CN106827812B - 一种三坐标跑台式数码喷墨印刷机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三坐标跑台式数码喷墨印刷机，包括喷墨印刷系统和监控系统，所述喷墨印刷系统包括机架、喷墨印刷装置和印刷跑台，所述印刷跑台包括印刷台板和印刷台位置调整装置，所述印刷台位置调整装置包括二维调整机构和位置调整驱动模块，所述喷墨印刷装置包括喷头、喷墨距离调整机构和供墨装置，所述喷墨距离调整机构为Z轴调整机构，所述Z轴调整机构上设置有Z轴驱动模块，所述监控系统包括数据处理控制装置、喷头驱动模块和供墨检测装置。本发明结构简单、使用效果好，喷头能上下往复运动且承印物能沿X方向和Y方向往复运动，实现对承印物的定点印刷和凹凸印刷，适应于不同材料和尺寸的承印物，印刷质量能得到有效控制。
Description
技术领域
本发明属于喷墨印刷技术领域，尤其是涉及一种三坐标跑台式数码喷墨印刷机。
背景技术
喷墨印刷是继传统印刷之后的一个印刷新技术，它是随着计算机控制技术、图象处理技术与微压电喷墨技术的不断发展而迅速发展起来的喷墨印刷。喷墨印刷简称喷印，是在计算机系统的控制下，将印刷信息转换为数字印刷信号，通过工业喷头将工业喷印墨水直接或间接喷射到承印物上，从而形成图文的过程。喷墨印刷具有三个方面的特征：一是与传统的包装印刷不同，喷墨印刷不再需要专门的印前辅助工序。二是喷墨印刷是一种无接触、无压力、无印版的印刷，它可以不受任何材料限制。三是印刷工艺的深刻变革。不论是简单的块色图案，全彩色图案或是具有过度色的图案，都能一次印刷完成，无需制版、无需晒版和重复套色，操作简易、性能稳定。
近年来，随着数字喷墨印刷技术的飞速发展，很多企业需要频繁或高速地将图案或材料喷印于各种物品上，这就需要一种喷头与个体承印物可以按照印刷要求实现运动的喷墨印刷机器。但是，目前企业使用的主要是传统数码喷墨印刷机，这传统数码喷墨印刷机主要存在以下四方面问题：
第一，传统数码喷墨印刷机中喷头都是水平往复运动不能进行上下移动，承印物是间歇移动，且在喷头印刷的过程中承印物印刷时是静止不动的，因为仅喷头往复移动速度，喷头印刷的速度有限，增加了印刷时间，使得印刷速度低。
第二，传统数码喷墨印刷机中一般仅能对卷装纸和连批布等具有单一平面承印物进行印刷，因为喷头印刷过程中承印物固定不动，不能调整承印物移动，很难实现在具有凹凸面的个体承印物上的定点印刷和凹凸印刷，打印范围且打印材料受局限。
第三，传统数码喷墨印刷机中一般仅能进行印刷，也无法便于涂布液打底、涂覆光油等其他多种工艺的加工。
第四，传统数码喷墨印刷机需要设置传送装置对承印物进行间歇移动，还需要设置打印导向装置对喷头进行导向定位，使得机械机构复杂，通过传送装置对承印物进行间歇送进，传送速度慢，影响印刷质量和效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种三坐标跑台式数码喷墨印刷机，其结构简单、设计合理且使用操作简便、印刷效率高、使用效果好，喷头能上下往复运动且承印物能沿X方向和Y方向往复运动，实现对承印物的定点印刷和凹凸印刷，适应于不同材料和尺寸的承印物，印刷质量能得到有效控制，印刷效率高，并且可应用于涂布液打底、涂覆光油等其他加工工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种三坐标跑台式数码喷墨印刷机，其特征在于：包括喷墨印刷系统和对所述喷墨印刷系统进行监控的监控系统，所述喷墨印刷系统包括机架、安装在所述机架上的喷墨印刷装置和安装在所述机架上且供承印物印刷的印刷跑台，所述印刷跑台包括供承印物放置的印刷台板和对印刷台板的位置进行调整的印刷台位置调整装置，所述印刷台位置调整装置包括二维调整机构和驱动所述二维调整机构进行调节的位置调整驱动模块，所述印刷台板安装在所述二维调整机构上，所述二维调整机构安装在所述机架上；
所述二维调整机构包括对印刷台板的X方向位置进行调整的X轴调整机构和对印刷台板的Y方向位置进行调整的Y轴调整机构，所述X轴调整机构和Y轴调整机构呈十字布设，所述印刷台板安装在Y轴调整机构上；所述位置调整驱动模块包括驱动所述印刷台板沿Y轴调整机构移动的Y轴驱动模块和驱动Y轴调整机构沿X轴调整机构移动的X轴驱动模块；
所述喷墨印刷装置包括喷头、对喷头的出墨口与印刷台板之间的距离进行调节的喷墨距离调整机构和为喷头提供工作墨水的供墨装置，所述喷墨距离调整机构为对喷头进行上下调整的Z轴调整机构，所述Z轴调整机构上设置有驱动喷头沿Z轴调整机构进行上下调节的Z轴驱动模块，所述Z轴调整机构安装在机架上，所述喷头位于印刷台板上方且其安装在所述Z轴调整机构上，所述喷头和供墨装置的数量均为多个；
