可以加工来回移动的纸板坯料以用激光器照射该纸板坯料。从这个意义上讲，该单元根据输送机的速度调节激光器和扫描仪的操作。

在一些实施例中，该单元还被编程为在第一激光器照射并且根据第一图案扫描其激光束的同时改变第一扫描速度和/或第一激光功率。在一些实施例中，该单元还被编程为在第一激光器照射并且根据第二图案扫描其激光束的同时改变第二扫描速度和/或第二激光功率。

在一些实施例中，该单元还被编程为在第二激光器照射并且根据第一，第二和第三图案中的一个扫描其激光束的同时改变第一扫描速度、第一激光功率、第二扫描速度和第二激光功率中的至少一个。

可以执行用第一激光器和/或第二激光器的照射，使得在遵循相应图案的同时改变扫描速度和/或激光功率。例如，在扫描第一激光器的激光束使其遵循第一图案的第一段的同时，第一激光功率为0.70kW并且第一扫描速度为3200毫米/秒；然后，在其遵循第一图案的第二段的同时，第一激光功率为0.90kW并且第一扫描速度为3500毫米/秒；并且然后，在其遵循第一图案的第三段的同时，第一激光功率为1.05kW并且第一扫描速度为4100毫米/秒。在这个意义上，单元可以根据以下至少一项来改变第一激光器的激光功率：其激光束的扫描速度；纸板坯料要经受的处理类型(例如提供折叠线、提供刻痕和/或切割)；输送机的速度；和耦合至第一激光器的扫描仪的运动。该单元还可以根据以下至少一项来改变第一激光器的激光束的扫描速度：第一激光器的激光功率；纸板坯料要经受的处理类型；输送机的速度；与第一激光器相耦合的扫描仪的运动。该单元可以对于第二激光器做类似操作，即，该单元可以改变第二激光器的激光功率和/或其扫描速度。

在一些实施例中，第一激光器被操作以用包括大于或等于0.10毫米并且小于或等于2.00毫米的直径的光点照射。在这些实施例的一些中，直径大于或等于0.10毫米且小于或等于1.00毫米，更优选地大于或等于0.20毫米且小于或等于0.80毫米。在一些实施例中，第一激光器的光点的直径大约等于以下之一：0.25毫米、0.40毫米、0.50毫米、0.70毫米、1.00毫米和1.50毫米。

在一些实施例中，第一激光器的照射包括1.00μm和11.00μm之间的波长。在这些实施例的一些中，第一激光器的照射的波长为：在1.06μm至1.07μm之间(包括端点)，并且优选为1.064μm；或在10.5μm和10.7μm之间(包括端点)，并且优选为10.6μm。在这些实施例的一些中，第一激光器的照射的波长在2.0μm和6.0μm之间。

在一些实施例中，第一激光器是Nd：YAG激光器。在一些实施例中，第一激光器是CO₂激光器。

在一些实施例中，操作第二激光器以用直径大于或等于0.10毫米且小于或等于2.00毫米的光点照射纸板坯料的表面。在这些实施例的一些中，直径大于或等于0.10毫米且小于或等于1.00毫米，更优选地大于或等于0.20毫米且小于或等于0.80毫米。在一些实施例中，第二激光器的光点的直径大约等于以下之一：0.25毫米、0.40毫米、0.50毫米、0.70毫米、1.00毫米和1.50毫米。

在一些实施例中，第二激光器的照射包括1.00μm和11.00μm之间的波长。在这些实施例的一些中，第二激光器的照射的波长为：在1.06μm至1.07μm之间(包括端点)，并且优选为1.064μm；或在10.5μm和10.7μm之间(包括端点)，并且优选为10.6μm。在这些实施例的一些中，第二激光器的照射的波长在2.0μm和6.0μm之间。

在一些实施例中，第二激光器是Nd：YAG激光器。在一些实施例中，第二激光器是CO₂激光器。

在一些实施例中，该装置还包括空气吸收机构。在这些实施例的一些中，空气吸收机构包括抽吸泵。

空气吸收机构优选地设置在支撑件的下方，以便从支撑件的下方吸收空气，并因此向下抽吸在从纸板坯料去除材料时产生的任何烟雾。此外，空气吸收也将支撑件上的任何纸板坯料拉向支撑件的表面，例如多个间隔分开的金属板的表面；因此，纸板坯料相对于该表面具有更大的摩擦力，并且在通过装置加工时纸板坯料运动的可能性较小。

在一些实施例中，该装置还包括鼓风机构。在这些实施例的一些中，鼓风机构包括鼓风机。

鼓风机构优选地设置在支撑件上方。鼓风机构增强空气的循环，并向下推动在从纸板坯料去除材料时产生的任何烟雾，并且还向下推动纸板坯料使其靠着支撑纸板坯料的支撑件的表面，从而增加摩擦。利用通过鼓风机构提供的气流，来自纸板坯料的碎屑也可以被向下推动，从而易于碎屑的收集并降低激光将意外燃烧碎屑的风险。

本发明的第三方面涉及根据本发明的第二方面的装置用于从纸板坯料去除材料的用途。

本发明的第四方面涉及一种被编程为执行根据本发明的第一方面的方法的装置。

本发明的第五方面涉及一种装置，该装置包括用于执行根据本发明的第一方面的方法的机构。

与针对本发明的第一方面描述的优点类似的优点也可以适用于本发明的第二、第三、第四和第五方面。

本发明的第六方面涉及一种用于加工纸板的方法，包括：

用第一激光器照射纸板坯料的表面，以便通过去除纸板坯料的第一被照射部分的层的至少一部分来根据第一图案提供至少一条折叠线；和

用第一激光器照射纸板坯料的表面，以便通过去除纸板坯料的第二被照射部分的所有层来根据第二图案切割纸板坯料。

该方法使得能够加工纸板坯料，从而可以借助于激光照射获得由其衍生的可折叠产品。在加工时，纸板坯料可以沿着至少一条折叠线折叠，并且第二被照射部分可以至少与纸板坯料的其余部分分开；如果第二图案(并且因此第二被照射部分)是连续的闭合形状(或者是其端部与纸板坯料的边缘相交的连续的敞开形状)，则第二被照射部分可以与纸板坯料的其余部分完全分开，否则第二被照射部分被切割，但是保持附着在纸板坯料的其余部分上。

