CN104129162B - 一种智能标记印线机以及采用该设备的自动化印线工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是一种智能标记印线机以及采用该设备的自动化印线工艺，该印线机包括一机台、与该机台相适配设置的输送带、一设置在该机台上用于印制线条的印线组件、一烘干装置以及一收料堆栈装置。本发明通过视频摄像头进行视觉自动定位，并结合设置在控制器中的印刷参数，自动对承印物进行定位和生成喷墨轨迹，然后通过印线组件全自动化地完成喷墨印线作业，并且自动地将承印物进行烘干、收集处理，使整个作业流程实现智能化、自动化操作。

Description

一种智能标记印线机以及采用该设备的自动化印线工艺

技术领域

本发明涉及的是机械设备制造领域，更具体地说是一种智能标记印线机以及采用该设备的自动化印线工艺。

背景技术

丝网印刷机是利用丝网印版施印的机器，属于印刷机的一种，它用于印刷文字和图像，是生产印刷品的机器或设备的总称，丝网印刷机已经在图文、鞋业、服装、箱包、瓷砖、玻璃等行业平面型材质的印花加工或者大面积印花加工中得到广泛的应用。

丝网印刷机的工作原理：首先，经过传动机构传递动力，让刮墨板在运动中挤压油墨和丝网印版，使丝网印版与承印物形成一条压印线，由于丝网具有张力N1与N2，对刮墨板产生力F2，回弹力使丝网印版除压印线外都不与承印物相接触，油墨在刮墨板的挤压力F1作用下，通过网孔，从运动着的压印线漏印到承印物上，完成印刷作业。在印刷过程中，丝网印版与刮墨板进行相对运动，挤压力F1和回弹力F2也随之同步移动，丝网在回弹力作用下，及时回位与承印物脱离接触，以免把印迹蹭脏，即丝网在印刷过程中，不断处于变形和回弹之中。

目前，丝网印刷机一般分为手动式丝网印刷机、半自动丝网印刷机、自动印刷机以及丝网印刷联动机，手动式丝网印刷机一般由铰链支承、承印平台和丝网版组成，全部动作由手工操作完成；半自动丝网印刷机在印刷时，各种动作实现部分自动化，一般称刮墨、匀墨和丝网版框自动的为1/4自动丝网印刷机，称刮墨、匀墨、丝网版框和承印物吸附都自动的为1/2自动丝网印刷机，此外，承印物送入也能自动的称为3/4自动丝网印刷机；而自动丝网印刷机是在3/4自动丝网印刷机的前后分别加上自动印件升降、输送、烘干和收件堆集机构的印刷机，其印刷速度比半自动印刷机明显提高；而丝网印刷联动机是由几组印刷、烘干装置以及烫金、压痕、敷膜、模切等装置串联而成，整机可用计算机控制，并且可印刷多色印刷品，效率高、功能全的丝网印刷机型。

但是随着科技的不断发展，这类的丝网印刷机遇到了很大的技术瓶颈，首先，它在印刷作业时都是需要定制丝网版，而且印刷不同的图案或线条时，都需要定制出专门的丝网版；其次，其印刷精度取决于人工换料以网板的刮墨精度，不确定性非常高；第三，丝网印刷作业时由于采用刮墨技术，所以油墨的耗材比较大，且每次印刷完，原材料和油墨残留物都需要清洗，不仅浪费而且不环保；第四，设备对承印物的定位要求非常高，放料时都需要进行对位，有人工对位，也有机器自动对位，如果位置出现偏移就会使整个承印物的印刷质量受到影响，一旦出现位置偏差都必需及时进行调整，所以该设备对检测岗位的工作要求必须非常严格；第五，印刷效率低，即使自动化最好的丝网印刷联动机，其印刷速率也不会超过1500印/小时，且当遇到复杂图形或线条时，还会出现油墨印迹被蹭等现象，严重影响印刷精度和印刷效率。

发明内容

本发明公开的是一种智能标记印线机以及采用该设备的自动化印线工艺,其主要目的在于克服现有技术存在的上述不足和缺点，提供一种全新理念和技术工艺的印线机，解决现有丝网印刷机存在的所有技术瓶颈，彻底地改变传统丝网印刷机的设计结构和工作原理。