所述监控系统包括数据处理控制装置、驱动喷头动作的喷头驱动模块和对供墨装置进行检测的供墨检测装置，所述X轴驱动模块、Y轴驱动模块、Z轴驱动模块和所述喷头驱动模块均由所述数据处理控制装置进行控制，所述供墨检测装置与数据处理控制装置连接。
上述的一种三坐标跑台式数码喷墨印刷机，其特征在于：所述监控系统还包括对印刷台板的X方向位置进行实时检测的X位置检测单元、对印刷台板的Y方向位置进行实时检测的Y位置检测单元和对喷头的出墨口与印刷台板之间的距离进行实时检测的喷墨距离检测单元，所述X位置检测单元、Y位置检测单元和喷墨距离检测单元均与数据处理控制装置连接。
上述的一种三坐标跑台式数码喷墨印刷机，其特征在于：所述供墨装置包括供墨盒、墨桶和连接于供墨盒和墨桶之间的供墨管路，所述供墨盒通过墨管与喷头的进墨口连接，所述供墨管路上安装有控制阀和供墨泵，所述控制阀和供墨泵均由所述数据处理控制装置进行控制；
所述供墨检测装置包括对供墨盒内的液位进行实时检测的液位检测单元和对供墨管路内的压力进行实时检测的压力检测单元，以及对供墨管路内的温度进行实时检测的温度检测单元和对供墨管路内的墨水流量进行实时检测的流量检测单元，所述液位检测单元、压力检测单元、温度检测单元和流量检测单元均与数据处理控制装置连接。
上述的一种三坐标跑台式数码喷墨印刷机，其特征在于：所述喷头安装在喷头安装板上，所述喷头与喷头安装板呈垂直布设，且所述喷头的出墨口端伸出喷头安装板的底部；所述喷头安装板通过悬臂梁与Z轴调整机构连接，且所述喷头安装板能沿Z轴调整机构进行上下移动，所述悬臂梁与Z轴调整机构呈垂直布设。
上述的一种三坐标跑台式数码喷墨印刷机，其特征在于：所述X轴驱动模块包括X轴电机驱动器和与X轴电机驱动器输出端相接的X轴电机，所述X轴电机与X轴调整机构传动连接，所述Y轴驱动模块包括Y轴电机驱动器和与Y轴电机驱动器输出端相接的Y轴电机，所述Y轴电机与Y轴调整机构传动连接，所述Z轴驱动模块包括Z轴电机驱动器和与Z轴电机驱动器输出端相接的Z轴电机，所述Z轴电机与Z轴调整机构传动连接，所述X轴电机驱动器、Y轴电机驱动器和Z轴电机驱动器均与数据处理控制装置连接。
上述的一种三坐标跑台式数码喷墨印刷机，其特征在于：所述Y轴调整机构上设置有能带动印刷台板沿Y轴调整机构滑动的第一滑块，所述X轴调整机构上设置有能带动Y轴调整机构沿X轴调整机构滑动的第二滑块，所述Z轴调整机构上设置有能带动悬臂梁沿Z轴调整机构上下滑动的第三滑块。
上述的一种三坐标跑台式数码喷墨印刷机，其特征在于：所述X轴调整机构包括X轴直线导轨和设置在X轴直线导轨内的X轴滚珠丝杆，所述Y轴调整机构包括Y轴直线导轨和设置在Y轴直线导轨内的Y轴滚珠丝杆，所述Z轴调整机构包括Z轴直线导轨和设置在Y轴直线导轨内的Z轴滚珠丝杆，所述X轴滚珠丝杆与X轴电机传动连接，所述Y轴滚珠丝杆与Y轴电机传动连接，所述Z轴滚珠丝杆与Z轴电机传动连接；
所述X轴滚珠丝杆上穿设有X轴丝母，所述Y轴滚珠丝杆上穿设有Y轴丝母，所述Z轴滚珠丝杆上穿设有Z轴丝母，所述X轴丝母与第二滑块固定连接，所述Y轴丝母与第一滑块固定连接，所述Z轴丝母与第三滑块固定连接。
上述的一种三坐标跑台式数码喷墨印刷机，其特征在于：所述X轴电机、Y轴电机和Z轴电机均为伺服电机或者步进电机。
上述的一种三坐标跑台式数码喷墨印刷机，其特征在于：所述监控系统还包括通信模块，所述数据处理控制装置通过通信模块与喷头驱动模块连接；所述数据处理控制装置为工控机。
上述的一种三坐标跑台式数码喷墨印刷机，其特征在于：多个所述喷头均为压电陶瓷喷头。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、所采用的三坐标跑台式数码喷墨印刷机结构简单、设计合理且投入成本较低、加工制作及安装布设方便。
2、所采用的喷头能沿Z轴调整机构上下往复运动，印刷台板能沿X轴调整机构和Y轴调整机构往复移动，实现对承印物的凹凸印刷，并且可应用于涂布液打底、涂覆光油等其他工艺的加工。
3、所采用的喷墨印刷系统包括机架、安装在所述机架上的喷墨印刷装置和安装在所述机架上且供承印物印刷的印刷跑台，不需要设置传送装置和打印导向装置。因而，结构非常简单，设备价格较低。
