用激光处理高尔夫球的方法和装置 本发明涉及高尔夫球的生产。更特别地，本发明涉及用于生产高尔夫球的方法和装置，包括使用激光从高尔夫球上初步去除多余的接缝材料。
通常地，或者高尔夫球具有单片结构，或者它们包括多层，具有一个核心、一个或多个中间层和包围任何中间层与核心的外壳。无论是一个元件还有多个元件的高尔夫球，典型地通过各种成型方法生产。通常地，高尔夫球的核心通过压塑、注塑或相似方法来生产。如果需要任何中间边界层，通过任何数量的成型操作，在核心上加入一个或多个中间边界层，成型操作包括铸造、压塑和/或注塑。然后通过铸造、压塑和注塑，在核心与中间边界层上形成壳，如果具有中间边界层的话。
在注塑过程中，通过包围预形成的核心，将流体填充材料注塑，来典型地形成高尔夫球。在两个元件的高尔夫球的情况下，流体填充材料是用于高尔夫球的壳材料。注塑设备通常具有两个分离的，并且配合的半球型两半部分，其中形成高尔夫球成型的腔。流体填充材料通常通过一个或多个导管，或在工艺中通常被称作的“浇道”，注入模具的腔中。流体填充材料流经浇道，通过一个或多个口进入模具实际的腔中。这些口典型地位于分界线上，其中分界线建立在两个模具两半部分的接口之间。然而，将口定位在分界线上，导致不需要地材料留在新形成的高尔夫球的分界线上。例如，飞边可以沿着高尔夫球的赤道区发生。而且，当口位于模具的分界线上时，在模具的两半部分拉开以后，位于成型设备口内侧的收缩的填充材料，附着到球的表面。然后，需要附加的最终过程，来去除飞边环和任何多余的材料，可以将凹坑图样形成在高尔夫球的表面，由此影响高尔夫球的性能。
在核心或多层高尔夫球半成品上铸造热固聚合物壳时，会产生相似的问题。典型的热固聚合物材料包括聚氨基甲酸乙酯、聚脲塑料、氨基聚醚块及相以物。热固壳典型地具有硬的飞边环，并且能够抵抗被传统技术去除。使用热固壳通常需要预先喷沙或抛光，来切除飞边环。而且，根据分界线的宽度，和喷沙或抛光设备的精度，去除飞边环可以对分界线附近的凹坑具有有害的结果。
抛光处理的一个例子是雷德(Reid)等人的美国专利4779387号，该专利最初在1986年提出申请，标题为《用于自动抛光高尔夫球的方法和装置》。雷德的专利揭示了切割和喷沙去除飞边环的方法。在去除飞边环的过程中，雷德专利的喷沙带(152)相应于高尔夫球部分地偏移。
另一个例子是Taksaki的美国专利4894958号，该专利于1987年最初在日本提出申请，标题为《用于在高尔夫球的树脂外层削去毛刺的装置》。Taksaki的专利揭示了当切削组件去除飞边环时旋转高尔夫球的装置。
又一个是Oka等人的美国专利5494631号，1992年最初在日本提出申请，标题为《用于生产高尔夫球的方法和装置》。Oka的专利揭示了用于从高尔夫球上去除飞边环的装置，其中高尔夫球在分界线上具有凹坑。Oka的专利揭示了使用具有半个半球型表面的旋转切削部件，来去除凹坑内的飞边环，其中半个半球型表面在直径上小于凹坑。
另一个例子是Ihara的美国专利5554337号，该专利于1994年最初在日本提出申请，标题为《球体的准备》。Ihara的专利揭示了由于激光的热量，使用激光束去除飞边而导致高尔夫球表面灼伤。
使用激光帮助从物体上修饰掉多余的材料，也在Millerick等人的美国专利5099101号，和Picciolo等人的美国专利4539463号中揭示，Millerick的专利用于从半导体包装上修饰掉多余材料，而Picciolo的专利用于从聚合物容器上修饰掉多余材料。
在Oka的美国专利5190294号中揭示的高尔夫球上的凹坑后模塑成型，该专利于1990年首先在日本提出申请，标题是《高尔夫球》。Oka的专利揭示了去除飞边，然后使用加热的瓦刀在接缝线上形成凹坑。
