CN107206781A - 印刷设备 - Google Patents

Abstract

根据本发明，提供用于在圆柱形结构上印刷的装置，包括：多个油墨辊装置，每个油墨辊装置包括印刷滚筒和用于可调节地控制印刷滚筒的位置或取向的一个或多个伺服电机；橡皮布装置，包括多个印刷橡皮布，其中所述橡皮布装置被配置成使每个印刷橡皮布与印刷滚筒接触，以将油墨从印刷滚筒转印到印刷橡皮布，并使每个印刷橡皮布与圆柱形结构接触，以实现在其上印刷；传送器，用于将圆柱形结构传送为与印刷橡皮布接触和脱离接触；以及自动印刷校正系统，包括印刷检查装置，用于检测从一个或多个印刷滚筒转印到印刷橡皮布上的油墨的偏移，以及控制器，用于响应于从印刷检查装置接收的数据控制印刷滚筒的伺服电机来校正所述偏移。

Description

印刷设备

技术领域

本发明涉及用于在圆柱体结构上印刷的设备及在圆柱体结构上印刷的相关方法。

背景技术

在工业罐制造领域，典型的是，成品需要某种形式的印刷标记形式的装饰。已知专业的印刷机器以高吞吐量在罐上提供持续大量的印刷。这些印刷机器在本领域中一般被称为“装饰机”。在目前，普通商业用途中有两种主要的装饰机，尽管也有小量的其他制造商。两种主要设计一般称为“康科德(Concord)”和“卢瑟福(Rutherford)”机器。尽管康科德和卢瑟福机器的精细结构细节不同，但是在本质上它们用同样的方法在罐上印刷。这种方法是平版印刷的一种变体。更特别地，装饰机包括多个油墨辊。每个油墨辊与不同的颜色相关联且有用于该颜色的印刷板。每个油墨辊被配置成将正确颜色的油墨分配到印刷板上。印刷板具有对应于所讨论的特定颜色的期望图像的凸起部分。显而易见地，例如，六个油墨辊装饰机可以印刷六种颜色，以及八个油墨辊装饰机可以印刷八种颜色。来自各油墨辊的印刷板的油墨被转印到多个橡皮布(blanket)中一个的表面上。其意图是所有油墨辊的橡皮布和印刷滚筒相互定位和取向，使得不同颜色的油墨正确对位。当实现正确对位时，橡皮布上的多色油墨的图案对应于期望的标记。装饰机包括设置在转动橡皮布轮上的多个橡皮布。当轮转动时，已使期望图案中的所有油墨转印其上的橡皮布与合适的输送系统接触，输送系统通常使用在心轴轮上的多个心轴。装饰机被配置成使得每个罐与橡皮布接触，致使全部多彩标记被转印到罐的表面。

在连续的罐印刷过程中不可避免的是，会发生一种或多种颜色的一些偏移。传统上，偏移问题已经人工更正。更具体地说，任何偏移通过对印刷罐的人工检查来检测。如果偏移被确定，则需要在进行油墨辊的人工调节的同时关闭印刷一段时间。这是有至少两个原因的低效过程。首先，在偏移被确定之前，会有时间滞后，这可能导致罐印坏。其次，关闭连续进行的过程任何一段时间都是低效和不可取的。

发明内容

本发明在其至少一些实施例中解决了上述问题。另外，本发明提供了用于控制印刷滚筒位置的改进布置。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于在圆柱形结构上印刷的装置，包括：

多个油墨辊装置，每个油墨辊装置包括印刷滚筒，和一个或多个伺服电机，其用于可调节地控制印刷滚筒的位置或取向；

橡皮布装置，包括多个印刷橡皮布，其中所述橡皮布装置被配置成使每个印刷橡皮布与印刷滚筒接触，以将油墨从印刷滚筒转印到印刷橡皮布，并使每个印刷橡皮布与圆柱形结构接触，以实现在其上印刷；

