CN102673108B - 压力反馈式刮刀模块 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种压力反馈式刮刀模块，一刮刀座配置有一用以接触软性基材的刮印刀，一加压部连接于刮刀座，用以对刮刀座施加压力。至少两个感压模块配置于刮刀座的两侧，用以感应刮印刀接触软性基材所传递的至少两个个压力值并将其输出至一压力控制模块。压力控制模块会根据所接收到的压力值，推算出最适当调整加压部的方式，以控制加压部对刮刀座的施压力道与施压方向。本发明所揭示的压力反馈式刮刀模块能对不同面积的待印物件表面印制出趋于一致的薄膜厚度，减少误差，达到更好的印制品质的实用功效。同时，可避免刮印刀过于接近软性基材，而刮损软性基材的表面。

Description

压力反馈式刮刀模块

技术领域

本发明涉及一种刮刀模块，特别涉及一种感应刮印刀接触软性基材的压力，以调整对刮印刀所施加压力的压力反馈式刮刀模块。

背景技术

现有技术的刮刀模块设置于印刷机中，可对于软式电路板、卷带、胶片等硬性或软性基材进行印刷作业或刮除作业。例如在软式电路板上印制电路或者印制锡膏、涂布胶剂等不同材料，即可以刮刀模块将锡膏、胶剂刮印于电路板上。亦或，在印刷机利用印刷头将具导电性质的导电墨印刷于软式电路板、卷带、胶片等软性基材后，由刮刀模块将多余的油墨从上述软性基材中刮除。

而在目前的印刷作业中，对于大面积的网版印刷，常因其平面度的微量落差，及刮印刀头不具有深度检测及补偿设计，而在刮刀模块进行印刷作业时，造成锡膏或胶剂的刮印厚度不均，造成局部区域的锡膏或胶剂厚度不符设计规格，而可能造成电路板上所印制的电路与电子元件间的接触不良，其由于设备及组装上的公差，使得整个印刷平面产生多达20μm以上的误差。亦或，刮刀模块将多余的油墨从上述软性基材上刮除时，于刮除期间施力不均，而造成局部区域的油墨的涂布厚度不均，导致所印制的线条纹路不符合实际所需。

因此，如何有效的提供一种可有效控制刮印刀接触物件的压力，以使刮印的锡膏或胶剂时，或刷除油墨后，其线条纹路符合使用者的需求，乃为厂商应思考的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可感应刮印刀与基材间的接触压力，以调整对刮印刀的施压方向与力道的刮刀模块。

本发明揭示一种压力反馈式刮刀模块，其包含一刮刀座、一加压部、至少两个感压模块与一压力控制模块。

刮刀座底端配置有一刮印刀，通过刮印刀接触于一软性基材上。加压部连接于刮刀座的顶端中心或顶部的两侧，用以对刮刀座施加压力。感压模块分别配置于刮刀座的两侧，每一感压模块用以感应刮印刀接触软性基材所传递回来的压力值，并将对应压力值的信号输出至压力控制模块。压力控制模块在取得各感压模块输出对应压力值的信号后，根据各信号以控制加压部，令加压部调整对刮刀座的施压力道，以使刮刀座可以均衡的力道接触于软性基材上，而使各压力值趋向实质上相等。

其中所述感压模块为电容式压力感应器、电阻式压力感应器或荷重元。

其中该压力控制模块更存储有至少一预设压力值，并分别将所述压力值与该预设压力值比对。

其中该加压部包含两个施压器，该刮刀座包含一支撑横杆，所述施压器分别配置于该支撑横杆两端，该压力控制模块分别控制所述施压器，以调整所述施压器施于该支撑横杆两端的垂直压力。

其中所述施压器对该刮刀座施加的压力，使该刮刀座沿水平轴向旋转。

其中所述施压器对该刮刀座施加的压力，使该刮刀座沿垂直轴向移动。

其中所述施压器为电动缸、气压缸、油压缸或伺服电机。

其中该加压部包含一垂直施压器与一旋转平衡电机，该刮刀座包含一支撑横杆，该垂直施压器延伸出一力臂，该旋转平衡电机配置于该力臂的一端以连接于该支撑横杆，该压力控制模块分别控制该垂直施压器对该支撑横杆施加的垂直压力，与控制该旋转平衡电机调整该支撑横杆的角度。

