CN101293419A - 玻璃丝网印刷的数字全自动对版系统 - Google Patents
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Abstract
本发明印刷设备领域，涉及一种玻璃丝网印刷的数字全自动对版系统，该系统包括机架及安装在机架上的上片传输部件、玻璃托架部件、滑台传输部件、印刷工作台部件、操作控制装置、五点定位部件、网版调节机构、CCD镜头调节部件。所述五点定位部件包括一个底板、一对定位支撑梁与一对横梁组成的方形框架、升降气缸、导向轴、导轨、定位点、伺服电机及丝杠；所述网版调节部件包括网板夹紧机构、电机调整机构、导向轴；所述镜头调节部件包括安装底板、导轨、两个镜头安装板、分别设于两个镜头安装板上的CCD镜头、两个伺服电机及丝杠；本系统可实现最小玻片(500×700)至最大玻片(1300×2200)的全自动精确定位。
Description
技术领域
本发明属于玻璃丝网印刷设备技术领域，特别涉及玻璃丝网印刷的数字全自动对版系统的结构设计。
背景技术
由于承印物玻片自前级传输机传入全自动玻璃印刷机的定位段时玻片的位置是随机、不固定的，因而承印物的印刷图案也是不固定的，为保证印刷精度需对玻片进行精确定位后，再传入印刷段进行印刷，虽然此时玻片的位置经定位机构定位后位置是固定的，但如果此时网版上的图案与玻片的位置有偏差，印刷到玻片上的图案会产生移位，影响印刷效果，造成废片，为解决这一问题需调整网版，使玻片与网版的图案重合，才能保证印刷精度。
传统的全自动平板玻璃丝网印刷机，其玻片定位系统、对版系统主要的结构如图1所示，(平板玻璃的装饰性丝印是近几年来丝网印刷在玻璃深加工中应用的新工艺，目前国内其它设备制造厂家除只能生产半自动玻璃丝印机外，尚无生产全自动玻璃丝网印刷机的技术能力，国内全自动玻璃丝网印刷机完全依赖进口，玻璃印刷工业出版社出版的题为《丝网印刷工工艺》，1994年3月由郑德海、郑军明及沈青编著以及化学工业出版社出版的《特种印刷》，2002年1月由吴学攴政、陈娜编著)，网版调节机构13(详见图1)包括对版调节手柄131、132，网版133及网距调节手柄134，网版四角吊装在支撑梁111上；玻片自动定位系统14(详见图2、图3，包括玻片大小调节手轮141，定位滑块导向轴142，定位调节丝母143，定位调节丝杆144，定位驱动气缸145，定位滑块146，定位点147，安装固定座148，调节位置显示器149，定位点高低调节紧定钉14A，根据玻片大小旋动手轮141，使丝杆144转动，从而驱动143沿导向轴142往复运动，使定位驱动气缸145伸出后定位点147能将玻片18夹紧，若玻片厚度变化可松开紧定钉14A并调整定位点147高低后锁紧；
这种全自动平板玻璃丝网印刷机在玻片自动定位及对版方面存在缺陷，当玻片外形尺寸调整变化范围较大时，需长时间旋动手轮141才能达到所需位置，易使操作人员产生厌倦心情，并且当玻片较薄时，定位过程中定位点相对降低极易钻入玻片底下，导致定位失败甚至损坏玻片，此定位系统前后定位点通过中间转换机构能同步向相反方向运动，故只能实现前后对中夹紧。对版时平台位置移动，是靠旋动手柄131来实现，不易实现精细调整，从而降低印刷精度。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足之处，在全自动玻璃印刷机上设计出一套全自动定位对版系统，完全保证最薄为1.6mm厚的玻片精确定位、对版精度及印刷精度。
为实现上述目的，本发明采用一种玻璃丝网印刷的数字全自动对版系统，包括机架及安装在机架上的上片传输部件、玻璃托架部件、滑台传输部件、印刷工作台部件以及操作控制装置，其特征在于，该系统还包括安装在机架上的五点定位部件、网版调节机构、CCD镜头调节部件。
