CN107415473A - 一种转鼓式镜片数码喷印装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种喷印质量好、喷印效率高的转鼓式镜片数码喷印装置。它包括旋转单元、镜片高度调整单元、隐形标志识别单元和喷印单元，利用同转鼓共轴的旋转圆周，去完全或部分补偿镜片前基弯的曲率，使得喷头到镜片中心和到边缘的落差降低，从而提高了喷印质量。本发明适合各类镜片喷印所用。

Description

一种转鼓式镜片数码喷印装置
技术领域
本发明涉及一种镜片数码喷印装置。更具体的说，本发明涉及一种转鼓式镜片数码喷印装置。
背景技术
车房镜片，特别是渐进多焦点镜片，需要在镜片上打隐形参考标记。为了验配方便，需要在镜片上根据隐形标记的位置，再印刷可擦洗的油墨可视标志。这种可视油墨标识往往采用移印，丝网印刷或数码喷印来实现，如图1所示。
目前所有数码印刷用的喷头技术都是为印刷平面图案而设计的，而渐进镜片有基弯，表面是曲面。不同的基弯，边缘和中间的顶点高差有可能达10mm左右，喷点在10mm的距离上已经发散，同时喷点行程长也容易被环境中的气流所扰乱，所以边缘落差大的部分，喷印的效果往往不是很理想。中国专利201310172713.1公开了一种数字镜片喷印机，虽然实现了镜片表面的数码图案喷印，但是不能解决上述提到的问题。
由于喷点不是沿表面的法线方向喷印，存在一个投影喷射的问题。对于高基弯曲率半径小，比较凸的镜片表面，喷印图案的实际分辨率会降低。基弯越大越是凸的镜片，分辨率下降越厉害。同样400DPI的分辨率,在基弯比较小的镜片上可能效果很好，但在高基弯的表面上，可能效果不是十分理想。为了改善这种状况，需要新的技术与革新。
如图1所示，一般喷印机的喷印图像往往左右方向比较长，上下方向比较短，在左右方向由于喷头和镜片的落差比较大，喷印效果往往比上下方向要差。当然最理想的方式是采用单孔的喷头，逐点3维面形扫描，但是这样速度太慢了，无法满足实际的生产需求。
除此之外，数码喷印一般要进行镜片取放，镜片和喷头之间的距离调整，隐形标记识别，数码喷印，油墨固化等几个环节。如果能有技术让上述工序并行进行，则会大大提高喷印效率。
发明内容
本发明的目的是解决以上提出的问题，提供一种喷印质量好、喷印效率高的转鼓式镜片数码喷印装置。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明是一种转鼓式镜片数码喷印装置，所述喷印装置包括旋转单元、镜片高度调整单元、隐形标志识别单元和喷印单元；
所述旋转单元包括转鼓，所述转鼓的圆周面上至少设置一个镜片吸附和支撑机构，所述镜片吸附和支撑机构包括阻尼伸缩杆，所述阻尼伸缩杆上设置有真空吸头用于吸附镜片；
所述转鼓外围设有镜片取放工位、镜片高度调整工位、隐形标记识别工位和喷印工位围绕转鼓呈圆周分布；
所述镜片高度调整单元设置在镜片高度调整工位，镜片高度调整工位包括镜片外拉工位和压镜片工位，所述镜片外拉工位设置有外拉驱动机构和外拉连接件，所述压镜片工位设置有压板驱动机构和压板，驱动机构采用气动、电动或磁驱动；
所述隐形标志识别单元设置在隐形标记识别工位，包括照明板和相机，所述照明板和相机设置在镜片的两则，即镜片位于照明板和相机之间，所述相机与计算机相连，所述相机摄取隐形标志信息传给计算机；
所述喷印单元设置在喷印工位，包括喷头和喷头控制器，所述喷头控制器与计算机通讯，所述喷头与喷头控制器相连，所述喷头设置在镜片上方，所述计算机判读隐形标志后，将要喷印图像的基准点XY坐标和旋转角度信息传送给喷头控制器。