本发明采用的技术方案如下：

一种智能标记印线机，它包括一机台、与该机台相适配设置的输送带、一设置在该机台上用于印制线条的印线组件、一烘干装置以及一收料堆栈装置，其中：所述印线组件包括一设置在机台上的支撑台、一装设在该支撑台上的支撑架、一固定装设在该支撑架上用于位置定位的视频摄像头、一装设在该支撑架上并可移动的喷枪装置、一装设在该支撑台上用于带动所述喷枪装置沿X轴方向移动的X轴传动装置、一带动该喷枪装置沿Y轴方向移动的Y轴传动装置以及一用于控制所述印线组件工作的控制器，该控制器分别与所述视频摄像头、喷枪装置、X轴传动装置以及Y轴传动装置控制连接。

更进一步，所述印线组件的工作区域所对应的输送带下方设置有一用于为该输送带提供背光源的照明装置，且所述输送带的材质为透光材质。

更进一步，所述输送带上设置有用于标志位置的网格。

更进一步，所述照明装置为一提供白色或其它颜色光源的LED灯。

更进一步，所述喷枪装置包括一喷枪头以及与该喷枪头配合设置的油墨盒，所述油墨盒上设有相互连通的送油口与喷油口，该送油口通过一连接管与提供油墨的油墨源相连通，所述喷油口与所述喷枪头相连通，且所述喷油口中的油墨从该喷枪头喷出；所述喷油口上连接设有一高压气管，该高压气管上设有一电磁阀。

更进一步，所述电磁阀利用其开、关功能控制该高压气管为所述喷油口提供间隔式的高压气体，该高压气体将所述喷油口中的油墨挤出并从该喷枪头喷出形成油墨点，配合所述喷枪头的快速移动，该间隔式的油墨点形成一条完整的喷墨轨迹。

更进一步，所述喷枪装置的原始启动位置上固定设置有一用于除去该喷枪装置上残留油墨的刮墨装置，所述刮墨装置包括：一内部中空且呈锥台型的环形刮台，该环形刮台与所述喷枪装置相配合设置，所述环形刮台的上部为一软性刮圈，该环形刮台的下方设有一油墨收集盘，该油墨收集盘通过连接管与提供油墨的油墨源相连通。

更进一步，所述环形刮圈的上端处在同一水平面上，且该环形刮圈的纵向截面呈一锥形状。

更进一步，所述X轴传动装置包括沿X轴方向设置的第一同步带、用于驱动该第一同步带的第一伺服电机、第一滑块以及第一滑轨，所述第一滑轨固定装设在所述支撑台上，该第一同步带配合装设在第一滑轨上，且所述第一滑块与所述第一同步带连接，该第一滑块可滑动地装设在所述第一滑轨上，所述支撑架装设在该第一滑块上，且支撑架沿所述输送带上方的方向延伸；所述Y轴传动装置包括沿Y轴方向设置的第二同步带、用于驱动该第二同步带的第二伺服电机、第二滑块以及第二滑轨，所述第二滑轨固定装设在所述支撑架上，该第二同步带配合装设在第二滑轨上，且所述第二滑块与所述第二同步带连接，该第二滑块可滑动地装设在所述第二滑轨上，所述喷枪装置固定装设在所述第二滑块上。

一种采用上述设备的自动化印线工艺，其特征在于：所述印线工艺包括以下具体步骤：

步骤一：使用送料设备将所需要印制线条的承印物自动运送到所述输送带上；

步骤二：所述输送带将承印物运送到所述印线组件的工作区域，设置在该输送带下方的背光源由下往上地照射输送带，使承印物与输送带可以很明显地区分开，然后通过所述视频摄像头将该承印物的位置、形状等定位信息分类采集，并传送到该控制器中进行处理，得到喷墨轨迹的控制信号；

