CN104661788A - 用于硬纸板预处理的方法及*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于操作硬纸板加工机器的***及方法，所述方法包括：在硬纸板上需要对所述硬纸板进行加工的位置处形成预加工折痕；以及沿着所述预加工折痕来加工所述硬纸板。

Description

用于硬纸板预处理的方法及***
相关申请的交叉参考
本申请主张2012年9月19日提出申请的第61/703,239号美国临时专利申请的权益，该美国临时专利申请特此以全文引用方式并入本文。
技术领域
本发明大体来说涉及硬纸板加工，且更具体来说，涉及一种硬纸板加工***及方法。
背景技术
作为全球化一部分的全世界贸易的快速演变产生了对将商品转运并配送到遥远地区所需的包装的显著需求。商品运输可用例如船只、飞机、卡车或其他工具等的任何运输装置来完成，且可由制造商、供应商、经销商、个人或其他各方来执行。此外，存在对例如宣传册、传单等纸制品的显著需求。不同的纸制品可能具有预折痕、切痕、或压纹，包括但不限于装饰及盲文字迹。
包装在当今的市场营销中起着重要作用。举例来说，商店中盛装及呈现商品的包装可能决定商品将对商店中的潜在购买者具有多大吸引力。因此，包装外观可对货物的销售具有直接影响。宣传册、传单等尤其是在经过精心设计的情况下(例如，具有切口区域)也可促进产品或服务的知晓度及销售。
盒纸板，也称为CCM或瓦楞箱壳材料，是一种为生产瓦楞纸板而制造的纸板类型。术语“盒纸板”包含挂面纸板及瓦楞芯纸(或槽纹纸)两者，即构成瓦楞纸板的两种类型的纸。盒纸板主要由天然原色木质纤维制成。对于某些盒子，可在处于盒子外面的挂面纸板的顶层上使用经漂白纸浆或涂层。
瓦楞塑料或中空板(corriboard)，也以商标名称Correx、Twinplast、Corriflute或所知晓，是指各种各样由高冲击强度聚丙烯树脂生产的构造与瓦楞纤维板类似的经挤制双壁塑料薄片产品。
瓦楞纤维板是基于纸的材料，其由槽纹瓦楞薄片(也称为瓦楞芯纸)及一个或两个平坦挂面纸板(在一面或两面上附着到槽纹瓦楞纤维板)组成。瓦楞纤维板广泛用于制造瓦楞盒子及装运容器。瓦楞芯纸及挂面纸板可由是类纸材料的盒纸板制成。
可将瓦楞芯纸加热、润湿并成形为齿轮上的槽纹图案。接着，可用基于淀粉的粘合剂将其附着到平坦挂面纸板，以形成单面板。为制造双衬板，将第二平坦挂面纸板附着在槽纹芯纸的另一面上。所述挂面纸板可被漂白、斑白、着色、或预印。
常见槽纹大小为“A”、“B”、“C”、“E”及“F”或微型槽纹，其中所述字母标示介绍槽纹的次序。槽纹大小指示每英尺槽纹的数目，但不同瓦楞成形机的实际槽纹尺寸可略有变化。测量每纵尺槽纹的数目对于识别槽纹大小是比测量板材厚度更一致的方式，板材厚度可能由于制造条件而变化。
下表1提供标准US瓦楞槽纹的尺寸
表1
瓦楞纤维板参数可包括构造参数(例如单面、单壁、双壁等)、槽纹大小、各种强度量度、表面处理及涂层、及其他。
对瓦楞芯纸、槽纹大小、组合粘合剂、挂面纸板及其他参数的选择可根据使用要求而变化。举例来说，当需要高堆叠强度及耐刺穿性时，可使用双壁及三壁瓦楞纸板。
自此以后，在本发明的具体实施方式、图式及权利要求书通篇中，术语“包装”、“纸板盒”、“包裹”、“盒子”、“硬纸盒”、“硬纸板盒”、“宣传册”、“传单”、“瓦楞纸板”等可互换使用。本发明可使用术语“包装”作为以上群组的代表性术语。
包装工程师设计多种瓦楞盒子来满足对装运产品的特定需要、预防装运环境的危险(例如，冲击、振动、压缩、水分等)以及满足零售商及消费者的需要。
为了构造包装，已知的初步要求是制备或购买经预处理的硬纸板或基于纸的材料。基于纸的材料可具有不同类型，例如蜡纸、弹药纸、美术纸、纸板、盒纸板、或其他类型。自此以后，在本发明的具体实施方式、图式及权利要求书通篇中，术语“硬纸板”、“卡片纸”、“展示板材”、“瓦楞纤维板”、“不同基于纸的材料的纸板”、“折叠式盒纸板”、“纸箱”、“坯料”、“吸塑卡”、“塑料”、“层压式板材/纸”等可互换使用。本发明可使用术语“硬纸板”作为以上群组的代表性术语。
对硬纸板的预处理可包括以下动作：沿着硬纸板形成折叠线，以便于并提供对硬纸板的准确折叠；在不同区域中刺穿硬纸板；在硬纸板的不同区域中形成压纹；将原始硬纸板切割成预定义形状；对硬纸板进行刻痕、局部地切割原始硬纸板、对原始硬纸板进行穿孔等。自此以后，在本发明的具体实施方式、图式及权利要求书中，术语“经预折叠硬纸板”及“经预处理硬纸板”可互换使用。本发明可使用术语“经预处理硬纸板”作为以上群组的代表性术语。