作为优化，所述喷印装置设置有油墨固化单元，所述喷印工位之后设定有油墨固化工位，所述油墨固化单元设置在油墨固化工位，油墨固化单元采用UV紫外光源照射喷印好的镜片。
作为优化，所述镜片高度调整单元的驱动机构采用气动，所述外拉驱动机构为外拉气缸，所述压板驱动机构为压镜片气缸。
作为优化，当镜片在喷印工位时，所述镜片与喷头之间的最小距离大于0且小于1mm。
作为优化，当镜片在镜片外拉工位时，所述镜片外拉的程度为镜片顶点最高点到旋转中心的距离大于喷头到旋转中心的距离1mm以上。
作为优化，所述喷印工位设置在时钟12点钟方向。
作为优化，所述圆周分布的半径与镜片前基弯的曲率半径一样。
作为优化，所述镜片取放工位设置在时钟3点钟方向，所述镜片外拉工位设置在时钟5点钟方向，所述压镜片工位设置在时钟7点钟方向，所述隐形标记识别工位设置在时钟9点钟方向，所述油墨固化工位设置在时钟1点钟方向。
作为优化，所述镜片高度调整工位和隐形标记识别工位次序互换。
作为优化，所述喷印装置至少设置有两个镜片吸附和支撑机构、两个镜片高度调整单元、两个隐形标志识别单元和两个喷印单元，并在同一转鼓的圆周面上呈左右并排设置。
本发明的有益效果如下：
1、本发明喷印效果好，比传统喷印机喷印质量更高。本发明设置有转鼓，镜片架设在转鼓上，随转鼓转动。利用同转鼓共轴的旋转圆周，去完全或部分补偿镜片前基弯的曲率。当镜片前基弯曲率半径刚好和旋转圆周的半径一样，则是100％补偿，当镜片前基弯曲率半径和旋转圆周的半径有差异，则是部分补偿，这两种情况相较于现有技术都能使得喷头到镜片中心和到边缘的落差降低，从而提高了喷印质量。
2、本发明喷印时，镜片不易碰到喷头。本发明设置有镜片高度调整单元，因为不同的镜片有不同的顶点高，如果不做调整，在喷印工位，镜片容易碰到喷头，通过镜片高度调整单元可将镜片最高点与喷头之间的距离控制在1mm以内，同时，镜片与喷头之间距离越近，其喷印效果也会更好。
3、本发明数码喷印的各个环节可以并行进行，提高效率。对于数码喷印一般的几个环节，例如镜片取放、隐形标记识别、数码喷印、油墨固化都有工位设计，各个工位都围绕转鼓圆周布置，容易实现自动化。当转鼓上设置多个镜片吸附机构时，不同工位都有镜片存在，可以同时进行不同的工作，大大提高了效率。
4、本发明可以双倍提高喷印效率，大大提高产能。本发明可以采用双喷头左右工位设计，即在转鼓的圆周面上左右各设置两个相同的工位单元，可以提高一倍效率，甚至可以多个喷头左右并排排列，可以提高多倍效率，如果采用双喷头左右工位设计，数码喷印镜片的产能能够提高到每小时600付左右，而像中国专利201310172713.1所述的普通喷印机，每小时大约只有120付的效率，从而提高生产5倍。
附图说明
图1：典型的渐进多焦点镜片和印刷图案；
图2：本发明各工位分布示意图；
图3：本发明转鼓式镜片数码喷印装置框图；
图4：本发明双喷头左右工位布置示意图；
1、镜片取放工位；2、镜片外拉工位；3、压镜片工位；4、隐形标记识别工位；5、喷印工位；6、油墨固化工位；7、转鼓；8、镜片；9、真空吸头；10、阻尼伸缩杆；11、照明板；12、相机；13、喷头；14、喷头控制器；15、UV紫外光源；16、计算机；17、真空发生器；18、数码喷印L图案；19、数码喷印R图案；20、外拉气缸；21、压镜片气缸；22、压板；23、外拉连接件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行进一步详细说明：
