CN103407297B - 一种打印介质自动定位机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及打印机或喷绘机领域，旨在解决上述现有技术中的至少一项缺陷，提供一种能够对打印介质进行快速自动定位，提高效率，降低人力成本的打印介质自动定位机构。结构包括：定位平台，多个纵向驱动轮，纵向定位件，多个横向驱动轮，动力机构，用于驱动所述多个纵向驱动轮和多个横向驱动轮转动。所述纵向驱动轮和横向驱动轮在定位平台上交错分布，两者与打印介质接触的支撑点位于同一水平支撑面上，所述支撑面低于纵向定位件的高度。该机构的优点是在生产作业的过程中，通过人工或传送带的方式将平板打印介质放置在定位平台上，该机构即能将打印介质进行自动定位，无需人工对其做进一步的定位调整，大大提高工作效率。

Description

一种打印介质自动定位机构

技术领域

本发明涉及打印机或喷绘机领域，特别是用于对具有一定厚度的平板打印介质进行打印定位的打印介质自动定位机构。

背景技术

平板介质打印机为新型的打印设备，主要用于在陶瓷、木板等平板状的打印介质上进行打印或喷绘图案。由于这种打印介质的特殊性，在连续作业中，打印介质间隔分布在传送机构上，输送至打印机进行逐一打印。对于大型的打印设备，打印机的喷绘装置相对于传送机构的位置是相对固定的，这就需要将打印介质在传送装置上进行精准定位，才能实现打印不会超出界限或留白。

由于被打印的介质多数为方形，所以现有很多简单的做法是在传送机构上设置相互垂直的纵横定位件，通过人工逐一将打印介质放置在传送机构上，通过定位件进行纵横定位。这种结构的优点是简单，无需对设备结构进行大的改动，适用于小型、打印量不大的生产。

但是对于生产量大的设备，每次都靠人工对打印介质进行定位，将耗费大量的人力，而且由于人工定位需要一定时间，传送的效率无法进一步的提高，影响批量生产的效率。

发明内容

本发明旨在解决上述现有技术中的至少一项缺陷，提供一种能够对打印介质进行快速自动定位，提高效率，降低人力成本的打印介质自动定位机构。

本发明设计了一种打印介质自动定位机构，其结构包括：

定位平台，用于支撑平板状打印介质；

多个纵向驱动轮，均匀分布于所述定位平台上，具有一致的驱动方向Y，用于驱动打印介质在定位平台上纵向朝一个方向运动；

纵向定位件，设置在定位平台上、多个纵向驱动轮的一侧，位于驱动方向Y的下游侧；

多个横向驱动轮，均匀分布于所述定位平台上，具有一致的驱动方向X，用于驱动打印介质在定位平台上横向朝一个方向运动；

动力机构，用于驱动所述多个纵向驱动轮和多个横向驱动轮转动；

所述纵向驱动轮和横向驱动轮在定位平台上交错分布，两者与打印介质接触的支撑点位于同一水平支撑面上，所述支撑面低于纵向定位件的高度。

该机构的优点是在生产作业的过程中，通过人工或传送带的方式将平板打印介质放置在定位平台上，该机构即能将打印介质进行自动定位，无需人工对其做进一步的定位调整，大大提高工作效率。其工作过程是将方形的平板介质放置在定位平台上，纵向驱动轮和横向驱动轮能够分别驱动打印介质朝Y和X方向移动。打印介质移动至纵向定位件处，由于支撑面低于纵向定位件的高度，打印介质的Y方向的移动将被限制。方形的打印介质一个方向被限制平动后，在纵向驱动轮和横向驱动轮的共同作用下，将转动至一侧边贴合纵向定位件，形成Y方向的自动定位。在打印的过程中，传送机构是沿X方向传送的，完成Y方向的定位后通过其他结构，如挡板等方式即可实现X方向的定位，从而保证打印或喷绘过程中不会不会超出界限或留白，解决现有技术中存在的缺陷。

为了同时能够实现X方向的定位，简化设备结构，本发明将打印介质在定位平台上同时实现两个方向的定位，上述结构还包括横向定位件，设置在定位平台上、多个横向驱动轮的一侧，位于驱动方向X的下游侧，所述支撑面低于横向定位件的高度。当打印介质放置在定位平台上之后，由于支撑面低于纵向定位件和横向定位件的高度，在打印介质平移至纵向定位件和横向定位件接触时，其Y方向和X方向的移动均将被限制。在纵向驱动轮和横向驱动轮的共同作用下，方形的打印介质将转动至相邻的垂直侧边贴合纵向定位件和横向定位件，从而实现两个方向的定位。

