一种手表3D玻璃表盖刻度的镭雕方法与流程

本发明涉及一种手表3d玻璃表盖刻度的镭雕方法，属于手表表盖装饰加工技术领域。

背景技术：

随着人类智能表盖/智能手环的发展崛起，表盘和刻度的设计方案仍然为玻璃表盖的底部设计。而目前对于表盘的刻度的设计基本上是通过在表盖面板上印刷油墨的方式，然而，印刷油墨在使用过程中容易出现脱落或划伤脱落等现象，造成刻度出现破坏，且直接在表盖表面上印刷油墨，油墨的边缘会出现扩散的现象，这样就会造成毛边和边缘轮廓不清晰等问题。

激光打标技术是利用激光束在各种不同的物质表面打上永久的标记而雕刻出相应的刻蚀图形，如可以是文字、图案等等。虽然，激光打标技术在金属、非金属材料上进行加工也有较多的报道，由于在玻璃表面上采用激光打标却很少，尤其是在3d玻璃表面的加工。

技术实现要素：

本发明针对以上现有技术中存在的问题，提供一种手表3d玻璃表盖刻度的镭雕方法，解决的问题是如何解决现有的油墨刻度不清晰和易脱落的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的，一种手表3d玻璃表盖刻度的镭雕方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

a、将待加工的3d玻璃表盖放到打标机的治具上并放置到打标机下方的打标区域内的工作平台上；

b、按照3d玻璃表盖正面表面上打标所需标记的表盖刻度图案导入到打标机的软件系统内，然后，将根据导入的表盖刻度图案将需打标的填充区域进行填充，并设定打标加工参数；

c、开启打标机进行工作，通过ccd相机抓拍进行位置和距离判断对位成功后，开启激光器按照预设的打标填充方向进行打标处理使在3d玻璃表盖的正面表面对应位置上形成相应的刻度；

d、完成所有刻度的打标后，取出3d玻璃表盖转入到油墨填充系统在每个雕刻的刻度内填充油墨，填充完后，再清除刻度周围残留油墨，烘烤，得到相应的手表3d玻璃表盖。

本发明通过将需要打标的目标图案导入到软件系统内，然后，设置获取目标标记轮廓所需待填充区域和该填充区域的填充描述信息，填充完成后，对打标机的功率、波长等参数进行设定后，利用ccd高清相机进行抓拍和距离判断对位成功后，进行打标镭雕形成表盖外周的每个刻度，采用高清相机抓拍和距离判断对位，能够实现打标精确性，且形成的刻度的线条轮廓清晰、分明，美观性好，又能够在要求的刻度区域内实现精确打标，避免出现毛刺和崩边的缺陷，当然，这里的刻度可以是包括刻度和/或在对应位置上具有数字的刻度。通过打标使形成下凹的小凹槽的刻度，然后，再将该打标后的表盖转到油墨填充系统上，在每个雕刻的刻度内填充相应的油墨，除去表面残留油墨后，烘烤使油墨有效的附着在每个刻度内；由于是直接将油墨填充在每个刻度的凹槽内，相当于是填充镶嵌在3d玻璃表盖的内部，油墨与玻璃能够很好的融合成一体，在即使在长期的使用过程中也不会造成油墨脱落或因划到油墨而损伤脱落的缺陷，且使填充在刻度内部，形成的每个刻度的边界轮廓能保持打标的刻度的清晰轮廓，也不会出现在填充油墨时边界周围出现油墨扩散而出现毛边等问题。因此，采用本方法能够有效的在3d玻璃表盖上形成轮廓清晰、精准的效果，且填充在每个刻度内的油墨也不会出现脱落的效果，同时，也实现了表盖的外观的美观性。

在上述手表3d玻璃表盖刻度的镭雕方法中，作为优选，步骤c中所述打标处理时按照预设的填充线方向进行打标，具体为采用三次填充，以3d玻璃表盖正面表面的横向水平方向为x轴方向，以表面上垂直与x轴的方向为y轴，先采用沿x轴方向的0゜填充进行打标，再采用沿与x轴方向的夹角为60゜填充进行打标，最后采用沿y轴方向的90゜填充的方式进行打标处理。由于3d玻璃表盖的外周标记刻度的区域并非是平面的，而是3d的非平面特点，即表盖上对应雕刻刻度的区域是斜面或曲面的特点。这样打标时相当于不是在一个平面高度上进行的，采用单一的方向打标容易导致雕刻的刻度出现深度不一致或偏差，在靠近表盖表面的一侧的深度相对精确，而在靠近表盖边缘的一侧则相对易出现偏差，使打标不精确。为了更好的解决这一针对3d玻璃表盖的非平面上的打标存在的问题，通过采用三种不同填充线方向的打标方向进行雕刻，且具体依次采用0゜、60゜和90゜的预设填充线进行综合打标，能够有效的解决这一问题，实现每个刻度的深度要求相一致的均匀性好的效果，这样也能够使后续每个刻度中填充的油墨量和厚度要求相一致的特点，从而也能够有效的保证油墨的色差要求相一致，且还兼具提高整体的视觉美观性。作为进一步的优选，每个刻度的雕刻深度最好在0.04mm-0.06mm。