一些用于制备经预处理硬纸板的常见技术包括将硬纸板放置在冲模之间的动作。已知冲模包括钢刀尺模及底模。钢刀尺模可包括多种不同类型的冲模，例如切割冲模、折痕形成冲模、压纹冲模、刻痕冲模、不同类型冲模的组合等。在一些实施例中，钢刀尺模主体可由例如胶合板、枫木等基于硬木的材料制成。其他实例性材料可包括塑料、金属、织物等。主体材料需要具有高尺寸稳定性及高等级。其也应不具有空隙或其他缺陷。
在一些实施例中，可将一个或多个钢刀尺深入且牢固地***到钢刀尺模主体的多个预制狭槽中。预制狭槽可在对众多硬纸板进行切割、折痕形成或压纹的操作期间支撑钢刀尺。钢刀尺通常由经切割及弯曲的刀片组成，所述刀片由硬化钢或另一硬质材料制成。通常，需要将一个或多个顶出(回弹)橡胶构件放置并胶合在钢刀尺周围。若无顶出橡胶，则硬纸板可往往被卡在钢刀尺当中。
底模包括可由基于硬木的材料、塑料、金属、织物或其他材料制成的主体。通常，可在底模中开挖多个沟槽，以供刀尺***到其中。沟槽的位置及结构需要精确地配合钢刀尺模的钢刀尺的位置及结构。
发明内容
本发明的一个实例性实施例是一种硬纸板预处理***，其包括：加工模块，用于沿着一条线来加工硬纸板；以及折痕形成模块，用于在加工之前沿着所述线在所述硬纸板上形成一条折痕。视情况，所述加工模块是激光模块。在所述硬纸板预处理***内，所述加工模块包括一个或多个选自由以下各者组成的群组的模块：切割模块、刻痕模块、穿孔模块、局部切割模块、及标记模块。所述硬纸板预处理***可进一步包括用于控制所输入硬纸板通过所述折痕形成模块及通过所述加工模块的控制器，在所述折痕形成模块中，向所述硬纸板施加所述预加工折痕，在所述加工模块中，沿着所述至少一条预加工折痕施加切痕。在所述硬纸板预处理***内，所述折痕形成模块还可用以在所述硬纸板上形成不需要沿着其进行进一步加工的至少一条折痕。在所述硬纸板预处理***内，所述硬纸板可以是瓦楞硬纸板，且所述折痕形成模块可沿着所述预加工折痕减小所述硬纸板的厚度。在所述硬纸板预处理***内，所述加工模块视情况是具有焦深的激光模块，且所述硬纸板的所述厚度视情况被减小到小于所述焦深的值。
本发明的另一方面涉及一种用于使用硬纸板加工***的方法，其包括：接收处理说明，所述处理说明包括对将向硬纸板施加的切痕的说明；读取所述切痕的位置及形状；以及根据所述切痕的所述位置及形状来形成折痕刀尺。所述方法可进一步包括：读取折痕的位置及形状；以及根据所述折痕的所述位置及形状来形成一组折痕刀尺。在所述方法内，所述折痕刀尺可以是在折痕冲模上形成的。所述方法可进一步包括操作含有所述折痕刀尺的硬纸板加工***。在所述方法内，所述硬纸板视情况是瓦楞硬纸板，且所述折痕刀尺视情况沿着所述折痕减小所述硬纸板的厚度。在所述方法内，所述硬纸板加工***视情况包括具有焦深的激光模块，且其中所述硬纸板的所述厚度被减小到小于所述焦深的值。
本发明的又一方面涉及一种用于硬纸板加工的方法，其包括：在硬纸板上需要对所述硬纸板进行加工的位置处形成预加工折痕；以及沿着所述预加工折痕来加工所述硬纸板。在所述方法内，所述硬纸板视情况是瓦楞硬纸板，且所述折痕形成步骤会沿着所述预加工折痕减小所述硬纸板的厚度。在所述方法内，所述厚度视情况被减小到小于用于切割所述硬纸板的激光***的焦深的值。
附图说明
依据结合图式进行的以下详细说明，将更全面地理解及了解本发明的实例性实施例，图式中：
图1A为例示瓦楞硬纸板的实例性部分的简化框图；
图1B为例示刀尺模及底模***的实例性部分的简化框图；
图2例示实例性光学***的相关元件的简化框图；
图3描绘根据本发明一些实例性实施例的实例性硬纸板预处理***的相关元件的一部分的示意图；
图4A-4F示意性地例示根据本发明一些实例性实施例的实例性表面粘合刀尺(SAR)轮廓的相关元件的多个简化图。
图5示意性地例示根据本发明一些实例性实施例，显示对硬纸板进行预处理的实例性方法的相关动作的流程图；以及
图6描绘根据本发明一些实例性实施例，控制器的实例性实施例一部分的相关元件的示意性例图。
具体实施方式
现在转到各图来描述本发明的实例性实施例，其中在所有数个视图中，相似编号及/或标记表示相似元件。为方便起见，可用编号标记同一群组中的仅一些元件。图式的目的是为了描述实例性实施例且并非用于制作目的。因此，各图中所示的特征仅用于例示目的且未必按比例绘制，且对其的选择仅是出于方便并清晰地进行陈述的目的。
本发明涉及一种用于硬纸板的预处理***，其中预处理可包括任何类型的加工，例如形成折痕、局部切痕、完整切痕、压纹等。可通过切割设备(例如刀尺模及底模)、激光设备(例如产生激光束的激光源)等来进行加工。在进行预处理时且尤其在所处置材料是瓦楞硬纸板时的重要因素是硬纸板的厚度。
