专利名称：打刻装置、盒部件以及打刻图案的形成方法
技术领域：
本发明涉及打刻装置、盒部件以及打刻图案的形成方法。
背景技术：
近年来，为了改善产品的管理及追踪服务的能力，使用多个打刻针在工业产品等被打刻物的表面进行打刻的打刻装置引人注目(例如参照特开平08-276607号公报)。该打刻装置通过将打刻针的前端部接触被打刻物并刻印(形成)多个点，从而在被打刻物的表面直接描绘或者刻印二维码或各种字符。如图5所示那样，在这种打刻装置中，打刻针33借助于复位弹簧(螺旋弹簧)113 在上方(+Z方向)进行加力，同时其+Z侧端部抵接于驱动杠杆114。在驱动杠杆114的下面固定有可动磁轭116。若对电磁线圈143进行励磁，可动磁轭116就被吸引到磁轭箱117。 伴随于可动磁轭116被吸引到磁轭箱117，驱动杠杆114以磁轭箱117与驱动杠杆114的抵接部作为支点在-Z方向进行摇动。据此，驱动杠杆114按压打刻针33，打刻针33向下方(-Z方向)进行移动。通过可动磁轭116抵接到磁轭箱117的吸引面117b上所设置的挡块部117a，从而限制打刻针33向下方移动。通过打刻针33向下方移动，打刻针33的-Z侧端部(前端部)打到被打刻物100 上，在被打刻物100的表面刻印点。进而，通过控制施加到电磁线圈143上的能量以控制打刻针33的击打力，就能够控制被刻印在由多种多样的材质所组成的被打刻物100上的点的直径(以下称之为“点径”)。供给电磁线圈143的能量越大，可动磁轭116被吸引到磁轭箱117的力变得越大， 驱动杠杆114推压打刻针33的力就变得越大。另一方面，电磁供给线圈143的能量越小， 可动磁轭116被吸引到磁轭箱117的力变得越小，驱动杠杆114按压打刻针33的力就变得越小。驱动杠杆114推压打刻针33的力越大，打刻针33击打被打刻物100的力(打刻力)就变得越大。由于打刻针33的前端部被加工的很锐利，所以当打刻针33抵接于被打刻物时，其前端部就以与按压力相应的深度而陷入被打刻物100。具体而言，驱动杠杆114 推压打刻针33的力越大，打刻针33的前端部陷入被打刻物100的量就变得越大。打刻针33的前端部是圆锥形状，点的直径依照陷入被打刻物100的深度而变化。 亦即，随着打刻针33的前端部陷入被打刻物100越深，点的直径变得越大。在被打刻物100以金属等硬质材质为对象的情况下，驱动杠杆114施加在打刻针 33上的力就设定成可以在这种硬质对象物上进行刻印的范围。若利用这样经过调整的打刻装置来打刻树脂等软质材质或较薄材质等被打刻物100，则驱动杠杆114给与打刻针33的力过大，有时候打刻针33就会贯通被打刻物100等使被打刻物100发生破损。因而，在柔软的被打刻物100等上刻印点的情况下，就有必要在被打刻物100不发生破损的范围内调整驱动杠杆114赋予打刻针33的按压力。现有技术文献
专利文献专利文献1特开平08-276607号公报为了将驱动杠杆114对打刻针33的按压力调整成被打刻物100不发生破损的程度，较小地设定用于励磁电磁线圈143的能量即可(例如减小施加电压、缩短电压施加时间)。若减小励磁能量，则可动磁轭116被吸引到磁轭箱117的力变弱，推压打刻针33的力就变小。然而，若电磁线圈143的励磁能量低于某基准值，则打刻针33有时候就无法正常地进行动作。例如，在可动磁轭116的-Z侧端面116a和磁轭箱117的吸引面117b之间的间隔 La因组装误差及各零部件的加工误差等而发生波动的情况下，为吸引可动磁轭116所需要的最低能量亦发生波动。亦即、在间隔La狭窄的情况下就需要减小供给电磁线圈143的励磁能量的最小值，而在间隔La宽阔的情况下就需要加大供给电磁线圈143的励磁能量的最小值。另外，打刻针33与磁轭箱117的滑动阻力亦因孔径及针径等零部件精度等，每个打刻头130有所不同。因此，若减小电磁线圈143的励磁能量，则可动磁轭116将会不动作、或者即便动作打刻针33打刻被打刻物100的力(打刻力)也随每个打刻头130有所不同等动作变得不稳定。因此，为了使打刻针33稳定地动作，就必须供给电磁线圈143充分的能量以克服阻力等并吸引可动磁轭116。这样，在通过控制供给电磁线圈143的能量来控制打刻力的方法中，若欲以较小的打刻力刻印点，则刻印动作变得不稳定。若刻印动作变得不稳定，将会引起打刻品质的恶化或不能打刻。