在一些实施例中，以第一激光功率照射并且以第一扫描速度扫描其激光束，第一激光器去除一个或多个层，第一激光功率大于或等于0.5kW，并且第一扫描速度大于或等于2000毫米/秒并且小于或等于25000毫米/秒。

在一些实施例中，以第二激光功率照射并且以第二扫描速度扫描其激光束，第一激光器去除所有层，第二激光功率大于或等于0.5kW，并且第二扫描速度大于或等于500毫米/秒且小于或等于10000毫米/秒。

在一些实施例中，用第一激光器照射纸板坯料的表面以根据第一图案提供至少一条折叠线的步骤去除纸板坯料的第一被照射部分的一层或几层。

在一些实施例中，改变第一扫描速度和第一激光功率中的至少一个，同时通过用第一激光器照射去除第一被照射部分的一个或一些层。在一些实施例中，改变第二扫描速度和第二激光功率中的至少一个，同时通过用第一激光器照射去除第二被照射部分的所有层。

在一些实施例中，第一激光功率大于或等于1.0kW和/或2.0kW。在一些实施例中，第一激光功率小于或等于以下中的至少一个：10.0kW、5.0kW、3.0kW和2.0kW。

在一些实施例中，第一扫描速度大于或等于以下中的至少一个：5000毫米/秒和/或7500毫米/秒。在一些实施例中，第一扫描速度小于或等于以下中的至少一个：15000毫米/秒、10000毫米/秒、7500毫米/秒和5000毫米/秒。

在一些实施例中，第二激光功率大于或等于1.0kW和/或2.0kW。在一些实施例中，第二激光功率小于或等于以下中的至少一个：10.0kW、5.0kW、3.0kW和2.0kW。

在一些实施例中，第二扫描速度大于或等于1500毫米/秒和/或3000毫米/秒。在一些实施例中，第二扫描速度小于或等于以下至少之一：7500毫米/秒、5000毫米/秒、2500毫米/秒、2000毫米/秒、1500毫米/秒和1000毫米/秒。

在一些实施例中，该方法还包括：

用第二激光器照射纸板坯料的表面，以便通过去除纸板坯料的第三被照射部分的层的至少一部分来根据第三图案提供至少一条折叠线；和

用第二激光器照射纸板坯料的表面，以便通过去除纸板坯料的第四被照射部分的所有层来根据第四图案切割纸板坯料。

在一些实施例中，第二激光器去除层的至少一部分，该层用第一激光功率照射以及用第一扫描速度扫描其激光束。

在一些实施例中，用第二激光器照射纸板坯料的表面以根据第三图案提供至少一条折叠线的步骤去除纸板坯料的第三被照射部分的一层或几层。

在一些实施例中，第二激光器去除所有层，该层用第二激光功率照射并且用第二扫描速度扫描其激光束。

在一些实施例中，改变第一扫描速度和第一激光功率中的至少一个，同时通过用第二激光器照射去除第三被照射部分的一个或一些层。在一些实施例中，改变第二扫描速度和第二激光功率中的至少一个，同时通过用第二激光器照射去除第四被照射部分的所有层。

在一些实施例中，用第一激光器照射纸板坯料的表面以提供至少一条折叠线的步骤和用第一激光器照射纸板坯料的表面以切割纸板坯料的步骤被执行的同时输送纸板坯料。

在一些实施例中，纸板坯料以大于或等于50毫米/秒并且小于或等于5000毫米/秒的速度输送。在一些实施例中，纸板坯料的输送速度大于或等于500毫米/秒和/或1000毫米/秒。在一些实施例中，纸板坯料的输送速度小于或等于以下至少之一：2500毫米/秒、1000毫米/秒和500毫米/秒。在一些实施例中，在纸板坯料的表面的照射期间，改变纸板坯料的输送速度。

在一些实施例中，纸板坯料以大于或等于-5000毫米/秒并且小于或等于5000毫米/秒的速度输送。在一些实施例中，纸板坯料的输送速度大于或等于-2500毫米/秒和/或-1000毫米/秒。在一些实施例中，纸板坯料的输送速度小于或等于2500毫米/秒和/或1000毫米/秒。在一些实施例中，在纸板坯料的表面的照射期间，改变纸板坯料的输送速度。

在一些实施例中，纸板坯料包括第一平面层。在这些实施例的一些中，纸板坯料还包括附接至第一平面层的第二波纹层。在这些实施例的一些中，纸板坯料还包括附接至第二波纹层的第三平面层。在这些实施例的一些中，纸板坯料还包括附接至第三平面层的第四波纹层和附接至第四波纹层的第五平面层。在这些实施例的一些中，纸板坯料还包括附接至第五平面层的第六波纹层和附接至第六波纹层的第七平面层。

在一些实施例中，纸板坯料的表面是其内表面。

本发明的第七方面涉及一种用于制造可折叠纸板容器的方法，包括：

提供纸板坯料；和

用根据本发明的第一方面的方法或用根据本发明的第六方面的方法加工纸板坯料。

在一些实施例中，纸板坯料包括第一平面层。在这些实施例的一些中，纸板坯料还包括附接至第一平面层的第二波纹层。在这些实施例的一些中，纸板坯料还包括附接至第二波纹层的第三平面层。在这些实施例的一些中，纸板坯料还包括附接至第三平面层的第四波纹层和附接至第四波纹层的第五平面层。在这些实施例的一些中，纸板坯料还包括附接至第五平面层的第六波纹层和附接至第六波纹层的第七平面层。

在一些实施例中，该方法还包括折叠纸板坯料。

与针对本发明的第一和第二方面描述的优点类似的优点也可以适用于本发明的第六和第七方面。

附图说明

为了完成说明并为了更好地理解本发明，提供了一组附图。所述附图构成说明书的组成部分并且示出了本发明的实施例，不应将其解释为限制本发明的范围，而仅仅作为如何实施本发明示例。该组附图包括以下附图：