实施例一：
本实施例为单喷头的转鼓式镜片数码喷印装置，如图3所示。
本实施例是一种转鼓式镜片数码喷印装置，喷印装置包括旋转单元、镜片高度调整单元、隐形标志识别单元、喷印单元和油墨固化单元。
如图2所示，旋转单元包括转鼓7和电机，转鼓7的圆周面上均匀设置有六个镜片吸附和支撑机构，每个镜片吸附和支撑机构包括一个阻尼伸缩杆10，每个阻尼伸缩杆10上设置有真空吸头用于吸附镜片8，真空吸头与真空发生器17相连。
转鼓7外围设定有镜片取放工位1、镜片高度调整工位、隐形标记识别工位4、喷印工位5和油墨固化工位6围绕转鼓7呈圆周分布，原理是利用同转鼓7共轴的旋转圆周，去完全或部分补偿镜片8前基弯的曲率，使得喷头13到镜片8中心和到边缘的落差降低，从而提高了喷印质量。本实施例为了起到完全补偿左右，圆周分布的半径与镜片8前基弯的曲率半径一样，例如，镜片8的前基弯曲率半径在160mm，则优选直径为320mm的圆周布局，由于每个镜片8的基弯曲率半径会有变化，圆周分布的半径也随之变化。如果镜片8前基弯曲率半径和旋转圆周的半径有差异，相较于现有技术同样能起到补偿作用，提高喷印质量。
镜片高度调整单元和隐形标志识别单元的次序可以互换，只要在喷印单元之前即可，本实施例选择镜片高度调整工位在前，隐形标记识别工位4在后。其中，镜片高度调整工位包括镜片外拉工位2和压镜片工位3。
镜片取放工位1设置在时钟3点钟方向，镜片外拉工位2设置在时钟5点钟方向，压镜片工位3设置在时钟7点钟方向，隐形标记识别工位4设置在时钟9点钟方向，喷印工位5设置在时钟12点钟方向，油墨固化工位6设置在时钟1点钟方向。喷印工位5必须设置在时钟12点钟方向，其他工位也可以设置在其他方向。转鼓7在电机的驱动下可以旋转，使得镜片8可以依次旋转经过上述各个工位。
不同的镜片8有不同的顶点高，为了让镜片8在喷印工位5喷印时，不碰到喷头13，且镜片8在喷印工位5时和喷头13之间的距离尽可能近。喷印装置设置有镜片高度调整单元，设置在镜片外拉工位2和压镜片工位3，利用镜片外拉工位2和压镜片工位3切换来实现，镜片8高度的上下调节可以采用气动，电动和磁驱动。
本实施例优选气动方式，镜片外拉工位2设置有外拉气缸20和外拉连接件23，把镜片8往外拉，使得镜片8顶点最高点到旋转中心的距离大于喷头13到旋转中心的距离1mm以上。本实施例中拉到镜片8顶点最高点到旋转中心的距离为6mm的位置，其中，6mm只是一个安全距离，比6mm大或小都可以，但是镜片8顶点最高点到旋转中心的距离一定要大于喷头13到旋转中心的距离1mm以上。压镜片工位3设置有压镜片气缸21和压板22，用压板22把镜片8压回到镜片8最高点的统一高度位置，使得镜片8在喷印工位5时，与喷头13之间的最小距离大于0且小于1mm。
隐形标志识别单元设置在隐形标记识别工位4，包括掩模照明板11和相机12，照明板11设置有带有明暗相间的图案，例如中国专利201310172713.1所述的带有明暗相间的图案。照明板11和相机12设置在镜片8的两则，即镜片8位于相机12和照明板11之间，相机12与计算机16相连，相机12摄取隐形标志信息传给计算机16。
喷印单元设置在喷印工位5，包括喷头13和喷头控制器14，喷头13与喷头控制器14相连，喷头控制器14与计算机16通讯，喷头13设置在镜片8上方。计算机16判读隐形标志后，将要喷印图像的基准点XY坐标和旋转角度信息传送给喷头控制器14。转鼓7在电机的驱动下匀速旋转，让镜片8均匀转过喷头13的下方，完成图案的喷印。当镜片8在喷印工位5时，镜片8与喷头13之间距离大于0且小于1mm，通过镜片高度调整单元调整。