所述五点定位部件包括一个底板、一对定位支撑梁与一对横梁组成的方形框架、升降气缸、导向轴、导轨、定位点、伺服电机及丝杠；该定位点有五个并设置在导轨上，该底板安装在机架上，该导向轴的一端与方形框架垂直连接，另一端与设在底板上的升降气缸连接，该导轨连接于方形框架之间，该伺服电机设在方形框架上，并通过丝杠驱动设在导轨上的定位点。
所述导轨有五个，第一轨道与横梁平行并连接于一对支撑梁的中部，第二轨道与支撑梁平行并连接于一个横梁与第一轨道的中部，第三、四轨道与支撑梁平行并分别连接于另一个横梁与第一轨道的两侧，第五导轨设在横梁上，该五个定位点中，第一、二、三个定位点分别设在第三、四、二个轨道上，第四、五个定位点分别设在第一轨道的两侧。
所述网版调节部件包括网版夹紧机构、电机调整机构、导向轴；所述网版夹紧机构包括固定框、活动框、该固定框上设有的锁紧气缸、安装在活动框上的网框夹持横梁，该网框夹持横梁上均匀分布有多个夹紧气缸、该网框夹持横梁下有一个长网夹，该网框夹持横梁的端点各设有锁紧气缸；所述导向轴的一端与固定框垂直连接，另一端与机架连接；所述电机调整机构包括设于该固定框上的伺服电机。
所述对版系统还包括一端固定在活动框上的第一连板与一端固定在固定框上并在伺服电机下的第二连板，该第一连板的另一端浮动在固定框上并在锁紧气缸下，该第二连板的另一端与活动框轴销连接。
所述镜头调节部件包括安装底板、导轨、两个镜头安装板、分别设于两个镜头安装板上的CCD镜头、两个伺服电机及丝杠；该导轨固定在安装板上，该安装板固定在机架上，该两个镜头安装板、两个伺服电机及丝杠分别设于导轨的两侧，该两个伺服电机通过丝杠驱动该两个镜头安装板。
本发明的特点及效果
采用本发明玻璃丝网印刷的数字全自动对版系统，可实现最小玻片(500×700)至最大玻片(1300×2200)从上片、定位、全自动精确对版。
玻片由前级传输机传入上片传输部件后，可根据玻璃的形状和尺寸大小在主控操作台上设定其停放位置，到位后自动停止；然后玻璃托架部件上升，将玻片从传输带上托起，同时五点定位部件整体下降，通过伺服电机驱动各定位点移动，各定位点将玻片夹持定位；定位点采用五点定位的方式，并且各定位点位置根据玻璃的不同外形，在主控操作台上设定，由设备自动控制，可以满足最大、最小及各种形状玻片的定位，定位精度达到±0.1mm。
当启动自动对版功能时，台面下方的CCD系统会自动检测出网版的安装误差，并指导安装在网版调节横梁上的调节网版部件中的三台伺服电机转动，带动网版夹持机构及网版实现X、Y方向移动及旋转，实现自动对版，在操作台显示器上可直接观察到对版情况，从而保证承印物的重复印刷精度达±0.15mm。
附图说明
图1为传统的全自动平板玻璃丝网印刷机网版调节机构平面示意图。
图2为传统的全自动平板玻璃丝网印刷机玻片自动定位结构平面示意图。
图3为传统的全自动平板玻璃丝网印刷机玻片自动定位结构平面示意图。
图4为本发明全自动平板玻璃丝网印刷机定位工作段结构示意图。
图5为本发明全自动平板玻璃丝网印刷机印刷工作段结构示意图。
图6为本发明五点定位部件的结构平面示意图，其中图6(a)为俯视图，图6(b)为侧视图。
图7为本发明网版调节部件的结构平面示意图，其中图7(a)为俯视图，图7(b)为侧视图。
图8为本发明实施例的CCD镜头调节结构平面示意图，其中图8(a)为俯视图，图8(b)为侧视图。
图9为本发明操作控制装置的工作流程图。
具体实施方式
本发明提出的全自动定位对版系统，结合附图及实施例详细说明如下：
实施例