发明内容
本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的是提供一种打刻装置、盒部件以及打刻图案的形成方法可以防止被打刻物的破损，并且比较容易地控制点的刻印动作。另外，本发明的另一目的是提供一种不论被打刻物的材质及厚度如何都可以进行适当打刻的打刻装置、盒部件以及打刻图案的形成方法。为了达到上述目的，本发明第1技术方案所涉及的打刻装置，其特征在于，包括打刻头，具备多个打刻针，并借助于该打刻针打刻被打刻物以在上述被打刻物上形成打刻图案；支承部，将薄片支承在上述打刻头之前，其中，上述打刻头隔着上述支承部所支承的薄片借助于上述打刻针打刻上述被打刻物。上述支承部包括收纳部，收纳上述薄片；进给机构，将上述收纳部所收纳的薄片连续地进给到上述打刻头前面的。优选地，上述进给机构在赋予上述薄片张力的同时，将上述薄片供给到上述打刻头的前面。上述薄片优选形成为无接头状，同时在上述薄片的途中固定位置附带有标记。上述薄片优选以曲折状态收纳于上述收纳部。
优选地，上述收纳部优选设置于可自由拆装地安装在上述打刻装置上的盒部件上。上述薄片优选由厚度为0. Imm 0. 3mm的树脂制的薄膜带所形成。
上述树脂优先是聚对苯二甲酸乙二醇酯。本发明第2技术方案所涉及的盒部件是一种自由拆装地安装在打刻装置上的盒部件，该打刻装置具有使用打刻针打刻被打刻物以在上述被打刻物上形成打刻图案的打刻头，其特征在于，该盒部件包括收纳部，收纳薄片的；进给机构，连续地进给上述收纳部所收纳的薄片的；安装部，将盒部件自由拆装地安装在上述打刻装置上，其中，在安装于上述打刻装置的状态下，上述薄片被配置在上述打刻针的前端部和上述被打刻物之间。本发明第3技术方案所涉及的打刻图案的形成方法是一种使用打刻针打刻被打刻物以在上述被打刻物上形成打刻图案的方法，其特征在于，将薄片配置在上述打刻针的前端部和上述被打刻物之间；借助于上述打刻针隔着上述薄片打刻上述被打刻物。根据本发明，可以防止被打刻物的破损同时，还可以容易地控制被打刻物的表面上所刻印的点径的大小。另外，不论被打刻物的材质及厚度如何都可以进行适宜的打刻。
图1(a)是表示本发明实施方式所涉及的打刻装置(除去盒部件)的平面图，图 1(b)是表示在打刻头上，打刻针的前端部状态的示意图。图2是表示本发明实施方式所涉及的盒部件以及打刻装置的正视图(相当于从图 1 (a)的+Y侧进行观看这一状态的图)。图3(a)是本发明实施方式所涉及的盒部件的部分截面图，图3(b)是表示该盒部件向打刻装置的安装状态的侧视图(相当于从图1(a)的-Z侧进行观看这一状态的图)。图4(a)是表示用打刻针的前端部隔着薄膜打刻被打刻物这一状态的放大图，图 4(b)是表示所进给的薄膜带的表面状态的平面图。图5是用于说明打刻头的构造以及动作的示意图。附图标记说明20打刻装置 30打刻头 33打刻针 40盒部件41薄膜带(带状物) 43进给机构 51控制装置100被打刻物 113复位弹簧(螺旋弹簧)114打刻针驱动杠杆 143电磁线圈
具体实施例方式
以下，参照附图来说明本发明实施方式所涉及的打刻装置。 本实施方式所涉及的打刻装置在被打刻物的表面形成由多个点所构成的二维码、
字符等。
