CN201755932U - 一种激光改性移印一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种激光改性移印一体机，包括一机身和一控制系统，所述机身具有一主工作平面和一与主工作平面垂直相连的Z轴机身；所述主工作平面在X轴方向设置有至少一X轴工作台，所述X轴工作台上沿X轴方向设置有一X轴传动装置；所述Z轴机身上设置有一位于X轴传动装置上方的移印装置；所述控制系统与所述移印装置和X轴传动装置相连且控制所述移印装置和X轴传动装置；所述Z轴机身上还设置有一位于X轴传动装置的上方且位于所述移印装置前方的激光毛化装置，所述激光毛化装置与所述控制系统相连且在控制系统的控制下工作。本实用新型可用于在金属外壳移印文字或图形。

Description

一种激光改性移印一体机

技术领域

本实用新型涉及在电子产品外壳表面移印文字或图形的设备，尤其是涉及一种可用于电子产品金属外壳移印文字或图形的激光改性移印一体机。

背景技术

现有数码电子产品的外壳上有很多部位印有公司的标识、其他文字或图形。若在使用过程中常会因为摩擦而使上述印刷在外壳上的标识、其它文字或图形磨损掉而影响外观的美感。尤其是现在电子产品薄型化趋势下，电子产品的外壳也越来越薄，使用塑胶外壳已经由于太薄而不能满足强度要求，所以现在很多电子产品均使用金属制作外壳，以保持电子产品外壳很薄的同时而不丧失必要的强度。但是，由于印刷的油墨是有机物，有机油墨和金属之间的附着性较差。为提高附着性一般是先在金属表面上涂上一层特殊树脂胶然后在进行印刷或者使用专用金属油墨印刷，工艺复杂成本高。特别是手机外壳、PM3、MP4等便携数码产品因经常使用，所以印刷的图形使用一段时间后(大约3～4个月左右)就被部分磨损掉了，使得图形部分缺损而影响到外观的美观。如何使在金属表面印刷图形不被磨损掉的问题一直困扰着业界。

因此，如何开发设计一种能在金属表面印刷图形且使该印刷的图形不易被磨损的设备，已成为目前急需解决的技术难题之一。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有设备印刷在金属表面的印刷图形易被磨损的技术问题，提供了一种激光改性移印一体机。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为设计一种激光改性移印一体机，包括：一机身和一控制系统，所述机身具有一主工作平面和一与主工作平面垂直相连的Z轴机身；

所述主工作平面在X轴方向设置有至少一X轴工作台，所述X轴工作台上沿X轴方向设置有一X轴传动装置；所述Z轴机身上设置有至少一个位于X轴传动装置上方的移印装置；所述控制系统与所述移印装置和X轴传动装置相连且控制所述移印装置和X轴传动装置；

所述Z轴机身上还设置有一位于X轴传动装置的上方且位于所述移印装置前方的激光毛化装置，所述激光毛化装置与所述控制系统相连且在控制系统的控制下工作。

所述主工作平面在与X轴垂直的Y轴方向设置有与所述X轴工作台一一对应的Y轴传动装置，所述Y轴传动装置设置在X轴工作台的下部且分别与其对应的X轴工作台的底面连接，所述Y轴传动装置与控制系统相连且在控制系统驱动下可带动对应的X轴工作台在Y轴方向运动。

所述激光毛化装置包括设置在与主工作平面垂直的Z轴方向的激光器调焦传动装置和固定于激光器传动装置上的激光器，所述激光器调焦传动装置与控制系统相连且在控制系统驱动下可带动激光器在Z轴方向运动。

所述移印装置包括设置在与主工作平面垂直的Z轴方向的至少一个胶头装置，所述胶头装置包括胶头传动装置和固定在胶头传动装置上的胶头，所述胶头传动装置与控制系统相连且在控制系统驱动下可带动胶头在Z轴方向运动；所述机身还包括一与所述Z轴机身相对设置的蚀刻板工作机身；蚀刻板工作机身上设置有一位于X轴传动装置上方且平行主工作平面Y轴方向的蚀刻板工作台，所述蚀刻板工作台上沿Y轴方向设置有与胶头装置一一对应的蚀刻板装置，所述蚀刻板装置包括蚀刻板传动装置和固定在蚀刻板传动装置上的蚀刻板，所述蚀刻板上设置有蚀刻槽，蚀刻板工作台在蚀刻板位置处固定设置有至少一个位于蚀刻板上部且与所述蚀刻板一一对应的墨盅；所述蚀刻板传动装置与控制系统相连且在控制系统驱动下可带动蚀刻板在Y轴方向运动。