图1-4示出了示例性的纸板类型。

图5A-5B示出了根据实施例的装置。

图6示出了其中形成有折叠线和切割线的纸板坯料。

图7-10示出了示例性折叠线。

图11、12A-12B，13A-13C示出了根据实施例的装置。

图14-17示意性示出了根据实施例的方法。

具体实施方式

图1示出了第一示例性类型的纸板80，通常称为单面纸板，包括平坦的第一层85和波纹状的第二层86。第一层85和第二层86通过粘合剂结合在一起。通常，纸板80的第二层86被认为是纸板80的内表面，因为它在视觉上不如第一层85有吸引力。第一层85可以具有喷涂到其上的装饰性印刷。

图2示出了第二示例性类型的纸板81，通常被称为单壁纸板或双面纸板，包括存在于第一示例性类型的纸板80中的第一层85和第二层86，并且还包括通过粘合剂附接至第二层86的第三层87。第三层87是平坦的。在许多情况下，第一层85或第三层87具有比另一层更好的光洁度，并且层85、87通常被认为是纸板81的外表面并且可以具有喷涂到其上的装饰性印刷。

图3示出了第三示例性类型的纸板82，通常被称为双壁纸板，包括存在于第二示例性类型的纸板81中的第一层85、第二层86和第三层87，并且还包括第四层88和第五层89，第四层是波纹状的并且通过粘合剂附接至第三层87，第五层是平坦的并且通过粘合剂附接至第四层88。

图4示出了仅包括第一层85的第四示例性类型的纸板83。

图5A示出了根据本发明的实施例的装置1。装置1包括激光器10、扫描仪20、用于将激光器10的激光束15朝向扫描仪20重定向的反射镜21(在45°处)、用于操作激光器10和扫描仪20的单元29，以及支撑件90。扫描仪20包括两个反射镜(未示出)，用于扫描激光器10的激光束15，使得其可以对准搁置在支撑件90上，特别是在多个间隔分开的金属板110上的纸板坯料30的表面上的不同位置；扫描仪20布置在装置1的框架26上。装置1还包括壳体5，激光器10和单元29设置在壳体5内。

激光器10通常包括诸如一个或多个透镜的光学器件，用于聚焦和散焦其光束15。举例来说，当激光器10是CO₂激光器(具有包括10.6μm波长的照射)时，光束15可能已经被准直。此外，激光器10可以包括第一透镜和第二透镜，该第一透镜是固定的并且可以用于在光束15到达扫描仪20时聚焦光束15(因此可以补偿激光器10和扫描仪20之间的距离)，该第二透镜可以与扫描仪20的反射镜一起移动，从而在光束15被扫描的同时，激光束15的光点16保持聚焦在纸板坯料30的表面上(即，光点16保持聚焦，而与光束15行进的总距离无关)；这样的第二透镜使得可以加工不同厚度的纸板，而不必改变扫描仪20和待加工的纸板之间的距离。如本领域技术人员所公知的，诸如F-θ透镜的其他光学器件可以用于聚焦激光束15的光点16。

装置1能够加工诸如纸板坯料30的纸板。装置1朝着支撑件90照射，从而照射纸板坯料30的表面，并因此切割纸板坯料30和/或在其中形成折叠线。为此，单元29控制激光器10的操作和扫描仪20的操作。

当激光束15垂直地照射纸板坯料30时，支撑件90的间隔分开的金属板110平行于激光束15布置。当扫描激光束15时，激光束相对于纸板坯料30并且因此相对于金属板110的角度变化。因此，激光束15可以以一定角度即倾斜但不垂直地到达金属板110，因此不可能向上反射。支撑平面120被定义为将间隔分开的金属板110的与或将要与纸板坯料30接触的一部分包括在内的平面。

通过调节激光器10的功率和激光束15的扫描速度(即激光束15的光点16在纸板坯料30的表面上或在可以放置纸板坯料30的支撑件90的平面120上移动的速度)，利用扫描仪20的每个反射镜的旋转来调节，激光器10按照特定的轨迹用激光束15照射纸板坯料30的表面，并从纸板坯料30去除材料，从而切割纸板坯料30和/或在其中形成折叠线。

在一些示例中，装置1还包括用于运输纸板坯料的系统或设备。这种系统或设备从堆积纸板坯料的第一位置或站点取得纸板坯料，将纸板坯料放到支撑件90上进行加工，然后再次取得纸板坯料到第二位置或站点用于纸板坯料的另外的加工(例如上漆、涂布、折叠等)或输送。为此，用于运输纸板坯料的系统或设备可以包括例如但不限于用于移动纸板坯料的吸气夹持器或机械臂。

在一些其他示例中，装置1的支撑件90是输送和支撑纸板坯料的输送机。

图5B从不同的角度部分地示出了图5A的装置1(未示出单元29和壳体5)。图5B中示出了激光器10、设置在框架26中的扫描仪20以及用扫描仪20扫描的激光束15的覆盖区域12(为了更好地示出扫描仪20的范围，显示为金字塔形的体积)。从这个意义上讲，激光器10产生能够对准覆盖区域12内的纸板坯料30的任何部分处的光束15。尽管覆盖区域12被表示为正方形或矩形区域，但是覆盖区域12显然受到扫描仪20的反射镜的角度范围的限制，该角度范围进而又确定了使用反射镜可获得的激光束15的反射，并且因此覆盖区域12的边缘可能受到这些现象的影响。

即使由于扫描仪20而导致的激光器10的覆盖区域12可以覆盖纸板坯料30的大的表面，但是优选的是在激光束15尽可能靠近覆盖区域12的中心的情况下加工纸板坯料。当激光束15距离中心越远对准时，激光束15和纸板坯料表面之间形成的夹角越小(当激光束15在覆盖区域12的中心处对准时，夹角为90°)，并且因此激光束15的光点16的形状变成椭圆形，从而将要沉积的能量散布在较大的表面上。另外，以这样的角度从纸板坯料去除材料，这是不希望的，因为所得的边缘较少挺括。此外，与接近90°的入射角相比，为了去除相同数量的层，需要去除更多的材料。能量在较大表面上的扩散导致较少量的能量沉积在光点16的每个部分中，因此从纸板坯料去除材料的准确性较低。与圆形光点(即，激光束15靠近覆盖区域12的中心)相比，为了用这种椭圆形光点去除相同层数，照射花费更多时间。