本实施方式所涉及的打刻装置20如图1(a)所示那样包括Y移动体23 ；被支承在 Y移动体23上的X移动体M ；被固定在X移动体M上的U字形支架25 ；被支承在U字形支架25上的打刻头30。另外，打刻装置20还具备对全体动作进行控制的控制装置51。打刻装置20借助于Y移动体23和X移动体M在X轴方向以及Y轴方向上移动打刻头30，同时借助于从打刻头30突出的打刻针33在被打刻物上刻印多个点，以形成多种多样的打刻图案。Y移动体23由截面为U字状的部件所构成，借助于在Y轴方向上延伸的Y导杆 52Α、52Β可以沿Y轴方向移动地安装在截面为L字状的基座部件21上。通过进给螺栓60Υ 借助于Y马达50Υ进行旋转，Y移动体23沿Y轴方向进行移动。X移动体M由截面为U字状的部件所构成，借助于在X轴方向上延伸的X导杆 51Α、51Β可以沿X轴方向移动地安装在Y移动体23上。通过进给螺栓60Χ借助于X马达 50Χ进行旋转，X移动体24沿X轴方向进行移动，另外，还与Y移动体23 —起沿Y轴方向进行移动。在打刻头30上如图1 (b)所示那样配设有9根打刻针33。各打刻针33的前端部形成为圆锥形状。在打刻头30的前端部30a，各打刻针33的前端部排列于在Y轴方向上延伸的直线上。伴随于打刻头30沿X轴以及Y轴至少一方的移动，一个或者多个打刻针33 从打刻头30的前端部30a突出，由此在被打刻物100的表面依次刻印点而形成由多种多样的图案组成的二维码及各种字符(刻划)。被打刻物100例如是塑料制的板状体、金属板等任意物品。如图2所示那样，在打刻装置20上借助于卡扣机构49可以拆装地安装着收纳薄膜带41的盒部件40。盒部件40例如图3 (b)所示那样，具有可以载置于U字状的Y移动体 23上面的大小，并在下面形成有卡扣机构49。卡扣机构49具有与形成在Y移动体23内周面的凹部进行卡合的突起部(爪)49a。盒部件40以使突起部49a与Y移动体23内面的凹部进行卡合这一方式载置于Y移动体23上。当盒部件40被安装到Y移动体23上，薄膜带 41就位于打刻头30的正面。打刻头30在打刻针33的前端部和被打刻物100之间，隔着薄膜带41对被打刻物 100的表面进行打刻。如图3(a)所示那样，盒部件40具备塑料制的主体40a，主体40a具备收纳部42， 为大致长方体状的空间，收纳薄膜带41 (带状物)；进给机构43，借助于配设在打刻装置20 上的驱动机构的驱动力，使薄膜带41以被赋予张力这一状态连续地进给。进给机构43包括驱动辊44，配置在盒部件40的收纳部42内，经齿轮机构从驱动马达传递驱动旋转力进行旋转；从动辊45，从动于驱动辊44。在主体40a的X方向的两端部突出形成有向-Z方向(下方)突出的第1突出部 46以及第2突出部47。在第1突出部46以及第2突出部47的内部分别形成有细长的空洞46b以及空洞47b。在第1突出部46以及第2突出部47的下端部形成有与各空洞46b、 47b连通的开口 46c、47c。另外，第1突出部46以及第2突出部47内部的空洞46b、47b分别在开口 46c、47c的相反侧与收纳部42相连通。薄膜带41优选是由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET ；Poly EthyleneTerephthalate) 或尼龙(商标)等树脂所形成，更优选的是由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET ；Poly EthyleneTerephthalate)所形成。薄膜带41的厚度优选是0. Imm 0. 3mm。薄膜带41的厚度均勻为好。若薄膜带41的厚度不足0. 1mm，则强度不足有时候会因打刻针33前端部的冲击而破裂，若薄膜带41的厚度超过0. 3mm,则强度过大有时候会妨碍打刻针33在被打刻物100的表面形成点。