其中该垂直施压器为电动缸、气压缸、油压缸或伺服电机。

其中该加压部包含两个水平施压器与一垂直施压器，该刮刀座包含一支撑横杆，所述水平施压器分别连结于该支撑横杆两端，该垂直施压器连接于该支撑横杆并位于所述水平施压器之间，该压力控制模块分别控制所述水平施压器与该垂直施压器，以使该支撑横杆沿水平轴向旋转与沿垂直轴向移动。

其中该水平施压器为电动缸、气压缸、油压缸或伺服电机。

其中该垂直施压器为电动缸、气压缸、油压缸或伺服电机。

本发明所揭示的压力反馈式刮刀模块，其压力控制模块可通过相异感压模块感应出刮印刀抵于软性基材表面的相异的压力值，再根据各压力值推算出最适当调整加压部的方式，以调整加压部对刮刀座施压力道，而能对不同面积的待印物件表面印制出趋于一致的薄膜厚度，减少误差，达到更好的印制品质的实用功效。同时，可避免刮印刀过于接近软性基材，而刮损软性基材的表面。

附图说明

图1为本发明实施例的刮刀模块第一种架构示意图；

图2为本发明实施例的压力控制模块5架构的一例；

图3为本发明实施例为图1由第一剖线C1剖开的侧视图；

图4为本发明实施例为图1由第二剖线C2剖开的侧视图；

图5为本发明实施例的两压力值的变化曲线图；

图6为本发明实施例的两压力值的变化曲线修正图；

图7为本发明实施例的两压力值的变化曲线完成图；

图8为本发明实施例的刮刀模块第二种架构示意图；

图9为本发明实施例的刮刀模块第三种架构示意图；以及

图10为本发明实施例的刮刀模块第四种架构示意图。

上述附图中的附图标记说明如下：

1滑动架

11刮印刀滑移机构

111滑块

112滑轨

2加压部

21第一伺服电机

211第一螺杆

22第二伺服电机

221第二螺杆

23支撑结构

24气压缸

241连接器

251垂直施压气缸

252垂直恒压气缸

26水平恒压气缸

27垂直电动缸

271力臂

28旋转平衡电机

3感压模块

31第一荷重元

32第二荷重元

4刮刀座

41刮印刀

42结合组件

43固定架

44刮印刀角度调整器

45直线轴承

46支撑横杆

47预压弹簧

48桥接模块

481铰链

482垂直螺孔

49升降滑动结构

5压力控制模块

51中央处理器

52数据存储单元

521压力计算程序

523软性基材参数

53数据收集模块

6软性基材

P预设压力值

P1第一压力值

P2第二压力值

L1第一位置

L2第二位置

L3第三位置

C1第一剖线

C2第二剖线

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造特征及其功能有进一步的了解，配合相关实施例及附图详细说明如下：

请同时参照图1、图2、图3与图4，图1为本发明实施例的刮刀模块第一种架构示意图，图2为本发明实施例的压力控制模块5架构的一例，图3为本发明实施例为图1由第一剖线C1剖开的侧视图，图4为本发明实施例为图1由第二剖线C2剖开的侧视图。本实施例中，整个刮刀模块包含有滑动架1、加压部2、感压模块3、压力控制模块5与刮刀座4。

刮刀座4的底部配置有一刮印刀41，此刮印刀41用以接触一软性基材6。此刮印刀41由通过一结合组件42以连接于刮刀座4的固定架43，本实施例中，通过栓锁方式将刮印刀41锁固于固定架43上，固定架43的两侧配置有刮印刀角度调整器44，以调整刮印刀41对应水平轴向的夹角。

刮刀座4顶部两端靠近所述刮印刀角度调整器44处，对称配置有两直线轴承45，以连接最顶端的一支撑横杆46，且两直线轴承45上各自配置有一预压弹簧47，用以实质上消除支撑横杆46与感压模块3之间的背隙。