4、所采用的X轴调整机构对印刷台板的X方向位置进行调整，通过X轴调整机构实现对承印物X方向印刷运动的调整，Y轴调整机构对印刷台板的Y方向位置进行调整，通过Y轴调整机构实现承印物的进给移动，在喷墨打印过程中，不需要打印导向装置对喷墨印刷装置进行导向定位，也不需要传送装置对印刷台板进行间歇传送，通过X轴调整机构和Y轴调整机构既能控制印刷台板的进给传送，又能控制印刷台板的印刷运动位置，结构大幅度简化。
5、所采用的三坐标跑台式数码喷墨印刷机使用操作简便、印刷效率高、使用效果好，所印刷的质量高。所采用的监控系统包括数据处理控制装置和驱动喷头动作的喷头驱动模块，所述X轴驱动模块、Y轴驱动模块和Z轴驱动模块均由数据处理控制装置进行控制。实际使用过程中，根据印刷台板在X方向的位置和Y方向的位置，数据处理控制装置通过X轴驱动模块和Y轴驱动模块分别控制X轴调整机构和Y轴调整机构对印刷台板进行调整，使得印刷台板的位置能自适应调节，这样既能精确控制印刷台板X方向的印刷运动，又能精确控制印刷台板Y方向的进给移动，控制印刷台板的进给移动和印刷运动位置，提高印刷效率，使得印刷过程易于控制，且实现方便，同时能有效实现对承印物的定点印刷。
6、所采用喷头数量可根据印刷需要进行调节，能实现四色、六色和八色的印刷，同时所采用的三坐标跑台式数码喷墨印刷机，能实现对承印物的涂布液打底和承印物印刷后的涂覆光油等加工，因此，三坐标跑台式数码喷墨印刷机结构简单，运行维护成本低，且应用范围广。
7、所采用的供墨装置结构简单且使用效果好，通过供墨装置是为了保证在喷头印刷工作时能连续不断地为喷头供应稳定的工作墨水；并且，在喷头不工作时，能对喷头和供墨装置中供墨管路进行必要的维护和清洗，能有效地防止喷头发生堵塞，提高喷头印刷的连续性。
8、所采用的喷头使用喷头驱动模块给喷头脉冲振荡信号使喷头开始工作，同时，通过供墨装置向喷头连续输送墨水，才能实现喷头在承印物上的印刷，并且通过喷头驱动模块能精确、稳定地控制喷头的喷射速度、墨滴大小和墨滴均匀性，提高印刷品的质量。
9、所采用的供墨检测装置对供墨装置中液位、供墨管路中的压力、温度和流量进行实时检测，有效地防止喷头印刷过程中，因温度过高造成墨水粘度改变，不仅防止墨水粘度过高造成墨水流动性差，影响喷墨连刷连续性，而且防止墨水粘度过低在喷头出产生阻尼振荡，影响喷射速度，并且容易在承印物上产生渗透，影响喷墨印刷效果；保证供墨装置中液位满足设定要求，避免喷头中供墨不足或者喷头出现渗墨，通过对供墨管路中的压力检测，保证供墨管路中的压力满足设定值，避免断墨，提高打印的连续性；通过对供墨管路中的流量进行检测，保证喷头中的墨水处于流动状态，避免墨水产生沉淀，影响喷墨印刷效果。
10、三坐标跑台式数码喷墨印刷机印刷时印刷台板由印刷时位置不能调节变成印刷时可沿X方向往复移动调节印刷运动位置，通过喷头的上下往复移动和印刷台板能沿X方向移动，使得印刷工艺过程简化，提高了印刷速度，降低了印刷的工艺难度和成本。同时，在供墨装置作用下墨水进入喷头内，并在喷头经过驱动，由喷头喷出墨滴在承印物一定位置上实现印刷，避免承印物印刷时印刷台板位置不能调节而喷头仅能水平往复运动，从而避免喷头往复浪费时间，提高印刷速度，降低了快速印刷的工艺难度。
11、所采用的三坐标跑台式数码喷墨印刷机使用操作简便、智能化程度高且使用效果好，对喷头的出墨口与印刷台板之间的距离能在大范围内进行调节，实现不同材料和尺寸的承印物的印刷，并且印刷台板通过印刷台位置调整装置移动至印刷区域(即喷头的正下方)，控制过程简单、实现方便，且印刷的质量能得到有效控制，应用范围广且使用非常灵活方便。
综上所述，本发明结构简单、设计合理且使用操作简便、印刷效率高、使用效果好，喷头能上下往复运动且承印物能沿X方向和Y方向往复运动，实现对承印物的定点印刷和凹凸印刷，适应于不同材料和尺寸的承印物，印刷质量能得到有效控制，印刷效率高，并且可应用于涂布液打底、涂覆光油等其他加工工艺。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明X轴调整机构、Y轴调整机构和Z轴调整机构的结构示意图。
图3为本发明喷头、喷头安装板、悬臂梁和Z轴调整机构的结构连接关系示意图。
图4为本发明供墨装置和喷头的结构示意图。
图5为本发明监控系统的电路原理框图。
附图标记说明:
1—X轴调整机构； 1-1—X轴直线导轨； 1-2—X轴滚珠丝杆；
1-3—X轴传动座； 2—Y轴调整机构； 2-1—Y轴直线导轨；
2-2—Y轴滚珠丝杆； 2-3—Y轴传动座； 3—Z轴调整机构；
3-1—Z轴直线导轨； 3-2—Z轴滚珠丝杆； 3-3—Z轴传动座；
