DE102010004496B4 - Method for operating a device for coating and / or printing a workpiece - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zum Beschichten und/oder Bedrucken eines Werkstücks (10) mit einer Tintenstrahl-Druckkopf-Anordnung (13), wobei am bewegbaren Teil der Vorrichtung wahlweise entweder das Werkstück (10) oder die Druckkopf-Anordnung (13) befestigt ist, wobei die Vorrichtung als Mehrachs-Roboter (1) ausgebildet ist, an dessen Drehkopf (6) entweder das Werkstück (10) oder die Druckkopf-Anordnung (13) angeordnet ist, wobei das Werkstück (10) entlang einer Bewegungsbahn (11, 12) relativ zur Druckkopf-Anordnung (13) gesteuert bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine dreidimensionale Bahnabweichung (dx, dy, dz) zwischen der tatsächlich durchfahrenen Bewegungsbahn, Echtbahn (11), und einer geforderten Bewegungsbahn, Sollbahn (12), in Echtzeit als Korrektursignal zur Ansteuerung der Druckkopf-Matrix (14-17) der Druckkopf-Anordnung (13) verwendet wird, und wobei das Korrekturverfahren zur Ansteuerung von einzelnen Pixeln (27-30) jeweils einer Druckkopf-Matrix (14-17) mit folgenden Verfahrensschritten abläuft:1.1 Lesen der aktuellen Position des Roboters (1) mit einem bahnerfassenden Messgerät,1.2 Vergleichen der realen Position des Roboters (1) mit der geforderten Position,1.3 Berechnen der dreidimensionalen Abweichung (dx, dy, dz),1.4 Berechnen eines daraus resultierenden Korrekturwertes (32-35) in einer mindestens zwei-dimensionalen Matrix für dx und dy,1.5 Übertragung des Korrekturwertes (32-35) auf die Druckkopf-Matrix (14-17)1.6 Veränderung der einzelnen Pixel (27-30) jeder Druckkopf-Matrix (14-17) entsprechend der berechneten pixel-bezogenen Bahnabweichung durch Rotation und/oder Translation von Pixel-Positionen (27, 27a, 28, 28a, 29, 29b, 30, 30a),1.7 Drucken der korrigierten Pixel-Matrix auf das Werkstück (10),1.8 Wiederholung der Verfahrensschritte 1.1 bis 1.7 bis jede Reihe und/oder Spalte der Matrix der Druckkopf-Matrix (14-17) in einem bestimmten Zeitraum ausgedruckt ist.Method for operating a device for coating and / or printing a workpiece (10) with an inkjet printhead arrangement (13), wherein either the workpiece (10) or the printhead arrangement (13) is attached to the movable part of the device The device is designed as a multi-axis robot (1), on the rotary head (6) of which either the workpiece (10) or the printhead arrangement (13) is arranged, the workpiece (10) along a movement path (11, 12 ) is moved in a controlled manner relative to the printhead arrangement (13), characterized in that a three-dimensional path deviation (dx, dy, dz) between the path of travel actually traversed, real path (11), and a required path of movement, target path (12), in real time is used as a correction signal for controlling the print head matrix (14-17) of the print head arrangement (13), and the correction method for controlling individual pixels (27-30) each of a print head matrix (14-17) with the following procedural steps: 1.1 reading the current position of the robot (1) with a web-tracking measuring device, 1.2 comparing the real position of the robot (1) with the required position, 1.3 calculating the three-dimensional deviation (dx, dy, dz), 1.4 calculating a resulting correction value (32-35) in an at least two-dimensional matrix for dx and dy, 1.5 transfer of the correction value (32-35) to the print head matrix (14-17) 1.6 change of the individual pixels (27-30) each printhead matrix (14-17) corresponding to the calculated pixel-related path deviation by rotation and / or translation of pixel positions (27, 27a, 28, 28a, 29, 29b, 30, 30a), 1.7 printing the corrected pixel Matrix on the workpiece (10), 1.8 repetition of process steps 1.1 to 1.7 until each row and / or column of the matrix of the print head matrix (14-17) is printed out in a certain period of time.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zum Beschichten und/oder Bedrucken eines Werkstückes mit einer Tintenstrahl-Druckkopf-Anordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ebenso ist Gegenstand der Erfindung eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens.The invention relates to a method for operating a device for coating and / or printing a workpiece with an inkjet printhead arrangement according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a device for carrying out the method.

Ein eingangs genanntes Verfahren ist beispielsweise mit dem Gegenstand der DE 600 04 022 T2 bekannt geworden. Das dort beschriebene Verfahren sieht ein Bedrucken von dreidimensional gekrümmten Gegenständen dergestalt vor, dass das zu bedruckende Objekt an einem Tisch angebracht ist, der das Objekt zu jeder aufeinanderfolgenden Position dreht. In einer alternativen Ausführungsform ist er an einer Anordnung angebracht, die sich entlang einem geraden Pfad zwischen den Druckköpfen bewegt. Da die Position des Objektes relativ zu seiner Drehachse immer bekannt ist, können die Bilder von den unterschiedlichen Druckköpfen verknüpft werden, um ein erwünschtes Bild in der gewünschten Farbe zu erzeugen.
Die genannte Druckschrift hat allerdings den Nachteil, dass die Vorrichtung, auf welcher der zu bedruckende Gegenstand unter den Druckköpfen hindurchbewegt wird, nicht in Echtzeit oder nahezu Echtzeit arbeitet, so dass nur eine verminderte Druckqualität mit gegebenenfalls Verzerrungen des Druckbildes in Kauf genommen werden muss.
A method mentioned at the outset is, for example, the subject of DE 600 04 022 T2 known. The method described there provides for printing on three-dimensionally curved objects in such a way that the object to be printed is attached to a table which rotates the object to each successive position. In an alternative embodiment, it is attached to an assembly that moves along a straight path between the printheads. Since the position of the object relative to its axis of rotation is always known, the images can be linked by the different print heads in order to produce a desired image in the desired color.
However, the cited document has the disadvantage that the device on which the object to be printed is moved under the print heads does not work in real time or almost in real time, so that only a reduced print quality with possible distortions of the printed image has to be accepted.

Aus der DE 10 2009 058 212 A1 ergibt sich ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bedrucken von Behältern, bei der ein Roboter einen zu bedruckenden Gegenstand entsprechend vor einem Druckkopf positioniert. Dabei wird die Kontur des zu bedruckenden Gegenstandes erfasst und bestimmt, welche Farbaustrittsdüsen des Druckkopfes angesteuert werden dürfen, ohne dass ein vorgegebener Bedruckungsabstand überschritten wird. Die Düsen werden derart angesteuert, dass sie einerseits die Farbe nicht neben den Gegenstand sprühen und andererseits nicht zu viel Abstand vom Gegenstand aufweisen.From the DE 10 2009 058 212 A1 the result is a method and a device for printing on containers, in which a robot positions an object to be printed accordingly in front of a print head. The contour of the object to be printed is detected and it is determined which ink outlet nozzles of the print head may be controlled without a predetermined printing distance being exceeded. The nozzles are controlled such that on the one hand they do not spray the paint next to the object and on the other hand they are not too far away from the object.