传送器，用于传送圆柱形结构与印刷橡皮布接触和脱离接触；以及

自动印刷校正系统，包括印刷检查装置，用于检测从一个或多个印刷滚筒转印到印刷橡皮布上的油墨的偏移；以及控制器，用于响应于从印刷检查装置接收到的数据控制印刷滚筒的伺服电机来校正该偏移。

以这种方式，可以解决上述问题。特别地是，偏移的检测会很快发生。而且，可以在不停止印刷过程的情况下校正偏移。

印刷检测装置可以检查印刷橡皮布以检测偏移。

替代地，印刷检测装置可以检查印刷的圆柱形结构以检测偏移。还替代地，印刷检测装置可以检查印刷滚筒以检测偏移。

印刷检测装置可以包括摄像头。印刷检测装置可以包括单个或多个摄像头。

印刷滚筒可以各自具有纵向调节伺服电机。纵向调节伺服电机可调节地控制其各自的印刷滚筒的纵向位置。纵向调节伺服电机可由控制器控制。印刷滚筒可以各自通过印刷轴连接到它们各自的纵向调节伺服电机。印刷轴的至少一部分可以通过纵向调节伺服电机移动，以便可调节地控制其各自的印刷滚筒的纵向位置。印刷轴可以各自包括外轴构件和内轴构件。内轴构件可以在外轴构件内往复运动。内轴构件可以连接到其各自的纵向调节伺服电机和印刷滚筒，使得纵向调节伺服电动机可以通过移动内轴构件来调节印刷滚筒的纵向位置。在实践中，商业装饰机设备被配置为使得纵向方向处于垂直方向，并且纵向调节改变印刷滚筒的垂直位置。

印刷滚筒可以各自具有角度调节伺服电机。角度调节伺服可电机围绕旋转轴线可调节地控制其各自的印刷滚筒的角度取向。角度调节伺服电机可由控制器控制。

该设备还可以包括驱动机构。印刷滚筒可以各自连接到承载齿轮的印刷轴，齿轮由驱动机构驱动，以使印刷滚筒围绕旋转轴线旋转。角度调节伺服电机可以被布置成改变齿轮的操作，以便可调节地控制其各自印刷滚筒的角度取向。齿轮可以是反斜线齿轮。反斜线齿轮承载齿轮齿，齿轮齿可相对于印刷轴的纵向轴线以一定角度倾斜。角度调节伺服电机可以调节反斜线齿轮的纵向位置，其反过来又致使印刷滚筒绕其旋转轴线的旋转调节。以这种方式，可以控制印刷滚筒的角度取向。

齿轮可以在角度调节伺服电机的控制下沿着印刷轴滑动。每个角度调节伺服电机可以连接到跟随凸轮的一个或多个凸轮从动件。凸轮可以设置在印刷轴上并形成轮毂的一部分或连接到轮毂。轮毂可以沿着印刷轴滑动。齿轮可以安装在轮毂上。实践中，旋转轴线对应于印刷滚筒的纵向轴线。商业装饰机设备被配置为使得旋转轴线是垂直轴线。

该设备可以在罐上印刷。传送器可以被配置为传送罐与印刷橡皮布接触或脱离接触。传送器可以包括用于保持罐的多个心轴。罐可以是金属罐，例如铝罐，或者可以由其他材料形成。罐可以是饮料罐。

通常，控制器包括利用微处理器的计算机或其他设备或系统。控制器可以包括图形界面。

印刷滚筒可以包括主要部分和可以可拆卸地附接到主要部分的印刷板。印刷板可以通过磁性附接件可拆卸地附接到主要部分。印刷板可以包括对应于期望印刷图案的凸起特征。

任何期望类型的标记都可印刷在罐上。标记可以包括图像、设计、徽标或单词中的一个或多个。

印刷滚筒可以各自将一个或多个对准标记印在印刷橡皮布上。印刷橡皮布可以各自包括一个或多个相应的对准特征。转印到印刷橡皮布上的油墨的偏移可以通过检测由印刷滚筒印刷的对准标记与在印刷橡皮布上的对应的对准特征之间的偏移来检测。该偏移可以被校正，使得印刷的对准标记及其对应的对准特征重叠，并且优选地完全重叠。对准标记和对准特征可以是任何传统的形状或符号。例如，可以使用点、线或十字。对准特征可能位于朝向印刷橡皮布的边缘。印刷检测装置可以被配置为仅检测对准标记和对准特征，或至少仅监视整个印刷领域的子集。这可以降低印刷检查系统的复杂性。

