CN103481644B - 一种具有套印自对准功能的丝网印刷机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有套印自对准功能的丝网印刷机，包括计算机、机架，该机架上设有刮刀、承印台、网版框以及驱动机构；丝网印刷机还包括一对冲孔器和一对分别与网版框连接且分别具有定位孔的定位件；一对冲孔器位于承印台上方且于该网版框两纵向框边外侧在卷筒纸上一次冲出两冲孔；两定位孔分别位于网版框两纵向框边外侧且位于卷筒纸调转方向丝印时的冲孔位置上方；每个定位孔上方设有竖直朝向所述定位孔拍摄的CCD摄像机；所述冲孔器、CCD摄像机连接所述计算机。其优点是:将图像捕捉技术和驱动平台相结合，利用冲孔器在承印物首次印刷时打孔，在后续印刷中利用CCD镜头捕捉承印物的打孔位置从而调整网版框进行自动对位。保证了对位精度，提高了生产效率。

Description

一种具有套印自对准功能的丝网印刷机

技术领域

本发明涉及丝网印刷机技术领域，尤其涉及一种具有套印自对准功能的丝网印刷机。

背景技术

随着技术的发展，丝网印刷因其印刷精度高、质量好，已经广泛应用于LCD、IC封装、PCB印制、包装装潢等各种行业。网版与承印物之间的精密对位，是决定丝网印刷机印刷精度和质量的一个重要因素。现有的半自动丝网印刷机，都采用的是平台固定式结构和手工送料。每次送料时由工人以对版的基准线为参考，再以视觉去粗略判断放置位置进行承印物的放置。这种印刷机的缺陷很明显，操作者的劳动强度大，生产效率低，而且网版和承印物的对位不精确。另外还有一些丝网印刷机采用机械对位方式，在印刷平台上设置定位销等机构作为对位基准，但是这种机械对位的丝网印刷机无法满足高精度、小尺寸承印物的生产需求。

另外，在现有技术中还存在一种通过CCD摄像机和驱动机构来实现自对准方案的丝印机，这种丝印机用CCD摄像机抓取网版框位置以及前次丝印时在承印物上印刷的对位标记（通常为印刷在正常丝印图案的两侧的黑色色块），通过对比网版框和对位标记的相对位置，计算机计算获得精确对准所需要的网版框位移数据，然后控制驱动机构作水平横向移动、水平纵向移动和水平转动，进而带动网版框移动来实现精确对准。相对机械对位和人工对位，这种技术方案对准精确，动作迅速，能够实现自动化套印对准。

但这种技术方案存在以下缺点：由于刮刀的运动和压迫，柔性的网版在每次印刷过中会在长度方向上产生一定量的形变，换而言之，在逐次丝印时，每次印刷的对位标记之间的间距并不是一个恒定不变的固定值，而是随网版形变在一个范围中上下浮动。而网版框基本不存在形变，因此，当通过网版框和对位标记进行对准时，始终会因为网版存在不可克服的印刷变形而出现精度误差。因此并不能满足部分对于精度要求非常高的套印的需求。

发明内容

本发明实施例的目的是针对现有技术结构上的缺点，提出一种具有套印自对准功能的丝网印刷机，通过设置冲孔器在承印物首次印刷时打孔，在后续印刷中利用CCD镜头捕捉承印物的打孔位置从而调整网版框进行自动对位。

为了达到上述发明目的，本发明首先提出的一种具有套印自对准功能的丝网印刷机，是通过以下技术方案实现的:

一种具有套印自对准功能的丝网印刷机，包括计算机、机架，该机架上设有刮刀、承印台、网版框以及驱动机构；所述刮刀位于网版框的上方，所述承印台位于网版框的下方且与网版框间具有容卷筒纸通过的间隙；所述驱动机构位于承印台的下方且经该承印台两侧连接所述网版框，在计算机控制下实现驱动网版框水平横向移动、水平纵向移动和水平转动；其特征在于：所述丝网印刷机还包括一对冲孔器和一对定位件；所述一对冲孔器位于承印台上方且于该网版框两纵向框边外侧在卷筒纸上一次冲出两冲孔；所述一对定位件分别与网版框连接且分别具有定位孔；两定位孔分别位于网版框两纵向框边外侧且位于卷筒纸调转方向丝印时的冲孔位置上方；两定位孔的中心距离等于冲孔器一次冲出的两冲孔的中心距离且定位孔孔径大于所述冲孔孔径；每个定位孔上方设有竖直朝向所述定位孔拍摄的CCD摄像机；所述冲孔器、CCD摄像机连接所述计算机。所述的两个CCD摄像机和一对冲孔器在所述承印台上的投影构成一个虚拟的长方形的四个顶点。