本实施例一种玻璃丝网印刷的数字全自动对版系统的结构，如图4、图5所示，包括机架及安装在机架上的上片传输部件41、玻璃托架部件42、滑台传输部件、印刷工作台以及操作控制装置(图中未标出)，其特征在于，该系统还包括安装在机架上的五点定位部件43、网版调节部件51、CCD镜头调节部件52。
所述五点定位部件的结构，如图6所示，其中图6(a)为俯视图，图6(b)为侧视图；所述五点定位部件包括一个底板、一对定位支撑梁177与一对横梁176组成的方形框架、升降气缸174、导向轴175、导轨、定位点、伺服电机及丝杠；该定位点有五个并设置在导轨上，该底板安装在机架上，该导向轴175的一端与方形框架垂直连接，另一端与设在底板上的升降气缸174连接，该导轨连接于方形框架之间，该伺服电机设在方形框架上，并通过丝杠驱动设在导轨上的定位点，该升降气缸174通过导向轴175驱动该方形框架整体上升及下降。
所述导轨有五个，第一轨道与横梁176平行并连接于一对支撑梁177的中部，第二轨道与支撑梁177平行并连接于一个横梁176与第一轨道的中部，第三、四轨道与支撑梁177平行并分别连接于另一个横梁176与第一轨道的两侧，第五导轨172设在横梁上，该五个定位点中，第一、二、三个定位点1781、1782、1783分别设在第三、四、二个轨道上，第四、五个定位点1784、1785分别设在第一轨道的两侧。
确定印刷玻片的尺寸后，在操作控制装置中输入玻片尺寸，安装在横梁176上的伺服电机1714驱动丝杠173转动，通过齿轮的啮合使定位点1781、1782在导轨172上作横向相向运动并在合适的位置锁紧，在玻片尺寸不变的情况下，定位点1781、1782的横向位置不再调整；各定位点位置由设备自动控制，可根据实际玻璃的尺寸与输入操作控制装置的玻璃尺寸进行比较，操作控制装置控制五个定位点延X、Y方向运动，来加紧玻璃，可以满足最大、最小及各种形状玻片的定位，定位精度达到±0.1mm；在定位过程中伺服电机1711控制定位点1781，伺服电机1712控制定位点1782，伺服电机1715控制定位点1784、1785，伺服电机1713控制定位点1783运动到操作控制装置中输入的合适位置；完成玻片的定位工作。
所述网版调节部件的结构，如图7所示，其中图7(a)为正视图，图7(b)为俯视图；包括网板夹紧机构、电机调整机构、导向轴403；所述网版夹紧机构包括固定框406、活动框407、该固定框上设有的锁紧气缸405、安装在活动框407上的两个网框夹持横梁410，该网框夹持横梁410上均匀分布有八个夹紧气缸412、该两个网框夹持横梁下各有一个长网夹411，该网框夹持横梁410的四个端点各设有锁紧气缸414；所述导向轴403的一端与固定框垂直连接，另一端与机架连接；所述电机调整机构包括设于固定框406上的伺服电机(百格拉VRDM397/LHA+D921)4081、4082(4082由两个电机组成)。
所述对版系统还包括一端固定在活动框4071、4072上的第一连板(图中未示出)与一端固定在固定框4061、4062上并在伺服电机4081、4082下的第二连板(图中未示出)，该第一连板的另一端浮动在固定框4061、4062上并在锁紧气缸405下，该第二连板的另一端与活动框4071、4072轴销4091、4092连接，工作中先根据实际网版的尺寸，调整网框夹持横梁410的位置(一般对称调整)，调整完后锁紧气缸414将夹持横梁410锁紧，将网版安放在长网夹411上，基本保证网版居中放置(本发明中网版上设置有两个标志点，作为对版的标记)，然后通过锁紧气缸412将网版锁紧，在伺服电机4081、4082驱动下，通过轴销的运动，带动夹持横梁410沿X、Y、Z方向运动，从而实现网版X、Y、Z方向的调整，当该网版调整完毕后，该锁紧气缸405将该第一连板的浮动端压紧，保证活动框的位置被锁定，该夹紧气缸405及412夹紧网版，锁紧气缸414将网版及网框夹持横梁410锁紧定位实现网版调节定位。