在上述手表3d玻璃表盖刻度的镭雕方法中，作为优选，步骤b中所述填充的深度为35-60μm。使每个填充深度在一定的要求，能够提高打标的精确性，还能够避免因一次性填充深度过深而出现崩边等问题。

在上述手表3d玻璃表盖刻度的镭雕方法中，作为优选，步骤c中所述打标处理还采用z字型的方式进行连续打标。在对每个刻度进行打标时，且每个按照预设的打标方向上均采用z字型的连续打标，能够提高打标的连续性，均匀的雕刻除去填充区域的玻璃材料而在相应的位置形成刻度，还具有打标效率高的优点。

在上述手表3d玻璃表盖刻度的镭雕方法中，作为优选，步骤b中所述激光加工参数的设定具体为：打标速度为800mm/s-1000mm/s，采用紫外光的波长范围。打标速度的要求既能够更好的提高打标效率，又能够保证在打标的过程中不会出现崩边缺陷，提高打标的精确性和成品率；而采用紫外光进行打标具有聚焦光斑极小，且加工热影响区小，不会产生热效应和玻璃材料烧蚀的问题，能够有效避免因加工玻璃材料而出现热变形等现象，更进一步的实现超精细打标和高效率的优点。

在上述手表3d玻璃表盖刻度的镭雕方法中，作为优选，步骤d中所述填充油墨具体为：

先采用油墨填充机系统内的ccd相机进行定位抓拍找位置进行放大50-100倍，再采用0.5-0.8mm的针头式喷墨头进行喷墨在相应的3d玻璃表盖的刻度上进行填充油墨。由于打标的刻度的精度高和精细的特点，因此，通过采用ccd相机进行定位抓拍放大倍数，这样可以实现精准的定位和填充的优点，同时结合采用小直径的针头式喷墨头进行喷墨填充，有效的将油墨精准的填充到相应的每个刻度内，能够更好的避免填充过程中造成崩边的现象，且也能够更好的控制油墨量，提高填充的精准控制。

在上述手表3d玻璃表盖刻度的镭雕方法中，作为优选，该方法还包括对手表3d玻璃表盖的背面油墨层进行微创纹理的雕刻，具体为：

按照需要在3d玻璃表盖的背面的油墨层上打标将所需标记的纹理图案导入到打标机的软件系统内，然后，根据导入的纹理图案将需打标的填充区域进行填充，并设定打标加工参数；

将待加工的3d玻璃表盖放入打标机的治具中并放置到打标机下方的打标区域内的工作平台上；3d玻璃表盖的背面朝上，并采用打标机中的ccd拍照抓拍进行位置和距离判断对位成功后，按照导入的图案进行回旋打标处理使在3d玻璃表盖的背面表面上以表盖的中心为圆心形成相应的圆环状的微创纹理。采用打标处理除去油墨形成的环状纹理的线条轮廓清晰度高，且不易出现局部断线的现象，保证了纹理的一致性，且采用回旋打标的方式，能够雕刻出线宽在0.15mm以下的微创纹理的高精度和轮廓清晰度高的效果，有效的解决现有的采用丝印无法做到的精度要求和轮廓的清晰度。

在上述手表3d玻璃表盖刻度的镭雕方法中，作为优选，所述回旋打标处理时，使3d玻璃表盖的背面外侧边缘预留距离为0.8-1.0mm的边缘油墨层，且通过打标处理使在油墨层上间隔除去若干圈以表盖中心为圆心的环状光油环，形成线宽为0.02mm以下的环状的油墨线和通过打标除去油墨后的光油环交替的微创纹理。通过使表盖的背面边缘预留一定距离，相当于最边缘处为较大宽度的油墨环，能够避免在边缘打标造成边缘崩边的问题，提高产品的成品率要求。