步骤三：所述控制器根据步骤二得到的喷墨轨迹的控制信号，控制所述印线组件对该承印物进行喷墨作业，该喷墨作业包括以下具体步骤：

1）控制器控制所述印线组件启动，该喷枪装置的喷枪头从所述环形刮台由中间向外部移动，该软性刮圈将喷枪头上的残留油墨刮除，然后所述喷枪装置根据喷墨轨迹的控制信号，对承印物进行喷墨印线作业；

2）所述喷枪装置上的电磁阀利用其开、关功能控制该高压气管为所述喷油口提供间隔式的高压气体，该高压气体将所述喷油口中的油墨挤出并从该喷枪头喷出形成油墨点，然后通过喷枪头的移动，最终该间隔式的所有油墨点形成完整的喷墨印线；

3）完成步骤2）的喷墨印线后，该喷枪装置的喷枪头往原始启动位置回位，在回位过程中，该喷枪头从所述环形刮台外部向中间移动，该软性刮圈将喷枪头上的残留油墨刮除，喷枪装置回归原始启动位置，完成喷墨印线作业；

步骤四：将步骤三完成喷墨作业的承印物通过输送带运送到所述烘干装置并进行烘干，然后通过收料堆栈装置进行最后的承印物的收集，完成整个作业过程。

通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明通过视频摄像头进行视觉自动定位，并结合设置在控制器中的印刷参数，自动对承印物进行定位和生成喷墨轨迹，然后通过印线组件全自动化地完成喷墨印线作业，并且自动地将承印物进行烘干、收集处理，使整个作业流程在完成时实现智能化、自动化。

2.本发明的印线组件其工作原理和结构设计完全改变了传统丝网印刷机的设计理念和结构特点，该印刷组件以伺服驱动、滚珠丝杆传动为主的高精度运动结构，实现了喷墨印线的高精度化，并且其喷枪装置采用电磁阀控制的高压气管为所述喷油口提供间隔式的高压气体，该高压气体将所述喷油口中的油墨挤出并从该喷枪头喷出形成油墨点，然后通过喷枪头的高速移动，最终该间隔式的所有油墨点形成完整的喷墨印线。本发明的设计理念和结构特点完全脱离对网版的要求，所形成的喷墨印线是由无数个间隔分布的小喷墨点组成，精度达到mm级的要求，可达0.2mm的精准度，且其喷枪装置在完成每一次的作业时都要先后两次经过刮墨装置进行对其残留油墨的清除，提高了喷墨印线的精确度，所以本发明的印线组件不仅不会出现行业中的蹭墨问题，而且其印线轨迹的精度达到了革命性、飞跃性地提高。

3、本发明的油墨耗材仅按照喷墨点的面积来计算，所以其耗材率几乎为零，且其无网版设置的结构，避免了原料污染和清洗污染，使设备更加环保。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明喷枪装置的简单结构示意图。

图3是本发明刮墨装置的简单结构示意图。

图4是采用本发明设备进行自动化印线的工艺流程图。

具体实施方式

下面参照附图来进一步地说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2及图3如示，一种智能标记印线机，它包括一机台1、与该机台1相适配设置的输送带2、一设置在该机台1上用于印制线条的印线组件、一烘干装置4以及一收料堆栈装置5，其中：所述印线组件包括一设置在机台上的支撑台31、一装设在该支撑台31上的支撑架32、一固定装设在该支撑架32上用于位置定位的视频摄像头33、一装设在该支撑架32上并可移动的喷枪装置34、一装设在该支撑台31上用于带动所述喷枪装置34沿X轴方向移动的X轴传动装置35、一带动该喷枪装置34沿Y轴方向移动的Y轴传动装置36以及一用于控制所述印线组件工作的控制器6，该控制器6分别与所述视频摄像头33、喷枪装置34、X轴传动装置35以及Y轴传动装置36控制连接。

所述X轴传动装置35包括沿X轴方向设置的第一同步带351、用于驱动该第一同步带351的第一伺服电机352、第一滑块353以及第一滑轨354，所述第一滑轨354固定装设在所述支撑台31上，该第一同步带351配合装设在第一滑轨354上，且所述第一滑块353与所述第一同步带351连接，该第一滑块353可滑动地装设在所述第一滑轨354上，所述支撑架32装设在该第一滑块353上，且支撑架32沿所述输送带2上方的方向延伸。

