薄膜压印设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的薄膜压印设备。
【背景技术】
[0002] 通过薄膜压印设备，利用压印轮将热压印薄膜转移到要装饰的工件的表面上，其 中，工艺参数：压印温度、压印压力、压印时间对热压印的质量有影响。要装饰的工件例如可 以是塑料工件。
[0003] 在传统的热压印中，手动将塑料工件安放在与工件相适配的工件支座上并且在这 里夹紧。接着，将带有夹紧的工件的工件支座移动到压印位置中并利用热压印薄膜对其进 行压印。这种类型的薄膜压印设备由DE101 59 661C1已知。
[0004] 按热辊印法沿具有彼此不同的压印面角度的三维轮廓对大型工件的热压印需要 针对工件专门设计的压印装置，从而不同构成的工件不能用相同的压印装置来装饰。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是，提供一种改进的能够通用地使用的压印装置。
[0006] 根据本发明所述目的利用权利要求1的主题来实现。本发明提出一种薄膜压印 设备，用于利用热压印装置将热压印薄膜的设置在载体薄膜上的转移层转移到工件的表面 上，所述热压印装置具有能加热的压印头，热压印装置具有控制技术的输入端和输出端，其 中设定，所述薄膜压印设备具有工业机器人，所述工业机器人具有控制技术的输入端和输 出端，所述热压印装置的控制技术的输入端和输出端和工业机器人的控制技术的输入端和 输出端与控制单元连接
[0007] 并且所述工业机器人构造成，使得该工业机器人
[0008] -将工件向热压印装置输送，
[0009] -将工件定位在压印头上和/或沿压印头引导工件，以及
[0010] -引导经压印的工件离开热压印装置上，
[0011] 或者
[0012] _将热压印装置向工件输送，
[0013] -将压印头定位在工件上和/或沿工件引导压印头，以及
[0014] -引导热压印装置离开经压印的工件。
[0015] 根据本发明的薄膜压印设备的突出之处在于，设备与要压印的工件和/或热压印 薄膜的适配基本上限于对用于热压印装置和/或工业机器人的控制软件的适配。通过这种 仅是软件技术上的适配，薄膜压印设备能够较为灵活地与不同的几何结构和/或压印参数 相适应。对此备选的、在先已知的对薄膜压印设备机械结构上的适配是复杂的，特别是对于 具有特别复杂的要压印的几何结构的工件或者对于具有明显不同的要压印的几何结构的 不同的要压印的工件而言是复杂的。
[0016] 工业机器人还可以构造成，使得工业机器人将载体薄膜从转移到工件上的转移层 上拉下。
[0017] 工业机器人优选由具有特别是臂形的操作机，特别是机械手的装置构成。工业机 器人优选还具有抓具和控制器。操作机和抓具的运动轨道优选是能够自由编程的。工业机 器人可以具有一个或多个传感器，所述传感器向控制器发送信号。此外，工业机器人优选还 设计成，使得工业机器人自动执行程序化的工作过程和/或也根据传感器信息在预先规定 的界限内改变所述工作过程。这种传感器信息例如可以由距离传感器、运动传感器、用于温 度或压力或光的传感器提供，或者例如也可以由检测薄膜末端并显示必要的薄膜更换的传 感器提供。
[0018] 可以设定，热压印装置具有设置在压印头上游的、具有薄膜引导滚轮的第一薄膜 引导杆和设置在压印头下游的具有薄膜引导滚轮的第二薄膜引导杆，所述第一薄膜引导杆 和第二薄膜引导杆与工业机器人配合作用。
[0019] 各薄膜引导杆构造成弹性支承的和/或长度可调的摆动杆。摆动杆也可以构造成 能气动调节、能电动调节和/或能液压调节的摆动杆。
[0020] 备选地可以设定，各薄膜引导杆构造成摆动杆，所述摆动杆通过可电子控制的调 节装置能摆动和/或能调节长度。由此，薄膜引导杆可以占据与通过工业机器人预先规定 的工件位置相关的位置，以便在压印头和在下面说明的在压印头下游的冷却路段的区域内 使得热压印薄膜始终贴靠在工件上。由此可以实现薄膜压印设备与不同的工件几何结构和 /或不同的压印参数的适配。
[0021] 第二薄膜引导杆的薄膜引导滚轮作为剥离边缘起作用，通过所述薄离边缘导出从 转移层上剥离的载体薄膜。