油墨固化单元可以根据油墨的不同而设置。当系统采用UV油墨时，油墨固化单元采用UV紫外光源15照射喷印好的镜片8，对喷印好的镜片8上面的图案进行固化。当系统采用蜡基油墨时，则油墨固化单元就可以省略，不做设置。本实施例为了更好体现油墨固化单元，设置了油墨固化单元。
实施例二：
本实施例为双喷头的转鼓式镜片数码喷印装置，如图4所示，本实施例与实施例一的区别在于采用双喷头左右工位设计，也就是将两个转鼓式镜片数码喷印装置组合在一起，共用一个转鼓7。
本实施例是一种转鼓式镜片数码喷印装置，喷印装置包括旋转单元、镜片高度调整单元、隐形标志识别单元、喷印单元和油墨固化单元。
如图2所示，旋转单元包括转鼓7和电机，转鼓7的圆周面上均匀设置有六个镜片吸附和支撑机构，每个镜片吸附和支撑机构包括一个阻尼伸缩杆10，每个阻尼伸缩杆10上设置有真空吸头用于吸附镜片8，真空吸头与真空发生器17相连。
转鼓7外围设定有镜片取放工位1、镜片高度调整工位、隐形标记识别工位4、喷印工位5和油墨固化工位6围绕转鼓7呈圆周分布，原理是利用同转鼓7共轴的旋转圆周，去完全或部分补偿镜片8前基弯的曲率，使得喷头13到镜片8中心和到边缘的落差降低，从而提高了喷印质量。本实施例为了起到完全补偿左右，圆周分布的半径与镜片8前基弯的曲率半径一样，例如，镜片8的前基弯曲率半径在160mm，则优选直径为320mm的圆周布局，由于每个镜片8的基弯曲率半径会有变化，圆周分布的半径也随之变化。如果镜片8前基弯曲率半径和旋转圆周的半径有差异，相较于现有技术同样能起到补偿作用，提高喷印质量。
镜片高度调整单元和隐形标志识别单元的次序可以互换，只要在喷印单元之前即可，本实施例选择镜片高度调整工位在前，隐形标记识别工位4在后。其中，镜片高度调整工位包括镜片外拉工位2和压镜片工位3。
镜片取放工位1设置在时钟3点钟方向，镜片外拉工位2设置在时钟5点钟方向，压镜片工位3设置在时钟7点钟方向，隐形标记识别工位4设置在时钟9点钟方向，喷印工位5设置在时钟12点钟方向，油墨固化工位6设置在时钟1点钟方向。喷印工位5必须设置在时钟12点钟方向，其他工位也可以设置在其他方向。当转鼓7在电机的驱动下可以旋转，使得镜片8可以依次旋转经过上述各个工位。
不同的镜片8有不同的顶点高，为了让镜片8在喷印工位5喷印时，不碰到喷头13，且镜片8在喷印工位5时和喷头13之间的距离尽可能近。喷印装置设置有镜片高度调整单元，设置在镜片外拉工位2和压镜片工位3，利用镜片外拉工位2和压镜片工位3切换来实现，镜片8高度的上下调节可以采用气动，电动和磁驱动。
本实施例优选气动方式，镜片外拉工位2设置有外拉气缸20和外拉连接件23，把镜片8往外拉，使得镜片8顶点最高点到旋转中心的距离大于喷头13到旋转中心的距离1mm以上，本实施例中拉到镜片8顶点最高点到旋转中心的距离为6mm的位置，其中，6mm只是一个安全距离，比6mm大或小都可以，但是镜片8顶点最高点到旋转中心的距离一定要大于喷头13到旋转中心的距离1mm以上。压镜片工位3设置有压镜片气缸21和压板22，用压板22把镜片8压回到镜片8最高点的统一高度位置，使得镜片8在喷印工位5时，与喷头13之间的最小距离大于0且小于1mm。