所述Y轴传动装置36包括沿Y轴方向设置的第二同步带361、用于驱动该第二同步带361的第二伺服电机362、第二滑块363以及第二滑轨364，所述第二滑轨364固定装设在所述支撑架32上，该第二同步带361配合装设在第二滑轨364上，且所述第二滑块363与所述第二同步带361连接，该第二滑块363可滑动地装设在所述第二滑轨364上，所述喷枪装置34固定装设在所述第二滑块363上。

如图1、图2及图3所示，所述印线组件的工作区域所对应的输送带2下方设置有一用于为该输送带提供背光源的照明装置，该照明装置为一提供白色或其它颜色光源的LED灯7，且所述输送带2的材质为透光的且具有用于标志位置的网格结构的输送带，通过照明装置照射透光的输送带2，使输送带2与其上的承印物得到区分，特别是当承印物的颜色与输送带2一样时，这样视频摄像头33才可以清晰准确地确认和采集输送带2上的承印物的位置、形状等定位信息，为控制器提供准确的数据参数。

如图1、图2及图3所示，所述喷枪装置34的原始启动位置上固定设置有一用于除去该喷枪装置34上残留油墨的刮墨装置8，所述喷枪装置34包括一喷枪头341以及与该喷枪头341配合设置的油墨盒342，所述油墨盒342上设有相互连通的送油口3421与喷油口3422，该送油口3421通过一连接管与提供油墨的油墨源（图中未画出）相连通，所述喷油口3422与所述喷枪头341相连通，且所述喷油口3422中的油墨从该喷枪头341喷出；所述喷油口3422上连接设有一高压气管3423，该高压气管3423上设有一电磁阀3424，所述电磁阀3424利用其开、关功能控制该高压气管3423为所述喷油口3422提供间隔式的高压气体，该高压气体将所述喷油口3422中的油墨挤出并从该喷枪头341喷出形成油墨点，配合所述喷枪头341的快速移动，该间隔式的油墨点形成一条完整的喷墨轨迹。

如图1、图2及图3所示，所述刮墨装置8包括：一内部中空且呈锥台型的环形刮台81，该环形刮台81与所述喷枪装置34相配合设置，所述环形刮台81的上部为一软性刮圈811，该环形刮台81的下方设有一油墨收集盘812，该油墨收集盘812通过连接管与提供油墨的油墨源相连通，用于回收油墨。所述环形刮圈811的上端处在同一水平面上，且该环形刮圈811的纵向截面呈一锥形状。该喷枪装置34的喷枪头341在进行每一次的喷墨印线作业时，都需要先、后两次与所述环形刮圈811进行刮墨处理，首先启动时，喷枪头341先从环形刮圈811的中间位置向外部移动，然后与环形刮圈811进行刮墨处理；最后喷墨印线结束后，喷枪头341从环形刮圈811的外部向其中间位置移动，经过环形刮圈811时，再次进行刮墨处理，使喷枪头341上的残留油墨得到清除，提高其喷墨印线的精准度。

如图4所示，一种采用上述智能标记印线机的自动化印线工艺，所述印线工艺包括以下具体步骤：

步骤一：使用送料设备或手工送料，将所需要印制线条的承印物放置到所述输送带2上；

步骤二：对承印物进行定位及产生喷墨轨迹控制信号，所述输送带2将承印物运送到所述印线组件的工作区域，设置在该输送带2下方的背光源由下往上地照射输送带2，使承印物与输送带2可以很明显地区分开，然后通过所述视频摄像头33将该承印物的位置、形状等定位信息分类采集，并传送到该控制器6中进行处理，控制器6结合输入的喷墨参数，得到喷墨轨迹的控制信号；

步骤三：所述控制器6根据步骤二得到的喷墨轨迹的控制信号，控制所述印线组件对该承印物进行喷墨作业，该喷墨作业包括以下具体步骤：

1）控制器6控制所述印线组件启动，该喷枪装置34的喷枪头341从所述环形刮台81由中间向外部移动，该软性刮圈811将喷枪头341上的残留油墨刮除，然后所述喷枪装置34根据喷墨轨迹的控制信号，对承印物进行喷墨印线作业；