综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下优点：

通过打标镭雕形成表盖外周的每个刻度，采用高清相机抓拍和距离判断对位，能够实现打标精确性，且形成的刻度的线条轮廓清晰、分明，美观性好，避免出现毛刺和崩边的缺陷。填充的油墨镶嵌在3d玻璃表盖的每个刻度内部，油墨与玻璃能够很好的融合成一体，在即使在长期的使用过程中也不会造成油墨脱落或因划到油墨而损伤脱落的缺陷，且使填充在刻度内部，形成的每个刻度的边界轮廓能保持打标的刻度的清晰轮廓。

附图说明

图1是本发明的3d手表表盖待打标的所需标记的表盖刻度图案的示意图。

图2是本发明的3d手表表盖的正面雕刻相应刻度后的立体结构示意图。

图3是本发明的3d手表表盖的正面雕刻相应刻度后的俯视结构示意图。

图4是图3中的a-a剖视结构示意图。

图5是图4中b处的放大结构示意图。

图6是本发明的3d手表表盖的背面未雕刻微创纹理时的油墨层位置示意图。

图7是本发明的3d手表表盖的背面雕刻微创纹理后的示意图。

图8是图7中的c处放大结构示意图。

图9是本发明的相应治具的立体结构示意图。

图中，1、3d玻璃表盖；2、刻度；3、油墨层；4、微创纹理；41、环状油墨线；42、环状光油环；43、边缘油墨环；5、底座；51、安装孔；6透光孔；7、支撑内座；8、连接块；81、弧形凹槽；9、环形凹槽；10、条形凹槽；11、吸气孔；12定位柱。

具体实施方式

下面通过具体实施例和附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，但是本发明并不限于这些实施例。

结合图1-图8，本手表3d玻璃表盖刻度的镭雕方法，应用于激光打标设备对3d玻璃表盖1的打标，具体操作过程为：

s1：将待加工的3d玻璃表盖1放到打标机的治具上并放置到打标机下方的打标区域内的工作平台上；这里采用紫外皮秒打标机，而对于3d玻璃表盖1的指表盖的表面呈曲面或如边缘标记刻度的一周是倾斜状的形成的立体状的3d形状，这里待加工的3d玻璃表盖1采用如图1所示的3d玻璃表盖是已经雕刻好相应刻度后的立体示意图，刻度对应的位置相当于是倾斜面状的，形成的一种3d立体的特点，当然，这里也可以是曲面的3d立体结构；将上述的3d玻璃表盖1放置到打标机的相应治具上后，通过打标机控制自动或人工操作进入相应打标区域的工作平台上，相当于是位于打标机的激光器和高清相机的下方区域，待加工；

s2：按照3d玻璃表盖1正面表面上打标所需标记的表盖刻度图案(相当于待打标的表盖刻度图案)导入到打标机的软件系统内，这里的图案可以为plt、dxf、ai等格式的图档，转化成相应格式的图案格式，具体采用如图1所示的待打标的所需标记的表盖刻度图案的图像，使导入的图案与3d玻璃表盖1正面的刻度分布在整体表现上的形式相一致，这样能够更有利于后续的精确打标；然后，根据导入的表盖刻度图案将需打标的填充区域进行填充，并设定打标加工参数；更进一步的，上述对于导入或输入所需标记的表盖刻度图案(待打标的目标图案)，对目标图案进行处理，确定目标图案的标记轮廓，确认需要填充区域和不需要填充的区域，对需填充区域进行填充设定完成，上述最好使导入的图案是dxf格式的图像，有利于提高打标的精准性要求。而对于设定打标加工参数的其它条件可根据打标机设定如功率、选用的波长等信息；当然上述s1与s2操作并无严格的先后顺序限制，采用s1和s2以及下面的s3-s4等描述是为了更好的进行描述，可在实际操作中合理调整；

s3：开启打标机进行工作，再通过打标机自带的高清ccd相机抓拍进行位置和距离判断自动对位成功后，开启激光器，设备自动按照预设的打标填充方向进行打标处理使在3d玻璃表盖的正面表面如图2-5所示在对应刻度的位置上形成表盖的刻度2；上述的表盖的刻度2可包括单一的刻度，也可是包括刻度和对应刻度的相应位置上部分位置刻有阿拉伯数字的刻度等手表表盖上用于指示时间的外周的刻度，如对应表盖上的对应3点、6点、9点、12点等位置的刻度采用阿拉伯数字图案雕刻出相应的数字刻度；

s4：在上述打标处理过程中系统自动根据导入的图案标记完成所有3d玻璃表盖1上的刻度2打标后，取出3d玻璃表盖1转入到油墨填充系统在每个雕刻的表盖的刻度2内填充油墨，填充完后，再清除刻度周围残留油墨，烘烤，使相应刻度内的油墨固化，得到相应的雕刻好刻度2的手表3d玻璃表盖1。这里的油墨填充系统如采用点油机进行油墨填充。