在本发明一些实施例中使用的激光***用于使用激光能量来对材料进行切割、局部切割、穿孔、标记或以其他方式进行处理。激光是通过将能量按足以对材料进行处理的水平递送到材料中来处理材料的。能量的量取决于各种因素，包括激光源强度及激光照射材料的时间。举例来说，所述时间可由切割速度(即，照射材料表面的激光光斑在横越其时的速度)决定。通常通过设定激光强度及横越速度(激光光斑横越经处理材料的速度)来控制将递送到经处理材料的能量的量，激光强度及横越速度共同地设定处理速度。视情况，也可将其他因素考虑在内。如果激光束未被恰当地聚焦在材料表面上，则材料上的经照射面积将变得较大，因此会减小激光强度(其是按照能量除以经照射面积而确定的)，且可需要较慢的处理速度。然而，如果加工速度(例如切割速度)对于所需能量递送量来说为过慢的，则材料可变得过热，从而对处理路径(例如切割线)附近的材料造成损坏。这种损坏可能呈现许多种形式(例如切割线附近的褐色或黑色烧痕)，且在业内以许多名称所知晓，例如，热影响区(HAZ)。当处理速度恰当(例如，恰好达到所需效果且不再停留，因此避免使处理路径附近的材料过热)时，所述损坏可被最小化。
典型的被聚焦而提供足以对硬纸板进行预处理(例如形成完整切痕或局部切痕)的能量密度的激光束具有有限焦深。焦深是焦点(即，光束轴上激光束的直径最小的点)与沿着光束轴光束直径大到足以使能量密度减小到需要例如较慢处理速度的水平的点之间的距离的近似两倍。因此，焦深被定义为沿着激光束路径维持大致上均匀加工速度(例如不会减慢到1/1.2以下)的长度。所述距离通常是围绕焦点近似对称的。焦深取决于许多因素，包括特定光学设置，例如F数及工作距离；激光束波长；激光能量水平及强度；等等。举例来说，在使用来自10.6微米波长的CO2激光源的激光束且具有特定光学器件的特定硬纸板切割设置中，焦深是1.5mm长，其中最佳焦点是在近似中间处获得。
如果将要处理(例如，将要切割)的材料具有较大厚度(例如，比特定设置的焦深厚)，则可能存在其中所需加工速度沿着材料深度变化的不合意情形。在最佳焦点处及在其周围的焦深区域(例如，当硬纸板处于水平位置时在最佳焦点上方及下方仍处于焦深距离之内的区域)处，加工速度可能比在焦深之外的区域处快。在此类情况下，为了实现完全的加工，可必须将加工速度设定为较慢值。然而，在此情况下，在处理线(例如切割线)周围处于焦深之内的区域里面的体积可能由于过慢的加工速度而遭受HAZ影响。
为了解决所述问题，可使用更强激光源，这可能在经处理线附近造成HAZ。在另一替代方案中，激光束可适于横越经处理线两次或更多次以确保形成完整切痕。然而，此方法显著减小处理***的处理量且会增加成本，这是因为每一硬纸板必须经历较长的工序。在又一替代方案中，可减小对硬纸板进行预处理所需的速度。在所有这些替代方案中，硬纸板越厚，处理时间、上市时间就越长，激光器或其他子***的功率要求、所需机械装置的成本、运作成本或其他参数就越高，同时可降低例如切痕质量等参数。一般来说，硬纸板越厚，对其进行预处理所需的时间、功率或其他资源可能就越多。
本发明中所述的解决方案涉及将***修改成不仅在预制品中需要折痕之处而且在需要切痕之处形成折痕。形成折痕的操作会使硬纸板在所述位置处变平或薄化，这在瓦楞硬纸板中尤其显著。在已使瓦楞硬纸板薄化之后，当稍后例如通过激光束来处理(例如切割)硬纸板时，激光束可沿着硬纸板的全部厚度聚焦，这是因为硬纸板的厚度被减小到约束于焦深内。这可产生完整且准确的切痕，而在经处理线附近不会出现HAZ，且不需要减慢处理速度或进行额外遍次。
在一些机器中，在计算机化文件(例如呈DXF格式)中指示所需折痕及切痕的形状及位置。
在一些机器中，通过上面具有处于所需折痕形状及位置的聚合物线或区域的刀尺模来形成折痕。可通过以下方式来形成刀尺(每批硬纸板一次)：使喷嘴在平面、圆柱体、圆筒等上方注射聚合物，之后使材料固化(如果需要)。举例来说，可如第WO2011/145092号国际专利公开案中所描述的那样来执行此工序。可通过根据所需切痕的形状及位置而发射的激光束来形成切痕。因此，所述工序还可适于以所需切痕的形状及位置来形成折痕，使得当硬纸板到达切割模块时，其已带折痕且因此已在处理位置处薄化，使得处理变得较有效，如上所述。经预处理折痕可穿过硬纸板的全部厚度及/或仅穿过其厚度的一部分而使硬纸板形成折痕。实例性范围可为硬纸板厚度的20％-60％。