4—印刷台板； 5—喷头安装板； 6—喷头；
7—悬臂梁； 8—按键操作模块； 9—通信模块；
10—机架； 11—墨管； 12—供墨装置；
12-1—供墨盒； 12-2—供墨管路； 12-3—墨桶；
13—X轴驱动模块； 13-1—X轴电机驱动器； 13-2—X轴电机；
14—Y轴驱动模块； 14-1—Y轴电机驱动器； 14-2—Y轴电机；
15—Z轴驱动模块； 15-1—Z轴电机驱动器； 15-2—Z轴电机；
16—喷头驱动模块； 17—数据处理控制装置； 19—Y位置检测单元；
20—温度检测单元； 21—X位置检测单元；
22—喷墨距离检测单元； 23—液位检测单元；
24—压力检测单元； 25—流量检测单元； 26—控制阀；
27—供墨泵； 28—第一滑块； 29—第二滑块；
30—第三滑块。
具体实施方式
如图1、图2、图4和图5所示，本发明包括喷墨印刷系统和对所述喷墨印刷系统进行监控的监控系统，所述喷墨印刷系统包括机架10、安装在所述机架10上的喷墨印刷装置和安装在所述机架10上且供承印物印刷的印刷跑台，所述印刷跑台包括供承印物放置的印刷台板4和对印刷台板4的位置进行调整的印刷台位置调整装置，所述印刷台位置调整装置包括二维调整机构和驱动所述二维调整机构进行调节的位置调整驱动模块，所述印刷台板4安装在所述二维调整机构上，所述二维调整机构安装在所述机架10上；
所述二维调整机构包括对印刷台板4的X方向位置进行调整的X轴调整机构1和对印刷台板4的Y方向位置进行调整的Y轴调整机构2，所述X轴调整机构1和Y轴调整机构2呈十字布设，所述印刷台板4安装在Y轴调整机构2上；所述位置调整驱动模块包括驱动所述印刷台板4沿Y轴调整机构2移动的Y轴驱动模块14和驱动Y轴调整机构2沿X轴调整机构1移动的X轴驱动模块13；
所述喷墨印刷装置包括喷头6、对喷头6的出墨口与印刷台板4之间的距离进行调节的喷墨距离调整机构和为喷头6提供工作墨水的供墨装置12，所述喷墨距离调整机构为对喷头6进行上下调整的Z轴调整机构3，所述Z轴调整机构3上设置有驱动喷头6沿Z轴调整机构3进行上下调节的Z轴驱动模块15，所述Z轴调整机构3安装在机架10上，所述喷头6位于印刷台板4上方且其安装在所述Z轴调整机构3上，所述喷头6和供墨装置12的数量均为多个；
所述监控系统包括数据处理控制装置17、驱动喷头6动作的喷头驱动模块16和对供墨装置12进行检测的供墨检测装置，所述X轴驱动模块13、Y轴驱动模块14、Z轴驱动模块15和所述喷头驱动模块16均由所述数据处理控制装置17进行控制，所述供墨检测装置与数据处理控制装置17连接。
本实施例中，设定X轴调整机构1所在的直线为X轴，Y轴调整机构2所在的直线为Y轴，其中，印刷台板4沿Y轴调整机构2向前移动的方向为Y轴正方向，Y轴调整机构2沿X轴调整机构1向靠近Z轴调整机构3移动的方向为X轴正方，则所述Z轴调整机构3安装在机架10上且位于由X轴和Y轴构成直角坐标系的第四象限内。
本实施例中，通过设置X轴调整机构1是为了安装Y轴调整机构2，且通过设置X轴驱动模块13驱动Y轴调整机构2沿X轴调整机构1方向往复移动，从而实现了印刷台板4在Y方向上印刷运动位置的调整。
本实施例中，通过设置Y轴调整机构2是为了安装印刷台板4，且通过设置Y轴驱动模块14驱动印刷台板4沿Y轴调整机构2方向移动，从而实现了印刷台板4在Y方向上的进给移动。
本实施例中，通过设置Z轴调整机构3，是为了便于安装喷头6，且通过设置Z轴驱动模块15驱动喷头6沿Z轴调整机构3方向上下移动，从而实现了喷头能沿Z方向进行上下往复运动。
本实施例中，通过设置供墨装置12，是为了保证在喷头6打印工作时能连续不断地为喷头6供应稳定的印刷工作墨水。
实际使用过程中，在喷头6不工作时，能对喷头6和供墨装置12进行必要的维护和清洗，能有效地防止喷头6发生堵塞，提高喷头6打印的连续性，使用效果好。
本实施例中，所述喷头驱动模块16的设置，是为了给喷头6脉冲振荡信号使喷头6工作，同时，通过供墨装置12向喷头6连续输送墨水，才能实现喷头6在承印物上的印刷，并且通过所述喷头驱动模块16能精确、稳定地控制喷头6的喷射速度、墨滴大小和墨滴均匀性，提高印刷品的质量。
如图5所示，本实施例中，所述监控系统还包括对印刷台板4的X方向位置进行实时检测的X位置检测单元21、对印刷台板4的Y方向位置进行实时检测的Y位置检测单元19和对喷头6的出墨口与印刷台板4之间的距离进行实时检测的喷墨距离检测单元22，所述X位置检测单元21、Y位置检测单元19和喷墨距离检测单元22均与数据处理控制装置17连接。