由于扫描仪20的反射镜的有限旋转，可能使纸板的正确加工变难，因此更靠近覆盖区域12的边缘地扫描激光束15不被优选。当激光束不垂直于纸板坯料的表面时，用激光器去除纸板坯料的更多材料，并且由于倾斜照射，形成的折叠线或切口较少挺括。为此，当纸板坯料30的表面的对应部分更接近覆盖区域12的中心(使得入射角更接近90°)时，装置1优选地根据第一图案和/或第二图案照射纸板坯料30。在连续地(即，在加工时不停止)或间歇地(例如，为了使用该装置完整加工而停止一次，为了使用该装置逐步加工而多次停止并移动)输送纸板坯料30的实施例中，基于纸板坯料的不同部分将在覆盖区域12内的不同的时刻，并且优选地当所述部分更靠近覆盖区域12的中心时，激光器10照射纸板坯料30。

在一些示例中，扫描仪20与支撑件90的上平面120(用虚线示出以表示它是假想平面)之间的距离19，被测量为从扫描仪20到平面120延伸的垂直段，优选在50cm和200cm之间。在这些示例中的一些中，该距离在75cm和125cm之间，例如大约100cm。

图6示出了示例性的纸板坯料31。已经对纸板坯料31进行了加工，使得根据包括多个第一段的第一图案70(为了说明目的用虚线示出)形成了折叠线。这些第一段可以包括连续和/或不连续的线，并且进一步地，这些第一段可以是线性的和/或弯曲的。而且，纸板坯料31已经被加工使得其已经根据第二图案75(为了说明目的用实线示出)被切割，从而提供可折叠的纸板容器39。第二图案75包括多个第二段，每个第二段可以是线性和/或弯曲的。可以利用根据本公开的装置和方法来执行这种加工。

图7示出了形成在纸板坯料32中的示例性折叠线41、42。第一折叠线41包括沿纸板坯料32的第一方向延伸的单个段(以虚线的形式)。第二折叠线42包括沿纸板坯料32的第一方向延伸的两个平行段(以虚线的形式)。第二折叠线42的两个平行段以等于或小于纸板坯料32的厚度的距离48分开。

举例来说，如果纸板坯料32包括根据图2的第二示例性类型的纸板81的层，则第一折叠线41和第二折叠线42可以通过去除纸板坯料32的部分材料来形成，特别是第一层85和第三层87中的一个(其用激光器照射的部分)；或可以通过去除第二层86，和第一层85或第三层87(其被激光器照射的部分)。

图8示出了形成在纸板坯料33中的示例性折叠线43。特别地，已经通过从纸板坯料33去除材料而形成了两条折叠线43。两条折叠线43中的每一个包括三个平行段(以虚线的形式)，并且从在折叠线43一侧处的段到在同一折叠线43的另一侧处的段的距离49等于或小于纸板坯料33的厚度。参照图8，距离49优选地从折叠线43的最左侧部分(即左段的左侧的最外侧部分)到折叠线43的最右侧部分(即右段的右侧的最外侧部分)测量。

在图8的示例中，通过部分44a和部分44b设置段的虚线，在部分44a中使用重叠点(对应于激光器的光点)依序地从纸板坯料33上去除材料，部分44b没用这种点。在其他示例中，通过使用激光器的光点连续地去除材料来提供部分44a，即直到到达部分44b才中断在纸板坯料33的表面上的照射，之后再次继续照射。

图9示出了形成在纸板坯料34中的示例性折叠线45。折叠线45包括相对于折叠方向(即根据图9的图示的竖直方向)成一定角度布置的多个段(以连续线的形式)。多个段包括较短和较长长度的段，已经发现这些段对纸板坯料34的结构完整性影响较小，但是它们使得能够沿着所述折叠线45折叠纸板坯料34。

在图9的示例中，多个段中的每个段相对于折叠方向形成的角度为45°。在其他示例中，所述角度大于或等于15°且小于或等于75°，例如但不限于，该角度为大约15°、30°、60°或75°。

图10示出了形成在纸板坯料35中的示例性折叠线46。纸板坯料35的平面层被去除，由此露出纸板坯料35的波纹层，并且从而形成折叠线46。可以在不阻挡或不禁用激光器的情况下，通过遵循折叠线46的路径连续地扫描激光束来去除平面层，即，纸板坯料35的表面经受使用单次连续经过方式的激光照射。

图11示出了根据一个实施例的用于加工纸板的装置2。装置2包括激光器(在壳体5内)、布置在框架(未示出)上的用于激光器的包括两个反射镜(未示出)的扫描仪20、用于将激光器的激光束15引向扫描仪20的反射镜21，以及操作激光器和扫描仪的单元(在壳体5内)，如诸如关于图5A、图5B的装置1所描述的。激光器提供激光束15以照射纸板坯料35。

装置2还包括用于输送和支撑纸板坯料35的输送机100，以及用于控制输送机100的可编程逻辑控制器(未示出)，即PLC。输送机100包括第一轴101、第二轴102、第一链条105和第二链条106。第一链条105和第二链条106两者均联接至第一轴101和第二轴102，从而它们与轴101、102一起旋转。第一轴101和第二轴102是机动的。输送机100还包括用于支撑和输送纸板坯料35的多个间隔分开的金属板110。纸板坯料35搁置在金属板110的顶部上，输送机100的该部分限定了支撑平面120(如图5A-5B中关于支撑件90所示)。从扫描仪20到上平面120的距离优选但不限于在50cm至200cm之间，在某些情况下在75cm至125cm之间，并且在某些情况下该距离约为100cm。

金属板110联接到第一链条105和第二链条106两者，以便遵循其相同的运动。布置多个间隔分开的金属板110，使得当激光束15要垂直地照射纸板坯料35时，输送机100的上部的金属板110平行于激光束15。随着第一链条105和第二链条106移动，金属板110前进并重复循环。而且，金属板110包括具有锯齿几何形状的边缘，用于偏转激光束15以免激光束在加工纸板坯料30时照耀金属板110中的一个。