将了解，在需要切痕之处形成折痕不仅可与激光切割一起使用，而且可与另一种切割方法(例如通过刀尺模与底模进行切割)一起使用。还将了解，在切痕位置处添加折痕也可应用于其他板材，例如瓦楞塑料或中空板。
以下图1-3描述经改装的机器及工序的各方面。
图1A描绘实例性硬纸板100的一部分的相关元件的示意图。硬纸板100可包括槽纹瓦楞薄片103以及一个或两个平坦挂面纸板102及104。瓦楞硬纸板的厚度105可被定义为所附着硬纸板元件(包括槽纹瓦楞薄片103以及挂面纸板102及/或104)的总厚度。
图1B描绘实例性刀尺模108及实例性底模112的一部分的相关元件的示意图。刀尺模108可包括主体110及一个或多个从主体110突出的刀尺106。刀尺106中的任一个均可以是切割刀尺、折痕形成刀尺、压纹刀尺等。底模112可包括主体114及一个或多个沟槽116。硬纸板120可被放置在刀尺模108与底模112之间以通过所述冲模来进行预处理。硬纸板120可类似于硬纸板100。
在一些实施例中，如以下结合图3所详述，不同动作且具体来说折痕形成/压纹或切割是在工序期间的不同阶段且通过不同零件而执行。举例来说，折痕形成可如上所述通过刀尺模108及底模112来执行，而切割可在另一阶段通过激光***来执行。
在一些实施例中，可形成刀尺106，且其不仅可在需要折痕之处而且可在需要切痕之处形成折痕，因此使硬纸板120变平或薄化，使得在工序中稍后执行的处理(例如切割)更高效。
一些实例性刀尺模及底模可为平坦冲模；其他实例性刀尺模及底模则可以是在圆筒或圆柱体上实施或被实施为圆筒或圆柱体的冲模。本发明的一些实例性实施例可包括完全或局部地由表面粘合刀尺技术(SART)冲模形成的刀尺模及/或底模。所述刀尺模或底模可包括钢模、木模、由任何其他材料制成的冲模、其组合等。本发明的又一些实例性实施例可包括完全或局部地由选择性激光烧结、熔融沉积成型、三维打印、多喷嘴成型、立体光刻、其组合等形成的刀尺模或底模。
在一些实施例中，可通过喷嘴在刀尺模108上方根据给定设计注射聚合物来形成刀尺模108的刀尺106，刀尺模108被形成为平面或圆柱体且由(例如)PET、塑料、或任何其他适当膜等制成。在此类情况下，底模112可不包括沟槽116，而是包括较软的盖，硬纸板120在由刀尺106挤压时被塞进所述盖中。
关于表面粘合刀尺技术(SART)及表面粘合刀尺(SAR)柔性材料的更多信息可见于以下各申请中：标题为“用于表面粘合刀尺的柔性材料(Flexible material forsurface adhesive rule)”、序列号为13/108,312的美国专利申请；标题为“用于表面粘合刀尺技术的方法及***(Method and system for surface adhesive ruletechnology)”、序列号为13/108,389的美国专利申请；标题为“用于形成共层表面粘合刀尺的方法及***(Method and system for creating co-layer surface adhesiverule)”、序列号为13/108,450的美国专利申请；标题为“用于形成表面粘合刀尺底模的方法及***(Method and system for creating surface adhesive rule counter die)”、序列号为13/108,526的美国专利申请；及标题为“用于表面粘合刀尺技术的方法及***(Method and system for surface adhesive rule technology)”、序列号为PCT/IL2011/000389的专利申请。以上各申请均以全文引用方式并入本文中。
现在参考图2，其例示实例性光学***200的相关元件的简化框图，光学***200可以是切割***或如以下结合图3所述的预处理机器的一部分。实例性切割***可具有一个或多个光学***200。每一***200均可被放置在与将要沿着预处理机器切割的硬纸板290的移动轴垂直的轴上。除其他元件外，实例性光学***200还可包括：用于产生激光束230的激光源210；激光束所通过的至少一个光束扩展器220；扫描仪250，例如但不限于检流计扫描仪；及F-θ透镜或远心透镜或物镜260。
另外，依据将要在硬纸板290上进行切割的位置，可使用一个或多个反射镜240。在其他实例性实施例中，可能不需要反射镜。所述反射镜可为折叠式、旋转式等。
激光源210可以是CO2激光器类型、钇铝石榴石(YAG)激光器类型、光纤激光器类型等。光束功率可在几瓦到数千瓦的范围内。举例来说，可使用可递送例如100瓦到500瓦功率的激光源210来切割厚度为从约0.2mm到约数mm的硬纸板薄片。激光器的功率及所需光学***200的数目可随以下各者而变：所需切割速度、硬纸板的大小及其厚度、将执行的切痕的长度、所需***处理量、及可能其他因素。