更进一步的方案，上述的s3中打标处理时按照预设的填充线方向进行打标，具体为对每个刻度2的打标采用三次填充方向进行打标，以3d玻璃表盖1表面的横向水平方向为x轴方向，以垂直与x轴的方向为y轴，先采用沿x轴方向的0゜填充进行打标，再采用沿与x轴方向的夹角为60゜填充进行打标，最后采用沿y轴方向的90゜填充的方式进行打标处理。相当于对每个刻度2在打标均采用上述填充线方向进行打标，先以0゜方向进行连续打标单个刻度2，0゜方向完成后，再以60゜方向再继续对同一刻度2进行连续打标，60゜方向完成后，再以90゜方向再继续对同一刻度2进行连续打标，完成一个刻度2的打标处理；再进行下一步刻度2的打标处理，重复完成所有的刻度2的打标处理；上述打标时最好使填充深度为35-60μm，通过小深度多次打标，能够提高打标的精准性和保证成品率，避免出现崩边等问题，最优为45μm，且使每个刻度2的打标深度的均匀性更好，深度一致性好，不会因斜面3d立体的结构而导致的打标深度不一致的问题；对于每个刻度2的雕刻深度最好控制在0.04-0.06mm，最优为0.05mm；进一步的，在上述打标处理过程中均采用z字型的连续打标处理进行，如0゜方向z字型线路，60゜方向z字型线路，90゜方向z字型线路等。

更进一步的方案，在上述s2中激光打标加工参数的设定具体为：打标速度为800mm/s-1000mm/s，采用紫外光的波长范围等，最好使打标速度为850mm/s，打标速度的控制能够更好的进行精细打标，且也能有效避免打标过程中出现崩边等现象。

进一步的，上述s3中填充油墨具体为：先采用点油机自带的高清相机ccd进行抓拍找位置并自动定位进行放大50-100倍，再采用0.5-0.8mm的针头式喷墨头的点油机进行喷墨在如图2所示的雕刻好的相应的3d玻璃表盖1的刻度2上进行填充油墨，通过ccd高清放大能够精确捕捉到相应的表盘的刻度2，再结合采用0.5-0.8mm的小尺寸的针头式喷黑头进行喷墨，有效的实现对超细的刻度2的精准油墨填充，使每个刻度2在填充油墨后仍具有轮廓线清晰的优点，且油墨填充精细度高，同时结合填充在刻度内形成类似于镶嵌在玻璃内部的特点，也不会出现油墨扩散导致的油墨边缘模糊的缺陷，提高了整体的美观性。填充油墨结束后，采用棉棒进行擦拭除去残留的油墨干净后，放入烤箱内进行烘烤使油画固化即可。

更进一步的方案，还可以在手表3d玻璃表盖1的背面对应油墨区域进行打标处理，对于表盖背面的油墨区域如图6-8所示，在外面的一周覆盖有油墨层3，相当于在外周的凸台背面有油墨层3，以3d玻璃表盖1的中心误为圆心的环状油墨层3，而对应的视窗区是透光的玻璃表面，对于手表3d玻璃表盖1的背面油墨层3进行微创纹理的雕刻，具体为：

同样，可采用上述表盖的刻度2打标时的紫外皮秒打标机进行加工，即按照需要在3d玻璃表盖1的背面的油墨层3上打标所需标记的纹理图案(相当于待打标的纹理图案)导入到打标机的软件系统内，同样，这里导入的图案格式可以为plt、dxf、ai等格式的图档，最好是采用dxf格式的图案；然后，根据导入的待打标的纹理图案将需打标的填充区域进行填充，并设定打标加工参数；