Die DE 10 2008 061 203 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lackieren einer dreidimensionalen Oberfläche. Es wird ein Roboter verwendet, der einen Druckkopf zum Lackieren der dreidimensionalen Oberfläche trägt, wobei der Roboter während des Lackierens über die Oberfläche bewegt wird und dabei, zumindest zeitweise, einer dreidimensionalen Trajektorie (Bahn) folgt.The DE 10 2008 061 203 A1 relates to a method and an apparatus for painting a three-dimensional surface. A robot is used which carries a print head for painting the three-dimensional surface, the robot being moved over the surface during the painting and thereby, at least temporarily, following a three-dimensional trajectory (path).

In den oben genannten Veröffentlichungen ist es nicht beschrieben, dass der Druckkopf und der zu bedruckende Gegenstand entlang einer Bewegungsbahn (Echtbahn) geführt werden, wobei eine Bahnabweichung zwischen der Echtbahn sowie einer geforderten Sollbahn in Echtzeit erfasst und als Korrektursignal zur Ansteuerung der Druckkopf-Matrix verwendet wird.In the publications mentioned above, it is not described that the print head and the object to be printed are guided along a movement path (real path), a path deviation between the real path and a required target path being detected in real time and used as a correction signal for controlling the print head matrix becomes.

US 2009/016 7817 offenbart den nächstliegenden Stand der Technik und eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bedrucken von dreidimensionalen Gegenständen, wobei ein Druckkopf auf einem Roboterarm angeordnet ist und dieser Druckkopf vom Roboterarm relativ zu der Oberfläche des zu bedruckenden Gegenstandes geführt wird. Dabei wird die aktuelle Position des Druckkopfes relativ zur Oberfläche des Gegenstandes bestimmt und die Druckdüsen des Druckkopfes entsprechend angesteuert. Es ist nicht explizit beschrieben, dass eine dreidimensionale Bahnabweichung zwischen einer Sollbahn und einer Istbahn erfasst und in Abhängigkeit dieser Abweichung die Druckkopf-Matrix angesteuert wird. US 2009/016 7817 discloses the closest prior art and an apparatus and method for printing three-dimensional objects, wherein a print head is arranged on a robot arm and this print head is guided by the robot arm relative to the surface of the object to be printed. The current position of the print head relative to the surface of the object is determined and the print nozzles of the print head are controlled accordingly. It is not explicitly described that a three-dimensional path deviation between a target path and an actual path is detected and the print head matrix is controlled as a function of this deviation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen beliebigen zweidimensionalen oder dreidimensionalen Gegenstand mit einem Tintenstrahldruck unterschiedlichster Farben zu beschichten oder zu bedrucken, wobei die Beschichtung oder das Bedrucken in höchster Auflösung und Qualität erfolgt.The object of the invention is to coat or print any two-dimensional or three-dimensional object with ink jet printing of the most varied of colors, the coating or printing taking place with the highest resolution and quality.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.To achieve the object, the invention is characterized by the technical teaching of claim 1.

Es wird eine Bewegungsbahn zwischen dem bewegbaren Ende (z. B. dem Drehkopf) eines Mehrachs-Roboters und einer relativ hierzu bewegbaren Tintenstrahlanordnung in nahezu Echtzeit erfasst, und die Bahnkurve in nahezu Echtzeit korrigiert, um so eine praktisch ideale Bahnkurve bei der Relativbewegung zwischen dem Objekt und der Tintenstrahldruckanordnung zu erreichen.A movement path between the movable end (e.g. the rotary head) of a multi-axis robot and an ink jet arrangement which can be moved relative to it is recorded in almost real time, and the path curve is corrected in almost real time, so as to achieve a practically ideal path curve for the relative movement between the Object and the inkjet printing arrangement to achieve.

Der einfacheren Beschreibung wegen wird in der folgenden Beschreibung davon ausgegangen, dass ein dreidimensionaler Gegenstand bedruckt werden soll. Hierauf ist die Erfindung nicht beschränkt. Es können auch zweidimensionale Gegenstände (also Flächen) mit dem Verfahren nach der Erfindung mit höchster Auflösung und Genauigkeit bedruckt werden.For the sake of simpler description, the following description assumes that a three-dimensional object is to be printed. The invention is not restricted to this. Two-dimensional objects (ie surfaces) can also be printed with the highest resolution and accuracy using the method according to the invention.

Lediglich der einfacheren Beschreibung wegen wird das Bedrucken oder Beschichten eines dreidimensionalen Gegenstandes beschrieben.The printing or coating of a three-dimensional object is only described for the sake of simpler description.

Ebenso wird aus Vereinfachungsgründen das Bedrucken eines dreidimensionalen Gegenstandes beschrieben, obwohl die Erfindung nicht allein auf einen Druckvorgang beschränkt ist. Es können sämtliche Beschichtungsvorgänge vorgenommen werden, die mit Tintenstrahldruckern üblich und bekannt sind. Deshalb ist die Erfindung nicht auf das Bedrucken von dreidimensionalen Gegenständen beschränkt, sondern umfasst sämtliche Beschichtungsvorgänge.The printing of a three-dimensional object is also described for the sake of simplicity, although the invention is not limited to a printing process alone. All coating processes which are customary and known with ink jet printers can be carried out. Therefore the invention is not limited to printing on three-dimensional objects, but encompasses all coating processes.

Schließlich wird als weitere Vereinfachung der folgenden Beschreibung angenommen, dass der zu bedruckende Gegenstand von einem Mehrachs-Roboter entlang einer Bewegungsbahn an einer feststehenden Tintenstrahldruckanordnung vorbeigeführt wird. Diese Vereinfachung erfolgt wiederum nur wegen der vereinfachten Beschreibung. Es werden auch Ausführungsbeispiele beschrieben, bei denen die kinematische Umkehrung gegeben ist, nämlich dass der zu bedruckende Gegenstand im Raum fixiert ist und die bedruckende Tintenstrahl-Anordnung auf einer dreidimensionalen Bewegungsbahn um und entlang dem zu bedruckenden Gegenstand geführt wird.Finally, as a further simplification of the following description, it is assumed that the object to be printed is guided past a fixed ink jet printing arrangement by a multi-axis robot along a movement path. Again, this simplification is only due to the simplified description. Embodiments are also described in which the kinematic reversal is given, namely that the object to be printed is fixed in space and the printing inkjet arrangement is guided on a three-dimensional movement path around and along the object to be printed.

Lediglich der einfacheren Beschreibung wegen wird also in der folgenden Beschreibung davon ausgegangen, dass der zu bedruckende Gegenstand am Mehrachs-Roboter befestigt und eine dreidimensionale Bahnkurve durch Steuerung des Mehrachs-Roboters an der im Wesentlichen fest ausgebildeten Tintenstrahl-Druckanordnung ausführen kann.Only for the sake of simplicity of description, it is assumed in the following description that the object to be printed is attached to the multi-axis robot and that a three-dimensional path curve can be carried out by controlling the multi-axis robot on the essentially fixed ink jet printing arrangement.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass nun die Bahnkurve des Mehrachs-Roboters so in Echtzeit korrigiert wird, dass sich praktisch eine ideale Bahnkurve ergibt und die Korrektursignale bezüglich der Abweichung von einer Ist-Bahnkurve (im Folgenden auch als Echtbahn bezeichnet) im Vergleich zu einer idealen Sollbahn (im Folgenden auch als Sollbahn bezeichnet) für die Korrektur der einzelnen Tintenstrahldüsen in der Matrix eines Tintenstrahldruckers verwendet wird.An essential feature of the invention is that the trajectory of the multi-axis robot is corrected in real time in such a way that there is practically an ideal trajectory and the correction signals with regard to the deviation from an actual trajectory (hereinafter also referred to as real trajectory) compared to one ideal target path (hereinafter also referred to as target path) is used for the correction of the individual inkjet nozzles in the matrix of an inkjet printer.