支撑横杆46两端各自配置有一桥接模块48，本实施例中，各桥接模块48通过铰链481或栓锁以连接支撑横杆46。每一桥接模块48的中心穿设有一垂直螺孔482，配置于铰链481的相对边，与网印设备用以滑移刮刀模块的滑动架1之间配置结构相对应的一升降滑动结构49。

本实施例中，加压部2以二伺服传动模块作为说明。第一伺服传动模块包含一第一伺服电机(servo motor)21及一第一螺杆211，而第二伺服传动模块包含一第二伺服电机22及一第二螺杆221，所述螺杆分别由所述伺服电机的轴心延伸出并受其控制以转动，且第一螺杆211与第二螺杆221分别螺合于位置相对应的垂直螺孔482中。第一伺服传动模块与第二伺服传动模块分别更包含一支撑结构23，以使第一伺服电机21与第二伺服电机22可固定于网印设备的滑动架1上。在此说明，每一滑动架1包含有一刮印刀滑移机构11，此刮印刀滑移机构11由一滑块111与一滑轨112所组成，以决定刮刀座4进行刮印时的滑移方向。而两伺服电机控制第一螺杆211与第二螺杆221以带动支撑横杆46的移动，以使刮刀座4受支撑横杆46的带动，以水平轴向进行旋转(角位移)与垂直轴向进行刮刀座4升降行为。

本实施例中，感压模块3是以两个荷重元(Load Cell)进行说明。此第一荷重元31与第二荷重元32介于支撑横杆46与固定架43之间，靠近直线轴承45而配置于固定架43(或支撑横杆46)的两端，每一荷重元皆连接至压力控制模块5。当刮印刀41接触软性基材6时，刮印刀41所承受的压力会反馈至固定架43，也就是说，当刮印刀41与软性基材6接触时的反作用力会传递至固定架43，使其朝向支撑横杆46挤压。第一荷重元31与第二荷重元32根据固定架43与支撑横杆46的挤压力量，以分别检测出刮印刀41的两端接触于软性基材6所承受的压力，以产生一第一压力值P1与一第二压力值P2，并将对应第一压力值P1与第二压力值P2的信号输出至压力控制模块5。在此说明，感压模块3并不限于荷重元，也可为电容式压力感应器或电阻式压力感应器。

压力控制模块5包含有一中央处理器51(Central Processing Unit，CPU)、一数据存储单元52与一数据收集模块53(data receiver)。数据存储单元52记录有压力计算程序521、软性基材参数523(如软性基材6尺寸、承受压力与张力、软性基材6与电路板之间的距离)、及刮印刀41刮印于不同软性基材6的预设压力值P。数据收集模块53会取得第一荷重元31与第二荷重元32传输的对应于第一压力值P1与第二压力值P2的信号，中央处理器51读取上述的软性基材参数523与预设压力值P，协同取得的对应于该二压力值(P1，P2)的信号，利用压力计算程序521计算出一第一调整值与一第二调整值。此压力控制模块5会将第一调整值传输至第一伺服电机21，将第二调整值传输至第二伺服电机22，以令第一伺服电机21与第二伺服电机22根据第一调整值与第二调整值，控制所述螺杆211、221以带动支撑横杆46进行垂直轴向的移动(线性位移)和/或水平轴向的旋转(角位移)，以改变刮印刀41施加于软性基材6的力道与施压的方向。

请同时参照图1、图3、图4、图5与图6，图5为本发明实施例的两压力值的变化曲线图，图6为本发明实施例的两压力值的变化曲线修正图，图7为本发明实施例的两压力值的变化曲线完成图。

如图3与图4，当刮刀座4受驱动进行刮印而滑动至第一位置L1时，第一荷重元31感应第一压力值P1，第二荷重元32感应第二压力值P2，由图5得知，刮刀座4位于第一位置L1时第一压力值P1与第二压力值P2都不符合预设压力值P。因此，压力控制模块5分别输出第一调整值与第二调整值至第一伺服电机21与第二伺服电机22，令其根据第一调整值与第二调整值调整对刮刀座4的施压力道与施压方向。