胶头传动装置带动胶头沿Z轴向下运动到设定位置，同时蚀刻板传动装置带动蚀刻板沿Y轴方向运动到所述设定位置，墨盅在蚀刻板相对墨盅移动的过程中将油墨挤入蚀刻板的蚀刻槽内；在所述设定位置处蚀刻板与胶头接触，且胶头传动装置带动胶头在设定位置处保持蚀刻板与胶头接触下做小幅上下运动从而将蚀刻板上的油墨转移到胶头上。

所述机身上还设置有位于X轴工作台上方且临近激光器位置处的真空吸尘口和位于真空吸尘口上部的粉尘吸附胶带。

所述胶头装置和蚀刻板装置均为四个，且所述胶头装置可独立工作或同时工作。

所述X轴传动装置、Y轴传动装置、激光器调焦传动装置、胶头传动装置或蚀刻板传动装置中任一传动装置均包括直线导轨、滚珠丝杆、与丝杆相连的伺服电机和用于放置承载物的拖板，所述托板与滚珠丝杆相连且伺服电机驱动滚珠丝杆转动从而带动托板运动。

所述主工作平面在X轴方向平行设置有两结构相同的X轴工作台，且一X轴工作台处于工作位时，另一X轴工作台处于装卸位。

所述激光器的输出波长为1030nm～1120nm；激光器输出功率应大于或等于5W。

所述机身为花岗岩大理石。

本实用新型通过将激光毛化装置和移印装置一体化成激光改性移印一体机，在移印文字或图形之前先用激光毛化装置在电子产品的金属外壳上扫描，使金属待印部位毛化出凹陷，然后再在凹陷部位移印上文字或图形，从而即使使用过程中将金属外壳表面突出所述凹陷部分的文字或图形磨损掉了，凹陷内的文字或图形任然存在，从而解决了现有技术金属表面印刷图形易磨损的问题，相比现有技术具有非常显著的优点。本实用新型具有以下优点：定位精度高；生产效率高；可进行单色、多色移印；可同时移印多种产品；油墨与金属附着力强；装置紧凑体积小。

附图说明

下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中：

图1是本实用新型激光改性移印一体机立体结构图；

图2是本实用新型激光改性移印一体机俯视图；

图3是本实用新型激光改性移印一体机去掉Z轴机身和蚀刻板工作机身后的俯视图；

图4为激光器毛化金属外壳前的示意图；

图5为激光器毛化金属外壳示意图；

图6为金属外壳移印文字或图形后示意图；

图7为金属外壳移印文字或图形磨损后示意图。

具体实施方式

请参见图1、图2和图3。本实用新型激光改性移印一体机包括机身1和控制系统2。

机身1包括一主工作平面11和一与主工作平面11垂直相连的Z轴机身12和一固定于所述主工作平面上且位于所述主工作平面正上方Y轴方向的蚀刻板工作机身13。Z轴机身12和蚀刻板工作机身13均通过螺钉固定在主工作平面11上，且Z轴机身设置在主工作平面的右边，蚀刻板工作机身13与Z轴机身相对设置在主工作平面的左边。由于大理石具有很好的热应力效果且整体刚性较好，使得整机系统刚性强，精度高。所以机身1优选采用花岗岩大理石制作。

主工作平面11上沿X轴方向设置有两X轴工作台3，X轴工作台3上沿X轴方向设置有一X轴传动装置31，X轴传动装置上可放置安放电子产品外壳8的外壳工作台9，且所述外壳工作台可在X轴传动装置的带动下在X轴方向运动；多个待承印物即电子产品外壳8通过装载在外壳工作台9上再固定在X轴工作台的X轴传动装置上，一次装夹定位后在X轴工作台上依次完成激光毛化工序及移印工序。在本具体实施例中，为了保证定位精度以及增长传动装置的使用寿命，X轴传动装置31为滚珠丝杆传动，包括导轨、滚珠丝杆、与滚珠丝杆一端连接的伺服电机和与滚珠丝杆连接且用于放置承载物的拖板，伺服电机驱动滚珠丝杆转动从而带动拖板运动，从而带动放置在拖板上的外壳工作台9在X轴方向运动。