所述镜头调节部件的结构，如图8所示，其中图8(a)为正视图，图8(b)为俯视图；包括安装底板507、导轨506、镜头安装板502、设于两个镜头安装板502上的CCD镜头5031、5032，两个伺服电机5051、5052及丝杠504；该导轨506固定在安装板507上，该安装板507固定在机架101上，该两个镜头安装板502、两个伺服电机5051、5052及丝杠5041、5042分别设于导轨506的两侧，该两个伺服电机5051、5052通过丝杠5041、5042驱动该两个CCD镜头安装板502，使网版上的标志点的中心与CCD镜头5031、5032的中心重合完成对版。
所述操作控制装置包括：A200系列视觉监视系统、由电源(6ES7 307-1EA80-0AA0)、CPU(6ES7 315-2AG10-0AB0)、PLC(S7-300)、通讯模块(6ES7 340-1AH01-0AE0)、定位模块(6ES7 357-4AH01-0AE0)组成的PLC(S7-300)、显示器；其中，所述电源分别与A200视觉监视器、PLC、显示器相连；A200视觉监视器与PLC通过RS232C串口通讯接口连接，A200视觉监视器与显示器相连；此外A200视觉监视器还与CCD镜头、各伺服电机相连。还包括固化在CPU中的预先编制的S7-300PLC操作程序。
该操作控制装置的工作流程如图9所示，包括以下步骤：
1、确认好硬件连接后，设备上电；
2、在A200视觉监视器中的坐标上分别记录两个CCD镜头中心点位置的十字线交点及两个网版标志点中心；
3、PLC通过通讯模块获取坐标信息后，在CPU中对坐标信息进行比较、处理；
4、CPU将处理后的信息发送给定位模块，并通过定位模块驱动步进电机动作；
5、伺服电机推动网版动作，直到显示器中网版标志点中心与两个CCD镜头中心点位置的十字线交点重合；
6、自动对版结束。
全自动平板玻璃丝网印刷机的整体结构，分为定位工作段、印刷工作段、卸片工作段等三个工作段的结构；该定位工作段的结构包括上片传输部件、玻璃托架部件、五点定位部件；该印刷工作段的结构包括网版夹持调节部件、印刷小车、印刷工作台、即时离网部件、印刷动力部件、CCD镜头调节部件；该卸片工作段的结构包括下片传输部件、滑台传输部件。本实施例所涉及内容包括定位工作段的五点定位部件、印刷工作段的网版夹持调节部件、CCD镜头调节部件的结构。
印刷机的整体工作过程：玻片由前一级设备传输到上片传输机构上，传输带转动带动玻片向前运动，当玻片运动到PLC程序指定位置时，电机停止，传输带停止，玻片整体停在传输带表面上；随后，玻璃托架的气缸收缩，玻璃托架整体上升，将玻片托起脱离传输带的上表面；五点定位系统整体由四角的气缸推动下降，当下降到PLC程序指定位置时，五个定位点在伺服电机的驱动下运动以加紧玻片定位；随后传输滑台气缸收缩，传输滑台整体上升，真空吸盘吸气，吸住玻片；随后五个定位点松开、整体上升，同时托架整体下降；传输滑台减速电机正转，带动传输滑台向前滑动，滑动到位后，真空吸盘放气，传输滑台气缸伸出，传输滑台下降，减速电机反转，传输滑台回到初始位置；随后，玻片落在气垫工作台上，气垫工作台风机吸气，以吸牢玻片；CCD镜头在伺服电机的驱动下，运动到PLC程序指定位置；网框夹紧机构在三个伺服电机的驱动下，使网版实现X、Y、Z方向的运动，使CCD镜头中心点位置的十字线交点与网版上的标志点相重合，操作者可以在视觉监视器上看到自动对版的过程及效果；对版完成后，开始印刷工作，同时伴随即时离网运动；完成印刷工作后，传输滑台气缸收缩，传输滑台整体上升，真空吸盘吸气，吸住玻片，传输滑台减速电机正转，带动传输滑台向前滑动，将玻片传输到下片段，滑动到位后，真空吸盘放气，传输滑台气缸伸出，传输滑台下降，减速电机反转，传输滑台回到初始位置；下片传输转动完成下片工作，玻片进入后续工作过程。