根据本发明的第二方面，提供了一种印刷到圆柱形结构上的方法，包括以下步骤：

操作多个油墨辊装置以将油墨施加到多个印刷滚筒，每个油墨辊装置具有一个或多个用于可调节控制它的印刷滚筒的位置或方向的伺服电机；

将油墨从印刷滚筒转印到印刷橡皮布；

将油墨从印刷橡皮布转印到圆柱形结构，以实现在其上印刷；并且

自动检测从一个或多个印刷滚筒转印到印刷橡皮布上的油墨的偏移，并且响应于检测到的偏移自动控制印刷滚筒的伺服电动机以校正该偏移。

有利的是，偏移的自动检测和伺服电机的自动控制以校正偏移可以作为连续的印刷程序的一部分执行。换句话说，这个过程不需要停下来以校正偏移。

根据本发明的第三方面，提供了一种用于在圆柱形结构上印刷的设备，包括：

多个油墨辊装置，每个油墨辊装置包括印刷滚筒、连接到印刷滚筒的印刷轴和用于可调节地控制印刷滚筒位置的伺服电机；

橡皮布装置，包括多个印刷橡皮布，其中橡皮布装置被配置成使每个印刷橡皮布与印刷滚筒接触，以将油墨从印刷滚筒转印到印刷橡皮布，并使每个印刷橡皮布与圆柱形结构接触，以实现在圆柱形结构上印刷；以及

传送器，用于将圆柱形结构传送为与印刷橡皮布接触和脱离接触；

其中，在每个油墨辊装置中，印刷轴包括外轴构件和可在外轴构件内往复运动的内轴构件，并且内轴构件连接到伺服电机。

以这种方式，提供了非常方便和准确的手段来调节和控制印刷滚筒的位置。所述布置节省空间，并且允许方便维护。另外，便于对现有的装饰机设备提供改装。本发明的第三方面可以便于并入卢瑟福型的装饰机中。然而，本发明不限于此，且本发明的这个方面可以并入其他装饰机设计中。

虽然上面已经描述了本发明，但是它延伸到以上的或以下描述、附图或权利要求中给出的特征的任何发明组合。例如，关于本发明的一个方面所描述的任何特征被认为同样关于本发明的其他方面所是公开的。

附图说明

现在将参考附图描述根据本发明的设备和方法的实施例，其中：

图1是本发明的装饰机设备的平面图；

图2示出了本发明的印刷滚筒和印刷轴的(a)侧视图和(b)侧剖视图；和

图3显示了用户使用的图形界面。

具体实施方式

图1示出了本发明的装饰机装置，总体上以10表示。装饰机设备10包括多个油墨辊12a，12b，12c，12d，12e，12f和多个橡皮布14a，14b，14c，14d，14e，14f，14g，14h。橡皮布被设置在橡皮布轮16上。橡皮布轮16旋转以使橡皮布与油墨辊接触，从而将油墨转印到橡皮布上。橡皮布轮16的旋转也使每个橡皮布与罐18接触，以便将油墨转印到罐的表面上。罐18通过输送系统20被传送为与橡皮布接触和脱离接触。在图1所示的实施例中，具有六个油墨辊12，其使得能够使用多达六种不同颜色的油墨来形成印刷到罐18上的完整标记。同样在图1所示的实施例中，装饰机设备10包括八个橡皮布14。应当理解，本发明不限于此，并且原则上可以使用任何合适数量的油墨辊和橡皮布。