所述定位件上开设有窗口，该窗口上安装有透明板体，所述的定位孔由印刷在该透明板体上的圆环所界定。

另外，本发明还提出的一种具有套印自对准功能的丝网印刷机的对位方法，适用于如上述技术方案所描述的丝网印刷机，该对位方法包括以下步骤：

a、在卷筒纸首次印刷时，冲孔器在卷筒纸的印刷区域附近打孔；

b、在卷筒纸调转方向进行二次印刷前，通过CCD摄像机采集定位孔的实际位置信息以及卷筒纸上打孔的实际位置信息；

c、CCD摄像机将所采集的位置信息传输给计算机，计算机作出运算处理，控制驱动平台进行对位补偿。

在上述技术方案中，网版框的纵向框边指的是：当人站立在丝印机的操作位置并面向丝印机时，该人的前后方向为纵向，而网版框上该方向的框边为纵向框边。换而言之，网版框的纵向框边是垂直于卷筒纸在承印台上的行进方向的。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将图像捕捉技术和驱动平台相结合，利用一对冲孔器在卷筒纸首次印刷时打孔，在后续印刷中利用CCD镜头捕捉卷筒纸的打孔位置从而调整网版框进行自动对位。由于冲孔器是被固定在机架上的，在温度变化不大的场合，二者的间距可视为始终恒定，因此冲孔器在卷筒纸上留下的对位标记（冲孔）之间的间距不会产生改变，从而避免了现有技术中通过印刷标记来进行对准所存在的误差。本发明的丝网印刷机和对位方法能够实现丝网印刷机的全自动对位，利于实现印刷的全自动化，并且在很大程度上保证了对位精度，大大提高了生产效率。

附图说明

通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述，本发明上述特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1为本发明实施例整体结构示意图；

图2为本发明实施例原理示意图；

图3为本发明实施例承印台部分俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-2所示，标号分别表示：

输送架1、第一CCD摄像机2、第一冲孔器3、刮刀4、机架5、网版6、网版框7、第二CCD摄像机8、收料辊9、定位孔10、第二定位件11、控制面板12、第一定位件13、承印台14、第二冲孔器15、驱动机构16、计算机17、立柱18、纵向框边19、卷筒纸行进区域20、冲刀21、。

参见图1-3所示，本实施例中提供一种具有套印自对准功能的丝网印刷机，包括一机架5，该机架5固定设置有计算机17和承印台14，其中计算机17设于机架5下端内部空间中（图1中未示），承印台14上表面水平构成卷筒纸的输送路径。另外，机架5前后设有用于收送卷筒纸的输送机构，其中机架5后端倾斜的设置输送架1，输送架1的前后端分别设立有导向辊；机架5前端设置收料辊9，用于牵引带状卷筒纸。

在承印台14下方，设置有驱动机构16，该驱动机构16为常见的用于带动工件作水平横向运动、水平纵向运动和水平转动方向的运动的装置，其大致原理是通过三个伺服电机驱动运动。驱动机构16上通过四个立柱18从承印台14的两侧连接到网版框7。承印台14的横向侧边上各开设有两个缺口，立柱18一一对应的置于该缺口中，立柱18与承印台14不接触并可在缺口内做一定量的水平移动。由此，驱动机构16能够通过立柱18驱动网版框7做微量的水平横向运动、水平纵向运动和水平转动运动。

该计算机17电性连接驱动机构16并可驱动驱动机构16。网版框7中安装网版6。在网版6的上端，具有刮刀4，刮刀4通过机械臂安装在机架5上部，该机械臂同样受计算机17控制，在计算机17的驱动下与网版6配合对卷筒纸进行印刷作业。

另外，为保证自对准，该丝网印刷机还包括第一CCD摄像机2、第二CCD摄像机8、第一冲孔器3、第二冲孔器15、第二定位件11和第一定位件13。第一CCD摄像机2、第二CCD摄像机8、第一冲孔器3和第二冲孔器15安装在机架5上，而第二定位件11和第一定位件13则设置在网版框上。

其中：

第一冲孔器3和第二冲孔器15分别设于网板框7两个纵向框边19的外侧，第一冲孔器3的冲刀21和第二冲孔器15的冲刀21之间的假象连线与卷筒纸的行进方向平行。第一冲孔器3和第二冲孔器15连接计算机17，并受所述计算机17控制。当丝印时，其上的冲刀21在卷筒纸上连续各印刷区域附近一次性冲出两冲孔，

第二定位件11和第一定位件13大致呈L形，其分别安装于网版框7两纵向边框19上，并水平向外延伸设置。第二定位件11和第一定位件13上均设有定位孔10。在本实施例中，该定位孔10是这样形成的：第二定位件11和第一定位件13上开设一个窗口，该窗口上安装有透明板体（如透明玻璃、透明塑料等等），透明板体上印刷有黑色的圆环，由该圆环界定出定位孔10的形状。

两个定位孔10位于所述承印台14上卷筒纸行进区域20的上方。第一CCD摄像机2设于第一定位件13上方，其镜头正对第一定位件13上的定位孔10；第二CCD摄像机8设于第二定位件11上方，其镜头正对第二定位件11上的定位孔10。第一CCD摄像机2和第二CCD摄像机8的信号输出端电性连接计算机17。

参见图3所示，在上述结构中：

两个定位孔10的中心距离等于第一冲孔器3和第二冲孔器15一次冲出的两冲孔的中心距离，且定位孔10的孔径大于冲孔的孔径。由此，CCD摄像机可通过定位孔完整的抓取到冲孔的外缘轮廓。