在本具体实施例中，除特别说明外，所述的传动装置均为滚珠丝杆传动，且均包括轨、滚珠丝杆、与滚珠丝杆一端连接的伺服电机和与滚珠丝杆连接且用于放置承载物的拖板，伺服电机驱动滚珠丝杆转动从而带动拖板运动，从而达到带动放置在拖板上的承载物运动的目的。

两X轴工作台3的底面(图中未示出)在与X轴垂直的Y轴方向均分别设置有一Y轴传动装置32，所述Y轴传动装置设置在X轴工作台的下部且与其对应的X轴工作台的底面连接，Y轴传动装置设置在主工作平面11的Y轴方向以使X轴工作台在Y轴传动装置32的带动下可在Y轴方向运动。

Z轴机身12通过螺钉垂直固定在机身1的主工作平面11上，其上设置有一移印装置4和一激光毛化装置5，移印装置4和激光毛化装置5均设置在X轴工作台3的上方且所述激光毛化装置5设置在移印装置4的前方。在本具体实施例中，将移印装置4设置在Z轴机身12的右侧面上，而将激光毛化装置5设置在Z轴机身12的前侧面上。

移印装置4包括设置在Z轴方向的四个胶头装置41，每一胶头装置均包括有一胶头传动装置411和固定在胶头传动装置上的胶头412，胶头传动装置带动胶头在Z轴方向上下运动，以在放置在X轴工作台上的电子产品外壳上移印文字或图形。

激光器毛化装置5包括设置在Z轴方向的激光器调焦传动装置51和固定于激光器调焦传动装置上的激光器52，激光器调焦传动装置51带动激光器在Z轴方向上下运动，以调整激光器52所发出的激光的焦距。在毛化金属外壳时，激光器52的输出的激光波长为1030nm～1120nm；激光器输出功率应大于或等于5W。

蚀刻板工作机身13包括两固定于底面中央且相对设置的立柱131和支撑于立柱上的蚀刻板工作台132，蚀刻板工作台132平行于主工作平面11的Y轴设置，在蚀刻板工作台132上设置有四个蚀刻板装置42，所述蚀刻板装置42设置在蚀刻板工作台132的Y轴方向，且与四个胶头装置41分别一一对应，蚀刻板装置42和胶头装置41共同构成本实用新型所述的移印装置4。

每一蚀刻板装置42均包括蚀刻板传动装置421、固定在蚀刻板传动装置上的蚀刻板422和固定在蚀刻板工作台132上的墨盅423。蚀刻板422上设置有蚀刻槽(图中未示出)，墨盅423与蚀刻板一一对应，固定在蚀刻板工作台132上相应蚀刻板位置处且位于蚀刻板422的上部；蚀刻板传动装置421可带动蚀刻板422在Y轴方向相对墨盅423运动。

移印装置4的工作过程如下：胶头传动装置带动胶头沿Z轴向下运动到设定位置，同时蚀刻板传动装置带动蚀刻板沿Y轴方向运动到所述设定位置，在所述设定位置处蚀刻板与胶头接触，墨盅在蚀刻板相对墨盅移动的过程中将油墨挤入蚀刻板的蚀刻槽内；胶头传动装置带动胶头在设定位置处做小幅上下运动且保持蚀刻板与胶头接触，从而将蚀刻板上的油墨转移到胶头上。

为了将金属承印物在激光毛化时产生的金属粉末及残留粉尘清除，在机身1上还设置有一位于X轴工作台上方的真空吸尘口6和位于真空吸尘口上部的粉尘吸附胶带7，真空吸尘口6和粉尘吸附胶带7均设置在临近激光器位置处。在本具体实施例中，真空吸尘口设置在蚀刻板工作台的侧面，粉尘吸附带设置在Z轴机身与真空吸尘口位置相对位置处，且使粉尘吸附带位于吸尘口的上部以通过吸尘口吸附粉尘。通过吸尘口和粉尘吸附胶带的设置可以保持金属承印物表面无尘，克服粉尘对油墨和承印物附着强度的影响。

