CN106079865A - 一种适应柔性基材的热转印膜自动对位转印装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适应柔性基材的热转印膜自动对位转印装置，其主要针对常规设备中的基材定位机构做出改进，采用气垫式支撑机构来替代原先刚性的台板，这种气垫式支撑机构包括与热转印膜压板相对的硅橡胶气囊垫和用于向其内部充气的充气装置。硅橡胶气囊垫适应于支撑并贴合柔性基材，尤其是当热转印膜压板带动切断后的热转印膜下压时，PLC控制充气装置向硅橡胶气囊垫内部充气使其膨胀挤迫柔性基材，提供足够的反馈力与上方压板一同作用确保热转印膜和柔性基材之间的贴合紧密度和匹配精度，大大提高柔性基材的热转印工艺产品质量，减少其废品率，节约企业成本。

Description

一种适应柔性基材的热转印膜自动对位转印装置

技术领域

本发明属于热转印膜生产设备技术领域，具体涉及一种适应柔性基材的热转印膜自动对位转印装置。

背景技术

热转印生产通常是指将制好的热转印膜进行裁切并对位压覆到基材上的工艺，行业内原先都是由人工来操作，但缺点显而易见，效率低下，精度差，并且存在多张膜堆叠难分离而一并转印的情况，材料浪费严重。为此，行业内通过不断摸索研发，设计出了自动化程度较高的生产设备。

目前行业内广泛使用的一类用于热转印膜裁切转印的自动化设备其结构通常为：支架、通过升降驱动机构设置在支架上的热转印膜定位裁切机构、设置在热转印膜定位裁切机构下方的基材定位机构，以及用于将热转印膜定位裁切机构和定位机构中间输送通过的卷筒机构。热转印膜定位裁切机构主要包括热转印膜压板、设置在该压板四周的上吸盘以及一圈由气缸驱动上下活动的切刀。基材定位机构则包含基材定位台板及设置在台板四周与上吸盘对应的下吸盘，整个机构采用PLC控制。

工作时，通过支架上的位置传感器感测热转印膜上的标示点，假如对位成功则PLC控制器发出信号驱动卷筒机构停止动作，同时热转印膜定位裁切机构下降并启动上吸盘，使得热转印膜被吸附并贴靠在压板上。然后切刀动作进行裁切，最后热转印膜压板继续下压，上下吸盘吸合，将热转印膜压紧在台板基材上实施热转印。

实际作业中，热转印膜与基材之间的对位精度、贴合时的压覆力、基材的张紧力以及压覆时机构动作的稳定性和精度都对最终产品的质量起到关键的作用。当然上述机构虽然在总体上满足大多数基材的转印要求，且具备较高的精度和可靠性，然而在长期实践中，我们依旧发现下面的问题：已知的此类机构的基材定位台板都是刚性的台面，虽然其在承托刚性基材（塑料片、玻璃板等）时有较好的表现（尤其是当其确保一定的表面平整度时，能够与热转印膜压板产生较好的应力回馈，提高与热转印膜之间的贴合效果），但是对于一些柔性基材（例如PVC薄片、革制片材、泡沫软板等）而言，往往表现不佳，这是因为：

1）由于柔性基材本身缺乏足够的平整度，当其褶皱表层承受热转印膜压板的压力时，局部因气泡鼓起而形成空穴，大大降低了基材表面与热转印膜之间的贴合匹配度和紧密度，从而影响转印精度。

2）由于柔性基材形态易变动，其表面鼓起的部分在承受热转印膜压板的下压力后，会向四周伸展，牵动并改变基材表面形态，大大降低其与热转印膜之间的对位精度，影响最终的转印产品质量。

3）已知机构在热转印膜下压过程中，刚性基材定位台板无法有效贴合热转印膜并给与其适当的反馈力，尤其是对于热转印膜的表面形态迎合度非常差，在一定程度上大大降低了基材与热转印膜之间的贴合力和贴合精度，影响了最终产品质量。