Die Korrektur von Bahnkurven von Mehrachsrobotern ist bekannt. In der DE 196 48 430 A1 erfolgt eine Korrektur der Bahnkurve eines Mehrachs-Roboters, an dessen freien Ende ein Bearbeitungswerkzeug angeordnet ist in Verbindung zu einem zu bearbeitenden Werkstück.The correction of trajectories of multi-axis robots is known. In the DE 196 48 430 A1 the path curve of a multi-axis robot is corrected, at the free end of which a machining tool is arranged in connection with a workpiece to be machined.

In der DE 10 2007 024 143 A1 wird eine Bewegungssteuerung für elastische Roboterstrukturen beschrieben, bei der die Bahnkorrekturwerte für die einzelnen Bahnpunkte auf der Roboterbahn demnächst einem dynamischen Robotermodell berechnet werden und hieraus korrigierte Achsenkoordinaten für die einzelnen Bahnpunkte erzeugt werden.In the DE 10 2007 024 143 A1 A motion control for elastic robot structures is described, in which the path correction values for the individual path points on the robot path will soon be calculated using a dynamic robot model and corrected axis coordinates for the individual path points will be generated therefrom.

Bisher war es jedoch nicht bekannt, einen Mehrachs-Roboter als Druckwerkzeug für das Bedrucken eines zwei- oder dreidimensionalen Gegenstandes zu verwenden, bei dem die Korrektur der Bahnabweichung in Fast-Echtzeit erfolgt.Until now, however, it was not known to use a multi-axis robot as a printing tool for printing a two- or three-dimensional object, in which the path deviation is corrected in almost real time.

Entscheidend ist nämlich nicht, dass die Bahnkurve korrigiert wird, wie es die beiden vorgenannten Druckschriften lehrt, sondern entscheidend im Sinne der vorliegenden Erfindung ist, dass das Korrektursignal zur direkten Ansteuerung der in einer Druckkopf-Matrix angeordneten Tintenstrahldüsen verwendet wird.The decisive factor is not that the trajectory is corrected, as taught by the two aforementioned documents, but that it is crucial in the sense of the present invention that the correction signal is used for direct control of the ink jet nozzles arranged in a print head matrix.

Der Begriff „Druckkopf-Matrix“ eines Tintenstrahldruckers bedeutet, dass eine Vielzahl von Tintenstrahldüsen in einer reihen- und spaltenförmigen Anordnung angeordnet sind, wobei der Durchfluss durch jede Tintenstrahldüse gesondert geregelt werden kann. Es handelt sich also bevorzugt um eine zweidimensional ausgebildete Druckkopfmatrix, bei der zeilen- und spaltenweise die einzelnen ansteuerbaren Druckköpfe angeordnet sind.The term “printhead matrix” of an inkjet printer means that a multiplicity of inkjet nozzles are arranged in a row and column arrangement, the flow through each inkjet nozzle being able to be regulated separately. It is therefore preferably a two-dimensional printhead matrix in which the individual controllable printheads are arranged in rows and columns.

Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Die Erfindung kann auch nur zeilenweise ausgebildete Druckköpfe vorsehen, bei denen die einzeln ansteuerbaren Druckköpfe lediglich in einer einzigen Zeile fluchtend hintereinander angeordnet sind.However, the invention is not restricted to this. The invention can also only provide line-by-line print heads in which the individually controllable print heads are only aligned in succession in a single line.

Der einfacheren Beschreibung wegen wird jedoch in der folgenden Beschreibung von einer Matrix-Anordnung einer sich in X-Y-Richtung erstreckenden Druckkopfmatrix ausgegangen.For the sake of simpler description, however, the following description assumes a matrix arrangement of a printhead matrix extending in the X-Y direction.

Es versteht sich von selbst, dass für bestimmte Anwendungszwecke auch gekrümmte Druckkopf-Matrixen vorgesehen werden können, wie es beispielsweise die DE 10 2004 046 096 B3 lehrt.
Durch die unmittelbare Übertragung des Bahnkorrektursignals auf die Ansteueranordnung für die Ansteuerung der einzelnen Tintenstrahldüsen in der Druckkopfmatrix erfolgt eine Fast-Echtzeitkorrektur, und zwar in einer Geschwindigkeit und mit einem derartig geringen Zeitverzug, wie es bisher nicht bekannt war. Es wird gerade vermieden, das Korrektursignal zur Korrektur der Bahnkurve vorzusehen, sondern das Korrektursignal wird unmittelbar als Korrektursignal für die Farbsteuerung der Druckkopfmatrix verwendet.
It goes without saying that curved printhead arrays can also be provided for certain applications, such as, for example, the DE 10 2004 046 096 B3 teaches.
Due to the direct transmission of the web correction signal to the control arrangement for the control of the individual ink jet nozzles in the print head matrix, an almost real-time correction takes place, namely at a speed and with such a small time delay, as was not previously known. It is just being avoided to provide the correction signal for correcting the path curve, but the correction signal is used directly as a correction signal for the color control of the print head matrix.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Mehrachs-Roboter als Sechs-Achsen-Roboter ausgebildet. Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Es können auch sämtliche anderen Roboter-Anordnungen verwendet werden, wie z. B. Drei-Achs-, Vier-Achs-, Fünf-Achs- usw. -Roboter verwendet werden.In a preferred embodiment, the multi-axis robot is designed as a six-axis robot. However, the invention is not restricted to this. All other robot arrangements can also be used, such as e.g. B. Three-axis, four-axis, five-axis, etc. robots can be used.

Um eine in Fast-Echzeit-Korrektur der Druckkopfsteuerung durchzuführen, werden folgende Verfahrensschritte ausgeführt:

  • 1.1 Lesen der aktuellen Position des Roboters (1) mit einem bahnerfassenden Messgerät
  • 1.2 Vergleichen der realen Position des Roboters (1) mit der geforderten Position
  • 1.3 Berechnen der Abweichung (dx, dy, dz)
  • 1.4 Berechnen eines daraus resultierenden Korrekturwertes (32-35) in einer mindestens zwei-dimensionalen Matrix
  • 1.5 Übertragung des Korrekturwertes (32-35) auf die Druckkopf-Matrix (14-17)
  • 1.6 Veränderung der einzelnen Pixel (27-30) jeder Druckkopf-Matrix (14-17) entsprechend der berechneten pixel-bezogenen Bahnabweichung durch Rotation und/oder Translation von Pixel-Positionen (27, 27a, 28, 28a, 29, 29b, 30, 30a)
  • 1.7 Drucken der korrigierten Pixel-Matrix auf das Werkstück (10)
  • 1.8 Wiederholung der Verfahrensschritte 1.1 bis 1.6 bis jede Reihe und/oder Spalte der Matrix der Druckkopf-Matrix (14-17) in einem bestimmten Zeitraum ausgedruckt ist.
The following process steps are carried out in order to carry out an almost real-time correction of the print head control:
  • 1.1 Reading the current position of the robot ( 1 ) with a web-measuring device
  • 1.2 Compare the real position of the robot ( 1 ) with the required position
  • 1.3 Calculate the deviation ( dx , dy , dz )
  • 1.4 Calculate a resulting correction value ( 32-35 ) in an at least two-dimensional matrix
  • 1.5 Transfer of the correction value ( 32-35 ) on the printhead matrix ( 14-17 )
  • 1.6 Change of the individual pixels ( 27-30 ) each printhead matrix ( 14-17 ) according to the calculated pixel-related path deviation by rotation and / or translation of pixel positions ( 27th , 27a , 28 , 28a , 29 , 29b , 30th , 30a )
  • 1.7 Printing the corrected pixel matrix on the workpiece ( 10th )
  • 1.8 Repetition of the procedural steps 1.1 to 1.6 to each row and / or column of the matrix of the printhead matrix ( 14-17 ) is printed out within a certain period of time.

Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass keine komplizierten Regelmechanismen an der Bewegungsbahn des Roboters selbst ausgeführt werden, die eine hohe Rechenleistung und eine aufwändige Steuerung bedürfen, sondern dass die Korrektursignale zwischen der Echtbahn und der Sollbahn direkt zur Ansteuerung der einzelnen Tintenstrahldüsen des Tintenstrahldruckers verwendet werden.With the given technical teaching, there is the significant advantage that no complicated control mechanisms are carried out on the movement path of the robot itself, which require high computing power and complex control, but that the correction signals between the real path and the target path directly for controlling the individual inkjet nozzles of the inkjet printer can be used.

Unter dem Begriff Tintenstrahl-Druckkopf-Anordnung wird eine Reihe von Ausführungsformen verstanden, die alle von der vorliegenden Erfindung umfasst sein sollen.The term ink jet print head arrangement is understood to mean a number of embodiments, all of which are intended to be encompassed by the present invention.

Im einfachsten Fall wird hierunter eine einfache zweidimensionale oder eindimensionale Tintenstrahlanordnung verstanden, die nur zur Abgabe eines einzigen Mediums geeignet ist.In the simplest case, this is understood to mean a simple two-dimensional or one-dimensional ink jet arrangement which is only suitable for dispensing a single medium.

In anderen Ausführungsformen wird die Druckkopf-Anordnung jedoch aus einer Mehrzahl von unterschiedlichen Tintenstrahl-Matrizen bestehen, wobei jede Tintenstrahl-Matrix einen eigenen Druckkopf bildet und die jeweilige Matrix dieses Druckkopfes durch die vorgenannten Korrektursignale ansteuerbar ist.In other embodiments, however, the print head arrangement will consist of a plurality of different ink jet matrices, each ink jet matrix forming its own print head and the respective matrix of this print head being controllable by the aforementioned correction signals.

Auf diese Weise können eine Reihe von unterschiedlichen Druckköpfen in einer Druckkopfanordnung zusammengefasst sein, und es können auch mehrere Druckkopfanordnungen hintereinander liegend auf einer Bewegungsbahn eines Roboters angeordnet werden, an denen der zu bedruckende Gegenstand vorbeigeführt wird.In this way, a number of different printheads can be combined in a printhead arrangement, and a plurality of printhead arrangements can also be arranged one behind the other on a movement path of a robot, past which the object to be printed is guided.

Vorstehend wurde ausgeführt, dass die X-Y-Matrix der Tintenstrahldüsen entsprechend der in X-Y-Richtung verlaufenden Bahnkurve korrigiert wird. Es werden nur diejenigen Tintenstrahldüsen angesteuert, deren Druckbild (Tintenabgabe) der in Fast-Echtzeit berechneten Sollbahn der Bahnkurve entspricht. In einer Weiterbildung ist es vorgesehen, dass auch eine Korrektur in der Z-Achse erfolgt. Dies erfolgt dadurch, dass die Strahlstärke und/oder Strahllänge (=Weite) der einzelnen Tintenstrahldüsen geregelt wird.It was explained above that the X-Y matrix of the ink jet nozzles is corrected in accordance with the trajectory running in the X-Y direction. Only those inkjet nozzles are activated whose print image (ink delivery) corresponds to the target path of the path curve calculated in almost real time. In a further development it is provided that a correction is also made in the Z axis. This is done by regulating the jet strength and / or jet length (= width) of the individual ink jet nozzles.

Damit wird eine Anpassung der Tintenstrahldruck-Anordnung an eine auch in der Z-Achse verlaufenden Bahnkurve erreicht.An adaptation of the inkjet printing arrangement to a trajectory also extending in the Z-axis is thus achieved.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.In the following, the invention is explained in more detail with the aid of drawings that illustrate only one embodiment. Further features and advantages of the invention which are essential to the invention emerge from the drawings and their description.

Es zeigen:

  • 1: schematisierte Darstellung der Bedruckung eines Gegenstandes mit einem Sechs-Achs-Roboter
  • 2: schematisiert die Druckkopf-Anordnung nach 1 mit Darstellung weiterer Einzelheiten
  • 3: perspektivische Darstellung einer Druckkopfanordnung, die am freien Ende eines Sechs-Achs-Roboters entlang einer Bewegungsbahn geführt wird
  • 4: das Druckbild der Druckkopfanordnung bei nicht korrigierter Bewegungsbahn
  • 5: das Druckbild der Druckkopfanordnung bei korrigierter Bewegungsbahn
  • 6: schematisiert die Darstellung der Erfassung der Korrektursignale
  • 7: der Vergleich einer theoretischen Bahn zu einer Echtbahn und die Berechnung der Korrekturwerte
  • 8: ein in Fast-Echtzeit ablaufendes Berechnungsprogramm zur Berechnung der Bahnpunkte auf der theoretischen Bahn
  • 9: die Korrektur jeder Tintenstrahldüse in Fast-Echtzeit
  • 10: die Draufsicht auf die in Form von Pixeln angeordneten Tintenstrahldüsen einer Druckkopfmatrix ohne Korrektur
  • 11: die gleiche Darstellung wie 10, wenn die Druckkopfmatrix korrigiert wird
  • 12: ein gegenüber 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei dem die Druckkopfanordnung am Mehrachs-Roboter entlang einer Bewegungsbahn an dem im Wesentlichen feststehenden zu bedruckenden Gegenstand entlang geführt wird
Show it:
  • 1 : Schematic representation of the printing of an object with a six-axis robot
  • 2nd : schematizes the print head arrangement according to 1 with further details
  • 3rd : Perspective view of a printhead arrangement which is guided along a movement path at the free end of a six-axis robot
  • 4th : the print image of the print head arrangement with an uncorrected movement path
  • 5 : the print image of the print head arrangement with corrected movement path
  • 6 : schematically shows the acquisition of the correction signals
  • 7 : the comparison of a theoretical path to a real path and the calculation of the correction values
  • 8th : a calculation program running in real-time to calculate the path points on the theoretical path
  • 9 : the correction of each ink jet nozzle in near real time
  • 10th : the top view of the ink jet nozzles of a print head matrix arranged in the form of pixels without correction
  • 11 : the same representation as 10th when the printhead matrix is corrected
  • 12 : one opposite 1 modified embodiment in which the Printhead arrangement on the multi-axis robot is guided along a movement path along the essentially fixed object to be printed

In 1 ist ein Mehrachs-Roboter 1 in seiner Ausgestaltung als Sechs-Achs-Roboter dargestellt, wobei auf einem bodenseitigen Drehgestell 2 ein Ständer 3 in den Pfeilrichtungen 7 drehbar angeordnet ist.In 1 is a multi-axis robot 1 shown in its design as a six-axis robot, with a bogie on the bottom 2nd a stand 3rd in the direction of the arrows 7 is rotatably arranged.