橡皮布、橡皮布轮和输送机的设计和操作本质上可以是传统的。因此，不需要对装饰机设备10的这些部分提供进一步的更详细的讨论。油墨辊包括由印刷轴旋转的印刷滚筒。油墨辊的这些方面将在下面更详细地描述。油墨辊的其它特征，例如将油墨施加到印刷滚筒的布置，在本质上是传统的。因此，不需要对油墨辊的这些部分的更详细的讨论。装饰机设备10还包括摄像头22和控制器装置24。

图2示出了油墨辊12的印刷滚筒200和印刷轴202。印刷滚筒200具有设置在其上的印刷板204。印刷滚筒200是有磁性的，并且印刷板204由金属形成，使得印刷板204保持在位。印刷板204具有与由特定油墨辊施加的油墨颜色的印刷图案相对应的凸起特征，印刷滚筒200与特定油墨辊相关联。印刷轴202包括外印刷轴202a和内印刷轴202b。外印刷轴202b具有朝向印刷轴202的一端形成的印刷滚筒接触部分206a，206b。印刷滚筒接触部分206a可以是直径大于外印刷轴202a直径的滚筒形式。朝向印刷轴的与具有印刷滚筒接触部分206a的端部相对的端部，外印刷轴202a包括轴承座208,210。轴承座208,210容纳围绕内印刷轴202b的轴承(未示出)。

远离印刷滚筒200的内印刷轴202b的端部连接到第一伺服电机212。第一伺服电机212是线性伺服电机并且用这种方式可以调节内印刷轴202b的纵向位置。如图2(b)所示，内印刷轴202b的另一端连接到印刷滚筒200。印刷滚筒200的尺寸被设计成能够在印刷滚筒接触部分206a的表面上滑动。本领域技术人员将理解，以这种方式，第一伺服电机212能够调节印刷滚筒200的纵向位置。纵轴对应于印刷滚筒的旋转轴线，实际上它是纵向的。印刷滚筒接触部分206b也接触印刷滚筒200的一部分。

印刷轴还包括由轮毂216承载的反斜线齿轮214。反斜线齿轮214由形成传统装饰机设备驱动机构的一部分的大齿轮(未示出)驱动。凸轮从动件218,220跟随凸轮222。凸轮222通过连接构件224连接到轮毂216。轮毂216能够沿着外印刷轴202a纵向移动。轮毂216下方的键(未示出)允许相对于外印刷轴202a的该纵向移动。凸轮从动件218,220安装在安装件226上。安装件226连接到第二伺服电机228。第二伺服电机228是线性伺服电机。可以控制第二伺服电机228以移动安装件226，安装件226反之移动凸轮从动件218,220。应当理解，该受控运动的作用是调节轮毂216相对于外印刷轴202a的纵向位置。这也调节反斜线齿轮214的纵向位置。反斜线齿轮214承载相对于印刷轴202的纵向轴线倾斜一定角度的齿轮齿。应当理解，反斜线齿轮216的位置的纵向调节由此引起印刷滚筒200的旋转调节。以这种方式，可以控制印刷滚筒200的角度取向。

返回参考图1，摄像头22定位用于在油墨已从油墨辊12转印到橡皮布14之后但是在印刷到罐18发生之前监测橡皮布14。摄像头用于检测施加到橡皮布的不同颜色油墨中的一种或多种的任何偏移。由摄像头22获得的图像或相关数据被输入到控制器装置24。可以使用多个摄像头来代替单个摄像头，并且这可以使得更好的三维图像被获得。控制器设备24具有图形界面24a，其在一种可能的操作模式中使得用户能够进行人工校正。然而，在另一种操作模式中，本发明提供了由一个或多个油墨辊12施加的油墨的任何偏移的自动校正。控制器装置24利用检查摄像头22获得的图像并识别任何偏移的合适的计算机程序。控制器装置24及其计算机程序还适于向油墨辊12的第一和第二伺服电机中的一个或两个提供合适的控制信号，以便校正检测到的偏移。例如，如果检测到偏移并且确定原因是由油墨辊12a施加到橡皮布的图像太高，则油墨辊12a中使用的印刷滚筒的纵向位置将被降低以便校正该偏移。这将通过控制与油墨辊12a的印刷滚筒相关联的第一伺服电机来完成，以使内印刷轴缩回到外印刷轴内。这具有降低印刷滚筒的效果。当油墨颜色中的一种被施加到橡皮布的左侧或右侧太远时，发生另一种类型的偏移。在这种情况下，控制器装置24确定哪个油墨辊12对该偏移负责，并且控制与该油墨辊装置相关联的第二伺服电机来调节凸轮从动件相对于印刷轴的纵向轴线的位置。以这种方式，反斜线齿轮的位置被调节以使得按需要顺时针或逆时针移动印刷滚筒。以这种方式，调节印刷滚筒的角度取向以校正偏移。应当理解，如果控制器装置检测到许多油墨被未对准地施加，则将发生多个油墨辊的适当校正。偏移的检测和一个或多个伺服电机的适当调节来校正所述偏移可以以多种方式来执行。例如，可以使用查找表或算法。另一个替代是利用人工智能。