发明内容

本发明目的是：提供一种适应柔性基材的热转印膜自动对位转印装置，该装置能够有效确保热转印过程中柔性基材与热转印膜之间的贴合紧密度和匹配精度，大大提高柔性基材的热转印工艺产品质量，减少其废品率，节约企业成本。

本发明的技术方案是：一种适应柔性基材的热转印膜自动对位转印装置，包括支架、通过升降驱动机构设置在支架上的热转印膜定位裁切机构、设置在热转印膜定位裁切机构下方的基材定位机构以及用于将热转印膜从所述裁切机构和定位机构中间输送通过的卷筒机构；所述热转印膜定位裁切机构包括主安装板，固定在主安装板底部的热转印膜压板、围绕热转印膜压板设置的切刀及驱动切刀纵向活动的切刀驱动机构；其特征在于所述基材定位机构包括基座和设置于基座上的气垫式支撑机构，该气垫式支撑机构包括与上方的热转印膜压板相对的硅橡胶气囊垫和用于向其内部充气的充气装置，还包括与升降驱动机构电连接的PLC控制器，该PLC控制器同时与所述充气装置电连接。

进一步的，本发明中所述充气装置包括充气分配箱、气罐、连接气管和电磁阀，所述硅橡胶气囊垫固定在充气分配箱上部，而充气分配箱可拆卸的固定在基座上；所述充气分配箱上设有进气口，硅橡胶气囊垫底部分散设有若干充气孔，这些充气孔分别通过设于充气分配箱内的分气管与进气口相连；所述进气口通过连接气管与气罐相连，连接气管上设置所述电磁阀，该电磁阀与PLC控制器电连接。

更为优选的，本发明中所述硅橡胶气囊垫底部的充气孔关于硅橡胶气囊垫的底部中心点呈中心对称分布。对称的充气孔分布使得向气囊垫内部充气更加分散均匀，防止气囊垫膨胀过程中失衡而导致热转印膜和基材之间贴合变形。

更为优选的，本发明中所述基座上设有容纳所述充气分配箱的凹槽，所述充气分配箱两侧分别一体设有横向的卡条，而所述凹槽内壁上设有与卡条配合的滑槽。当然可拆卸的固定方式还有其他多种形式，本发明仅仅是例举其中一种优选的形式。充气分配箱与基座之间采用可拆卸的形式固定，便于将其拆卸下来，对其内部及其上的气囊垫进行维护修理。当然也便于替换刚性的台板以应对其他基材。

优选的，本发明中所述硅橡胶气囊垫的表面粘固有离型膜层。离型膜层便于转印后的基材从硅橡胶气囊垫表面撕离。

进一步的，本发明中所述切刀驱动机构包括固定切刀的切刀安装架、连接驱动该切刀安装架上下活动的切刀冲压驱动气缸和固定该切刀冲压驱动气缸的气缸定位座；所述气缸定位座设于所述主安装板的上方，并通过纵向连接杆与所述主安装板连接固定同步活动，所述切刀冲压驱动气缸与PLC控制器电连接。

更进一步的，本发明中所述支架包括纵向设置的导向杆，所述气缸定位座上连接有与导向杆配合的滑套。导向杆和滑套配合以增加整个热转印膜定位裁切机构上下活动的协调性和可靠性。

进一步的，本发明中所述热转印膜定位裁切机构还包括设置在主安装板上并位于所述热转印膜压板四周的若干上吸盘，而所述基材定位机构则还包含设置在所述基座上并与上吸盘对应的下吸盘。上吸盘用于将热转印膜吸附至热转印膜压板上，而当热转印膜压板带动热转印膜向下与气垫式支撑机构表面的基材压合时，下吸盘与上吸盘吸合以增强热转印膜张力。

进一步的，本发明中所述基座上还设有红外位置检测传感器，所述热转印膜上预设有供红外位置检测传感器检测对位的标示点，所述卷筒机构和红外位置检测传感器均与PLC控制器相连。