隐形标志识别单元设置在隐形标记识别工位4，包括掩模照明板11和相机12，照明板11设置有带有明暗相间的图案，例如中国专利201310172713.1所述的带有明暗相间的图案。照明板11和相机12设置在镜片8的两则，即镜片8位于相机12和照明板11之间，相机12与计算机16相连，相机12摄取隐形标志信息传给计算机16。
喷印单元设置在喷印工位5，包括喷头13和喷头控制器14，喷头控制器14与计算机16通讯，喷头13与喷头控制器14相连，喷头13设置在镜片8上方。计算机16判读隐形标志后，将要喷印图像的基准点XY坐标和旋转角度信息传送给喷头控制器14。转鼓7在电机的驱动下匀速旋转，让镜片8均匀转过喷头13的下方，完成图案的喷印。当镜片8在喷印工位5时，镜片8与喷头13之间距离大于0且小于1mm，通过镜片高度调整单元调整。
油墨固化单元可以根据油墨的不同而设置。当系统采用UV油墨时，油墨固化单元采用UV紫外光源15照射喷印好的镜片8，对喷印好的镜片8上面的图案进行固化。当系统采用蜡基油墨时，则油墨固化单元就可以省略，不做设置。本实施例为了更好体现油墨固化单元，设置了油墨固化单元。
喷印装置共设置有十二个镜片吸附和支撑机构、两个镜片高度调整单元、两个隐形标志识别单元、两个喷印单元和两个油墨固化单元，在同一转鼓7的圆周面上呈左右并排设置，即在转鼓7的圆周面上左右各放置两个相同的工位单元，在转鼓7左边的圆周面上设置有六个镜片吸附和支撑机构，转鼓7右边的圆周面上也设置有六个镜片吸附和支撑机构，如图4所示，这样就可以使效率提高一倍。
由于左右喷头13之间和工位单元之间都互不影响，本实施例也适用两个以上喷头13左右并排排列，多个镜片8同时喷印的设计，只需要延长转鼓7的长度，对本领域普通技术人员就能够实现。
使用方法：
操作人员在镜片取放工位1上先取后放镜片8，在真空发生器17的参与下，镜片8吸附在真空吸头上。此时，转鼓7旋转60度，转到时钟的5点钟方向，镜片8到达外拉工位，通过外拉气缸20和外拉连接件23，作用于阻尼伸缩杆10上，把镜片8外拉到设定的位置，阻尼伸缩杆10在阻尼力作用下保持住状态，阻尼力的大小由机械结构调整。
然后，转鼓7继续旋转60度，镜片8到达压镜片工位3，通过压镜片气缸21，用压板22把镜片8压回到镜片8最高点的统一高度位置。这个位置的选取，确保镜片8在后续喷印时不会碰到喷头13，也不会让镜片8在喷印工位5时离喷头13距离超过1mm。
接着，转鼓7继续旋转60度，镜片8转到时钟的9点钟方向，到达隐形标志设别工位，镜片8在此工位完成隐形标记的识别。当相机12读取隐形标志的信息后，与计算机16通讯。计算机16再把要喷印图案的基准点XY坐标和旋转角度信息传送给喷头控制器14。
转鼓7继续旋转，将镜片8匀速转过喷印工位5，在喷头13的下方均匀移过。喷头13在喷头控制器14的控制下对镜片8进行图案的喷印。
转鼓7继续旋转，将镜片8转到油墨固化工位6。油墨固化工位6根据油墨的品种设置，当喷头13采用UV固化油墨，则油墨固化工位6设置UV紫外光源15，对镜片8的喷印图像进行UV固化。固化完成后转鼓7继续旋转，镜片8回到镜片取放工位1，整个序结束，当喷头13采用蜡基油墨，油墨固化单元省略，则转鼓7直接继续旋转回到镜片取放工位1。
整个使用过程中，喷印工位5在匀速转动状态操作，其他工位在停止状态工作，转鼓7在整个使用过程中，一直是间隙性的匀速转动。