结果，在后成型的高尔夫球上，特别是在分界线上具有凹坑的球上，仍然需要更有效地去除飞边环。
对于去除刚成型的高尔夫球的飞边环，本发明提供了新的方法和装置。本发明通过使用激光来完成，其中激光相应于高尔夫球定位，而高尔夫球在支架上旋转，由此允许有效地去除飞边环。
本发明的一个方面，是用于从高尔夫球上去除多余材料的方法。高尔夫球相应于虚拟的轴旋转，其中虚拟的轴通过高尔夫球每极。接着，激光束实质垂直于虚拟的轴，在多余材料上聚焦。然后，在高尔夫球相应于虚拟的轴旋转时，通过激光束的热量，多余材料从高尔夫球上烧掉。
本发明的另一方面，是用于从高尔夫球上去除多余材料的装置。装置包括旋转部件和激光机构。旋转机构使高尔夫球相应于虚拟的轴，以5000转每分钟的转速旋转。
本发明的另一方面，是在高尔夫球的光滑表面产生凹坑图样的方法。激光束在光滑表面上散焦，而当高尔夫球相应于虚拟的轴旋转时，通过散焦激光束的热量，凹坑图样烧在高尔夫球的光滑表面上。
图1是本发明装置的示意性侧视图，定位高尔夫球，使激光去除它的飞边环。
图1A是本发明装置的示意性侧视图，定位高尔夫球，使散焦激光去除它的飞边环。
图2是图1的示意性顶视平面图。
图2A是图1A的示意性顶视平面图。
图3是本发明可选实施例的示意性侧视图，使激光向下引导到飞边环上。
图4是图3的放大隔离视图，其中激光从高尔夫球上去除飞边环。
图5是本发明可选实施例的示意性顶视图，使激光引导到高尔夫球的边缘。
图6是本发明可选实施例的示意性顶视图，使激光以四十五度角引导到高尔夫球的边缘。
图7是本发明可选实施例的示意性侧视图，使高尔夫球相对于激光倾斜一个角度。
图8是激光在高尔夫球的分界线上形成凹坑之前，高尔夫球的侧视图。
图9是激光在高尔夫球的分界线上形成凹坑的过程中，图8中高尔夫球的侧视图。
图10是激光在高尔夫球的分界线上形成凹坑之后，图8中高尔夫球的侧视图。
图11是散焦的激光从高尔夫球上去除飞边环材料，而形成凹坑的放大视图。
图11A是聚焦的激光从高尔夫球上去除飞边环材料，而形成凹坑的放大视图。
图12是激光在高尔夫球的光滑表面上形成凹坑图样之前，高尔夫球光滑表面的顶视图。
图13是激光在高尔夫球的光滑表面上形成凹坑图样的过程中，图12中高尔夫球的顶视图。
图14是激光在高尔夫球的光滑表面上形成凹坑图样之后，图12中高尔夫球的顶视图。
如图1-7所示，激光从刚成型的高尔夫球表面上去除多余材料的装置，用标号19表示。由于成型技术，促使沿着模具两半部分的分界线，向外形成多余材料，使高尔夫球20具有多余材料22，如飞边环，其中模具的两半部分用于形成高尔夫球20的壳。壳的模塑技术包括铸造、压塑和注塑技术。多余材料22以飞边环、突起或相似的形式保留在高尔夫球20上。
高尔夫球20的壳上具有多个凹坑，来形成高尔夫球20的空气动力学图样。高尔夫球20可以通过“地形测绘”而具有一对极26和赤道28。由于多数分界线与高尔夫球20的赤道28对齐，多余材料22通常位于赤道28上。虚拟的轴30通过高尔夫球20的极26定位。
激光机构32相对于高尔夫球20定位，通过使用激光束而去除多余材料22。激光机构32具有内部空间34，其中的汇聚透镜36将激光束38导向多余材料22。激光机构相应于高尔夫球20的x、y和z轴移动。在一个实施例中，激光束38具有焦点40，并且被聚焦去除多余材料22。在可选实施例中，激光束38a在高尔夫球20前面汇聚，并且被散焦。在去除过程中，高尔夫球20在旋转支架50上旋转。在优选实施例中，高尔夫球20相应于通过极26的虚拟的轴30旋转。安置高尔夫球20，定位多余材料22，用于通过激光束38去除。这样，多余材料22应该位于旋转支架50内。