在打印介质两个方向上实现定位之后，打印设备可以将定位平台直接传送至打印机的喷绘机构下进行打印或喷绘。也可以将解除X方向上的横向定位件对打印介质的限制，直接将打印介质传送至喷绘机构下方，由于横向定位件的初始位置是固定的，在传送过程中打印介质X方向的初始位置就是确定的，只需控制打印机传送机构的运动，即可实现在打印的过程中X方向的定位。对于这种运作方式，本发明在所述横向定位件设置一浮动支撑机构，用于控制横向定位件的高度在高于和低于所述支撑面之间升降。所述浮动支撑机构在定位的过程中支撑横向定位件的高度高于所述支撑面，使打印介质能够进行定位。定位完成之后，浮动支撑机构控制横向定位件下降至所述支撑面之下，解除对打印介质的X方向的限制，使打印介质在传送机构上能够沿横向方向传送。

为了提高定位的精准度，简化结构设计，本发明将所述多个纵向驱动轮和多个横向驱动轮在定位平台上阵列分布，形成多排纵向驱动轮组和多列横向驱动轮组，两者相互垂直交错分布。采用排列构成的阵列分布的结构，可以大大减少纵向和横向驱动轮的数量，简化了结构设计，提高了结构稳定性。对于定位的精度来说，驱动轮数量越多，将越难实现同步，个别驱动轮的不同步运作，将导致在定位过程中打印介质不同运动方向的便宜，降低定位的效率，当打印介质摆放的初始位置不合适的时候甚至会影响定位或无法实现定位。由此，结构的简化能够大大降低控制的难度，使得纵向驱动轮或横向驱动轮具有更高的同步性，提高了定位的效率和精准度。

为进一步简化打印介质自动定位机构的结构，减少其重量，所述定位平台呈方框状，由横向框架和纵向框架连接而成；所述每排纵向驱动轮组具有同一横向驱动轴，每根横向驱动轴转动支撑于所述纵向框架上；所述每列横向驱动轮组具有同一纵向驱动轴，每根纵向驱动轴转动支撑于所述横向框架上；所述动力机构驱动所有横向驱动轴同步转动，驱动所有纵向驱动轴同步转动。为了保证定位效率和精准度，所述纵向驱动轮需同步转动，所述横向驱动轮也需同步转动，而纵向驱动轮和横向驱动轮可以同步也可以不同步。采用上述结构主要是进一步提高同步性，在同一纵向驱动轴或横向驱动轴上的纵向驱动轮或横向驱动轮一定是同步转动的，这样就将纵向驱动轮和横向驱动轮的同步简化成控制横向驱动轴或纵向驱动轴的同步，大大提高同步能力。

基于上述理论，本发明进一步改良打印介质自动定位机构的结构，提高纵向驱动轮和横向驱动轮各自的同步性。具体的结构是所述动力机构包括一部纵向驱动电机和一部横向驱动电机；每根横向驱动轴同一侧端部延伸至纵向框架外侧，并连接有纵向从动轮，纵向框架外侧上在多个纵向从动轮之间分布有多个纵向紧张轮和与纵向驱动电机连接的纵向主动轮，一环形纵向驱动带在间隔分布的纵向从动轮和纵向紧张轮之间上下绕过并由纵向主动轮驱动；每根纵向驱动轴同一侧端部延伸至横向框架外侧，并连接有横向从动轮，横向框架外侧上在多个横向从动轮之间分布有多个横向紧张轮和与横向驱动电机连接的横向主动轮，一环形横向驱动带在间隔分布的横向从动轮和横向紧张轮之间上下绕过并由横向主动轮驱动。通过统一的纵向驱动电机或横向驱动电机结合纵向驱动带或横向驱动带来带动上述横向驱动轴或纵向驱动轴同步转动，进一步提高同步性。通过纵向或横向的紧张轮的调整，可以进一步保证纵向或横向驱动带的驱动稳定性，为同步性提供保障。