虽然在图1的布置中，摄像头22监视橡皮布，但是其它变体也是可能的。例如，摄像头可能在印刷发生后拍摄罐的图像。另一种可能是使摄像头检查印刷板上的标记。在这种情况下，印刷板可以各自包括合适的对准标记，例如点、线或十字。橡皮布具有相应的对准特征部。例如，如果橡皮布从六个不同的油墨辊接收六种不同的颜色，并且每个油墨辊的印刷板具有点作为对准标记，则橡皮布将具有六个间隔开的点，每个颜色一个。有利地，点可以位于橡皮布的外部区域中，例如靠近边缘。如果一种颜色的印刷出现偏移，则可能会看到印刷橡皮布上的对准标记与相关印刷板印刷的相应标记之间的偏移。这可以容易地检测，并且可以通过调节相关印刷滚筒的纵向位置和/或角度取向来进行适当的校正。

图3示出了结合本发明可使用的图形界面300。图形界面300是触摸屏的形式。触摸屏可以人工调节模式使用，其中对对准的调节由用户进行。用户做出的调节致使对一个或多个油墨辊的伺服电机的适当控制。

本发明提供的偏移的校正具有许多优点。可以在不停止装饰机设备的情况下快速校正偏移。快速检测到由错印在罐上引起的印坏的任何偏移。如果摄像头设立为检测橡皮布(或印刷滚筒)上的偏移，则可以检测到偏移而不会发生任何印坏，因为偏移可以被检测到而没有印刷在罐上。这种模式可能被用作启动例程的一部分，或作为人工校正模式的一部分进行关于对准的抽样检查。

可以使用印刷滚筒的伺服电机控制的其他形式。例如，US5235911中公开的致动器系统(其全部内容通过引用并入本文)可以被用于或适用于本发明提供偏移校正方法的一部分。然而，相信关于图1和图2描述的伺服电机控制系统提供了许多优点。它特别适用于卢瑟福型的装饰机，实际上它可以很容易地改装到现有的卢瑟福油墨辊。可以通过贯穿标准的卢瑟福印刷轴的中心钻一孔，并插入内印刷轴来提供内印刷轴。该伺服电机的磨损部件数量少，节省空间。所有的调节部件都位于油墨辊滚筒的内部，这使得维护更容易。此外，如果为了维护目的需要除去一油墨辊，则可以使用油墨辊继续在罐上印刷。可以使用少一种颜色运行，或者可以插入替代油墨。以这种方式，可以进行维护而不必停止装饰机设备的操作。

Claims (15)

1.一种用于在圆柱形结构上印刷的设备，包括：

多个油墨辊装置，每个油墨辊装置包括印刷滚筒和一个或多个伺服电机，其用于可调节地控制印刷滚筒的位置或取向；

橡皮布装置，包括多个印刷橡皮布，其中所述橡皮布装置被配置成使每个印刷橡皮布与印刷滚筒接触，以将油墨从印刷滚筒转印到印刷橡皮布，并使每个印刷橡皮布与圆柱形结构接触，以实现在其上印刷；