2）所述喷枪装置34上的电磁阀3424利用其开、关功能控制该高压气管3423为所述喷油口3422提供间隔式的高压气体，该高压气体将所述喷油口3422中的油墨挤出并从该喷枪头341喷出形成油墨点，然后通过喷枪头的高速移动，最终该间隔式的所有油墨点形成完整的喷墨印线；

3）完成步骤2）的喷墨印线后，该喷枪装置34的喷枪头341往原始启动位置回位，在回位过程中，该喷枪头341从所述环形刮台81外部向中间移动，该软性刮圈811将喷枪头341上的残留油墨刮除，喷枪装置34回归原始启动位置，完成喷墨印线作业；

步骤四：对完成喷墨印线的承印物进行烘干和收集，将步骤三完成喷墨作业的承印物通过输送带2运送到所述烘干装置4并进行烘干，然后通过收料堆栈装置5进行最后的承印物的收集，完成整个作业过程。

下表为本发明的设备与现有设备的各项数据的对比

本发明通过视频摄像头进行视觉自动定位，并结合设置在电脑中的印刷参数，自动对承印物进行定位和生成喷墨轨迹，然后通过印线组件全自动化地完成喷墨印线作业，并且自动地将承印物进行烘干、收集处理，使整个作业流程在完成时实现智能化、自动化。

本发明的印线组件其工作原理和结构设计完全改变了传统丝网印刷机的设计理念和结构特点，该印刷组件以伺服驱动、滚珠丝杆传动为主的高精度运动结构，实现了喷墨印线的高精度化，并且其喷墨装置采用电磁阀控制该高压气管为所述喷油口提供间隔式的高压气体，该高压气体将所述喷油口中的油墨挤出并从该喷枪头喷出形成油墨点，然后通过喷枪头的高速移动，最终该间隔式的所有油墨点形成完整的喷墨印线。本发明的设计理念和结构特点完全脱离对网版的要求，所形成的喷墨印线是由无数个间隔分布的小喷墨点组成，且其喷枪装置在完成每一次的作业时都要先后两次经过刮墨装置进行对其残留油墨的清除，所以本发明的印线组件不仅不会出现行业中的蹭墨问题，而且其印线轨迹的精度达到了飞跃性地提高。本发明的油墨耗材仅按照喷墨点的面积来计算，所以其耗材率几乎为零，且其无网版设置的结构，避免了原料污染和清洗污染，使设备更加环保。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不仅局限于此，凡是利用此构思对本发明进行非实质性地改进，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (8)

1.一种智能标记印线机，其特征在于：它包括一机台、与该机台相适配设置的输送带、一设置在该机台上用于印制线条的印线组件、一烘干装置以及一收料堆栈装置，其中：所述印线组件包括一设置在机台上的支撑台、一装设在该支撑台上的支撑架、一固定装设在该支撑架上用于位置定位的视频摄像头、一装设在该支撑架上并可移动的喷枪装置、一装设在该支撑台上用于带动所述喷枪装置沿X轴方向移动的X轴传动装置、一带动该喷枪装置沿Y轴方向移动的Y轴传动装置以及一用于控制所述印线组件工作的控制器，该控制器分别与所述视频摄像头、喷枪装置、X轴传动装置以及Y轴传动装置控制连接；

所述印线组件的工作区域所对应的输送带下方设置有一用于为该输送带提供背光源的照明装置，且所述输送带的材质为透光材质；

所述喷枪装置包括一喷枪头以及与该喷枪头配合设置的油墨盒，所述油墨盒上设有相互连通的送油口与喷油口，该送油口通过一连接管与提供油墨的油墨源相连通，所述喷油口与所述喷枪头相连通，且所述喷油口中的油墨从该喷枪头喷出；所述喷油口上连接设有一高压气管，该高压气管上设有一电磁阀。