当采用双喷头的转鼓式镜片数码喷印装置也是同样的方法，如图4所示，左边镜片8为数码喷印L图案18，右边镜片8为数码喷印R图案19。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域中的普通技术人员来说，在不脱离本发明核心技术特征的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种转鼓式镜片数码喷印装置，其特征在于，所述喷印装置包括旋转单元、镜片高度调整单元、隐形标志识别单元和喷印单元；
所述旋转单元包括转鼓(7)，所述转鼓(7)的圆周面上至少设置一个镜片吸附和支撑机构，所述镜片吸附和支撑机构包括阻尼伸缩杆(10)，所述阻尼伸缩杆(10)上设置有真空吸头用于吸附镜片(8)；
所述转鼓(7)外围设有镜片取放工位(1)、镜片高度调整工位、隐形标记识别工位(4)和喷印工位(5)围绕转鼓(7)呈圆周分布；
所述镜片高度调整单元设置在镜片高度调整工位，镜片高度调整工位包括镜片外拉工位(2)和压镜片工位(3)，所述镜片外拉工位(2)设置有外拉驱动机构和外拉连接件(23)；
所述压镜片工位(3)设置有压板(22)驱动机构和压板(22)，驱动机构采用气动、电动或磁驱动；
所述隐形标志识别单元设置在隐形标记识别工位(4)，包括照明板(11)和相机(12)，所述照明板(11)和相机(12)分别设置在镜片(8)两侧，所述相机(12)与计算机(16)相连；
所述喷印单元设置在喷印工位(5)，包括喷头(13)和喷头控制器(14)，所述喷头控制器(14)与计算机(16)通讯，所述喷头(13)与喷头控制器(14)相连，所述喷头(13)设置在镜片(8)上方。
2.根据权利要求1所述的转鼓式镜片数码喷印装置，其特征在于，所述喷印装置设置有油墨固化单元，所述喷印工位(5)之后设定有油墨固化工位(6)，所述油墨固化单元设置在油墨固化工位(6)，所述油墨固化单元采用UV紫外光源(15)照射喷印好的镜片(8)。
3.根据权利要求2所述的转鼓式镜片数码喷印装置，其特征在于，所述镜片高度调整单元的驱动机构采用气动，所述外拉驱动机构为外拉气缸(20)，所述压板驱动机构为压镜片气缸(21)。
4.根据权利要求3所述的转鼓式镜片数码喷印装置，其特征在于，当镜片(8)在喷印工位(5)时，所述镜片(8)与喷头(13)之间的最小距离大于0且小于1mm。
5.根据权利要求4所述的转鼓式镜片数码喷印装置，其特征在于，当镜片(8)在镜片外拉工位(2)时，所述镜片(8)外拉的程度为镜片(8)顶点最高点到旋转中心的距离大于喷头(13)到旋转中心的距离1mm以上。
6.根据权利要求2、3、4或5所述的转鼓式镜片数码喷印装置，其特征在于，所述喷印工位(5)设置在时钟12点钟方向。
7.根据权利要求6所述的转鼓式镜片数码喷印装置，其特征在于，所述圆周分布的半径与镜片(8)前基弯的曲率半径一样。
8.根据权利要求2、3、4、5或7所述的转鼓式镜片数码喷印装置，其特征在于，所述镜片取放工位(1)设置在时钟3点钟方向，所述镜片外拉工位(2)设置在时钟5点钟方向，所述压镜片工位(3)设置在时钟7点钟方向，所述隐形标记识别工位(4)设置在时钟9点钟方向，所述油墨固化工位(6)设置在时钟1点钟方向。
9.根据权利要求8所述的转鼓式镜片数码喷印装置，其特征在于，所述镜片高度调整工位和隐形标记识别工位(4)次序互换。
10.根据权利要求1、2、3、4、5、7或9所述的转鼓式镜片数码喷印装置，其特征在于，所述喷印装置至少设置有两个镜片吸附和支撑机构、两个镜片高度调整单元、两个隐形标志识别单元和两个喷印单元，并在同一转鼓(7)的圆周面上呈左右并排设置。
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