输送机100包括编码器(未示出)，该编码器向该单元提供有关于输送机100的操作的数据。输送机100还可以包括用于检测部件(例如，红外光电管)的机构，该机构向单元提供有关于搁置在输送机100上的纸板坯料的位置的数据。

装置2还包括用于偏转激光束15并接收纸板碎屑的机构130。机构130包括金属板，每个金属板相对于垂直线成一定角度布置，使得如果激光束到达机构130就偏转激光束15并因此不向上反射。机构130的金属板还使在用激光器加工纸板坯料35的同时从纸板坯料35产生的任何碎屑汇集。碎屑然后可以被收集，并且因此激光束15不会意外燃烧碎屑并起火。

当装置2加工纸板坯料时，诸如纸板坯料35，由于激光器的照射而产生烟。烟可能会使激光器、透镜和扫描仪20的反射镜变脏，从而使激光束15变形。此外，烟中的颗粒可能会被激光束15照射，并且由于激光束15没有以干净的方式照射，从而使纸板坯料35的加工变差。因此，必须从纸板坯料35的底部吸收烟，以使其在操作时不会干扰装置2。为此，装置2可以是系统的一部分，该系统包括具有空气吸收机构的腔室，例如抽吸泵。另外，空气吸收机构将纸板坯料35向下拉向金属板110，从而降低了纸板坯料35在被加工的同时移动的可能性。装置2可以进一步包括这样的空气吸收机构和/或向下吹空气的鼓风机构，例如鼓风机，使得除了使气流流动并排出烟之外，可能没有落在机构130内的纸板的任何碎屑也可以被向下推动。

图12A-12B部分示出了根据实施例的装置3。装置3包括激光器10、其中具有两个反射镜(未示出)的第一扫描仪20、其中具有两个反射镜(未示出)的第二扫描仪23以及用于将激光束分别地引向第一扫描仪20和第二扫描仪23的反射镜21、24。

第一扫描仪20布置在装置3的第一框架27上，并且第二扫描仪23布置在装置3的第二框架28上。装置3还包括用于在第一方向90上分别移动第一扫描仪20和第二扫描仪20的移动机构，第一方向90可以平行于纸板坯料38的宽度尺寸(仅出于说明目的示出了假想箭头)。第一扫描仪20可以沿着第一框架27的长度移动，而第二扫描仪23可以沿着第二框架28的长度移动(如用在第一框架27和第二框架28的顶部上假想箭头显示)。在一些其他实施例中，第一框架27和第二框架28中的一个或两个的移动机构被构造成在第二方向95上分别移动第一扫描仪20和/或第二扫描仪23，第二方向95(仅出于说明目的示出了假想箭头)垂直于第一方向90；移动机构可以被配置为在第一方向90和第二方向95上移动扫描仪。移动机构可以包括例如但不限于设置在第一框架27和第二框架28的每一个的导轨中的机动元件，用于移动扫描仪。第二方向95优选是平行于纸板坯料38的纵向尺寸的方向，并且优选是纸板坯料38被供应到装置3的方向(例如，输送机输送纸板坯料38的方向)。

装置3还包括光束开关以及被编程为操作激光器10、第一扫描仪20、第二扫描仪23、光束开关和移动机构的单元。

第一覆盖区域12和第二覆盖区域13(显示为正方形或矩形区域，但是很明显，它们实际上受到每个扫描仪的反射镜的角度范围的限制)说明性地表示了使用第一扫描仪20和第二扫描仪23分别将激光器10的光束对准在纸板坯料38的表面上的什么位置。当第一扫描仪20和/或第二扫描仪23移动时，第一覆盖区域12和/或第二覆盖区域13也根据扫描仪20、23的移动而移动。

在待加工的纸板坯料38的表面宽于使用第一扫描仪20和第二扫描仪23中的一个的激光器10的覆盖区域时，图12A至图12B的装置3可能是特别合适的。在该装置包括没有移动机构的单个激光器和单个扫描仪的实施例中，纸板坯料38或者不得不在第一方向90上移动，或者使整个宽度上的部分被依次地加工(例如沿其整个长度先加工纸板坯料38的第一半，并且之后沿其整个长度再加工纸板坯料38的第二半)。

具有第一扫描仪20和第二扫描仪23的装置3可以依序地加工纸板坯料38，使得首先使用第一扫描仪20和第二扫描仪23中的一个扫描激光器10的光束，并且然后再使用第一扫描仪20和第二扫描仪23中的另一个扫描。光束开关使得可以交替选择哪个扫描仪扫描激光器10的光束。

在图12A中，光束开关将激光器10的光束提供给第一扫描仪20，使得其可以照射第一覆盖区域12内的纸板坯料38的表面(为了说明该第一配置，第一覆盖区域12显示为具有比第二覆盖区域13更暗的颜色)。在图12B中，光束开关将激光器10的光束提供给第二扫描仪23，使得它可以照射第二覆盖区域13内的纸板坯料38的表面(为了说明该第二配置，第二覆盖区域13显示为具有比第一覆盖区域13更暗的颜色)。

如果在如用箭头所示的第二方向95上输送纸板坯料38，则优选以第二配置(图12B)开始加工纸板坯料38，因为相比于第一覆盖区域12，纸板坯料38的可以用该装置加工的第一部分将更靠近第二覆盖区域13。

如图12A至图12B所示，可能优选地提供第一扫描仪20和第二扫描仪23，使得第一覆盖区域12和第二覆盖区域13覆盖纸板坯料38尽可能多的宽度(对应于第一方向90的尺寸)。在一些示例中，第一扫描仪20和第二扫描仪23被布置为使得第一覆盖区12和第二覆盖区13在其一部分中重叠。覆盖区域的重叠部分可以方便地补偿纸板在用激光器照射时的扭曲，这种扭曲在扫描仪扫描靠近覆盖区域的限制边缘的激光束时可能会发生；在覆盖区域的一个或多个重叠部分的一部分中，与使用第二扫描仪扫描时同一或不同激光器的第二激光束相对于其相应覆盖区域的中心相比，使用第一扫描仪扫描的第一激光束可能更靠近其相应覆盖区域的中心，并且因此能够以比第二激光束小的畸变来扫描第一激光束。此外，在同一重叠部分的另一部分中，第二激光束可以以比第一激光束更少的扭曲而被扫描，由于其更接近其相应覆盖区域的中心。