本实施例可实现最小玻片(500×700)至最大玻片(1300×2200)的全自动精确定位。
本实施例的各部件均可选用常规产品组成。
Claims (6)
1、一种玻璃丝网印刷的数字全自动对版系统，包括机架及安装在机架上的上片传输部件、玻璃托架部件、滑台传输部件、印刷工作台部件以及操作控制装置，其特征在于，该系统还包括安装在机架上的五点定位部件、网版调节机构、CCD镜头调节部件。
2、如权利要求1所述的对版系统，其特征在于，所述五点定位部件包括一个底板、一对定位支撑梁与一对横梁组成的方形框架、升降气缸、导向轴、导轨、定位点、伺服电机及丝杠；该定位点有五个并设置在导轨上，该底板安装在机架上，该导向轴的一端与方形框架垂直连接，另一端与设在底板上的升降气缸连接，该导轨连接于方形框架之间，该伺服电机设在方形框架上，并通过丝杠驱动设在导轨上的定位点。
3、如权利要求2所述的对版系统，其特征在于，所述导轨有五个，第一轨道与横梁平行并连接于一对支撑梁的中部，第二轨道与支撑梁平行并连接于一个横梁与第一轨道的中部，第三、四轨道与支撑梁平行并分别连接于另一个横梁与第一轨道的两侧，第五导轨设在横梁上，该五个定位点中，第一、二、三个定位点分别设在第三、四、二轨道上，第四、五个定位点分别设在第一轨道的两侧。
4、如权利要求1所述的对版系统，其特征在于，所述网版调节部件包括网版夹紧机构、电机调整机构、导向轴；所述网版夹紧机构包括固定框、活动框、该固定框上设有的锁紧气缸、安装在活动框上的网框夹持横梁，该网框夹持横梁上均匀分布有多个夹紧气缸、该网框夹持横梁下有一个长网夹，该网框夹持横梁的端点各设有锁紧气缸；所述导向轴的一端与固定框垂直连接，另一端与机架连接；所述电机调整机构包括设于该固定框上的伺服电机。
5、如权利要求4所述的对版系统，其特征在于，所述对版系统还包括一端固定在活动框上的第一连板与一端固定在固定框上并在伺服电机下的第二连板，该第一连板的另一端浮动在固定框上并在锁紧气缸下，该第二连板的另一端与活动框轴销连接。
6、如权利要求1所述的对版系统，其特征在于，所述镜头调节部件包括安装底板、导轨、两个镜头安装板、分别设于两个镜头安装板上的CCD镜头、两个伺服电机及丝杠；该导轨固定在安装板上，该安装板固定在机架上，该两个镜头安装板、两个伺服电机及丝杠分别设于导轨的两侧，该两个伺服电机通过丝杠驱动该两个镜头安装板。
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Assignee: Tianjin Windo Machinery Co., Ltd. Assignor: Li Wenhai Contract record no.: 2011120000151 Denomination of invention: Digital full-automatic register system for glass screen painting Granted publication date: 20100602 License type: Exclusive License Open date: 20081029 Record date: 20110818 |
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