Am oberen Ende des Ständers 3 ist über ein erstes Schwenkgelenk ein Schwenkarm 4 angeordnet, der in den Pfeilrichtungen 8 verschwenkbar ist, wobei an dessen vorderen freien Ende über ein weiteres Schwenkgelenk ein weiterer Schwenkarm 5 aufgenommen ist, der ebenfalls in den Pfeilrichtungen 8 verschwenkbar ist.At the top of the stand 3rd is a swivel arm via a first swivel joint 4th arranged in the direction of the arrow 8th is pivotable, with another swivel arm at its front free end via a further swivel joint 5 is added, which is also in the direction of the arrow 8th is pivotable.

Am vorderen freien Ende des Schwenkarmes 5 ist ein Drehkopf 6 angeordnet, der in den Pfeilrichtungen 9 drehbar ausgebildet ist und der an seinem vorderen freien Ende ein zu beschichtendes und/oder zu bedruckendes Werkstück 10 trägt.At the front free end of the swivel arm 5 is a turret 6 arranged in the direction of the arrow 9 is rotatable and the workpiece at its front free end to be coated and / or printed 10th wearing.

Dieses Werkstück 10 wird entlang einer von der Robotersteuerung vorgegebenen Echtbahn 11 an einer im Wesentlichen ortsfesten Druckkopfanordnung 13 vorbeigeführt, wobei eine Reihe von Druckkopf-Matrixen 14-17 einen Tintenstrahl auf die Oberfläche des Werkstücks 10 abgeben und dieses somit bedrucken und/oder beschichten.This workpiece 10th is along a real path specified by the robot controller 11 on a substantially stationary printhead arrangement 13 passed by, using a series of printhead matrices 14-17 an ink jet on the surface of the workpiece 10th deliver and thus print and / or coat it.

Wichtig ist nun, dass die Echtbahn 11 des Mehrachs-Roboters 1 zu einer unerwünschten Verzerrung des Druckbildes führt, weil die Echtbahn mit Fehlern behaftet ist und deshalb es nicht möglich ist, ein mit feinster Auflösung verzerrungsfreies Druckbild auf das Werkstück 10 aufzubringen.It is now important that the real web 11 of the multi-axis robot 1 leads to an undesirable distortion of the printed image, because the real web is flawed and therefore it is not possible to print a distortion-free printed image on the workpiece 10th to apply.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, dass in einer nicht näher dargestellten Steuerung in Abhängigkeit von der Echtbahn eine idealisierte Sollbahn 12 berechnet wird und dass die Druckkopf-Anordnung 13 mit dem dort angeordneten Druckkopf-Matrixen 14-17 dergestalt angesteuert wird, dass die Bedruckung so erfolgt, also ob das Werkstück 10 auf der Sollbahn 12 an der Druckkopf-Anordnung 13 vorbeigeführt werden würde.For this purpose, the invention provides that in a control system, not shown in more detail, an idealized target path depending on the real path 12 is calculated and that the printhead arrangement 13 with the printhead matrices arranged there 14-17 is controlled in such a way that the printing takes place in this way, i.e. whether the workpiece 10th on the target track 12 on the printhead assembly 13 would be led past.

In 2 ist die Druckkopfanordnung 13 noch größer dargestellt, wo erkennbar ist, dass beispielsweise über die Druckkopf-Matrixen 14-17 die Farben rot, gelb, blau und grün abgegeben werden und dass jeweils eine Vielzahl von Tintenstrahlen 24, 24a, 24b, 24c, 24d aus den pixelförmig die Druckkopf-Matrix 14-17 bildenden Druckköpfen abgegeben werden.In 2nd is the printhead arrangement 13 shown even larger, where it can be seen that, for example, the printhead matrix 14-17 The colors red, yellow, blue and green are given off and that each has a variety of ink jets 24th , 24a , 24b , 24c , 24d from the pixel-shaped the printhead matrix 14-17 forming printheads are given.

Jeder Druckkopf-Matrix 14-17 ist eine Messachse 19-22 zugeordnet, um einen eindeutigen geometrischen Bezug zur Druckkopf-Matrix 14-17 zu ermöglichen. Im Bereich der Messachse 19-22 kann dann beispielsweise ein Referenzpunkt 23 definiert werden, und die Sollbahn 12 mit dem zu bedruckenden Gegenstand 10 soll beispielsweise alle Referenzpunkte 23 auf allen Messachsen 19-22 schneiden.Any printhead matrix 14-17 is a measuring axis 19-22 assigned to have a clear geometric reference to the printhead matrix 14-17 to enable. In the area of the measuring axis 19-22 can then be a reference point, for example 23 be defined and the target path 12 with the object to be printed 10th should, for example, all reference points 23 on all measuring axes 19-22 to cut.

Die 3 zeigt entsprechend der äquivalenten Ausführung der 1 und entsprechend der Darstellung in 12, dass es möglich ist, die Druckkopf-Anordnung 13 in Pfeilrichtung 31 an einem im Wesentlichen festgehaltenen Werkstück 10 entlang zu führen, wobei es selbstverständlich im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, dass das Werkstück selbst noch bewegt werden kann, z. B. in dem es rotiert wird oder mit einem X-Y-Schlitten entlang einer Ebene bewegt wird.The 3rd shows according to the equivalent version of the 1 and as shown in 12 that it is possible the printhead arrangement 13 in the direction of the arrow 31 on an essentially held workpiece 10th to run along, it is of course provided within the scope of the present invention that the workpiece itself can still be moved, z. B. in which it is rotated or moved along a plane with an XY slide.

Ebenso ist es möglich, statt eines X-Y-Verschiebesystems auch ein X-Y-Z-Verschiebesystem für die verschiebbare Lagerung des Werkstückes 10 vorzusehen, an dem vorbei nun die Druckkopf-Anordnung 13 unter der Bahnsteuerung des Mehrachs-Roboters 1 entlang geführt wird.It is also possible to use an XYZ displacement system instead of an XY displacement system for the displaceable mounting of the workpiece 10th to provide, past the printhead arrangement 13 under the path control of the multi-axis robot 1 is led along.

Es ist erkennbar, dass die Echtbahn 11, mit der der Roboter die Druckkopf-Anordnung 13 entlang dem im Wesentlichen festgehaltenen Werkstück 10 führt, von der idealen Sollbahn 12 abweichen kann.It can be seen that the real orbit 11 that the robot uses to arrange the printhead 13 along the substantially captured workpiece 10th leads from the ideal target path 12 may differ.