为了防止纵向驱动轮和横向驱动轮在同步转动的情况下，打印介质会沿45°方向行进，该角度将会使打印介质X和Y方向受力基本相等，不利于打印介质的快速定位。因此，本发明所述纵向驱动轮与横向驱动轮驱动打印介质行进速度不同，即纵向驱动轮与横向驱动轮不同步，这样在打印介质收到纵向或横向定位件阻挡的情况下，能够迅速转动至侧边与之贴合，形成定位。

由于打印的时候打印介质是沿X方向行进的，所以本发明设计打印介质向纵向定位件运动的速度高于向横向定位件运动的速度，由此设计所述纵向驱动轮直径大于横向驱动轮，一般为其直径的1.5~3倍。当横向驱动轴和纵向驱动轴转速相同的时候，打印介质Y方向的运动速度高于X方向运动的速度，即先接触纵向定位件进行纵向定位，然后再接触横向定位件进行横向定位。

当打印介质接触纵向定位件后，由于纵向驱动轮还在持续的转动，此时为了能够快速的朝横向定位件移动，本专利将所述纵向驱动轮设计成圆缺轮，转动至缺口平面时，纵向驱动轮不与打印介质接触，即在该情况下，仅由横向驱动轮支撑打印介质，带动其向X方向行进。

考虑到纵向驱动轮和横向驱动轮的相对转速及其直径的比例，结合定位平台的长宽比和打印介质的尺寸，本发明所述圆缺轮的中心角优选在200°~340°之间。这种圆缺轮即能够将打印介质快速的平移至与纵向定位件接触，又能够使横向驱动轮驱动其沿X方向移动，结合圆缺轮的间接性驱动，形成转动，从而快速使打印介质的侧边贴合纵向定位件或横向定位件。

综上所述，本发明通过在定位平台上设置纵横交错的驱动轮，驱动打印介质横向或纵向运动至定位件处进行定位，结构简单，定位精准，放置打印介质时可以十分随意，无需人工对其进行定位调整，适合大批量工业化作业。本专利还结合纵横向驱动轮的相对转速、直径的比例、定位平台的长宽比和打印介质的尺寸等参数，对结构做进一步的优化改良，使该自动定位机构能够更加高效、精准的对打印介质进行，进一步提高作业效率。相对于现有技术中通过人工定位、激光定位、电机控制定位或机械手定位等方式，具有突出的实质性特点和显著的进步。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图。

图2为图1的后视图。

图3为图1的侧视图。

图4为实施例1纵向驱动轮结构示意图。

图5为纵向驱动轮驱动原理状态图一。

图6为纵向驱动轮驱动原理状态图二。

图7为实施例1的工作原理图状态图一。

图8为实施例1的工作原理图状态图二。

图9为实施例1的工作原理图状态图三。

图10为实施例1的工作原理图状态图四。

具体实施方式

以下结合上述附图举例对本专利做进一步的说明。实施例用于示例说明所采用的上述附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1所示的打印介质自动定位机构，设置在陶瓷打印机的传送装置（图中未示出）上，包括一定位平台100，呈方框状，由横向框架101和纵向框架102连接而成。用于支撑平板状打印介质，即陶瓷基板，该装置能够将陶瓷基板在定位平台100上实现自动定位，保证在陶瓷基板上喷绘图案的过程中，墨水不会溢出或在陶瓷基板上留白。

所述定位平台100上设置三排纵向驱动轮组，每排包括等距分布的三个纵向驱动轮200，形成3×3矩阵分布的纵向驱动轮，还设置四列横向驱动轮组，每列包括等距分布的四个横向驱动轮300，形成4×4矩阵分布的横向驱动轮。所述驱动轮上设有胶层或橡胶圈，用于提高摩擦力。所述每排纵向驱动轮组具有同一横向驱动轴201，每根横向驱动轴201转动支撑于所述纵向框架102上。所述每列横向驱动轮组具有同一纵向驱动轴301，每根纵向驱动轴301转动支撑于所述横向框架101上。

所述动力机构驱动所有横向驱动轴201同步转动，使所述均匀分布的纵向驱动轮200同步转动，具有一致的驱动方向Y，用于驱动打印介质在定位平台上纵向朝一个方向运动。驱动所有纵向驱动轴301同步转动，使所述均匀分布的横向驱动轮300同步转动，具有一致的驱动方向X，用于驱动打印介质在定位平台上横向朝一个方向运动。