传送器，用于将圆柱形结构传送为与印刷橡皮布接触和脱离接触；以及

自动印刷校正系统，包括印刷检查装置，用于检测从一个或多个印刷滚筒转印到印刷橡皮布上的油墨的偏移；以及控制器，用于响应于从印刷检测装置接收的数据控制印刷滚筒的伺服电机来校正所述偏移的控制器。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述印刷检测装置检查所述印刷橡皮布以检测偏移。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述印刷检测装置检查印刷的圆柱形结构以检测偏移。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中所述印刷检测装置包括摄像头。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中所述印刷滚筒各自具有可调节地控制其相应滚筒的纵向位置的纵向调节伺服电机，其中所述纵向调节伺服电机由所述控制器控制。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述印刷滚筒各自通过印刷轴连接到其各自的纵向调节伺服电机，其中所述印刷轴的至少一部分可由所述纵向调节伺服电机移动，以便可调节地控制其各自的印刷滚筒的纵向位置。

7.根据权利要求6所述的设备，其中所述印刷轴各自包括外轴构件和可在外轴构件内往复运动的内轴构件，其中，所述内轴构件连接到其各自的纵向调节伺服电机和印刷滚筒，使得纵向调节伺服电机可以通过移动内轴构件来调节印刷滚筒的纵向位置。

8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述印刷滚筒各自具有角度调节伺服电机，所述角度调节伺服电机可调节地控制其各自的印刷滚筒围绕旋转轴线的角度取向，其中所述角度调节伺服电机由所述控制器控制。

9.根据权利要求8所述的设备，还包括驱动机构，其中所述印刷滚筒各自连接到承载齿轮的印刷轴，所述齿轮由所述驱动机构驱动，以使所述印刷滚筒绕所述旋转轴线旋转，其中，角度调节伺服电机被布置成来改变齿轮的操作，以便可调节地控制其各自的印刷滚筒的角度取向。

10.根据权利要求9所述的设备，其中每个齿轮在所述角度调节伺服电机的控制下可沿所述印刷轴滑动。

11.根据权利要求10所述的设备，其中每个角度调节伺服电机连接到跟随凸轮的一个或多个凸轮从动件，其中所述凸轮设置在所述印刷轴上，并且形成轮毂的一部分或连接到轮毂，轮毂沿着所述印刷轴可滑动并且齿轮安装在所述轮毂上。

12.根据前述权利要求中任一项所述的设备，用于在罐上印刷，其中所述传送器被配置成将罐传送为所述印刷橡皮布接触和脱离接触。

13.根据权利要求12所述的设备，其中所述传送器包括用于保持所述罐的多个心轴。

14.一种在圆柱形结构上印刷的方法，包括以下步骤：

操作多个油墨辊装置以将油墨施加到多个印刷滚筒，每个油墨辊装置具有一个或多个伺服电机，用于可调节地控制其印刷滚筒的位置或取向；

将油墨从印刷橡皮布转印到圆柱形结构，以实现在其上印刷；以及

自动检测从一个或多个印刷滚筒转印到印刷橡皮布上的油墨的偏移，并且响应于偏移的检测自动控制印刷滚筒的伺服电机以校正所述偏移。

15.一种用于在圆柱形结构上印刷的设备，包括：

多个油墨辊装置，每个油墨辊装置包括印刷滚筒、连接到印刷滚筒的印刷轴和用于可调节地控制印刷滚筒位置的伺服电机；

橡皮布装置，包括多个印刷橡皮布，其中所述橡皮布装置被配置成使每个印刷橡皮布与印刷滚筒接触，以将油墨从印刷滚筒转印到印刷橡皮布，并使每个印刷橡皮布与圆柱形结构接触，以实现在其上印刷；以及

传送器，用于将圆柱形结构传送为与印刷橡皮布接触和脱离接触的；

其中，在每个油墨辊装置中，印刷轴包括外轴构件和可在外轴构件内往复运动的内轴构件，并且内轴构件连接到伺服电机。