控制系统2包括一编程控制器21和一与编程控制器21连接的控制箱22。X轴传动装置、Y轴传动装置、激光器调焦传动装置、胶头传动装置和蚀刻板传动装置等传动装置以及激光器均通过与控制箱22连接从而受控制系统2控制，所述传动装置在控制系统的控制下运动。

本实用新型激光改性移印一体机的工作过程如下：在一个X轴工作台3的传动装置拖板上放置装载有四个待承印电子产品外壳的外壳工作台，控制系统控制X轴传动装置和Y轴传动装置将第一个待承印电子产品外壳定位到激光器下方的激光毛化工位，控制系统控制激光器调焦传动装置调整激光器位置从而调整激光器所发激光的焦距至适当位置后开始毛化待承印电子产品外壳。毛化结束后控制系统控制X轴工作台尚的传动装置将第一个待承印电子产品外壳精确定位到第一个胶头下，并在控制系统作用下，第一个胶头传动装置带动胶头沿Z轴向下运动到设定位置，同时与第一个胶头传动装置对应的蚀刻板传动装置带动对应的蚀刻板沿Y轴方向向右运动到所述设定位置，在所述设定位置处蚀刻板与胶头接触，墨盅在蚀刻板相对墨盅移动的过程中将油墨挤入蚀刻板的蚀刻槽内；胶头传动装置带动胶头在设定位置处做小幅上下运动且保持蚀刻板与胶头接触，从而将蚀刻板上的油墨转移到胶头上，然后控制系统控制胶头传动装置带动胶头进一步向下运动到待承印电子产品外壳上进行一次移印。同时控制系统控制蚀刻板复位准备下次工作。

在移印的同时，第二个待承印电子产品外壳被定位到激光器下方的激光毛化工位进行进行毛化。依此，一个X轴工作台上的四个待承印电子产品外壳依此完成激光毛化和第一次至第四次移印工序。完成后X轴工作台复位进行装卸电子产品外壳。

与此同时，另一X轴工作台已经装载电子产品外壳完毕，开始进入上述的工作循环。

定义在X轴工作台上装卸待承印电子产品外壳的位置为X轴工作台的装载位，其余位置为X轴工作台的工作位。可见，一旦开始工作后，在一个X轴工作台处于装卸位时，另一X轴工作台处于工作位。如此，两X轴工作台交替循环工作，使在装卸一X轴工作台上的电子产品外壳时，另一X轴工作台处于工作状态，实现了高效移印。

请一并参见图4、图5、图6和图7。激光器5将其发射的激光59定位在金属外壳8上，然后激光器5发射的激光59在金属外壳8上毛化出一凹陷的毛化区81，再用移印装置在金属外壳8的毛化区81处移印文字或图形82，则即使使用后金属外壳8上移印的文字或图形82磨损，尚余金属外壳凹陷区的文字或图形82，从而不至于影响外壳的美观。

当然，也可以先将四个待承印电子产品外壳依次激光毛化，然后四个移印胶头同时动作一次完成对四个待承印电子产品外壳的移印。也可采用其它工作模式，本实用新型并不限定其工作模式。当然，两X轴也可同时工作同时装载。

本实用新型的移印装置可设置多于四个，也可少于四个。每一移印装置可独立工作，也可所有移印装置一同工作。每一移印装置胶头的移印颜色可相同也可不同，从而可实现多色套印和单色混印。

本实用新型特别适合移印金属外壳，当然也可移印塑胶外壳。

本实用新型激光改性移印一体机将激光毛化工序与移印工序有机结合成一体，从而实现通过一次装卡定位完成激光毛化，多色移印，保证了被毛化部分与移印油墨的完全重合，具有以下特点：定位精度高；生产效率高；可进行单色、多色移印；可同时移印2种产品；油墨与金属附着力强；装置紧凑体积小。

Claims (10)