如图3(a)所示，薄膜带41呈无接头状(环形)而形成，以曲折状态收纳在盒部件 40的收纳部42内。详细而言，薄膜带41以通过第1突出部46以及第2突出部47的空洞 46b,47b以及开口 46c、47c这一方式被收纳在盒部件40的收纳部42内。通过这样使薄膜带41采取曲折状态，与采取卷绕状态的情况相比较，就能够使薄膜带41的全长加长，同时还可以延长盒部件40的使用时间(耐用时间)。薄膜带41其途中部位由驱动辊44和从动辊45夹在二者之间。然后，薄膜带41伴随于驱动辊44的旋转(在图中为逆时针)，通过从动辊45进行旋转(在图中为顺时针)而从+X侧向-X侧进行进给(输送)。详细而言，以曲折状态收纳于盒部件40的收纳部42+X 侧区域的薄膜带41，伴随于驱动辊44的旋转从+X侧向-X侧进给，并同样以曲折状态收纳于盒部件40的收纳部42-X侧的区域。薄膜带41伴随于驱动辊44的旋转，从收纳部42+X侧的区域徐徐搬出并通过第1 突出部46的空洞46b以及开口 46c向第2突出部47进行输送。这里，薄膜带41抵接于角部46a，该角部46a形成于在第1突出部46的开口 46c内侧。然后，薄膜带41在通过打刻针33的前端部(打刻头30的前端部30a)和被打刻物100之间以后，通过第2突出部47的空洞47b以及开口 47c，被收纳于收纳部42-X侧的区域。这里，薄膜带41抵接于角部47a， 该角部47a形成于在第2突出部47的开口 47c内侧。因薄膜带41通过这种路径进行输送，因此可以通过第1突出部46的角部46a和第2突出部47的角部47a而被赋予张力。此外，如图2所示那样，盒部件40的主体40a借助于卡扣机构49而安装在打刻装置20的Y移动体23的-Y侧端面。在此情况下，使薄膜带41位于打刻头30的前端部 30a(打刻头30的前端部30a)和被打刻物100之间。此时，薄膜带41的长度方向与9根打刻针33所排列的直线的延伸方向(Y轴方向)正交(参照图1、图3(a)以及图3(b))。另外，如图3(a)以及图3(b)所示那样，在薄膜带41的途中固定位置附带有标记 41m,该标记41m采用了由薄且柔软的树脂材料等所形成的带片。标记41m被配置成在开始使用时位于打刻头30的附近。薄膜带41伴随于使用而进行循环，在标记41m再度出现时用户就得知薄膜带41环绕一周，并更换盒部件40。由此，就避免再度使用薄膜带41中已经形成打痕41b (参照图4(b))的区域。此外，虽然标记41m在循环于盒内部之际有时候会成为被折曲的状态，但由于构成标记41m的带片是由薄且柔软的树脂材料等所形成，所以不会妨碍薄膜带41循环。控制装置51具备处理器、存储器、驱动器电路等，对打刻装置20全体的动作进行控制。具体而言，控制装置51控制配置于打刻头30内的9个电磁线圈143(参照图5)的励磁/非励磁、马达50X、50Y的驱动、进给机构43的输送动作等。接下来，参照图2、图4(a)以及图4(b)说明具有上述构成的打刻装置20的打刻动作。首先，如图2所示，利用卡扣机构49 (例如突起部49a)将盒部件40安装在打刻装置20的Y移动体23的-Y侧端面，使得薄膜带41介于打刻头30的前端部30a和被打刻物 100之间。接着，调整被打刻物100或者打刻装置20的位置，使得打刻头30的前端部30a和被打刻物100之间的距离成为规定的距离。接着，打开打刻装置20的电源。通过打开电源，控制装置51开始进行对各部件的控制。只要开始打刻处理，控制装置51就通过驱动Y马达50Y控制打刻头30在Y轴方向的位置。另外，控制装置51借助于盒部件40的进给机构43使薄膜带41以恒定的速度 Vf (mm/sec)进给。进而，控制装置51通过驱动X马达50X使X移动体24以速度Vd(mm/ sec)进行移动。