Eine solche Abweichung ist in den 4 und 5 dargestellt. Eine einzige Druckkopf-Matrix 14-17 erzeugt dann mit dem zeilen- und spaltenförmig angeordneten Druckköpfen jeweils ein Druckbild 25, bei dem die einzelnen Pixel 27-30 der jeweiligen Tintenstrahldüse verzerrt und ungenau das Druckbild 25 formen.Such a deviation is in the 4th and 5 shown. A single printhead matrix 14-17 then generates a print image with the line and column-shaped print heads 25th where the individual pixels 27-30 the respective ink jet nozzle distorted and inaccurate the printed image 25th to form.

Wird hingegen das Korrektursignal zwischen der Echtbahn 11 und der Sollbahn 12 zur gesteuerten Ansteuerung der einzelnen Tintenstrahldüsen in der Druckkopf-Matrix 14-17 verwendet, ergibt sich für jede Druckkopf-Matrix 14, 17 ein korrigiertes Druckbild 25a gemäß 5. Demzufolge wurde das unkorrigierte Pixel 27 in das jeweils korrigierte Pixel a übergeführt, und dies gilt auch für die anderen Pixel 28-30.In contrast, the correction signal between the real path 11 and the target path 12 for controlled control of the individual inkjet nozzles in the print head matrix 14-17 used results for each printhead matrix 14 , 17th a corrected print image 25a according to 5 . As a result, the uncorrected pixel 27th converted into the corrected pixel a, and this also applies to the other pixels 28-30 .

Die 6 zeigt nun die Berechnung der Bahnabweichung zwischen der Echtbahn 11 und der Sollbahn 12, wobei für jede Druckkopf-Matrix 14-17 ein Korrekturwert 32-35 errechnet wird, und entsprechend diesem Korrekturwert 32-35 werden nun andere Tintenstrahldüsen in der Druckkopf-Matrix nach 4 angesteuert, um so ein korrigiertes Druckbild 25a nach 5 zu erreichen.The 6 now shows the calculation of the path deviation between the real path 11 and the target path 12 , being for each printhead matrix 14-17 a correction value 32-35 is calculated, and according to this correction value 32-35 other inkjet nozzles are now in the printhead matrix 4th controlled so as to correct a printed image 25a to 5 to reach.

Die 7 zeigt, dass zur Berechnung der Bahnabweichung auf der Echtbahn 11 hintereinander folgend die Punkte P1-P4 berechnet werden und danach in Fast-Echtzeit der nächstfolgende Schnittpunkt 36 auf der Echtbahn 11 berechnet werden muss, um sehr schnell das Korrektursignal 32-35 zu berechnen, um so den Schnittpunkt 37 auf der Sollbahn 12 zu berechnen. Auf diese Weise werden alle Punkte auf der Sollbahn 12 berechnet, und der jeweilige Korrekturwert 32-35 wird zur Ansteuerung der Tintenstrahldüsen in der Druckkopf-Matrix verwendet.The 7 shows that to calculate the path deviation on the real path 11 the points in a row P1-P4 are calculated and then the next intersection in near real time 36 on the real track 11 must be calculated to get the correction signal very quickly 32-35 to calculate, so the intersection 37 on the target track 12 to calculate. This way, all points on the target path 12 calculated, and the respective correction value 32-35 is used to control the inkjet nozzles in the printhead matrix.

Die 8 zeigt beispielhaft die Berechnung des Schnittpunktes 37 (Punkt pn) auf der Sollbahn 12, wobei eine Linearisierung zwischen den Punkten P1, P2, P3 und P4 vorgenommen wird, um so die Lage des Schnittpunktes 37 durch die Linearisierungs-Berechnung zu bestimmen.The 8th shows an example of the calculation of the intersection 37 (Point pn ) on the target track 12 , with a linearization between the points P1 , P2 , P3 and P4 the position of the intersection 37 determined by the linearization calculation.

Demgemäß wird jedes Pixel (Tintenstrahldüse in der Matrix 14-17) von einem unkorrigierten Wert 27 in einen korrigierten Wert 27a übergeführt, wobei z. B. das unkorrigierte Pixel die Matrixkoordinate 10/25 aufweisen kann, während die korrigierte Tintenstrahldüse, die das korrigierte Pixel 27a abgibt, die Matrixkoordinate 12/23 aufweisen kann.Accordingly, each pixel (ink jet nozzle in the matrix 14-17 ) of an uncorrected value 27th into a corrected value 27a transferred, z. B. the uncorrected pixel the matrix coordinate 10th / 25th may have, while the corrected ink jet nozzle, the corrected pixel 27a returns the matrix coordinate 12 / 23 can have.

Es werden dementsprechend also unterschiedliche Tintenstrahldüsen angesteuert, wie dies in 10 mit Vergleich der 11 dargestellt ist.Accordingly, different ink jet nozzles are controlled, as shown in 10th with comparison of 11 is shown.

Bei nicht korrigiertem Druckkopf würden die Tintenstrahldüsen entsprechend den Pixeln 27, 28, 29 ihre Farbe auf das zu beschichtende Werkstück 10 abgeben, und bei korrigiertem Druckkopf wird nun eine vollkommen andere Tintenstrahldüse angesteuert, die nun im Rahmen des korrigierten Druckbildes 25a an der Stelle sitzt, wo das korrigierte Pixel 27a, 28a, 29a abgegeben wird.If the printhead was not corrected, the ink jet nozzles would correspond to the pixels 27th , 28 , 29 their color on the workpiece to be coated 10th and when the printhead is corrected, a completely different inkjet nozzle is now activated, which is now within the scope of the corrected print image 25a sits at the point where the corrected pixel 27a , 28a , 29a is delivered.

Die 12 zeigt die kinematische Umkehrung zur 1 und entspricht der Darstellung in 3. Dort ist erkennbar, dass die Relativbewegung zwischen dem zu bedruckenden Werkstück 10 und der Druckkopf-Anordnung 13 auch dadurch erreicht werden kann, dass die Druckkopf-Anordnung 13 am freien vorderen Ende des Mehrachs-Roboters angeordnet ist. Es kann drehbar ausgebildet sein, oder es kann in einem X-Y-Schlittensystem oder in einem X-Y-Z-Schlittensystem fahrbar gesteuert gehalten sein.The 12 shows the kinematic inversion to 1 and corresponds to the representation in 3rd . It can be seen there that the relative movement between the workpiece to be printed 10th and the printhead assembly 13 can also be achieved in that the printhead arrangement 13 is arranged at the free front end of the multi-axis robot. It can be designed to be rotatable, or it can be held in a controlled manner in an XY slide system or in an XYZ slide system.