[0022] 可以设定，载体薄膜和转移层之间构成剥离角，所述剥离角在8°至135°、优选 在10°至90°的范围内。所述剥离角可以通过薄膜引导杆和/或通过外部的能电子操控 的调节装置来调整。根据所使用的压印薄膜、所使用的压印参数或工件材料，可以将对剥离 角的适配用于改进压印质量。通过剥离角确定，载体薄膜如何从所施加的转移层上剥离或 分离。这里重要的是，已经施加的转移层不受损坏或重新被剥离，并且当仅在局部表面施加 转移层时，边缘区域不会或仅很少地发生松脱。
[0023] 另外可以设定，在压印头和第二薄膜引导杆之间构成冷却路段。在通过冷却路段 时，对转移到工件上的转移层进行冷却，使得转移层固定附着在工件的表面上并且从转移 层上揭下载体薄膜不会导致转移层的损坏。冷却时间主要取决于冷却路段的长度和工件的 进给速度。
[0024] 可以设定压印头构造成压印轮。压印轮可以构造成用于利用光滑的表面整面地转 移所述转移层。但压印轮的表面也可以是带有凸凹结构的，从而仅使转移层的一些区域发 生转移。这些区域可以构成图案，例如文字或标志或其他几何形状形式的图案。压印轮可 以具有由硅橡胶制成的表面，所述表面例如具有30°ShoreA至100°ShoreA的肖氏硬 度，或者具有由金属，例如钢或黄铜制成的表面。
[0025] 可以设定，压印轮构造成，使得压印轮与热压印薄膜和工件的进给同步地旋转。压 印轮可以具有可控制的驱动装置。但压印轮也可以通过在热压印薄膜上移动经过的工件带 动。
[0026] 压印头也可以构造成板状的压印头。板状的压印头也可以是具有活动元件的压 印头。板状的压印头可以具有由硅橡胶制成的表面，所述表面例如具有30°ShoreA至 100°ShoreA的肖氏硬度，或者具有由金属，例如钢或黄铜制成的表面。
[0027] 工业机器人可以具有机械手，所述机械手有4至15个自由度，优选有五至七个自 由度。
[0028] 机械手可以具有工件容纳部。
[0029] 可以设定，工件容纳部构造成嵌入工件的梁。工件容纳部可以在其轮廓上与工件 相适配。
[0030] 工件容纳部可以具有真空吸头，所述真空吸头与工件的内侧配合作用。
[0031] 工件容纳部还可以具有夹紧缸和/或工件顶出器，所述夹紧缸和/或工件顶出器 与工件的内侧配合作用。
[0032] 可以设定，工件容纳部和/或工件具有导向元件和/或传感器，所述导向元件和/ 或传感器实现工件容纳部和工件之间可重现的位置对应关系。
[0033] 但工件容纳部也可以设有活动的元件，所述活动的元件能够根据工件轮廓调整。 这种工件容纳部例如可以构造成具有抓握指部的抓具。
[0034] 也可以设定，热压印装置设置在机械手上。这种实施形式例如可以设定为用于装 饰板状工件的端侧。工件可以通过传送带输入和导出。
[0035] 在机械手上和/或在热压印装置上可以设置定位装置。所述定位装置可以输出用 于工业机器人和/或控制单元的控制信号。定位装置可以例如构造成光学定位装置，所述 光学定位装置例如通过向工件照射的并由工件反射的激光射束工作。但也可以采用图像拍 摄系统，例如具有图像处理软件的照相机，所述图像拍摄系统也可以单独地设置。
[0036] 控制单元可以构造成中央控制单元。在这种情况下，控制单元作为所谓的"主装 置"工作，而热压印装置和工业机器人作为所谓的"从装置"工作。"主装置"是上级的控制 单元，向称为"从装置"的下级的控制单元发出动作指令并询问所执行的动作。
[0037] 也可以不使用单独的控制单元，而是使工业机器人或热压印装置作为"主装置"工 作。在这种情况下，控制单元可以集成在工业机器人或热压印装置中。例如热压印装置可 以作为"主装置"工作，以便能够特别简单地与各种不同的工业机器人类型相适配。
[0038] 控制单元可以设计成，使得控制单元这样操控工业机器人使得在压印期间以至少 局部和/或暂时恒定的力将工件压向压印头或者反之亦然。所述力的值在工件的不同部分 中可以是不同的。
[0039] 可以设定，在机械手上和/或在工件容纳部上设置压力传感器，所述压力传感器 与控制单元连接。控制单元或工业机器人的控制器优选具有调节器，所述调节器基于由压 力传感器接收的数据以及必要是由其他传感器接收的数据这样操控机械手，使得在压印期 间以恒定的力将工件压向压印头。
[0040] 这种恒定的力对于在确定的时间段上总体上保持压印条件尽可能恒定是有利的， 就是说，将压印力、压印温度与工件和/或压印头的恒定的进给速度一起保持恒定。但同样 可能有利的是，根据工件几何结构局部地设置不同的力，这例如是因为在工件上局部地存 在不同的表面特性或者压印面局部地发生变化。例如有利的是，在要压印的表面较大时提 高压印力，或者在要压印的表面较