在运作期间，激光源210可产生激光束230，激光束230可通过光束扩展器220以便达到满足***要求所需的直径。接着，光束可经过一个或多个反射镜240以便遵循沿着光轴235的所需光路径。激光束的功率可具有适于较快速地切割材料的设计值。
在一些实例性实施例中，沿着光轴235前进的激光束230可进入扫描仪250。扫描仪250可沿着硬纸板290上将要切割出的预定义图案来控制光束230的切割路径。举例来说，扫描仪250可以是检流计扫描仪，其可包括用于使光束沿着轴反射的反射镜。经反射光束可通过透镜，例如但不限于F-θ透镜或远心透镜。在其他实例性实施例中，检流计扫描仪250可具有三条轴。在此种扫描仪中，除两个反射镜以外，沿着光轴235前进的激光束还可经过动态聚焦透镜并接着经由静态聚焦透镜，这两个聚焦透镜安装在扫描仪内部位于扫描仪反射镜之前。举例来说，激光束将靠近硬纸板290的上表面而被聚焦在焦点280处。另一可能的激光扫描方法可基于x-y工作台，其中激光源、工作台或其两者沿着符合处理所需几何形状的轨迹移动。
一旦通过折痕形成模块在切痕的预期位置处减小了硬纸板290的厚度，并将激光束聚焦在所述位置上使得硬纸板的厚度在焦深之内，便可足以对厚度减小的硬纸板进行切割，且不需要对激光束进行强化、减慢速度、或进行额外遍次。
现在参考图3，其显示实例性硬纸板预处理***300的相关元件的示意性简化框图，预处理***300可在例如硬纸板等基材上形成多条切痕及折痕。
硬纸板预处理***300的实例性实施例可包括：硬纸板输入模块310；一个或多个输送机312；一个或多个折痕形成模块314，例如冲模刀尺及底模或其他用于在硬纸板上形成折痕的机构；一个或多个切割模块318；及一个或多个堆叠机320，用于将带折痕且经切割的板材堆叠放置。硬纸板预处理***300可进一步包括剥离单元，用以将产品(例如，折叠式硬纸盒)与硬纸板薄片的其余部分(其为废料)分离。硬纸板预处理***300可进一步包括一个或多个同步机构及/或控制器302。将了解，硬纸板预处理***300的其他实例性实施例可并不包括所有上述模块，及/或可包括更多相同模块及/或更多不同模块。在硬纸板预处理***300的又一些实例性实施例中，可以不同次序来布置以上模块，等等。
硬纸板输入模块310的实例性实施例可包括硬纸板进给器306、硬纸板对准器308、及一个或多个硬纸板转运器(未图示)。进给器306负责从输入通道接收硬纸板并将其放置在输送机312上，因此所述硬纸板可经历预处理。进给器306可抓取硬纸板并将其朝向硬纸板对准器308转运。硬纸板对准器308可将硬纸板对准到所需方向及位置(例如，沿着输送机的运行方向)。在一些实例性实施例中，硬纸板对准器308也可将硬纸板朝向硬纸板预处理***300的下一模块输送。在一些实例性实施例中，对准器308可使输送机312或者一个或多个刀尺模加速或减速、或改变其他机器零件的速度或行为，以确保硬纸板符合冲模刀尺及底模的位置，使得冲模刀尺将在硬纸板上的所需位置中形成折痕、切痕、压纹或其他预处理。输送机312可抓取硬纸板并将其以固定相对位置朝向及/或穿过硬纸板预处理***300的一个或多个模块引导。实例性输送机312可包括侧面夹持器。在一些实例性实施例中，输送机312可穿过硬纸板预处理***300的所有模块输送硬纸板。在其他实例性实施例中，输送机312可穿过硬纸板预处理***300的一部分输送硬纸板。输送机312可与硬纸板预处理***300的一个或多个模块同步，其中同步可通过控制器302来执行。
硬纸板可通过折痕形成模块314，折痕形成模块314用于在需要折痕之处、并且在需要切痕或其他类型的预处理之处形成折痕。冲模刀尺可为折痕形成刀尺，然而，在一些实施例中，冲模刀尺312也可以是切割刀尺、刺穿刀尺、压纹刀尺、其组合等。
输送机312可与折痕形成模块314同步。所述同步可验证冲模是在所需位置放置到硬纸板的，例如，如以上结合对准器308所详述。如果硬纸板未被同步，则硬纸板可能移位、加速或减速；可使用数字手段来使冲模的位置对准，或可使冲模移动或旋转直到其被正确放置为止，且只有到那时输送机312方可将硬纸板朝向及/或穿过折痕形成模块314输送以进行预处理。