所述定位平台100还包括一纵向定位件400和一横向定位件500，所述纵向定位件400设置在纵向驱动轮200的一侧，位于驱动方向Y的下游侧，横向定位件500设置在横向驱动轮300的一侧，位于驱动方向X的下游侧。所述下游侧指的是驱动轮转动驱动打印介质朝一个方向运动的终端，结合图中纵向驱动轮200和横向驱动轮300转动方向可以理解。所述纵向驱动轮200和横向驱动轮300在定位平台100上交错分布，两者与打印介质接触的支撑点位于同一水平支撑面上，所述支撑面低于纵向定位件400和横向定位件500的高度，由此当打印介质被纵向驱动轮200和横向驱动轮300支撑并驱动时，运动至边缘将会被纵向定位件400和横向定位件500所阻挡。

结合图2和图3可以进一步了解上述自动定位机构的同步驱动结构，所述动力机构包括一部纵向驱动电机700和一部横向驱动电机600。每根纵向驱动轴301同一侧端部延伸至横向框架101外侧，并连接有横向从动轮302，横向框架101外侧上在多个横向从动轮302之间分布有多个横向紧张轮603和与横向驱动电机600连接的横向主动轮602，一环形横向驱动带601在间隔分布的横向从动轮302和横向紧张轮603之间上下绕过并由横向主动轮602驱动。同理，每根横向驱动轴201同一侧端部延伸至纵向框架102外侧，并连接有纵向从动轮，纵向框架102外侧上在多个纵向从动轮之间分布有多个纵向紧张轮和与纵向驱动电机700连接的纵向主动轮，一环形纵向驱动带701在间隔分布的纵向从动轮和纵向紧张轮之间上下绕过并由纵向主动轮驱动。通过上下调节紧张轮的位置，能够调节驱动带的紧张程度，保证驱动电机能够带动所有驱动轴同步转动。

从上述附图可以看出，所述纵向驱动轮200直径大于横向驱动轮300，为其2倍大小。结合图4，本实施例所述纵向驱动轮200采用圆缺轮，其中心角a在为280°。采用这种结构纵向驱动轮200，在转动的过程中，纵向驱动轮200和横向驱动轮300在打印介质800上的支撑点在同一支撑面o上，纵向驱动轮200转动至缺口平面时，纵向驱动轮200缺口平面低于支撑面o，不与打印介质800接触。从图5和图6可以进一步了解该工作过程，由于纵向驱动轮200直径大于横向驱动轮300，当横向驱动轴201和纵向驱动轴301转速相同的时候，打印介质800Y方向的运动速度高于X方向运动的速度，即先接触纵向定位件400进行纵向定位，如图5所示,。当打印介质800接触纵向定位件400后，由于纵向驱动轮200还在持续的转动，纵向驱动轮200转动至缺口平面时，纵向驱动轮200不与打印介质接触，如图6所示，即在该情况下，仅由横向驱动轮300支撑打印介质800，带动其向X方向行进。

打印介质800在定位平台100上的定位过程结合图7至图10所示，首先，将方形或矩形的打印介质800放置在定位平台100的纵向驱动轮200和横向驱动轮300上，可以无需进行定位，随意摆放，如图7所示。驱动轮的转动支撑打印介质800在定位平台100上移动，由于纵向驱动轮200直径大于横向驱动轮300，所以打印介质800朝Y方向的运动速度快于X方向，一般情况下，先接触纵向定位件400，如图8所示。由于驱动轮的持续转动，并且纵向驱动轮200和横向驱动轮300的相对驱动速度和纵向驱动轮200为圆缺轮，因此打印介质800XY方向的运动将不平衡，由此使打印介质800转动，如图中箭头所示。该转动运动将持续至打印介质800的一侧板贴紧纵向定位件400位置，如图9所示。打印介质800在纵向驱动轮200的驱动下，将保持该贴合状态，同时由横向驱动轮300驱动朝X方向平移，如图中箭头所示。最后移动至打印介质800的另一侧边与横向定位件500贴合，形成最终的定位，如图10所示。

从上述工作过程说明可以看出，在一开始摆放打印介质800的时候，对摆放位置、方向无特别要求，放置后即无需人工继续干预，所述打印介质自动定位机构将自动实现打印介质800在定位平台100上的自动对准。定位之后通过打印机的传送机构将该机构直接传送至喷绘头下方进行打印或喷绘，该过程十分简单、方便，定位效率高，可以适用于大批量工业化作业。