所述卷筒机构参见常规技术，具有放卷辊和收卷辊，受PLC控制器控制进行热转印膜的输送。输送中当红外位置检测传感器感测到热转印膜上预设的标示点到位时，即向PLC控制器发出制动信号，使得卷筒机构停止运转。

优选的，本发明中所述升降驱动机构为升降气缸，升降气缸受PLC控制器驱动，控制整个热转印膜定位裁切机构（其中的气缸定位座和主安装板）的上下升降。

本发明的优点是：

本发明装置主要针对常规设备中的基材定位机构做出改进，采用气垫式支撑机构来替代原先刚性的台板，硅橡胶气囊垫适应于支撑并贴合柔性基材，尤其是当热转印膜压板带动切断后的热转印膜下压时，PLC控制充气装置向硅橡胶气囊垫内部充气使其膨胀挤迫柔性基材，提供足够的反馈力与上方压板一同作用确保热转印膜和柔性基材之间的贴合紧密度和匹配精度，大大提高柔性基材的热转印工艺产品质量，减少其废品率，节约企业成本。

具体优点如下：

1）硅橡胶气囊垫充气膨胀时，其表面贴合柔性基材的褶皱表层承受热转印膜压板的压力时，能够防止气泡鼓起而形成空穴，有效提高基材表面与热转印膜之间的贴合匹配度和紧密度，从而增强转印精度。

2）硅橡胶气囊垫充气膨胀时，贴合并挤塑支撑定位基材，使得基材表面鼓起的部分在承受热转印膜压板的下压力后，不会向四周伸展而牵动并改变基材表面形态，有效增强了基材与热转印膜之间的对位精度，有助于提高最终的转印产品质量。

3）本发明在热转印膜下压柔性基材的过程中，硅橡胶气囊垫也同时充气膨胀给予柔性基材适当的反馈力，使得柔性基材与热转印膜的表面形态迎合度更好，在一定程度上大大增强了基材与热转印膜之间的贴合力和贴合精度，提升了最终产品质量。

4）本发明中进一步采用充气分配箱来对硅橡胶气囊垫进行充气，充气分配箱和气囊垫底部对称的充气孔分布使得向气囊垫内部充气更加分散均匀，防止气囊垫膨胀过程中失衡而导致热转印膜和基材之间贴合变形。

5）充气分配箱与基座之间采用可拆卸的形式固定，便于将其拆卸下来，对其内部及其上的气囊垫进行维护修理。当然也便于替换刚性的台板以应对其他基材。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的非工作状态结构示意图；

图2为本发明的工作状态结构示意图（省略充气孔和分气管的标注）。

其中：1、支架；2、热转印膜；3、主安装板；4、热转印膜压板；5、切刀；6、基座；7、硅橡胶气囊垫；8、充气分配箱；8a、卡条；9、气罐；10、连接气管；11、电磁阀；12、进气口；13、充气孔；14、分气管；15、切刀安装架；16、切刀冲压驱动气缸；17、气缸定位座；18、连接杆；19、导向杆；20、滑套；21、上吸盘；22、下吸盘；23、红外位置检测传感器；24、升降气缸；25、放卷辊；26、收卷辊。

具体实施方式

实施例：结合图1和图2所示为本发明一种适应柔性基材的热转印膜自动对位转印装置的具体实施方式，其具有支架1、通过升降驱动机构设置在支架1上的热转印膜定位裁切机构、设置在热转印膜定位裁切机构下方的基材定位机构以及用于将热转印膜2从所述裁切机构和定位机构中间输送通过的卷筒机构。本实施例中所述卷筒机构同常规技术一样具有放卷辊25和收卷辊26，受PLC控制器（图中未画出）控制进行热转印膜2的输送。所述升降驱动机构为升降气缸24，升降气缸24受PLC控制器驱动，控制整个热转印膜定位裁切机构的上下升降。