Wichtig bei allen Ausführungsformen ist, dass nun in Fast-Echtzeit ein Druckbild bisher nicht erreichter Qualität auf dem zu bedruckenden Gegenstand erzielbar ist, weil die Abweichungen zwischen der durchfahrenen Echtbahn und der für die Erreichung eines idealen Druckbildes gegebenen Sollbahn unmittelbar zur Ansteuerung der einzelnen Tintenstrahldüsen einer Druckkopf-Anordnung verwendet werden.It is important in all embodiments that a print image of previously unattainable quality can now be achieved on the object to be printed in almost real time, because the deviations between the real path traversed and the target path given for the achievement of an ideal print image directly for controlling the individual ink jet nozzles Printhead arrangement can be used.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
Mehrachs-RoboterMulti-axis robot
22nd
Drehgestellbogie
33rd
StänderStand
44th
SchwenkarmSwivel arm
55
SchwenkarmSwivel arm
66
DrehkopfTurret
77
PfeilrichtungArrow direction
88th
PfeilrichtungArrow direction
99
PfeilrichtungArrow direction
1010th
Werkstückworkpiece
1111
EchtbahnReal track
1212
SollbahnTarget path
1313
Druckkopf-Anordnung a, bPrinthead arrangement a, b
1414
Druckkopf-MatrixPrinthead matrix
1515
Druckkopf-MatrixPrinthead matrix
1616
Druckkopf-MatrixPrinthead matrix
1717th
Druckkopf-MatrixPrinthead matrix
1818th
PfeilrichtungArrow direction
1919th
MessachseMeasuring axis
2020th
MessachseMeasuring axis
2121st
MessachseMeasuring axis
2222
MessachseMeasuring axis
2323
ReferenzpunktReference point
2424th
Tintenstrahl a, b, c, dInkjet a, b, c, d
2525th
Druckbild (ohne Korrektur)Printed image (without correction)
25a25a
Druckbild (mit Korrektur)Printed image (with correction)
2727th
Pixel aPixel a
2828
Pixel aPixel a
2929
Pixel aPixel a
3030th
Pixel aPixel a
3131
PfeilrichtungArrow direction
3232
KorrekturwertCorrection value
3333
KorrekturwertCorrection value
3434
KorrekturwertCorrection value
3535
KorrekturwertCorrection value
3636
Schnittpunkt (Echtbahn 11)Intersection (real path 11 )
3737
Schnittpunkt (Sollbahn 12)Intersection (target path 12 )

Claims (5)

Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zum Beschichten und/oder Bedrucken eines Werkstücks (10) mit einer Tintenstrahl-Druckkopf-Anordnung (13), wobei am bewegbaren Teil der Vorrichtung wahlweise entweder das Werkstück (10) oder die Druckkopf-Anordnung (13) befestigt ist, wobei die Vorrichtung als Mehrachs-Roboter (1) ausgebildet ist, an dessen Drehkopf (6) entweder das Werkstück (10) oder die Druckkopf-Anordnung (13) angeordnet ist, wobei das Werkstück (10) entlang einer Bewegungsbahn (11, 12) relativ zur Druckkopf-Anordnung (13) gesteuert bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine dreidimensionale Bahnabweichung (dx, dy, dz) zwischen der tatsächlich durchfahrenen Bewegungsbahn, Echtbahn (11), und einer geforderten Bewegungsbahn, Sollbahn (12), in Echtzeit als Korrektursignal zur Ansteuerung der Druckkopf-Matrix (14-17) der Druckkopf-Anordnung (13) verwendet wird, und wobei das Korrekturverfahren zur Ansteuerung von einzelnen Pixeln (27-30) jeweils einer Druckkopf-Matrix (14-17) mit folgenden Verfahrensschritten abläuft: 1.1 Lesen der aktuellen Position des Roboters (1) mit einem bahnerfassenden Messgerät, 1.2 Vergleichen der realen Position des Roboters (1) mit der geforderten Position, 1.3 Berechnen der dreidimensionalen Abweichung (dx, dy, dz), 1.4 Berechnen eines daraus resultierenden Korrekturwertes (32-35) in einer mindestens zwei-dimensionalen Matrix für dx und dy, 1.5 Übertragung des Korrekturwertes (32-35) auf die Druckkopf-Matrix (14-17) 1.6 Veränderung der einzelnen Pixel (27-30) jeder Druckkopf-Matrix (14-17) entsprechend der berechneten pixel-bezogenen Bahnabweichung durch Rotation und/oder Translation von Pixel-Positionen (27, 27a, 28, 28a, 29, 29b, 30, 30a), 1.7 Drucken der korrigierten Pixel-Matrix auf das Werkstück (10), 1.8 Wiederholung der Verfahrensschritte 1.1 bis 1.7 bis jede Reihe und/oder Spalte der Matrix der Druckkopf-Matrix (14-17) in einem bestimmten Zeitraum ausgedruckt ist.Method for operating a device for coating and / or printing a workpiece (10) with an inkjet printhead arrangement (13), wherein either the workpiece (10) or the printhead arrangement (13) is attached to the movable part of the device The device is designed as a multi-axis robot (1), on the rotary head (6) of which either the workpiece (10) or the printhead arrangement (13) is arranged, the workpiece (10) along a movement path (11, 12 ) is moved in a controlled manner relative to the printhead arrangement (13), characterized in that a three-dimensional path deviation (dx, dy, dz) between the path of travel actually traversed, real path (11), and a required path of movement, target path (12), in real time is used as a correction signal for controlling the printhead matrix (14-17) of the printhead arrangement (13), and the correction method for controlling individual pixels (27-30) in each case one printhead matrix (14-17) with the following procedural steps: 1.1 reading the current position of the robot (1) with a web-tracking measuring device, 1.2 comparing the real position of the robot (1) with the required position, 1.3 calculating the three-dimensional deviation (dx, dy, dz), 1.4 calculating a resulting correction value (32-35) in an at least two-dimensional matrix for dx and dy, 1.5 transfer of the correction value (32-35) to the printhead matrix (14-17) 1.6 change of the individual pixels (27-30) each printhead matrix (14-17) corresponding to the calculated pixel-related path deviation by rotation and / or translation of pixel positions (27, 27a, 28, 28a, 29, 29b, 30, 30a), 1.7 printing the corrected pixel Matrix on the workpiece (10), 1.8 repetition of process steps 1.1 to 1.7 until each row and / or column of the matrix of the print head matrix (14-17) is printed out in a certain period of time. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrachs-Roboter (1) ein 6-Achsen-Roboter ist.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the multi-axis robot (1) is a 6-axis robot. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichung der Bahnkurve in Z-Richtung durch die Korrektur der Spritzweite der Tintenstrahldüsen erfolgt.Procedure according to one of the Claims 1 or 2nd , characterized in that the deviation of the trajectory in the Z direction is carried out by correcting the spray width of the ink jet nozzles. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichung der Bahnkurve in Z-Richtung durch die Korrektur der Bahnkurve (11, 12) des Mehrachs-Roboters (1) erfolgt.Procedure according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the deviation of the trajectory in the Z direction is carried out by correcting the trajectory (11, 12) of the multi-axis robot (1). Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tintenstrahl-Druckkopf-Anordnung (13) aus mehreren Druckkopf-Matrixen (14-17) besteht, die zusammen in einem Gehäuseblock angeordnet sind.Device for carrying out the method according to one of the preceding Claims 1 to 4th , characterized in that the ink jet print head arrangement (13) consists of a plurality of print head matrices (14-17) which are arranged together in a housing block.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012006370A1 (en) 2012-03-29 2013-10-02 Heidelberger Druckmaschinen Aktiengesellschaft System for printing on an object
DE102013002411A1 (en) * 2013-02-11 2014-08-14 Dürr Systems GmbH Coating device with deflection device for deflecting a coating agent
DE102014012395A1 (en) 2014-08-21 2016-02-25 Heidelberger Druckmaschinen Ag Method and apparatus for printing a curved surface of an object with an ink jet head
DE102014017707A1 (en) * 2014-12-01 2016-06-02 Dürr Systems GmbH Coating method and corresponding coating system
GB2536189B (en) * 2014-12-12 2020-11-25 Jsp Ltd Automated printing process and apparatus
CN105751694A (en) * 2014-12-19 2016-07-13 泰科电子(上海)有限公司 3D inkjet printing system and method
DE102015204532A1 (en) * 2015-03-13 2016-09-15 Heidelberger Druckmaschinen Ag Device for printing on a surface of an object
DE102016209649A1 (en) 2015-07-08 2017-01-12 Heidelberger Druckmaschinen Aktiengesellschaft Device for printing multi-dimensional objects
CN106515216A (en) * 2015-09-11 2017-03-22 上海实秀机电科技有限公司 Robot 3D hook face digital inkjet printer
DE102016014943A1 (en) 2016-12-14 2018-06-14 Dürr Systems Ag Printhead with tempering device
DE102016014952A1 (en) 2016-12-14 2018-06-14 Dürr Systems Ag Coating device for coating components
DE102016014948A1 (en) 2016-12-14 2018-06-14 Dürr Systems Ag Printhead and related operating procedures
DE102016014953A1 (en) 2016-12-14 2018-06-14 Dürr Systems Ag Painting plant and corresponding painting process
DE102016014955A1 (en) 2016-12-14 2018-06-14 Dürr Systems Ag Coating device and corresponding coating method
DE102016014944A1 (en) 2016-12-14 2018-06-14 Dürr Systems Ag Coating method and corresponding coating device
DE102016014947A1 (en) 2016-12-14 2018-06-14 Dürr Systems Ag Printhead for applying a coating agent
DE102016014956A1 (en) 2016-12-14 2018-06-14 Dürr Systems Ag Coating device and associated operating method
DE102016014951A1 (en) 2016-12-14 2018-06-14 Dürr Systems Ag Coating device and associated operating method
DE102016014946A1 (en) 2016-12-14 2018-06-14 Dürr Systems Ag Printhead for applying a coating agent to a component
DE102016014919A1 (en) 2016-12-14 2018-06-14 Dürr Systems Ag Application device and method for applying a coating agent
ES2677730B2 (en) * 2017-02-06 2019-05-23 Maier S Coop Ltda MANUFACTURING PROCEDURE OF A EMBELLISHER WITH A PRINTED DECORATIVE PART FOR A VEHICLE, A SYSTEM FOR THE EXECUTION OF THE PROCEDURE AND EMBELLISHER WITH A PRINTED DECORATIVE PART.
DE102017114280B4 (en) 2017-06-26 2024-04-11 Jörg R. Bauer Method for printing a curved surface and device for printing three-dimensional surfaces
DE102017218357B4 (en) * 2017-10-13 2022-10-27 BSH Hausgeräte GmbH System for printing a component of a household appliance
DE102018111602B4 (en) * 2018-05-15 2022-03-17 Hermann Müller Device and method for three-dimensional printing of print objects with an inkjet print head
JP7474946B2 (en) * 2019-12-04 2024-04-26 パナソニックIpマネジメント株式会社 Printing device
DE102020105704A1 (en) * 2020-03-03 2021-09-09 FPT Robotik GmbH & Co. KG Process for the digital coating of three-dimensional workpiece surfaces
JP2022127793A (en) * 2021-02-22 2022-09-01 セイコーエプソン株式会社 Three-dimensional object printing apparatus
CN113021887B (en) * 2021-03-10 2023-05-30 扬州工业职业技术学院 3D printing spray head suitable for industrial robot arm and use method thereof
WO2024046547A1 (en) 2022-08-30 2024-03-07 Abb Schweiz Ag Method of creating modified design on surface, control system and robot system
CN116371696B (en) * 2023-04-12 2023-11-07 福州大学 Curved surface spraying method and system of planar pattern based on industrial robot