实施例2

本实施例的结构为在实施例1的基础上做进一步的改良，相同的部件不再赘述。其区别是所述横向定位件具有一浮动支撑机构，用于控制横向定位件的高度在高于和低于所述支撑面之间升降。由于打印机的传送机构一般的传送方向是横向，即与所述X方向同向，上述改良机构是为了在实现定位后，能够解除X方向上的横向定位件对打印介质的限制，直接将打印介质传送至喷绘机构下方，由于横向定位件的初始位置是固定的，在传送过程中打印介质X方向的初始位置就是确定的，只需控制打印机传送机构的运动，即可实现在打印的过程中X方向的定位。所述浮动支撑机构在定位的过程中支撑横向定位件的高度高于所述支撑面，使打印介质能够进行定位。定位完成之后，浮动支撑机构控制横向定位件下降至所述支撑面之下，解除对打印介质的X方向的限制，使打印介质在传送机构上能够沿横向方向传送。

实施例3

本实施例是控制上的改进，可以基于上述实施例1或2的基本结构实现。在定位过程中，为了防止纵向驱动轮和横向驱动轮在同步转动的情况下，打印介质会沿45°方向行进，该角度将会使打印介质X和Y方向受力基本相等，不利于打印介质的快速定位。因此，本发明所述纵向驱动轮与横向驱动轮驱动打印介质行进速度不同，即纵向驱动轮与横向驱动轮不同步，这样在打印介质收到纵向或横向定位件阻挡的情况下，能够迅速转动至侧边与之贴合，形成定位。

上述附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1. 一种打印介质自动定位机构，包括用于支撑平板状打印介质的定位平台，其特征在于包括：

多个纵向驱动轮，均匀分布于所述定位平台上，具有一致的驱动方向Y，用于驱动打印介质在定位平台上纵向朝一个方向运动；

纵向定位件，设置在定位平台上、多个纵向驱动轮的一侧，位于驱动方向Y的下游侧；

多个横向驱动轮，均匀分布于所述定位平台上，具有一致的驱动方向X，用于驱动打印介质在定位平台上横向朝一个方向运动；

动力机构，用于驱动所述多个纵向驱动轮和多个横向驱动轮转动；

所述纵向驱动轮和横向驱动轮在定位平台上交错分布，两者与打印介质接触的支撑点位于同一水平支撑面上，所述支撑面低于纵向定位件的高度。

2. 根据权利要求1所述的打印介质自动定位机构，其特征在于还包括：

横向定位件，设置在定位平台上、多个横向驱动轮的一侧，位于驱动方向X的下游侧，所述支撑面低于横向定位件的高度。

3. 根据权利要求2所述的打印介质自动定位机构，其特征在于所述横向定位件具有一浮动支撑机构，用于控制横向定位件的高度在高于和低于所述支撑面之间升降。

4. 根据权利要求1所述的打印介质自动定位机构，其特征在于所述多个纵向驱动轮和多个横向驱动轮在定位平台上阵列分布，形成多排纵向驱动轮组和多列横向驱动轮组，两者相互垂直交错分布。

5. 根据权利要求4所述的打印介质自动定位机构，其特征在于：

所述定位平台呈方框状，由横向框架和纵向框架连接而成；

所述每排纵向驱动轮组具有同一横向驱动轴，每根横向驱动轴转动支撑于所述纵向框架上；

所述每列横向驱动轮组具有同一纵向驱动轴，每根纵向驱动轴转动支撑于所述横向框架上；

所述动力机构驱动所有横向驱动轴同步转动，驱动所有纵向驱动轴同步转动。

6. 根据权利要求1~5任一项所述的打印介质自动定位机构，其特征在于所述纵向驱动轮直径大于横向驱动轮。

7. 根据权利要求6所述的打印介质自动定位机构，其特征在于所述纵向驱动轮为圆缺轮，转动至缺口平面时，纵向驱动轮不与打印介质接触。

8. 根据权利要求7所述的打印介质自动定位机构，其特征在于所述圆缺轮的中心角在200°~340°之间。

9. 根据权利要求2~5任一项所述的打印介质自动定位机构，其特征在于所述纵向驱动轮与横向驱动轮驱动打印介质行进速度不同。