当打刻头30到达规定的打刻位置时，控制装置51就对打刻头30内的励磁对象电磁线圈143(参照图5)按规定时间施加电压。于是，电磁线圈143被励磁，打刻针33的前端部从图4(a)虚线所示的回缩状态起，如图4(a)实线所示那样从打刻头30的前端部30a突出，并隔着以进给速度Vf (mm/sec)所输送的薄膜带41在被打刻物100的表面形成点41a。伴随于打刻头30沿X轴的移动，若假定在各打刻位置已完成打刻，如图4(b)所示，在薄膜带41的表面多个打痕41b 残存于相隔以(Vf-Vd) (mm/sec) X打刻周期T(sec) 所示的间隔L(mm)的多条线上。然后，使薄膜带41在盒部件40的主体40a进行循环的同时形成打痕41b，在标记 41m(参照图3(a)以及图3 (b))再度出现时，将盒部件40更换成新的。由此，就能够避免再度使用已经形成打痕41b的区域(已使用过的区域)。如以上所说明那样，在本实施方式的打刻装置20中，在打刻针33的前端部和被打刻物100之间，通过对薄膜带41赋予张力的同时并连续地进给薄膜带41，打刻针33隔着薄膜带41对被打刻物100的表面进行打刻。其结果，打刻针33对被打刻物100表面所造成的打刻冲击就得以缓和。其结果，根据本实施方式的打刻装置20，即便被打刻物100为塑料等柔软材质或厚度较薄的材质，也可以用打刻针33强劲地打刻被打刻物100并防止其破损。因此，就能够在较大的电压范围使供给电磁线圈143的能量(在PWM(Pulse Width Modulation)控制的情况下为电压的施加时间)进行变化。由此，就可以细微地调整对打刻针33的按压，并可容易地控制被打刻物100上所刻印的点径的大小。另外，由于薄膜带41在被赋予张力的同时连续地被进给，而且厚度均勻，所以打刻针33就不会再度打刻在薄膜带41已形成打痕 41b的位置，打刻针33对隔着薄膜带41的被打刻物100表面所造成的冲击力是始终固定的。另外，对于打刻装置20，通过使薄膜带41的材质或厚度适宜变更，就可以不改变施加给电磁线圈143上的电压(打刻头30的驱动条件恒定不变)而调整对打刻针33的按压力，并可以进行与被打刻物100的种类相应的最佳打刻。此外，通过将当前的盒部件40 更换成收纳了不同于其的材质或厚度的薄膜带41的盒部件40，可以容易地改变薄膜带41 的材质或厚度。另外，对于打刻装置20，在附带于薄膜带41的标记41m(参照图3)再度出现时，就被催促将盒部件40更换成新的。因此，再度使用薄膜带41上已形成打痕41b的区域，反复打刻薄膜带41的固定位置使薄膜带41损伤这一情况就能够防止。此外，虽然在本实施方式中，将薄膜带41呈无接头状形成并且以曲折状态收纳在盒部件40的收纳部42内，但并不限于此，还可以将薄膜带41以卷绕状态收纳在盒部件40 的收纳部42内。另外，虽然在本实施方式中，标记41m由附带于薄膜带41的带片所构成，但标记41 的构成是任意的。标记41m还可以是显著地描绘在薄膜带41上的刻划线。进而，还可以采用不附带标记的薄膜带41。此外，虽然在本实施方式中，薄膜带41连续地进给，但根据被打刻物100的不同还考虑即便在停止薄膜带41的状态下反复打刻被打刻物100也不会损伤的情况。在这种情况下，还可以在被打刻物100不损伤的范围使薄膜带41停止的状态下进行打刻。即、在这种情况下，还可以是间歇地进给薄膜带41。