图13A-13C部分示出了根据实施例的装置4。装置4包括(通过第一反射镜21)耦合到第一扫描仪20的第一激光器10，和(通过第二反射镜24)耦合到第二扫描仪23的第二激光器17。

第一扫描仪20和第二扫描仪23分别布置在第一框架27和第二框架28上。装置4还包括移动机构，该移动机构被配置为沿着第一框架27的长度在第一方向90上移动第一扫描仪20，并且进一步被配置为沿着第二框架28的长度在第一方向90上移动第二扫描仪23(如第一框架27和第二框架28的顶部上的假想箭头所示)。移动机构包括与第一扫描仪20耦合的一个或多个可移动单元以及与第二扫描仪23耦合的一个或多个可移动单元。在其他示例中，移动机构还被配置为沿第二方向95移动第一扫描仪20和第二扫描仪23中的一个或两个；例如，一个或多个可移动单元在两个方向(例如，第一方向90和第二方向95)上移动第一扫描仪20，并且一个或多个可移动单元在两个方向(例如，第一方向90和第二方向95)上移动第二扫描仪23。

装置4还包括被编程为操作激光器10、17、扫描仪20、23和移动机构的单元。

与图12A至图12B的装置3相比，图13A至图13C的装置4能够同时在纸板坯料的两个部分上加工纸板坯料38。第一激光器10使其光束使用第一扫描仪20扫描，从而在第一覆盖区域12内照射纸板坯料38的第一部分，并且第二激光17使其光束使用第二扫描仪23扫描，从而在第二覆盖区域18内照射纸板坯料38的第二部分。

当使用移动机构移动第一扫描仪20和第二扫描仪23中的一个或两个时，相应的一个或多个覆盖区域也被移动。因此，即使在使用装置4加工的纸板坯料38是静态的时，第一激光器10和第二激光器17也可以照射纸板坯料38的不同部分。

举例来说，在图13A中，示出了装置4的第一配置，其中第一扫描仪20和第二扫描仪23被布置为使得第一覆盖区域12和第二覆盖区域18覆盖纸板坯料38的尽可能多的宽度(对应于第一方向90的尺寸)。在图13B中，示出了装置4的第二配置，其中第一扫描仪20和第二扫描仪23被布置为使得第一覆盖区域12和第二覆盖区域18在第二方向95上彼此相邻，并且一个相对于另一个在第一方向90上略微移位；在这种配置中，较宽的纸板坯料，例如纸板坯料38，可以被更快地加工，因为其两个部分(相对于第一方向90在不同的位置处)可以分别使用第一激光器10和第二激光器17同时照射。在图13C中，示出了装置4的第三配置，其中第一扫描仪20和第二扫描仪23被布置为使得第一覆盖区域12和第二覆盖区域18在第二方向95上彼此相邻并在第一方向90上对齐；在这种配置中，较窄的纸板坯料，例如纸板坯料30，可以更快地加工，因为其两个部分(相对于第二方向95在不同的位置处)可以分别使用第一激光器10和第二激光器17同时照射。

在一些示例中，第一扫描仪20和第二扫描仪23被布置为使得第一覆盖区12和第二覆盖区18在其一部分中重叠。在一些示例中，第一扫描仪20和第二扫描仪23被布置为使得第一覆盖区域12和第二覆盖区域18并排设置(沿第一方向90)并且覆盖纸板坯料38尽可能多的宽度。

在一些示例中，该装置还包括分别与第三扫描仪和第四扫描仪耦合的第三激光器和第四激光器。第三激光器和第四激光器和扫描仪中的每一个可以如本公开中参照第一激光器和/或第二激光器所公开的那样进行操作。从这个意义上讲，第三激光器可以照射纸板坯料，以便根据图案(例如，第五图案)提供至少一条折叠线和/或根据图案(例如，第六图案)切割纸板坯料。此外，第四激光器可以照射纸板坯料，以便根据图案(例如，第七图案)提供至少一条折叠线和/或根据图案(例如第八图案)切割纸板坯料。

图14以框图形式示出了根据实施例的方法200。

方法200包括第一步骤205，该第一步骤205是使用激光器(例如分别地，图5、10或12A-12B的装置1、2或3的激光器10，或图13A-13C的装置4的第一激光器10和第二激光器17中的一个)照射纸板坯料(例如图5或10的纸板坯料30)的表面，以便根据第一图案(例如图6的第一图案70或图7-10的任何折叠线41-46的图案)从纸板坯料去除材料。

方法200还包括第二步骤206，第二步骤206是使用激光器照射纸板坯料的表面，以便根据第二图案(例如，图6的第二图案75)从纸板坯料去除材料。第二步骤206可以在使用相同或不同的激光器执行第一步骤205之后执行，或者也可以使用与第一步骤205中用于照射的激光器不同的激光器与第一步骤205同时执行第二步骤206。

图15以框图形式示出了根据实施例的方法201。方法201包括与图14的方法200相同的步骤，但是以相反的顺序，首先执行第二步骤206，然后执行第一步骤205。

取决于第一图案和第二图案的复杂性，或者激光器根据第一图案和第二图案必须照射的纸板坯料的表面上的位置，可能更方便的是：首先在纸板坯料中执行切割，然后使用方法201的步骤在其中形成折叠线。例如，如果要在输送纸板坯料的同时使用相同的激光器执行方法201的步骤，如果要被照射的相应部分是部分地或完全地在扫描仪的覆盖区域内，可能优选地，开始使用激光器照射纸板坯料的表面，以便根据第二图案从纸板坯料去除材料。此时可能发生的情况是，要使用激光器照射以便根据第一图案从其上去除材料的纸板坯料表面的一部分(部分或全部)不处于扫描仪的覆盖范围内，因此在这种情况下，使用方法201加工纸板坯料与图14的方法200相比花费更少时间。