就图5而言，刮刀座4在第一位置L1时，第一伺服电机21对刮刀座4的施压过轻，因此压力控制模块5会令第一伺服电机21转动其第一螺杆211以带动第一伺服电机21连接的桥接模块48向下位移，以提升对支撑横杆46的垂直施压；另一方面，第二伺服电机22对刮刀座4的施压过重，因此压力控制模块5会令第二伺服电机22转动其第二螺杆221以带动第二伺服电机22连接的桥接模块48向上位移，以降低对支撑横杆46的垂直施压。借此方式以控制刮刀座4进行水平轴向旋转与垂直轴向的升降行为，同时使刮印刀41可均衡的接触于软性基材6上，曲线修正后即如图6所示，当刮刀座4从第一位置L1移动至第二位置L2期间，压力控制模块5会不断的调整第一伺服电机21与第二伺服电机22对刮刀座4的施压，两个荷重元所感应到的第一压力值P1与第二压力值P2会向预设压力值P进行修正，以实质上等同于预设压力值P。

就图7而言，刮刀座4开始从第二位置L2移动至第三位置L3时，第一伺服电机21对刮刀座4的施压过重，因此压力控制模块5会令第一伺服电机21转动其第一螺杆211以带动第一伺服电机21连接的桥接模块48向上位移，以降低对支撑横杆46的垂直施压；另一方面，第二伺服电机22对刮刀座4的施压过轻，因此压力控制模块5会令第二伺服电机22转动其第二螺杆221以带动第二伺服电机22连接的桥接模块48向下位移，以提升对支撑横杆46的垂直施压。

曲线修正后也如图7所示，刮刀座4在到达第三位置L3前，压力控制模块5会不断的调整第一伺服电机21与第二伺服电机22对刮刀座4的施压，两个荷重元所感应到的第一压力值P1与第二压力值P2会向预设压力值P进行修正，以实质上等同于预设压力值P。

请参照图8，图8为本发明实施例的刮刀模块第二种架构示意图，与图1所示的第一种架构不同处在于，由两气压缸24取代第一伺服电机21与第二伺服电机22，每一气压缸24具有一连接器241以连接对应的桥接模块48。

第一荷重元31与第二荷重元32感应到的第一压力值P1与第二压力值P2，其对应信号会被传输至压力控制模块5，由压力控制模块5计算出对应于两气压缸24的两调整值并分别传输至两气压缸24。每一气压缸24会根据所接收到的调整值而带动所连接的桥接模块48，令其进行升降位移，以控制刮刀座4进行水平轴向旋转与垂直轴向的升降行为，同时使刮印刀41可均衡的接触于软性基材6上。

然而，除伺服电机与气压缸24外，施压器更可以电动缸或油压缸进行配置与设计，且不以所述设备为限，只要是具有阀控制能力、可带动支撑横杆46进行升降行为的设备皆可。

请参照图9，图9为本发明实施例的刮刀模块第三种架构示意图，与图1与图2所示的第一、二种架构不同处在于，在整个刮刀模块的顶部位置更与网印设备所配置的垂直施压器相连接。本实施例中，垂直施压器包含一垂直施压气缸251与一垂直恒压气缸252，垂直施压气缸251用以控制刮刀座4的升降行为，垂直恒压气缸252用以将垂直施压气缸251提供的压力保持为一定值，以保持刮刀座4的高度位置。而且，支撑横杆46的两端分别连接有一水平施压器，本实施例中，水平施压器以水平恒压气缸进行说明。

当第一荷重元31与第二荷重元32会将感应到的第一压力值P1与第二压力值P2，其对应的信号传输至压力控制模块5，由压力控制模块5计算出对应于两水平恒压气缸26的两调整值，以分别传输至两水平恒压气缸26，以及计算出对应于垂直施压气缸251的垂直调整值，并将其传输至垂直施压气缸251。