第一CCD摄像机2的镜头中心、第二CCD摄像机8的镜头中心、第一冲孔器3的冲刀21的中心、第二冲孔器15的冲刀21的中心在承印台上的投影分别构成一个虚拟的长方形的四个顶点。该虚拟的长方形具有一对平行于卷筒纸行进方向的边，以及一对垂直于卷筒纸行进方向的边。这四条边均位于所述承印台上卷筒纸区域内，且一对平行于卷筒纸行进方向的边应接近卷筒纸的横向边缘。

通过这样的结构，在首次印刷时，第一冲孔器3和第二冲孔器15在每次印刷时在卷筒纸上印刷区域一侧的前后一次冲出一对孔，之后干燥收卷。在二次印刷时，由于放卷使印刷次序颠倒，卷筒纸调转方向丝印，这时位于网版另一侧的第一CCD摄像机2和第二CCD摄像机8可以抓取所对应的定位孔10的轮廓信息，以及透过对应的定位孔10抓取第一冲孔器3和第二冲孔器15之前在卷筒纸上留下的一对孔的位置信息，计算机17可判断冲孔与定位孔10（透明板体上的的黑色圆环）的相对位置偏差，进而计算卷筒纸和网版框7之间的相对位置校准值，进而控制驱动机构16调整网版框7的位置与卷筒纸印刷图案对准。

结合上述装置结构，该具有套印自对准功能的丝网印刷机的对位方法如下：

a、在卷筒纸首次印刷时，第一冲孔器3和第二冲孔器15在卷筒纸的印刷区域附近打孔；

b、在卷筒纸二次印刷前，通过第一CCD摄像机2和第二CCD摄像机8采集定位孔10的实际位置信息以及卷筒纸上打孔的实际位置信息；

c、第一CCD摄像机2和第二CCD摄像机8将所采集的位置信息传输给计算机17，计算机17作出运算处理，控制驱动机构16进行对位补偿。

本发明将图像捕捉技术和驱动平台相结合，利用一对冲孔器在卷筒纸首次印刷时打孔，在后续印刷中利用CCD镜头捕捉卷筒纸的打孔位置从而调整网版框进行自动对位。由于冲孔器是被固定在机架上的，在温度变化不大的场合，二者的间距可视为始终恒定，因此冲孔器在卷筒纸上留下的对位标记（冲孔）之间的间距不会产生改变，从而避免了现有技术中通过印刷标记来进行对准所存在的误差。本发明的丝网印刷机和对位方法能够实现丝网印刷机的全自动对位，利于实现印刷的全自动化，并且在很大程度上保证了对位精度，大大提高了生产效率。

以上通过实施例对于本发明的发明意图和实施方式进行详细说明，但是本发明所属领域的一般技术人员可以理解，本发明以上实施例仅为本发明的优选实施例之一，为篇幅限制，这里不能逐一列举所有实施方式，任何可以体现本发明权利要求技术方案的实施，都在本发明的保护范围内。

需要注意的是，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，在上述实施例的指导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种具有套印自对准功能的丝网印刷机，包括计算机、机架，该机架上设有刮刀、承印台、网版框以及驱动机构；所述刮刀位于网版框的上方，所述承印台位于网版框的下方且与网版框间具有容卷筒纸通过的间隙；所述驱动机构位于承印台的下方且经该承印台两侧连接所述网版框，在计算机控制下实现驱动网版框水平横向移动、水平纵向移动和水平转动；其特征在于：所述丝网印刷机还包括一对冲孔器和一对定位件；所述一对冲孔器位于承印台上方且于该网版框两纵向框边外侧在卷筒纸上一次冲出两冲孔；所述一对定位件分别与网版框连接且分别具有定位孔；两定位孔分别位于网版框两纵向框边外侧且位于卷筒纸调转方向丝印时的冲孔位置上方；两定位孔的中心距离等于冲孔器一次冲出的两冲孔的中心距离且定位孔孔径大于所述冲孔孔径；每个定位孔上方设有竖直朝向所述定位孔拍摄的CCD摄像机；所述冲孔器、CCD摄像机连接所述计算机。

2.根据权利要求1所述的一种具有套印自对准功能的丝网印刷机，其特征在于：两个CCD摄像机和一对冲孔器在所述承印台上的投影构成一个虚拟的长方形的四个顶点。

3.根据权利要求2所述的一种具有套印自对准功能的丝网印刷机，其特征在于：所述定位件上开设有窗口，该窗口上安装有透明板体，所述的定位孔由印刷在该透明板体上的圆环所界定。

4.一种具有套印自对准功能的丝网印刷机的对位方法，其特征在于：适用于如权利要求1-3任意一项所描述的丝网印刷机，该对位方法包括以下步骤：

a、在卷筒纸首次印刷时，冲孔器在卷筒纸的印刷区域附近打孔；

b、在卷筒纸调转方向进行二次印刷前，通过CCD摄像机采集定位孔的实际位置信息以及卷筒纸上打孔的实际位置信息；

c、CCD摄像机将所采集的位置信息传输给计算机，计算机作出运算处理，控制驱动平台进行对位补偿。