图16以框图形式示出了根据实施例的方法210。

方法210包括第一步骤215，该第一步骤215使用激光器(例如，装置1、2或3的激光器10，或装置4的第一激光器10和第二激光器17中的一个)照射纸板坯料的表面，以便通过去除纸板坯料(例如纸板坯料30)的第一被照射部分的层的至少一部分(例如，层的一部分、一层或多层)，来根据第一图案(例如第一图案70或任何折叠线41-46的图案)提供至少一条折叠线。

方法210还包括第二步骤216，该第二步骤216使用激光器照射纸板坯料的表面，以便通过去除纸板坯料的第二被照射部分的所有层来根据第二图案(例如第二图案75)切割纸板坯料。第二步骤216可以在使用相同或不同的激光器执行第一步骤215之后执行，或者也可以使用与第一步骤215中用于照射的激光器不同的激光器与第一步骤215同时执行。

图17以框图形式示出了根据实施例的方法211。方法211包括与图16的方法210相同的步骤，但是以相反的顺序，首先执行第二步骤216，然后执行第一步骤215。

在一些实施例中，方法200-201、210-211中的第一和第二步骤205-206、215-216中的一个或两者分别地被执行，同时纸板坯料由于输送(例如使用图11的装置2的输送机100)处于运动中。

在一些实施例中，方法200-201、210-211还包括如参考第一步骤205、215和第二步骤206、216所描述的那些另外的步骤。

在一些实施例中，在相同的纸板坯料上或在不同的纸板坯料上使用另外的激光器重复方法200-201、210-211的步骤(例如使用第二激光器以便根据第三图案和/或第四图案照射，使用第三激光器以便根据第五图案和/或第六图案照射，和使用第四激光器以便根据第七图案和/或第八图案照射)。

在一些示例中，纸板坯料30-35、38包括根据第一示例类型纸板80的层。在一些其他示例中，纸板坯料30-35、38包括根据第二示例类型纸板81的层。在一些其他示例中，纸板坯料30-35、38包括根据第三示例类型纸板82的层。在一些其他示例中，纸板坯料30-35、38包括根据第四示例类型纸板83的层。很明显，在本公开的范围内，纸板坯料30-35、38可以包括根据不同于图1-4的第一类型、第二类型、第三类型和第四类型纸板80-83的其他类型纸板(例如三重壁纸板)的层。

在一些示例中，在使用根据本公开的装置和/或方法对其进行加工之前，纸板坯料30-35、38已经被涂覆或者在其上印刷了设计图案。在一些示例中，在使用根据本公开的装置和/或方法对其进行加工之后，纸板坯料30-35、38被涂覆或在其上印刷设计图案。

显而易见的是，在一些示例中，图12A-12B，13A-13C的装置3、4可进一步包括以下至少之一：如参照图11的装置2所描述的输送机，用于偏转激光束的机构、空气吸收机构、鼓风机构以及它们的组合。在一些示例中，图5A-5B的装置1还可以包括以下至少之一：用于使激光束偏转的机构、空气吸收机构、鼓风机构及其组合。此外，在一些示例中，图5A-5B和11的装置1、2还可以包括第二激光器，并且在一些示例中还包括第三激光器和第四激光器。

在本文中，术语“包括”及其派生词(例如“包含”等)不应以排他性的方式理解，也就是说，不应将这些术语解释为将所描述和定义的可能包括其他元素、步骤等的可能性排除在外。

另一方面，本发明显然不限于在此描述的特定实施例，而是还包括本领域技术人员可以考虑权利要求书所限定的本发明的总体范围内的任何变化(例如，关于材料、尺寸、组件、配置等的选择)。

Claims (18)

1.一种用于加工纸板(80-83)的方法(200、201)，包括：

用第一激光器(10)照射纸板坯料(30-35、38)的表面以便根据第一图案(70)从所述纸板坯料(30-35、38)去除材料，所述第一激光器(10)以第一激光功率照射，并且所述第一激光器(10)的激光束(15)以第一扫描速度扫描；

其中所述第一激光功率大于或等于0.5kW；

其中所述第一扫描速度大于或等于2000毫米/秒并且小于或等于25000毫米/秒；且

其中，在通过输送机输送作为纸板卷的所述纸板坯料(30-35、38)的同时，或在通过输送机输送所述纸板坯料(30-35、38)和至少另一纸板坯料的同时，执行用所述第一激光器(10)照射所述纸板坯料(30-35、38)的表面以便根据所述第一图案(70)从所述纸板坯料(30-35、38)去除材料的步骤；

其中，在用所述第一激光器(10)照射所述纸板坯料(30-35、38)的表面以便根据所述第一图案(70)从所述纸板坯料(30-35、38)去除材料的期间，所述第一扫描速度和所述第一激光功率中的至少其中之一是变化的。

2.根据权利要求1所述的方法(200、201)，其中：

所述第一图案(70)包括多个段(41-43、45)；且

所述多个段中的至少两个段(42、43、45)是平行的，所述至少两个段(42、43、45)的间隔(48)小于或等于所述纸板坯料(30-35、38)的厚度。

3.根据权利要求1所述的方法(200、201)，还包括：

用所述第一激光器(10)照射所述纸板坯料(30-35、38)的表面以便根据第二图案(75)从所述纸板坯料(30-35、38)去除材料，所述第一激光器(10)以第二激光功率照射，并且所述第一激光器(10)的激光束(15)以第二扫描速度扫描；

其中所述第二激光功率大于或等于0.5kW；

其中所述第二扫描速度大于或等于500毫米/秒并且小于或等于10000毫米/秒；且

其中，在输送所述纸板坯料(30-35、38)的同时执行用所述第一激光器(10)照射所述纸板坯料(30-35、38)的表面以便根据所述第二图案(75)从所述纸板坯料(30-35、38)去除材料的步骤。

4.根据权利要求3所述的方法(200、201)，其中，在用所述第一激光器(10)照射所述纸板坯料(30-35、38)的表面以便根据所述第二图案(75)从所述纸板坯料(30-35、38)去除材料的期间，所述第二扫描速度和所述第二激光功率中的至少其中之一是变化的。