每一水平恒压气缸26会根据所接收到的调整值而带动连接支撑横杆46的部位，令支撑横杆46进行升降位移以沿水平轴向旋转，借此带动刮刀座4进行水平轴向旋转。垂直施压气缸251根据垂直调整值以控制支撑横杆沿垂直轴向移动，借此带动整个刮刀模块，令其进行垂直轴向的升降行为，并通过垂直恒压气缸252持续垂直施压气缸251最后的施加压力，以保持刮刀座4在某一特定的高度位置。借此方式，以控制刮刀座4进行水平轴向旋转与垂直轴向的升降行为，同时使刮印刀41可均衡的接触于软性基材6上。

在此说明，垂直施压器与水平施压器除可选用气压缸24外，更可选用电动缸、油压缸或伺服电机等任一个所设计而成。

请参照图10，图10为本发明实施例的刮刀模块第四种架构示意图，与先前的实施例不同处在于，支撑横杆46的两端并未配置任何的施压设备。

加压部2则由一垂直施压器与一旋转平衡电机28所组成，本实施例中，垂直施压器以垂直电动缸27进行说明，但不以此为限，垂直施压器也可为气压缸、油压缸或伺服电机所设计而成。

本实施例中，垂直电动缸27延伸出一力臂271，此力臂271的一端配置上述的旋转平衡电机28，此旋转平衡电机28更连接于支撑横杆46的中心部位。

第一荷重元31与第二荷重元32会将感应到的第一压力值P1与第二压力值P2，其对应的信号传输至压力控制模块5，由压力控制模块5计算出对应于旋转平衡电机28的水平旋转值，以传输至旋转平衡电机28，以及计算出对应于垂直电动缸27的垂直调整值，并将其传输至垂直电动缸27。

旋转平衡电机28会根据所接收到的水平旋转调整值而带动所连接支撑横杆46的部位，令支撑横杆46进行水平轴向转动，进而带动刮刀座4进行水平轴向旋转。垂直电动缸27根据垂直调整值以带动整个刮刀模块，令其进行垂直轴向的升降行为，协同旋转平衡电机58调整支撑横杆46的角度，并保持刮刀座4在某一特定的高度位置。借此方式，以控制刮刀座4进行水平轴向旋转与垂直轴向的升降行为，同时使刮印刀41可均衡的接触于软性基材6上。

虽然本发明以前述的较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，所作更动与润饰的等效替换，仍为本发明的权利要求保护范围内。

Claims (6)

1.一种压力反馈式刮刀模块，应用于网印设备刮印一软性基材，其包含：

一刮刀座，该刮刀座包含一支撑横杆，该刮刀座底端配置有一刮印刀，该刮印刀用以接触该软性基材；

一加压部，连接该刮刀座，该加压部用以对该刮刀座施加压力，其中该加压部包含一垂直施压器与一旋转平衡电机，该垂直施压器延伸出一力臂，该旋转平衡电机配置于该力臂的一端以连接于该支撑横杆；

至少两个感压模块，配置于该刮刀座两侧，用以感应该刮印刀接触该软性基材所传递的至少两个压力值并输出对应所述压力值的信号；以及

一压力控制模块，取得所述至少两个感压模块输出的对应所述压力值的信号，并根据所述信号以控制该加压部对该刮刀座的施压，其中该压力控制模块分别控制该垂直施压器对该支撑横杆施加的垂直压力，与控制该旋转平衡电机调整该支撑横杆的角度。

2.如权利要求1所述的压力反馈式刮刀模块，其中所述感压模块为电容式压力感应器、电阻式压力感应器或荷重元。

3.如权利要求1所述的压力反馈式刮刀模块，其中该压力控制模块更存储有至少一预设压力值，并分别将所述压力值与该预设压力值比对。

4.如权利要求1所述的压力反馈式刮刀模块，其中所述旋转平衡电机对该刮刀座施加的压力，使该刮刀座沿水平轴向旋转。

5.如权利要求1所述的压力反馈式刮刀模块，其中所述垂直施压器对该刮刀座施加的压力，使该刮刀座沿垂直轴向移动。

6.如权利要求1所述的压力反馈式刮刀模块，其中该垂直施压器为电动缸、气压缸、油压缸或伺服电机。

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