1.一种激光改性移印一体机，包括：

一机身和一控制系统，所述机身具有一主工作平面和一与主工作平面垂直相连的Z轴机身；

所述主工作平面在X轴方向设置有至少一X轴工作台，所述X轴工作台上沿X轴方向设置有一X轴传动装置；所述Z轴机身上设置有至少一个位于X轴传动装置上方的移印装置；所述控制系统与所述移印装置和X轴传动装置相连且控制所述移印装置和X轴传动装置；

其特征在于：所述Z轴机身上还设置有一位于X轴传动装置的上方且位于所述移印装置前方的激光毛化装置，所述激光毛化装置与所述控制系统相连且在控制系统的控制下工作。

2.根据权利要求1所述的激光改性移印一体机，其特征在于：所述主工作平面在与X轴垂直的Y轴方向设置有与所述X轴工作台一一对应的Y轴传动装置，所述Y轴传动装置设置在X轴工作台的下部且分别与其对应的X轴工作台的底面连接，所述Y轴传动装置与控制系统相连且在控制系统驱动下可带动对应的X轴工作台在Y轴方向运动。

3.根据权利要求1所述的激光改性移印一体机，其特征在于：所述激光毛化装置包括设置在与主工作平面垂直的Z轴方向的激光器调焦传动装置和固定于激光器传动装置上的激光器，所述激光器调焦传动装置与控制系统相连且在控制系统驱动下可带动激光器在Z轴方向运动。

4.根据权利要求1所述的激光改性移印一体机，其特征在于：所述移印装置包括设置在与主工作平面垂直的Z轴方向的至少一个胶头装置，所述胶头装置包括胶头传动装置和固定在胶头传动装置上的胶头，所述胶头传动装置与控制系统相连且在控制系统驱动下可带动胶头在Z轴方向运动；

所述机身还包括一与所述Z轴机身相对设置的蚀刻板工作机身；蚀刻板工作机身上设置有一位于X轴传动装置上方且平行主工作平面Y轴方向的蚀刻板工作台，所述蚀刻板工作台上沿Y轴方向设置有与胶头装置一一对应的蚀刻板装置，所述蚀刻板装置包括蚀刻板传动装置和固定在蚀刻板传动装置上的蚀刻板，所述蚀刻板上设置有蚀刻槽，蚀刻板工作台在蚀刻板位置处固定设置有至少一个位于蚀刻板上部且与所述蚀刻板一一对应的墨盅；所述蚀刻板传动装置与控制系统相连且在控制系统驱动下可带动蚀刻板在Y轴方向运动；

胶头传动装置带动胶头沿Z轴向下运动到设定位置，同时蚀刻板传动装置带动蚀刻板沿Y轴方向运动到所述设定位置，墨盅在蚀刻板相对墨盅移动的过程中将油墨挤入蚀刻板的蚀刻槽内；在所述设定位置处蚀刻板与胶头接触，且胶头传动装置带动胶头在设定位置处保持蚀刻板与胶头接触下做小幅上下运动从而将蚀刻板上的油墨转移到胶头上。

5.根据权利要求4所述的激光改性移印一体机，其特征在于：所述机身上还设置有位于X轴工作台上方且临近激光器位置处的真空吸尘口和位于真空吸尘口上部的粉尘吸附胶带。

6.根据权利要求4所述的激光改性移印一体机，其特征在于：所述胶头装置和蚀刻板装置均为四个，且所述胶头装置可独立工作或同时工作。

7.根据权利要求1至4任一项所述的激光改性移印一体机，其特征在于：所述X轴传动装置、Y轴传动装置、激光器调焦传动装置、胶头传动装置或蚀刻板传动装置中任一传动装置均包括直线导轨、滚珠丝杆、与丝杆相连的伺服电机和用于放置承载物的拖板，所述托板与滚珠丝杆相连且伺服电机驱动滚珠丝杆转动从而带动托板运动。

8.根据权利要求1所述的激光改性移印一体机，其特征在于：所述主工作平面在X轴方向平行设置有两结构相同的X轴工作台，且一X轴工作台处于工作位时，另一X轴工作台处于装卸位。

9.根据权利要求1所述的激光改性移印一体机，其特征在于：所述激光器的输出波长为1030nm～1120nm；激光器输出功率应大于或等于5W。

10.根据权利要求1所述的激光改性移印一体机，其特征在于：所述机身为花岗岩大理石。

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