还可以准备保存了多种厚度的薄膜带41的多种盒部件40，并按被打刻物100的每种材质区分使用。进而，还可以将薄膜带41的材质、厚度和/或被打刻物100的材质输入控制装置 51，对调整供给电磁线圈143打刻能量(电压施加时间)。在此情况下，例如将按照每个由薄膜带41的材质、厚度和被打刻物100的材质而形成的组合而规定了电压施加时间的表格存储在存储器中。控制装置51以所输入的条件为重点参照表格以求解电压施加时间并在电磁线圈143上施加电压。进而，还可以在打刻能量(电压施加时间)的调整条件上追加刻印的深度。此外，虽然例示了 9根打刻针33排列于一条直线上，但打刻针33的个数是任意的，另外，打刻针33的排列也是任意的，例如还可以排列成锯齿状、圆状或者椭圆状。虽然例示了树脂制的薄膜带41，但薄膜带41的材质是任意的，可依照打刻针33的材质、被打刻物100的材质等适宜选择。例如，还可以是布、较打刻针33软质的金属等。另夕卜，虽然例示了被加工成带状的薄片，但并不需要一定是带状。例如，还可以准备方形状或者长方形状的薄片，一边移动薄片打刻位置一边进行打刻。虽然例示了盒部件40、驱动辊44等作为收纳、保持、供给薄片并对薄片给与张力的结构，但只要是能够稳定地收纳、保持、供给薄片并对薄片给与张力，则还可以采用其他的构成。本发明可以不脱离本发明的广义精神和范围地采取各种各样的实施方式以及变形。另外，上述的实施方式是用来说明本发明，并非限定本发明的范围。
权利要求
1.一种打刻装置，其特征在于，包括打刻头，具备多个打刻针，并借助于所述打刻针打刻被打刻物以在所述被打刻物上形成打刻图案；以及支承部，将薄片支承在所述打刻头之前，其中，所述打刻头隔着所述支承部所支承的薄片借助于所述打刻针打刻所述被打刻物。
2.根据权利要求1所述的打刻装置，其特征在于， 所述支承部包括收纳部，收纳所述薄片；以及进给机构，将所述收纳部所收纳的薄片连续地进给到所述打刻头前面。
3.根据权利要求2所述的打刻装置，其特征在于，所述进给机构在赋予所述薄片张力的同时将所述薄片供给到所述打刻头的前面。
4.根据权利要求2或3所述的打刻装置，其特征在于，所述薄片形成为无接头状，同时在所述薄片的途中固定位置附带有标记。
5.根据权利要求2、3或者4所述的打刻装置，其特征在于， 所述薄片以曲折状态收纳于所述收纳部。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的打刻装置，其特征在于， 所述收纳部设置于可自由拆装地安装在所述打刻装置上的盒部件上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的打刻装置，其特征在于， 所述薄片由厚度为0. lmm-0. 3mm的树脂制的薄膜带形成。
8.根据权利要求7所述的打刻装置，其特征在于， 所述树脂是聚对苯二甲酸乙二醇酯。
9.一种可自由拆装地安装在打刻装置上的盒部件，该打刻装置具有使用打刻针打刻被打刻物以在所述被打刻物上形成打刻图案的打刻头，该盒部件的特征在于，包括收纳部，收纳薄片；进给机构，连续地进给所述收纳部所收纳的薄片；以及安装部，将该盒部件可自由拆装地安装在所述打刻装置上，其中，在安装于所述打刻装置的状态下，所述薄片被配置在所述打刻针的前端部和所述被打刻物之间。
10.一种打刻图案的形成方法，使用打刻针打刻被打刻物以在所述被打刻物上形成打刻图案，其特征在于，将薄片配置在所述打刻针的前端部和所述被打刻物之间； 借助于所述打刻针隔着所述薄片来打刻所述被打刻物。
全文摘要
打刻装置(20)包括具备多个打刻针(33)，并借助于打刻针(33)打刻被打刻物(100)以在被打刻物(100)上形成打刻图案的打刻头(30)；以及将薄片支承在打刻头(30)之前的支承部。打刻头(30)隔着支承部所支承的薄片借助于打刻针(33)打刻被打刻物(100)。薄膜带(41)被配置在打刻针(33)的前端部和被打刻物(100)之间。打刻针(33)隔着一边被赋予张力一边被供给的薄膜带(41)打刻被打刻物(100)。
文档编号B44B3/02GK102180055SQ20101060830
公开日2011年9月14日 申请日期2010年12月21日 优先权日2009年12月21日
发明者宍户满春 申请人:精工精密有限公司