如图4和图5所示，本实施例中，所述供墨装置12包括供墨盒12-1、墨桶12-3和连接于供墨盒12-1和墨桶12-3之间的供墨管路12-2，所述供墨盒12-1通过墨管11与喷头6的进墨口连接，所述供墨管路12-2上安装有控制阀26和供墨泵27，所述控制阀26和供墨泵27均由所述数据处理控制装置17进行控制；
所述供墨检测装置包括对供墨盒12-1内的液位进行实时检测的液位检测单元23和对供墨管路12-2内的压力进行实时检测的压力检测单元24，以及对供墨管路12-2内的温度进行实时检测的温度检测单元20和对供墨管路12-2内的墨水流量进行实时检测的流量检测单元25，所述液位检测单元23、压力检测单元24、温度检测单元20和流量检测单元25均与数据处理控制装置17连接。
实际使用过程中，通过按键操作模块8预先设定温度阈值、液位阈值、压力阈值和流量阈值，使得温度检测单元20所检测到的温度符合温度阈值要求、液位检测单元23所检测到的液位符合液位阈值要求、压力检测单元24所检测到的压力符合压力阈值要求以及流量检测单元25所检测到的流量符合流量阈值要求，保证供墨装置12正常工作。
本实施例中，通过设置温度检测单元20对供墨管路12-2内的温度进行实时检测，保证喷头6中墨水工作恒温，有效地防止喷头6印刷过程中，因温度过高造成墨水粘度改变，不仅防止墨水粘度过高造成墨水流动性差，影响喷墨连刷连续性，而且防止墨水粘度过低在喷头6出产生阻尼振荡，影响喷射速度，并且容易在承印物上产生渗透，影响喷墨印刷效果。
本实施例中，通过设置液位检测单元23对供墨盒12-1内的液位进行实时检测，保证供墨盒12-1中液位满足设定要求，避免供墨盒12-1内墨水液位过低造成喷头6中供墨不足，供墨盒12-1内墨水液位过高造成喷头6出现渗墨。
本实施例中，通过设置压力检测单元24对供墨管路12-2内的压力进行实时检测，保证供墨管路12-2中的压力满足设定值，避免供墨管路12-2中压力不稳定造成断墨，提高打印的连续性。
本实施例中，通过设置流量检测单元25对供墨管路12-2内的墨水流量进行实时检测，保证供墨管路12-2内的墨水处于流动状态，从而保证喷头6中的墨水处于流动状态，避免墨水产生沉淀，影响喷墨印刷效果。
实际使用过程中，一个供墨盒12-1上安装一个和喷头6，供墨盒12-1和喷头6的数量相同，根据印刷需要通过调节供墨装置12和喷头6的数量，能实现四色、六色和八色的印刷，同时还能输送涂布液和光油，能实现对承印物的涂布液打底和承印物印刷后的涂覆光油等加工，结构简单，且应用范围广。
如图3所示，本实施例中，所述喷头6安装在喷头安装板5上，所述喷头6与喷头安装板5呈垂直布设，且所述喷头6的出墨口端伸出喷头安装板5的底部；所述喷头安装板5通过悬臂梁7与Z轴调整机构3连接，且所述喷头安装板5能沿Z轴调整机构3进行上下移动，所述悬臂梁7与Z轴调整机构3呈垂直布设。
实际使用时，所述喷头安装板5呈水平布设，且位于所述Y轴调整机构2的上方。
本实施例中，通过设置X位置检测单元21对印刷台板4的X方向位置进行实时检测，并将检测到的印刷台板4的X方向位置发送至数据处理控制装置17，通过设置Y位置检测单元19对印刷台板4的Y方向位置进行实时检测，并将检测到的印刷台板4的Y方向位置发送至数据处理控制装置17，所述数据处理控制装置17根据预先设定的印刷台板4的X方向位置和印刷台板4的Y方向位置并结合X位置检测单元21和Y位置检测单元19所检测到的位置信息对X轴电机13-2和Y轴电机14-2进行控制，使印刷台板4的X方向位置和印刷台板4的Y方向位置均与预先设定的位置相同，实现对承印物的定点印刷。
本实施例中，通过设置喷墨距离检测单元22对喷头6的出墨口与印刷台板4之间的距离进行实时检测，并将检测到的喷墨距离信息发送至数据处理控制装置17，所述数据处理控制装置17根据预先设定的喷墨距离信息并结合喷墨距离检测单元22所检测到的喷墨距离信息对Z轴电机15-2进行控制，对喷头6的出墨口与印刷台板4之间的距离进行调节，实现对承印物的凹凸印刷。
如图5所示，本实施例中，所述X轴驱动模块13包括X轴电机驱动器13-1和与X轴电机驱动器13-1输出端相接的X轴电机13-2，所述X轴电机13-2与X轴调整机构1传动连接，所述Y轴驱动模块14包括Y轴电机驱动器14-1和与Y轴电机驱动器14-1输出端相接的Y轴电机14-2，所述Y轴电机14-2与Y轴调整机构2传动连接，所述Z轴驱动模块15包括Z轴电机驱动器15-1和与Z轴电机驱动器15-1输出端相接的Z轴电机15-2，所述Z轴电机15-2与Z轴调整机构3传动连接，所述X轴电机驱动器13-1、Y轴电机驱动器14-1和Z轴电机驱动器15-1均与数据处理控制装置17连接。