所述热转印膜定位裁切机构包括：主安装板3，固定在主安装板3底部的热转印膜压板4、围绕热转印膜压板4设置的切刀5及驱动切刀5纵向活动的切刀驱动机构。本实施例中所述切刀驱动机构包括固定切刀5的切刀安装架15、连接驱动该切刀安装架15上下活动的切刀冲压驱动气缸16和固定该切刀冲压驱动气缸16的气缸定位座17；所述气缸定位座17设于所述主安装板3的上方，并通过纵向连接杆18（4根）与所述主安装板3连接固定同步活动。所述切刀冲压驱动气缸16与PLC控制器电连接，直接连接控制气缸定位座17上下活动。

所述支架1上设有纵向设置的导向杆19，所述气缸定位座17上连接有与导向杆19配合的滑套20，滑套20与导向杆19的配合确保热转印膜定位裁切机构的上下活动更加顺畅。

本实施例中所述基材定位机构由基座6和设置于基座6上的气垫式支撑机构共同构成。所述主安装板3上设置有位于所述热转印膜压板4四周的若干上吸盘21（呈矩形分布的四个），所述基座6上设有与上吸盘21对应的下吸盘22。并且所述基座6上还设有红外位置检测传感器23（通常设置矩形分布的四个，形成一个对位框），所述热转印膜2上预设有供红外位置检测传感器23检测对位的标示点，所述卷筒机构和红外位置检测传感器23均与PLC控制器相连。输送中当红外位置检测传感器23感测到热转印膜2上预设的标示点到位时（进框），即向PLC控制器发出制动信号，使得卷筒机构停止运转。上吸盘21用于将热转印膜2吸附至热转印膜压板4上，而当热转印膜压板4带动热转印膜2向下与气垫式支撑机构表面的柔性基材（图中未标出）压合时，下吸盘22与上吸盘21吸合以增强热转印膜2张力。

本发明最大的改进就是增加了气垫式支撑机构，该机构由与上方的热转印膜压板4相对的硅橡胶气囊垫7和用于向其内部充气的充气装置共同组成。所述充气装置由充气分配箱8、气罐9、连接气管10和电磁阀11共同组成，所述硅橡胶气囊垫7固定在充气分配箱8上部，而充气分配箱8可拆卸的固定在基座6上；所述充气分配箱8上设有进气口12，硅橡胶气囊垫7底部分散设有若干充气孔13，这些充气孔13分别通过设于充气分配箱8内的分气管14与进气口12相连；所述进气口12通过连接气管10与气罐9相连，该连接气管10上设置所述电磁阀11，该电磁阀11与PLC控制器电连接。

本实施例中所述硅橡胶气囊垫7底部的充气孔13为4个，且关于硅橡胶气囊垫7的底部中心点呈中心对称分布。对称的充气孔13分布使得向气囊垫内部充气更加分散均匀，防止气囊垫膨胀过程中失衡而导致热转印膜2和基材之间贴合变形。

本实施例中所述基座6上设有容纳所述充气分配箱8的凹槽，所述充气分配箱8两侧分别一体设有横向的梯形卡条8a，而所述凹槽内壁上设有与卡条8a形状匹配的滑槽。充气分配箱8与基座6之间采用可拆卸的形式固定，便于将其拆卸下来，对其内部及其上的气囊垫进行维护修理。当然也便于替换刚性的台板以应对其他基材。

并且本实施例中所述硅橡胶气囊垫7的表面粘固有离型膜层（图中未标出）。离型膜层便于转印后的柔性基材从硅橡胶气囊垫7表面撕离。

本实施例装置主要针对常规设备中的基材定位机构做出改进，采用气垫式支撑机构来替代原先刚性的台板，硅橡胶气囊垫7适应于支撑并贴合柔性基材，尤其是当热转印膜压板4带动切断后的热转印膜2下压时，结合图2所示，PLC控制充气装置向硅橡胶气囊垫7内部充气使其膨胀挤迫柔性基材，提供足够的反馈力与上方压板一同作用确保热转印膜2和柔性基材之间的贴合紧密度和匹配精度，大大提高柔性基材的热转印工艺产品质量，减少其废品率，节约企业成本。