5.根据权利要求3所述的方法(200、201)，还包括：用第二激光器(17)照射所述纸板坯料(30-35、38)的表面，以便根据所述第一图案(70)、所述第二图案(75)或第三图案从所述纸板坯料(30-35、38)去除材料，所述第二激光器(17)以所述第一激光功率或所述第二激光功率照射，并且所述第二激光器(17)的激光束(15)分别以所述第一扫描速度或所述第二扫描速度扫描。

6.根据权利要求1所述的方法(200、201)，其中，被所述第一激光器(10)照射以根据第一图案(70)从所述纸板坯料(30-35、38)去除材料的所述纸板坯料(30-35、38)的表面，被所述第一激光器(10)单次照射。

7.根据权利要求1所述的方法(200、201)，其中，被第一激光器(10)照射以根据第一图案(70)从所述纸板坯料(30-35、38)去除材料的所述纸板坯料(30-35、38)的表面，被所述第一激光器(10)多次照射。

8.根据权利要求1所述的方法(200、201)，其中，所述纸板坯料(30-35、38)以大于或等于50毫米/秒并且小于或等于5000毫米/秒的速度被输送。

9.一种用于从纸板坯料(30-35、38)去除材料的装置(1-4)，包括：

第一激光器(10)；

第一扫描仪(20)，被配置为扫描第一激光器(10)的激光束(15)；

输送机(100)，适合于持续地输送纸板坯料和/或连续地输送纸板卷；和

单元(29)，被编程为操作所述第一激光器(10)和所述第一扫描仪(20)，以使所述第一激光器(10)以第一激光功率朝向所述输送机(100)照射，在通过输送机输送作为纸板卷的纸板坯料(30-35、38)的同时，或在通过输送机输送纸板坯料和至少另一纸板坯料的同时，根据第一图案(70)以第一扫描速度扫描所述第一激光器(10)的所述激光束(15)；其中所述第一激光功率大于或等于0.5kW；

其中所述第一扫描速度为大于或等于2000毫米/秒并且小于或等于25000毫米/秒，所述第一扫描速度为所述激光束(15)的光点(16)相对于输送机(100)的平面(120)移动的速度，并且

其中单元(29)还被编程为操作第一扫描仪(20)和第一激光器(10)，使得根据输送机(100)的速度对扫描所述激光束(15)时的照射进行调节，

所述单元(29)还被编程为在所述第一激光器(10)照射并且根据所述第一图案(70)扫描所述第一激光器(10)的所述激光束(15)的同时改变所述第一扫描速度和/或所述第一激光功率。

10.根据权利要求9所述的装置(1-4)，其中：

所述单元(29)还被编程为操作所述第一激光器(10)和所述第一扫描仪(20)，使得所述第一激光器(10)以第二激光功率朝向所述输送机(100)照射，同时根据第二图案(75)以第二扫描速度扫描所述第一激光器(10)的所述激光束(15)；

所述第二激光功率大于或等于0.5kW；且

所述第二扫描速度大于或等于500毫米/秒并且小于或等于10000毫米/秒，所述第二扫描速度是所述激光束(15)的光点(16)相对于所述输送机(100)的平面(120)移动的速度。

11.根据权利要求10所述的装置(1-4)，其中，所述单元(29)还被编程为在所述第一激光器(10)照射并且根据所述第二图案(75)扫描所述第一激光器(10)的所述激光束(15)的同时改变所述第二扫描速度和/或所述第二激光功率。

12.根据权利要求10所述的装置(3、4)，还包括移动机构，该移动机构被配置为在一个方向(90、95)或两个垂直方向(90、95)上移动所述第一扫描仪(20)；其中所述单元(29)还被编程为操作移动机构。

13.根据权利要求10所述的装置(3)，还包括：

第二扫描仪(23)，被配置为扫描所述第一激光器(10)的所述激光束(15)；和

光束开关；

其中所述单元(29)还被编程为操作所述光束开关，以便使用所述第一扫描仪和所述第二扫描仪(20、23)依序地扫描所述第一激光器(10)的所述激光束(15)。

14.根据权利要求10所述的装置(4)，还包括：

第二激光器(17)；和

第二扫描仪(23)，被配置为扫描所述第二激光器(17)的所述激光束(15)；

其中，所述单元(29)还被编程为操作所述第二激光器(17)和所述第二扫描仪(23)，使得所述第二激光器(17)以所述第一激光功率照射的同时根据所述第一图案(70)、所述第二图案(75)或第三图案以所述第一扫描速度和/或所述第二扫描速度扫描所述第二激光器(17)的所述激光束(15)，和/或以所述第二激光功率照射的同时根据第一图案(70)、第二图案(75)或第三图案扫描所述第二激光器(17)的所述激光束(15)。

15.根据权利要求10所述的装置(1-4)，其中，所述单元(29)被编程为操作所述第一激光器(10)和所述第一扫描仪(20)，使得在所述第一激光器(10)的照射同时根据所述第一图案(70)扫描所述第一激光器(10)的所述激光束(15)之后，执行在所述第一激光器(10)的照射同时根据所述第二图案(75)扫描所述第一激光器(10)的所述激光束(15)。

16.根据权利要求9所述的装置(1-4)，其中：

所述输送机(100)包括至少两个机动轴(101、102)和用于输送和支撑所述纸板坯料(30-35、38)的多个间隔分开的金属板(110)；

所述多个间隔分开的金属板(110)联接到所述至少两个机动轴(101、102)；

所述金属板(110)布置成使得当金属板在输送机(100)的上侧时，金属板平行于装置(1-4)的每个激光器(10、17)的激光束(15)；且

每个金属板(110)至少一侧具有锯齿形的几何形状。

17.根据权利要求9所述的装置(1-4)，其中，所述输送机(100)被配置为以大于或等于50毫米/秒并且小于或等于5000毫米/秒的速度输送。

18.根据权利要求9所述的装置(1-4)，其中，所述单元(29)还被编程为，在所述第一激光器照射并且所述第一激光器的激光束根据所述第一图案扫描的同时改变所述输送机(100)的速度。