输送机312可将硬纸板朝向及/或穿过一个或多个加工模块318输送，其中加工可涉及切割、刻痕、穿孔、局部切割、标记、或其他操作等。加工模块318可包括用于如上结合图2所述对硬纸板进行加工的激光子***316，举例来说，激光器316可以预定义图案来切割硬纸板。因为也可在所需切痕位置处形成折痕，所以硬纸板在这些位置处的厚度将被减小，这对于瓦楞硬纸板尤其显著且提供了更有效的加工(具体来说是切割)，这是因为硬纸板的宽度并不在光束的焦点之外显著延伸。
输送机312可进一步将硬纸板朝向及/或穿过一个或多个堆叠机320输送，但硬纸板可以任何其他方式到达堆叠机320。实例性堆叠机320可在以大致上平坦状态支撑经预处理硬纸板的同时将所述硬纸板转运到例如经预处理硬纸板堆叠上方。堆叠机可在经预处理硬纸板的所需最终位置处释放经预处理硬纸板。堆叠机320的实例性实施例可包括动态大小固持器，所述固持器可从经预处理硬纸板顶表面来夹持经预处理硬纸板。
在一些实施例中，硬纸板预处理***300的各模块之间的同步可以是机械同步、电同步或其组合。在实例性实施例中，控制器302可从不同检测器及/或传感器及/或用户输入获得信息。因此，控制器302可向一个或多个模块发送同步命令。
现在参考图4A-4F，其显示实例性表面粘合刀尺模(SARD)的相关元件的简化侧视图。每一SARD可具有主体及表面粘合刀尺(SAR)，所述SAR具有底座及刃缘。对于所有SARD，SARS的刃缘可与在硬纸板上形成折痕的功能匹配。SARD可附着到主体。SAR的俯视图可与需要对硬纸板做出的折痕或切痕的形状及面积大致上匹配。
图4A示意性地例示实例性表面粘合刀尺模(SARD)400a的相关元件的简化图。SARD 400a可包括主体410及表面粘合刀尺(SAR)412。
图4B示意性地例示具有主体410的实例性表面粘合刀尺模(SARD)400b的相关元件的简化图，且其中表面粘合刀尺(SAR)414的形状可包括宽底座418及圆形顶部刃缘416。
宽底座418可改善SARD 400b的SAR 414到主体410的结合。宽底座418可进一步增强SAR 414耐受众多可能在其运作期间施加的力的能力。
图4C例示具有主体410的SARD 400c的另一实例性实施例。SARD 400c可包括具有尖锐顶部刃缘422的SAR 420。SAR 420可进一步包括肩状侧424。肩状侧424增强SAR 420耐受众多在其运作期间施加的力的能力。在一些实例性实施例中，可通过在将SAR硬化之后进一步铣削或刮削刃缘来实现尖锐刃缘。
图4D示意性地例示具有主体410的实例性SARD 400d的相关元件的又一简化图。SARD 400d可包括SAR 426。SAR 426可包括多个构件。一个构件可为底座430，另一构件可为肩状侧428，且第三构件可为具有顶部刃缘的主体429。
SAR 426的构件中的每一个均可由不同材料制成，或者一个或多个构件可由不同于其他构件的材料制成。每一构件可具有不同形状且可包括不同聚合物或添加剂类型，且因此具有不同所需属性。举例来说，底座430可需要具有更好的粘合属性，主体429可需要具有弹性属性，肩状侧428可需要具有更牢固属性，等等。
图4E例示SARD 400e的又一实例性实施例，其包括主体410及具有不对称形状的SAR 432。SAR 432可由单肩状侧434及不对称底座436构成。不对称SAR可在硬纸板设计包括相邻切痕或折痕因此需要相邻SAR时予以使用。
图4F例示SARD 400f的实例性实施例，其包括主体410及具有梯形形状顶部刃缘440的SAR 438。举例来说，梯形形状顶部刃缘440可用作旋转式***中的切割SAR。
将了解，可使用不同轮廓或不同材料来设计及使用多个除图4A-4F中所描绘SAR之外的SAR形状。某些SAR形状可能更适合于某些任务，使得在不同硬纸板任务之间形状及材料可改变。在一些实施例中，可在同一刀尺模上使用不同SAR来形成同一硬纸板的不同折痕及切痕。
将了解，在其中通过注射例如聚合物等材料来形成刀尺的实施方案中，以上所公开的形状可能并不相关，且所有刀尺均可大致上形成为扁平管路的形式。管道横截面(例如，形状、宽度或厚度)可由所注射材料量、注射速度、材料固化速度等决定。
现在参考图5，其显示在为对硬纸板进行预处理做准备时的步骤的实例性流程图。
在步骤500，可接收对将向硬纸板施加的处理的说明。所述说明可作为文件、数据流而接收，可从设计应用程序的用户接口输出，等等。所述说明可包括将在硬纸板上形成的折痕的位置或形状。所述说明可进一步包括折痕深度或额外参数。所述说明可进一步包括将在硬纸板上切割的切痕的位置或形状。
在步骤504，可从所述说明读取折痕位置及形状，且在步骤508，可在刀尺模上形成对应于所述位置及形状的刀尺，所述刀尺模可以是平面、圆筒等。如果提供折痕深度，则可形成具有对应高度的对应刀尺。