当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适应柔性基材的热转印膜自动对位转印装置，包括支架（1）、通过升降驱动机构设置在支架（1）上的热转印膜定位裁切机构、设置在热转印膜定位裁切机构下方的基材定位机构以及用于将热转印膜（2）从所述裁切机构和定位机构中间输送通过的卷筒机构；所述热转印膜定位裁切机构包括主安装板（3），固定在主安装板（3）底部的热转印膜压板（4）、围绕热转印膜压板（4）设置的切刀（5）及驱动切刀（5）纵向活动的切刀驱动机构；其特征在于所述基材定位机构包括基座（6）和设置于基座（6）上的气垫式支撑机构，该气垫式支撑机构包括与上方的热转印膜压板（4）相对的硅橡胶气囊垫（7）和用于向其内部充气的充气装置，还包括与升降驱动机构电连接的PLC控制器，该PLC控制器同时与所述充气装置电连接。

2.根据权利要求1所述的一种适应柔性基材的热转印膜自动对位转印装置，其特征在于所述充气装置包括充气分配箱（8）、气罐（9）、连接气管（10）和电磁阀（11），所述硅橡胶气囊垫（7）固定在充气分配箱（8）上部，而充气分配箱（8）可拆卸的固定在基座（6）上；所述充气分配箱（8）上设有进气口（12），硅橡胶气囊垫（7）底部分散设有若干充气孔（13），这些充气孔（13）分别通过设于充气分配箱（8）内的分气管（14）与进气口（12）相连；所述进气口（12）通过连接气管（10）与气罐（9）相连，连接气管（10）上设置所述电磁阀（11），该电磁阀（11）与PLC控制器电连接。

3.根据权利要求2所述的一种适应柔性基材的热转印膜自动对位转印装置，其特征在于所述硅橡胶气囊垫（7）底部的充气孔（13）关于硅橡胶气囊垫（7）的底部中心点呈中心对称分布。

4.根据权利要求2所述的一种适应柔性基材的热转印膜自动对位转印装置，其特征在于所述基座（6）上设有容纳所述充气分配箱（8）的凹槽，所述充气分配箱（8）两侧分别一体设有横向的卡条（8a），而所述凹槽内壁上设有与卡条（8a）配合的滑槽。

5.根据权利要求1所述的一种适应柔性基材的热转印膜自动对位转印装置，其特征在于所述硅橡胶气囊垫（7）的表面粘固有离型膜层。

6.根据权利要求1所述的一种适应柔性基材的热转印膜自动对位转印装置，其特征在于切刀驱动机构包括固定切刀（5）的切刀安装架（15）、连接驱动该切刀安装架（15）上下活动的切刀冲压驱动气缸（16）和固定该切刀冲压驱动气缸（16）的气缸定位座（17）；所述气缸定位座（17）设于所述主安装板（3）的上方，并通过纵向连接杆（18）与所述主安装板（3）连接固定同步活动，所述切刀冲压驱动气缸（16）与PLC控制器电连接。

7.根据权利要求6所述的一种适应柔性基材的热转印膜自动对位转印装置，其特征在于所述支架（1）包括纵向设置的导向杆（19），所述气缸定位座（17）上连接有与导向杆（19）配合的滑套（20）。

8.根据权利要求1所述的一种适应柔性基材的热转印膜自动对位转印装置，其特征在于所述热转印膜定位裁切机构还包括设置在主安装板（3）上并位于所述热转印膜压板（4）四周的若干上吸盘（21），而所述基材定位机构则还包含设置在所述基座（6）上并与上吸盘（21）对应的下吸盘（22）。

9.根据权利要求1所述的一种适应柔性基材的热转印膜自动对位转印装置，其特征在于所述基座（6）上还设有红外位置检测传感器（23），所述热转印膜（2）上预设有供红外位置检测传感器（23）检测对位的标示点，所述卷筒机构和红外位置检测传感器（23）均与PLC控制器相连。

10.根据权利要求1所述的一种适应柔性基材的热转印膜自动对位转印装置，其特征在于所述升降驱动机构为升降气缸（24）。