如图1和2显示的优选实施例在高尔夫球20赤道28水平面内，使激光束38直接聚焦在多余材料22上。在这个实施例中，当高尔夫球20在支架50上旋转时，激光束38烧掉多余材料22。控制激光束38的功率，来防止高尔夫球20表面的灼伤或其它有害效果。这样，只有多余材料22被烧掉，而高尔夫球20的需要表面不被激光束38触及。
图1A和2A显示的可选实施例，使激光束38a在高尔夫球20的多余材料22上散焦，来去除多余材料，并在高尔夫球20的分界线/赤道28上，形成多个凹坑24。散焦的激光束38a在高尔夫球20的前面具有汇聚点39。散焦的激光束38a在它的中心具有最高的能量，并且从中心向外具有较低的能量，允许形成凹坑24，使凹坑24的中心形成最大的深度。散焦的激光将在后面更具体地解释。
优选的激光是二氧化碳激光，如从马萨诸塞州的Convergent Energy ofSturbridge公司得到的产品。激光具有的频率在400至2000赫兹之间，更好在500至1500赫兹之间，最好在1000赫兹。激光的脉宽在30至100微秒之间，更好在50至75微秒之间，最好为70微秒。激光机构32具有未画出的喷嘴33，它具有0.6英寸的直径，用于将激光束38调焦。激光机构32还具有气体源，来帮助激光束38去除多余材料22。气体最好是空气或氮气，然而，相关技术的专业人士将认识到，也可以使用其它没有从本发明的领域与思想中分离出来的相似的气体，气体最好以二十磅每平方英寸的压强释放。
图3和4说明了本发明的可选实施例，其中激光机构32安装在高尔夫球20的上面，用于修饰掉其上多余的材料22。在这个实施例中，当高尔夫球20以预定速度旋转时，激光束38修饰掉多余材料22。焦点40定位在赤道28所需表面的边缘，或高尔夫球20的分界线上，来烧掉高尔夫球20表面附近的多余材料22。
图5-7说明了更进一步的实施例中，激光机构32相相应于高尔夫球20放置。在图5中，当高尔夫球在支架50上旋转时，激光机构32定位在高尔夫球20的边缘，来烧掉多余材料。在图6中，激光机构32以四十五度角定位在高尔夫球20的边缘，来去除多余材料22。在图7中，高尔夫球20在支架50内相应于激光束38倾斜，来去除多余材料22。相关技术的专业人士将认识到，可以在图3-7中说明的实施例中使用散焦的激光束38a，这没有从本发明的领域与思想中分离出来。
在图8-11显示的又一个实施例中，本发明使用激光，在高尔夫球20的赤道28或分界线上形成凹坑24。在图8中，高尔夫球20在它的分界线上具有飞边环。当高尔夫球20旋转时，散焦的激光束38a在高尔夫球20的表面上形成凹坑24。如图11所示，中心57具有最高的能量，而向外的同心区域57和58具有较低能量级，来允许凹坑24最大的深度形成在中心，而向外具有较浅的深度，如模塑形成的凹坑一样。可选地如图11A所示，调整聚焦激光束38的功率，重复凹坑24所需的轮廓图样。使用任何方法，以每个凹坑100到2000个脉冲，将激光束38或38a导向任何地方，来形成具有预定直径、轮廓、深度、边缘半径及相似物的凹坑。这样，本发明允许凹坑24在高尔夫球20的分界线上后模塑成型。
图12-14说明本发明的又一个实施例。在图12中，提供了具有光滑表面51的高尔夫球20｀。表面材料可以由聚氨基甲酸乙酯、离子交换聚合物或相似聚合物表面组成。在图13中，高尔夫球20｀上具有经过部分激光成型的空气动力学图样。在这个例子中，凹坑24在部分光滑表面51被激光成型，然而，相关技术的专业人士将认识到，其它空气动力学图样可以激光成型在高尔夫球表面。最后，图14说明了完整的空气动力学图样，在高尔夫球20表面由激光成型。