在步骤512，可从所述说明读取切痕位置及形状，且在步骤516，可在刀尺模上形成对应于切痕位置及形状的刀尺。视情况，与切痕位置相关联的刀尺的高度可以是最大可能高度，以便使硬纸板在所述位置处的厚度最大化。
因此，刀尺模将含有根据所需折痕及所需切痕的位置及形状而定的刀尺。
将了解，步骤512及516可在步骤504及508之前、之后或与其交错执行。
可通过在由例如PET制成的底座上方从喷嘴注射聚合物或以任何其他方式来形成刀尺。
在步骤520，可如(例如)2012年9月19日提出申请的第61/703,239号美国临时专利申请的图5A、5B及5C中所描述的那样来操作包括刀尺模的预处理机器，该美国临时专利申请特此以全文引用方式并入本文。
现在参考图6，其显示作为控制器或处理器600运作的***或子***的实例性实施例的组件的功能框图，控制器或处理器600可在本发明的各个实施例中用于控制各种实施例的各方面。将了解，并非在所有活动监视实施例中均需要图6中所例示的所有组件，但所述组件中的每一个被结合图6呈现及描述，以提供对所述组件的完整及总体理解。所述控制器可包括通用计算平台，所述通用计算平台被例示为包括可彼此集成在一起或经由总线或类似接口606以通信方式连接的处理器602及存储器装置604。存储器装置604可包括用于执行以上图5所公开方法的步骤的可执行模块。举例来说，可执行可负责读取描述将向硬纸板施加的折痕及切痕的输入文件、向其他组件、子***或第三方***发送命令，等等。
处理器602可选自包括微处理器、微控制器、可编程阵列、定制IC等的多种处理器类型，且还可包括具有或不具有加速器等的单一或多个处理器。存储器元件604可包括多种结构，包括但不限于RAM、ROM、磁性媒体、光学媒体、磁泡存储器、快闪存储器、EPROM、EEPROM等。处理器602或控制器中的其他组件还可提供例如实时时钟、模拟到数字转换器、数字到模拟转换器等组件。
处理器602还可介接到多种元件，包括控制接口912、显示适配器608、音频适配器610、及网络/装置接口614。控制接口612可提供与外部控制件的接口，所述外部控制件例如但不限于以下各者：传感器；致动器；滚筒；步进马达；键盘、计算机鼠标；音频激活装置、以及多种许多其他可用输入及输出装置、或另一计算机或处理装置等。控制接口612可包括从传感器接收输入以及向组件发布命令。举例来说，控制接口612可适于向喷嘴发送命令，以根据所需折痕形状及位置或切痕形状及位置而注射聚合物。
显示适配器608可用于驱动多种报警元件616，例如显示装置，包括LED显示器、LCD显示器、一个或多个LED或其他显示装置。
音频适配器610介接到并驱动另一报警元件618，例如扬声器或扬声器***、蜂鸣器、警铃等。网络/接口614可介接到网络620，网络620可以是任何类型的网络，包括但不限于因特网、全球网、广域网、局域网、有线网络、无线网络或任何其他网络类型(包括混合网络)。控制器600可通过网络620或甚至直接地介接到其他装置或计算平台，例如一个或多个服务器622及/或第三方***624。电池或电源为控制器600提供电力。
所公开方法及预处理机器利用折痕形成机构在硬纸板上也需要切痕之处形成折痕，以便减小经处理硬纸板的厚度，使得可更高效地做出切痕。因此，本说明还涵盖预切割式折痕形成机，其包括折痕形成机构及控制器，所述控制器适于沿着硬纸板在所述硬纸板上需要切痕的位置或形状中形成一个或多个预切割式折痕。预切割式折痕形成机还可包括用于在预切割式折痕的位置处切割硬纸板的切割机。
将了解，刀尺制备并不限于通过喷嘴释放聚合物来制备刀尺，而是也可应用任何用于形成与折痕相关联的刀尺的自动、手动或组合方法来形成与切痕相关联的刀尺。所述方法及机器也并不限于激光切割。确切地说，任何切割方法均可得益于在进行切割之前减小硬纸板厚度。
一些实验结果显示，对于向具有3mm厚度的瓦楞硬纸板施加切痕，如果以所需切痕的形状及位置形成折痕，则相对于在不形成折痕时的横越速度来说，激光束可能够以两倍以上的速度横越切割线。在某种设置中，预切割式折痕形成操作会使穿过***的速度从400mm/s增加到约850mm/s。
除非另有定义，否则本文中所使用的所有技术及/或科学术语均具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。假如在术语的定义或含义上存在冲突，则打算以本说明书内所呈现的定义为准。另外，在本说明通篇中所呈现的材料、方法及实例仅为说明性且不必旨在为限制性的。