如图2所示，本实施例中，所述Y轴调整机构2上设置有能带动印刷台板4沿Y轴调整机构2滑动的第一滑块28，所述X轴调整机构1上设置有能带动Y轴调整机构2沿X轴调整机构1滑动的第二滑块29，所述Z轴调整机构3上设置有能带动悬臂梁7沿Z轴调整机构3上下滑动的第三滑块30。
本实施例中，设置第一滑块28是为了在Y轴调整机构2上安装印刷台板4，且在第一滑块28的滑动过程中带动印刷台板4沿Y轴调整机构2滑动；设置第二滑块29是为了在X轴调整机构1上安装Y轴调整机构2，且在第二滑块29的滑动过程中带动Y轴调整机构2沿X轴调整机构1滑动；设置第三滑块30是为了在Z轴调整机构3上安装悬臂梁7，且在第三滑块30的滑动过程中带动悬臂梁7沿Z轴调整机构3上下滑动。
本实施例中，X轴直线导轨1-1的设置是为了安装X轴滚珠丝杆1-2，X轴滚珠丝杆1-2的设置，是为了将X轴滚珠丝杆1-2的转动变为所述X轴丝母的直线运动，并且限定所述X轴丝母沿X轴滚珠丝杆1-2长度方向移动，且限定了所述X轴丝母在X轴滚珠丝杆1-2上移动的最大路径。所述X轴丝母的设置，是为了连接第二滑块29，且所述X轴丝母的运动带动第二滑块29滑动。
本实施例中，Y轴直线导轨2-1的设置是为了安装Y轴滚珠丝杆2-2，Y轴滚珠丝杆2-2的设置，是为了将Y轴滚珠丝杆2-2的转动变为所述Y轴丝母的直线运动，并且限定所述Y轴丝母沿Y轴滚珠丝杆2-2长度方向移动，且限定了所述Y轴丝母在Y轴滚珠丝杆2-2上移动的最大路径。所述Y轴丝母的设置，是为了连接第一滑块28，且所述Y轴丝母的运动带动第一滑块28滑动。
本实施例中，Z轴直线导轨3-1的设置是为了安装Z轴滚珠丝杆3-2，Z轴滚珠丝杆3-2的设置，是为了将Z轴滚珠丝杆3-2的转动变为所述Z轴丝母的直线运动，并且限定所述Z轴丝母沿Z轴滚珠丝杆3-2长度方向移动，且限定了所述Z轴丝母在Z轴滚珠丝杆3-2上移动的最大路径。所述Z轴丝母的设置，是为了连接第三滑块30，且所述Z轴丝母的运动带动第三滑块30滑动。
如图2和图3所示，本实施例中，所述X轴调整机构1包括X轴直线导轨1-1和设置在X轴直线导轨1-1内的X轴滚珠丝杆1-2，所述Y轴调整机构2包括Y轴直线导轨2-1和设置在Y轴直线导轨2-1内的Y轴滚珠丝杆2-2，所述Z轴调整机构3包括Z轴直线导轨3-1和设置在Y轴直线导轨3-1内的Z轴滚珠丝杆3-2，所述X轴滚珠丝杆1-2与X轴电机13-2传动连接，所述Y轴滚珠丝杆2-2与Y轴电机14-2传动连接，所述Z轴滚珠丝杆3-2与Z轴电机15-2传动连接；
所述X轴滚珠丝杆1-2上穿设有X轴丝母，所述Y轴滚珠丝杆2-2上穿设有Y轴丝母，所述Z轴滚珠丝杆3-2上穿设有Z轴丝母，所述X轴丝母与第二滑块29固定连接，所述Y轴丝母与第一滑块28固定连接，所述Z轴丝母与第三滑块30固定连接。
本实施例中，所述X轴电机13-2、Y轴电机14-2和Z轴电机15-2均为伺服电机或者步进电机。
本实施例中，所述X轴电机13-2通过X轴传动座1-3与X轴滚珠丝杆1-2传动连接，所述Y轴电机14-2通过Y轴传动座2-3与Y轴滚珠丝杆2-2传动连接，所述Z轴电机15-2通过Z轴传动座3-3与Z轴滚珠丝杆3-2传动连接。
如图5所示，本实施例中，所述监控系统还包括通信模块9和按键操作模块8，所述按键操作模块8与数据处理控制装置17连接，所述喷头驱动模块16通过通信模块9与数据处理控制装置17连接；所述数据处理控制装置17为工控机。
本实施例中，多个所述喷头6均为压电陶瓷喷头。
本发明具体使用时，将承印物安装在印刷台板4上，启动数据处理控制装置17工作，数据处理控制装置17通过Y轴电机驱动器14-1控制Y轴电机14-2转动，Y轴电机14-2转动带动Y轴滚珠丝杆2-2转动，Y轴滚珠丝杆2-2转动通过所述Y轴丝母带动第一滑块28滑动，第一滑块28滑动带动印刷台板4沿Y方向进给，当印刷台板4上的承印物移动至喷头6正下方时，数据处理控制装置17通过数据通信模块9控制喷头驱动模块16工作，喷头驱动模块16工作给喷头6振荡信号，通过数据处理控制装置17控制控制阀26打开，且控制供墨泵27工作，墨桶12-3中的墨水通过供墨管路12-2输送至喷头6中，供墨装置12为喷头6提供工作墨水，同时，数据处理控制装置17通过Z轴电机驱动器15-1控制Z轴电机15-2转动，Z轴电机15-2转动带动Z轴滚珠丝杆3-