2.根据权利要求1所述的一种智能标记印线机，其特征在于：所述输送带上设置有用于标志位置的网格。

3.根据权利要求1所述的一种智能标记印线机，其特征在于：所述照明装置为一提供白色或其它颜色光源的LED灯。

4.根据权利要求1所述的一种智能标记印线机，其特征在于：所述电磁阀利用其开、关功能控制该高压气管为所述喷油口提供间隔式的高压气体，该高压气体将所述喷油口中的油墨挤出并从该喷枪头喷出形成油墨点，配合所述喷枪头的快速移动，间隔式的油墨点形成一条完整的喷墨轨迹。

5.根据权利要求1所述的一种智能标记印线机，其特征在于：所述喷枪装置的原始启动位置上固定设置有一用于除去该喷枪装置上残留油墨的刮墨装置，所述刮墨装置包括：一内部中空且呈锥台型的环形刮台，该环形刮台与所述喷枪装置相配合设置，所述环形刮台的上部为一软性刮圈，该环形刮台的下方设有一油墨收集盘，该油墨收集盘通过连接管与提供油墨的油墨源相连通。

6.根据权利要求5所述的一种智能标记印线机，其特征在于：所述环形刮圈的上端处在同一水平面上，且该环形刮圈的纵向截面呈一锥形状。

7.根据权利要求1所述的一种智能标记印线机，其特征在于：所述X轴传动装置包括沿X轴方向设置的第一同步带、用于驱动该第一同步带的第一伺服电机、第一滑块以及第一滑轨，所述第一滑轨固定装设在所述支撑台上，该第一同步带配合装设在第一滑轨上，且所述第一滑块与所述第一同步带连接，该第一滑块可滑动地装设在所述第一滑轨上，所述支撑架装设在该第一滑块上，且支撑架沿所述输送带上方的方向延伸；所述Y轴传动装置包括沿Y轴方向设置的第二同步带、用于驱动该第二同步带的第二伺服电机、第二滑块以及第二滑轨，所述第二滑轨固定装设在所述支撑架上，该第二同步带配合装设在第二滑轨上，且所述第二滑块与所述第二同步带连接，该第二滑块可滑动地装设在所述第二滑轨上，所述喷枪装置固定装设在所述第二滑块上。

8.一种采用所述权利要求5或6中任意一项所述的智能标记印线机的自动化印线工艺，其特征在于：所述印线工艺包括以下具体步骤：

步骤一：使用送料设备将所需要印制线条的承印物自动运送到所述输送带上；

步骤二：所述输送带将承印物运送到所述印线组件的工作区域，设置在该输送带下方的背光源由下往上地照射输送带，使承印物与输送带可以很明显地区分开，然后通过所述视频摄像头将该承印物的位置、形状定位信息分类采集，并传送到该控制器中进行处理，得到喷墨轨迹的控制信号；

步骤三：所述控制器根据步骤二得到的喷墨轨迹的控制信号，控制所述印线组件对该承印物进行喷墨作业，该喷墨作业包括以下具体步骤：

1）控制器控制所述印线组件启动，该喷枪装置的喷枪头从所述环形刮台由中间向外部移动，该软性刮圈将喷枪头上的残留油墨刮除，然后所述喷枪装置根据喷墨轨迹的控制信号，对承印物进行喷墨印线作业；

2）所述喷枪装置上的电磁阀利用其开、关功能控制该高压气管为所述喷油口提供间隔式的高压气体，该高压气体将所述喷油口中的油墨挤出并从该喷枪头喷出形成油墨点，然后通过喷枪头的移动，最终间隔式的所有油墨点形成完整的喷墨印线；

3）完成步骤2）的喷墨印线后，该喷枪装置的喷枪头往原始启动位置回位，在回位过程中，该喷枪头从所述环形刮台外部向中间移动，该软性刮圈将喷枪头上的残留油墨刮除，喷枪装置回归原始启动位置，完成喷墨印线作业；

步骤四：将步骤三完成喷墨作业的承印物通过输送带运送到所述烘干装置并进行烘干，然后通过收料堆栈装置进行最后的承印物的收集，完成整个作业过程。