在本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的提及意味着结合此实施例所述的特定特征、结构或特性均包含在本发明的至少一个实施例中，且对“一个实施例”或“实施例”的多次提及不应理解为一定指代同一实施例或所有实施例。
本发明实施例的方法及/或***的实施方案可涉及手动地、自动地或以其组合方式来执行或完成选定任务。此外，根据本发明的方法及/或***实施例的实际仪器及设备，可通过硬件、通过软件或通过固件或通过其组合且在采用或不采用操作***的情况下来实施数个选定任务。软件可体现在计算机可读媒体上，例如读/写硬盘、CDROM、快闪存储器、ROM等。为了执行某一任务，软件程序可视需要而被加载到适当处理器中或由适当处理器访问。
鉴于附图及具体实施方式，本发明的这些及其他方面将显而易见。前述发明内容并不打算概述本发明的每一潜在实施例或每个方面，且在结合附图及随附权利要求书阅读对实施例的以下详细说明后，本发明的其他特征及优点将变得显而易见。
此外，虽然详细地描述了特定实施例以向所属领域的普通技术人员例示发明性概念，但易于对此类实施例作出各种修改及替代形式。因此，各图及书面说明并不打算以任何方式限制发明性概念的范围。

Claims (16)

1.一种硬纸板预处理***，其特征在于，包括：
加工模块，用于沿着至少一条线来加工硬纸板；以及
折痕形成模块，用于在加工之前沿着所述至少一条线在所述硬纸板上形成至少一条折痕。
2.如权利要求1所述的硬纸板预处理***，其特征在于，所述加工模块是激光模块。
3.如权利要求1所述的硬纸板预处理***，其特征在于，所述加工模块包括至少一个选自由以下各者组成的群组的模块：切割模块、刻痕模块、穿孔模块、局部切割模块、及标记模块。
4.如权利要求1所述的硬纸板预处理***，其特征在于，进一步包括用于控制所输入硬纸板通过所述折痕形成模块及通过所述加工模块的控制器，在所述折痕形成模块中，向所述硬纸板施加所述至少一条预加工折痕，在所述加工模块中，沿着所述至少一条预加工折痕施加切痕。
5.如权利要求1所述的硬纸板预处理***，其特征在于，所述折痕形成模块还用以在所述硬纸板上形成不需要沿着其进行进一步加工的至少一条折痕。
6.如权利要求1所述的硬纸板预处理***，其特征在于，所述硬纸板是瓦楞硬纸板，且其中所述折痕形成模块沿着所述至少一条预加工折痕减小所述硬纸板的厚度。
7.如权利要求6所述的硬纸板预处理***，其特征在于，所述加工模块是具有焦深的激光模块，且其中所述硬纸板的所述厚度被减小到小于所述焦深的值。
8.一种用于使用硬纸板加工***的方法，其特征在于，包括：
接收处理说明，所述处理说明包括对将向硬纸板施加的至少一条切痕的说明；
读取所述至少一条切痕的位置及形状；以及
根据所述至少一条切痕的所述位置及形状来形成至少一个折痕刀尺。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括：
读取至少一条折痕的位置及形状；以及
根据所述至少一条折痕的所述位置及形状来形成至少一个第二折痕刀尺。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述至少一个折痕刀尺是在折痕冲模上形成的。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括操作含有所述至少一个折痕刀尺的硬纸板加工***。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述硬纸板是瓦楞硬纸板，且其中所述至少一个折痕刀尺沿着所述至少一条折痕减小所述硬纸板的厚度。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述硬纸板加工***包括具有焦深的激光模块，且其中所述硬纸板的所述厚度被减小到小于所述焦深的值。
14.一种用于硬纸板加工的方法，其特征在于，包括：
在硬纸板上需要对所述硬纸板进行加工的位置处形成至少一条预加工折痕；以及
沿着所述预加工折痕来加工所述硬纸板。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述硬纸板是瓦楞硬纸板，且其中所述折痕形成步骤会沿着所述至少一条预加工折痕减小所述硬纸板的厚度。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述厚度被减小到小于用于切割所述硬纸板的激光***的焦深的值。
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