2转动，Z轴滚珠丝杆3-2转动通过所述Z轴丝母带动第三滑块30向下滑动，第三滑块30向下滑动通过悬臂梁7带动喷头6向下移动，或者数据处理控制装置17通过Z轴电机驱动器15-1控制Z轴电机15-2反向转动，Z轴电机15-2反向转动带动Z轴滚珠丝杆3-2反向转动，Z轴滚珠丝杆3-2反向转动通过所述Z轴丝母带动第三滑块30向上滑动，第三滑块30向上滑动通过悬臂梁7带动喷头6向上移动，在喷头6上下移动的过程中，喷头6喷射出墨水到承印物上，喷头6上下往复移动实现对承印物的凹凸印刷，并且在印刷的过程中，数据处理控制装置17通过X轴电机驱动器13-1控制X轴电机13-2转动，X轴电机13-2转动带动X轴滚珠丝杆1-2转动，X轴滚珠丝杆1-2转动通过所述X轴丝母带动第二滑块29滑动，第二滑块29滑动带动Y轴调整机构沿X轴调整机构1移动，使印刷台板4在X方向往复移动，实现对印刷台板4印刷运动位置的调节。通过按键操作模块8预先设定印刷台板4的X方向位置和印刷台板4的Y方向位置，X位置检测单元21对印刷台板4的X方向位置进行实时检测，并将检测到的印刷台板4的X方向位置发送至数据处理控制装置17，Y位置检测单元19对印刷台板4的Y方向位置进行实时检测，并将检测到的印刷台板4的Y方向位置发送至数据处理控制装置17，所述数据处理控制装置17根据预先设定的印刷台板4的X方向位置和印刷台板4的Y方向位置并结合X位置检测单元21和Y位置检测单元19所检测到的位置信息对X轴电机13-2和Y轴电机14-2进行控制，使印刷台板4的X方向位置和印刷台板4的Y方向位置均与预先设定的位置相同，实现对承印物的定点印刷。
综上所述，本发明结构简单、设计合理且使用操作简便、印刷效率高、使用效果好，喷头能上下往复运动且承印物能沿X方向和Y方向往复运动，实现对承印物的定点印刷和凹凸印刷，适应于不同材料和尺寸的承印物，印刷质量能得到有效控制，印刷效率高，并且可应用于涂布液打底、涂覆光油等其他加工工艺。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (7)
1.一种三坐标跑台式数码喷墨印刷机，其特征在于：包括喷墨印刷系统和对所述喷墨印刷系统进行监控的监控系统，所述喷墨印刷系统包括机架(10)、安装在所述机架(10)上的喷墨印刷装置和安装在所述机架(10)上且供承印物印刷的印刷跑台，所述印刷跑台包括供承印物放置的印刷台板(4)和对印刷台板(4)的位置进行调整的印刷台位置调整装置，所述印刷台位置调整装置包括二维调整机构和驱动所述二维调整机构进行调节的位置调整驱动模块，所述印刷台板(4)安装在所述二维调整机构上，所述二维调整机构安装在所述机架(10)上；
所述二维调整机构包括对印刷台板(4)的X方向位置进行调整的X轴调整机构(1)和对印刷台板(4)的Y方向位置进行调整的Y轴调整机构(2)，所述X轴调整机构(1)和Y轴调整机构(2)呈十字布设，所述印刷台板(4)安装在Y轴调整机构(2)上；所述位置调整驱动模块包括驱动所述印刷台板(4)沿Y轴调整机构(2)移动的Y轴驱动模块(14)和驱动Y轴调整机构(2)沿X轴调整机构(1)移动的X轴驱动模块(13)；
所述喷墨印刷装置包括喷头(6)、对喷头(6)的出墨口与印刷台板(4)之间的距离进行调节的喷墨距离调整机构和为喷头(6)提供工作墨水的供墨装置(12)，所述喷墨距离调整机构为对喷头(6)进行上下调整的Z轴调整机构(3)，所述Z轴调整机构(3)上设置有驱动喷头(6)沿Z轴调整机构(3)进行上下调节的Z轴驱动模块(15)，所述Z轴调整机构(3)安装在机架(10)上，所述喷头(6)位于印刷台板(4)上方且其安装在所述Z轴调整机构(3)上，所述喷头(6)和供墨装置(12)的数量均为多个；
所述监控系统包括数据处理控制装置(17)、驱动喷头(6)动作的喷头驱动模块(16)和对供墨装置(12)进行检测的供墨检测装置，所述X轴驱动模块(13)、Y轴驱动模块(14)、Z轴驱动模块(15)和所述喷头驱动模块(16)均由所述数据处理控制装置(17)进行控制，所述供墨检测装置与数据处理控制装置(17)连接；
印刷台板(4)沿Y轴调整机构(2)向前移动的方向为Y轴正方向，Y轴调整机构(2)沿X轴调整机构(1)向靠近Z轴调整机构(3)移动的方向为X轴正方，则所述Z轴调整机构(3)安装在机架(10)上且位于由X轴和Y轴构成直角坐标系的第四象限内；