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19648430A1 (en) 1996-11-22 1998-05-28 Heidel Gmbh & Co Kg Werkzeug U Plastics and plastics-composite workpieces processing method
DE60004022T2 (en) 1999-03-01 2004-01-29 Designer Image Technologies In METHODS AND SYSTEMS FOR PRINTING SPHERICAL OBJECTS
DE102004041479A1 (en) * 2004-08-27 2006-03-02 Rehau Ag + Co Coating material e.g. adhesive, coating device, has measuring device measuring measurement data, which characterizes actual- course process that is corrected with help of calculating and controlling unit based on measuring data
DE102004046096B3 (en) 2004-09-23 2006-05-24 Daimlerchrysler Ag Leveling flaw sites in edges of plastics components, especially fiber-reinforced press moldings, by applying coating layer matrix in defined location and amount by spray, buffer or roller printing
EP1745858A2 (en) * 2005-07-20 2007-01-24 Dürr Systems GmbH Coating process and corresponding apparatus
US20070070099A1 (en) * 2005-09-29 2007-03-29 Emanuel Beer Methods and apparatus for inkjet printing on non-planar substrates
DE60311181T2 (en) * 2002-05-28 2007-11-15 Eastman Kodak Co. (A New Jersey Corp.) Apparatus and method for improving the uniformity of gas flow in a continuous ink jet printer
DE102007024143A1 (en) 2007-05-24 2008-11-27 Dürr Systems GmbH Motion control for elastic robot structures
US20090167817A1 (en) 2007-12-31 2009-07-02 Exatec Llc Apparatus and method for printing three dimensional articles
DE102008061203A1 (en) 2008-12-09 2010-06-10 Rehau Ag + Co Method for painting a three-dimensional surface of a component
DE102009058212A1 (en) 2009-12-15 2011-06-16 Till, Volker, Dipl.-Ing. Plant for printing on containers

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19648430A1 (en) 1996-11-22 1998-05-28 Heidel Gmbh & Co Kg Werkzeug U Plastics and plastics-composite workpieces processing method
DE60004022T2 (en) 1999-03-01 2004-01-29 Designer Image Technologies In METHODS AND SYSTEMS FOR PRINTING SPHERICAL OBJECTS
DE60311181T2 (en) * 2002-05-28 2007-11-15 Eastman Kodak Co. (A New Jersey Corp.) Apparatus and method for improving the uniformity of gas flow in a continuous ink jet printer
DE102004041479A1 (en) * 2004-08-27 2006-03-02 Rehau Ag + Co Coating material e.g. adhesive, coating device, has measuring device measuring measurement data, which characterizes actual- course process that is corrected with help of calculating and controlling unit based on measuring data
DE102004046096B3 (en) 2004-09-23 2006-05-24 Daimlerchrysler Ag Leveling flaw sites in edges of plastics components, especially fiber-reinforced press moldings, by applying coating layer matrix in defined location and amount by spray, buffer or roller printing
EP1745858A2 (en) * 2005-07-20 2007-01-24 Dürr Systems GmbH Coating process and corresponding apparatus
US20070070099A1 (en) * 2005-09-29 2007-03-29 Emanuel Beer Methods and apparatus for inkjet printing on non-planar substrates
DE102007024143A1 (en) 2007-05-24 2008-11-27 Dürr Systems GmbH Motion control for elastic robot structures
US20090167817A1 (en) 2007-12-31 2009-07-02 Exatec Llc Apparatus and method for printing three dimensional articles
DE102008061203A1 (en) 2008-12-09 2010-06-10 Rehau Ag + Co Method for painting a three-dimensional surface of a component
DE102009058212A1 (en) 2009-12-15 2011-06-16 Till, Volker, Dipl.-Ing. Plant for printing on containers

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