将待加工的3d玻璃表盖1放入打标机的治具中，使表盖的背面朝上，开启打标机并采用打标机中的高清相机ccd拍照抓拍进行位置和距离判断并进行自动对位成功后，按照设定的纹理图案进行回旋打标处理使在3d玻璃表盖1的背面表面上油墨层3区域形成以表盖的中心为圆心形成相应的若干同圆心的圆环状的微创纹理4。这里的回旋打标相当于就是按需要打标的对应的圆环进行圆形的回旋打标，能够使形成的纹理线宽很细小，形成微创的纹理效果，且采用激光打标形成的油墨线条清晰度高，每个线条的边缘轮廓分明。更进一步的，在打标处理时，使3d玻璃表盖1的背面外侧边缘预留距离为0.8-1.0mm的边缘油墨环43，最好为0.9mm宽度，预留能够使有效避免打标时出现边缘崩边等问题，且通过打标处理使在油墨层3上间隔除去若干圈以3d玻璃表盖1圆心圆的同心圆环，结合图7和图8所示，可以形成线宽为0.02mm以下的环状油墨线41和通过打标除去油墨后的光油环42交替设置的微创纹理4的结构，光油环42的宽度可在0.2mm，进一步的结合图7和图8中可以看出是边缘预留的较宽的边缘油墨环43，而图8中原油墨层3区域上对应的线状圆即是环状油墨线41，相邻两条环状油墨线41之间的空白间隔是通过打标除去油墨后的光油环42，相当于是透明与透明的3d玻璃表盖1相对应，从而在正面看时，能够体现出这个微创纹理的结构特点，提高整体的美观性效果。

作为进一步的实施方案，还可在3d玻璃表盖1的正面雕刻环状的微创纹理，该环状的微创纹理以3d玻璃表盖1的中心为圆心的若干同心圆，正面的微创纹理最好在3d玻璃表盖1的非视窗区，即可雕刻在刻度2位置的相应区域，具体可在雕刻完刻度后进行该微创纹理的雕刻，对应的可采用上述表盖的刻度2打标时的紫外皮秒打标机进行加工，即按照需要在3d玻璃表盖1的正面的刻度2附近打标所需标记的纹理图案(相当于待打标的纹理图案)导入到打标机的软件系统内，同样，这里导入的图案格式可以为plt、dxf、ai等格式的图档，最好是采用dxf格式的图案；然后，根据导入的待打标的纹理图案将需打标的填充区域进行填充，并设定打标加工参数；

将待加工的3d玻璃表盖1放入打标机的治具中，使表盖的正面朝上，开启打标机并采用打标机中的高清相机ccd拍照抓拍进行位置和距离判断并进行自动对位成功后，按照设定的纹理图案进行回旋打标处理使在3d玻璃表盖1的正面表面上形成以表盖的中心为圆心形成相应的若干同圆心的圆环状的微创纹理的刻度，再在相应的微创纹理的雕刻环内填充油墨并清洁烘干即可，对于在环形的微创纹理内填充油墨的方式可采用对刻度2进行填充时的设备进行填充，填充油墨后能够形成炫彩的效果，且采用雕刻的方式刻度线轮廓清晰、线条精细美观，线宽可控制在0.02mm以下，相邻的两线之间的线距可在0.2mm。

更进一步的方案，结合图9所示，上述打标机中采用的治具包括底座5，底座5上设有镂空的圆环状透光孔6，圆环状的透光孔6内设有圆柱状的支撑内座7，支撑内座7通过连接块8连接于圆环状的透光孔6侧壁上，连接块8上设有弧形凹槽81，支撑内座7上设有用于吸住放置在上面的3d玻璃表盖1的吸气结构，具体的这里的吸气结构包括环形凹槽9和条形凹槽10，条形凹槽10两端分别与环形凹槽9相对处连通,在中部的条形凹槽10的中部设有贯通的吸气孔11，圆环状的透光孔6的外侧壁上设有若干竖向设置且向圆环状透光孔6内凸出的定位柱12，使放置的玻璃表盘周向边缘与圆环状透光孔6的外侧壁之间具有间距，避免玻璃表盘周边与环状透光孔6侧壁接触碰伤，更主要是的这里的镂空环状的透光孔6通过定位柱的限定，使在打标时，3d玻璃表盖1的外侧治具上是镂空的，这样会打到治具表面上的激光反射而影响到相对的背面表面上，同时，也能够起到透光的效应，使下方的光源能照到表盖，提供背景光源；优选，定位柱12为两个，且两个定位柱12位于环状的透光环6的上侧，且两个定位柱12之间的夹角为30度，方便操作。上述底座5上四周的角上还可设有螺栓安装孔51，通过螺栓使底座5固定于激光打标机的相应工位上。该治具在使用时，结合图9，将3d玻璃表盖1放置该治具的支撑内座7上，将3d玻璃表盖1上端抵到两个定位柱12上，对齐放置好后，这里治具的吸气孔11能与真空抽气系统连通，通过真空抽气即可吸住放置在上面的3d玻璃表盖1。

本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。