所述X轴驱动模块(13)包括X轴电机驱动器(13-1)和与X轴电机驱动器(13-1)输出端相接的X轴电机(13-2)，所述X轴电机(13-2)与X轴调整机构(1)传动连接，所述Y轴驱动模块(14)包括Y轴电机驱动器(14-1)和与Y轴电机驱动器(14-1)输出端相接的Y轴电机(14-2)，所述Y轴电机(14-2)与Y轴调整机构(2)传动连接，所述Z轴驱动模块(15)包括Z轴电机驱动器(15-1)和与Z轴电机驱动器(15-1)输出端相接的Z轴电机(15-2)，所述Z轴电机(15-2)与Z轴调整机构(3)传动连接，所述X轴电机驱动器(13-1)、Y轴电机驱动器(14-1)和Z轴电机驱动器(15-1)均与数据处理控制装置(17)连接；
所述Y轴调整机构(2)上设置有能带动印刷台板(4)沿Y轴调整机构(2)滑动的第一滑块(28)，所述X轴调整机构(1)上设置有能带动Y轴调整机构(2)沿X轴调整机构(1)滑动的第二滑块(29)，所述Z轴调整机构(3)上设置有能带动悬臂梁(7)沿Z轴调整机构(3)上下滑动的第三滑块(30)；
所述X轴调整机构(1)包括X轴直线导轨(1-1)和设置在X轴直线导轨(1-1)内的X轴滚珠丝杆(1-2)，所述Y轴调整机构(2)包括Y轴直线导轨(2-1)和设置在Y轴直线导轨(2-1)内的Y轴滚珠丝杆(2-2)，所述Z轴调整机构(3)包括Z轴直线导轨(3-1)和设置在Y轴直线导轨(3-1)内的Z轴滚珠丝杆(3-2)，所述X轴滚珠丝杆(1-2)与X轴电机(13-2)传动连接，所述Y轴滚珠丝杆(2-2)与Y轴电机(14-2)传动连接，所述Z轴滚珠丝杆(3-2)与Z轴电机(15-2)传动连接；
所述X轴滚珠丝杆(1-2)上穿设有X轴丝母，所述Y轴滚珠丝杆(2-2) 上穿设有Y轴丝母，所述Z轴滚珠丝杆(3-2)上穿设有Z轴丝母，所述X轴丝母与第二滑块(29)固定连接，所述Y轴丝母与第一滑块(28)固定连接，所述Z轴丝母与第三滑块(30)固定连接。
2.按照权利要求1所述的一种三坐标跑台式数码喷墨印刷机，其特征在于：所述监控系统还包括对印刷台板(4)的X方向位置进行实时检测的X位置检测单元(21)、对印刷台板(4)的Y方向位置进行实时检测的Y位置检测单元(19)和对喷头(6)的出墨口与印刷台板(4)之间的距离进行实时检测的喷墨距离检测单元(22)，所述X位置检测单元(21)、Y位置检测单元(19)和喷墨距离检测单元(22)均与数据处理控制装置(17)连接。
3.按照权利要求1或2所述的一种三坐标跑台式数码喷墨印刷机，其特征在于：所述供墨装置(12)包括供墨盒(12-1)、墨桶(12-3)和连接于供墨盒(12-1)和墨桶(12-3)之间的供墨管路(12-2)，所述供墨盒(12-1)通过墨管(11)与喷头(6)的进墨口连接，所述供墨管路(12-2)上安装有控制阀(26)和供墨泵(27)，所述控制阀(26)和供墨泵(27)均由所述数据处理控制装置(17)进行控制；
所述供墨检测装置包括对供墨盒(12-1)内的液位进行实时检测的液位检测单元(23)和对供墨管路(12-2)内的压力进行实时检测的压力检测单元(24)，以及对供墨管路(12-2)内的温度进行实时检测的温度检测单元(20)和对供墨管路(12-2)内的墨水流量进行实时检测的流量检测单元(25)，所述液位检测单元(23)、压力检测单元(24)、温度检测单元(20)和流量检测单元(25)均与数据处理控制装置(17)连接。
4.按照权利要求1或2所述的一种三坐标跑台式数码喷墨印刷机，其特征在于：所述喷头(6)安装在喷头安装板(5)上，所述喷头(6)与喷头安装板(5)呈垂直布设，且所述喷头(6)的出墨口端伸出喷头安装板(5)的底部；所述喷头安装板(5)通过悬臂梁(7)与Z轴调整机构(3)连接，且所述喷头安装板(5)能沿Z轴调整机构(3)进行上下移动，所述悬臂梁(7)与Z轴调整机构(3)呈垂直布设。
5.按照权利要求1所述的一种三坐标跑台式数码喷墨印刷机，其特征在于：所述X轴电机(13-2)、Y轴电机(14-2)和Z轴电机(15-2)均为伺服电机或者步进电机。
6.按照权利要求1或2所述的一种三坐标跑台式数码喷墨印刷机，其特征在于：所述监控系统还包括通信模块(9)和按键操作模块(8)，所述按键操作模块(8)与数据处理控制装置(17)连接，所述喷头驱动模块(16)通过通信模块(9)与数据处理控制装置(17)连接；所述数据处理控制装置(17)为工控机。
7.按照权利要求1或2所述的一种三坐标跑台式数码喷墨印刷机，其特征在于：多个所述喷头(6)均为压电陶瓷喷头。
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