CN110171199A - 一种自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统及实现方法。其中，供墨系统包括若干储墨罐、输送台、压力塞装置、计量装置和用于根据输墨量控制压力塞装置及输送台的工作状态的控制器，输送台置于储墨罐的下方，压力塞装置设置于储墨罐的输入端，计量装置设置于储墨罐的输出端，压力塞装置和计量装置与控制器连接。在配色过程中，由控制器控制盛墨容器移送至一储墨罐的下方，并由控制器控制压力塞装置下压，使储墨罐中的油墨输出，同时结合计量装置以精准控制储墨罐的出墨量，使配出的油墨色能达到预期效果。本发明结构简单，能自动完成油墨的配色工作并精准控制各储墨罐的出墨量，以保证配色所需各油墨量的精度，有效提高了工作效率。

Description

一种自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统及实现方法

技术领域

本发明涉及油墨供墨技术，特别涉及一种自动供墨并具备自动清洗的供墨系统及实现方法。

背景技术

在实验室或者车间专色配色过程中，所配专色油墨总量根据需要数量有多有少。实验室配色一般为4g左右，油墨总量较少，对油墨添加量要求精确高。生产车间专色配色数量有时几十公斤。配色人员在确认油墨种类和配比后，传统的专色配色工作，目前均由人工进行称重并添加各种类油墨。例如：在调配UV油墨时，由于UV油墨具有粘稠度大的特性，在人工称重中经常会出现添加油墨量和目标值不同，当添墨量少于目标值时，需要人工反复的进行添墨操作；当添墨量多于目标值时，需要人工从添加容器中取出多余的墨量，并且容易出现多余墨量混入到其他油墨中，从而导致重新添墨操作，大大降低了配色人员的工作效率。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统及实现方法，可自动完成油墨的配色工作，并精准控制各储墨罐的出墨量，有效提高了配色人员的工作效率，为配色的工作人员提供便捷的操作。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统，包括若干储墨罐，还包括用于输送盛墨容器的输送台、压力塞装置、用于对各储墨罐的输墨量进行计量的计量装置和用于根据输墨量控制压力塞装置及输送台的工作状态的控制器，所述输送台置于储墨罐的下方，所述压力塞装置设置于储墨罐的输入端，计量装置设置于储墨罐的输出端，所述压力塞装置和计量装置与控制器连接。

所述的自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统中，所述计量装置包括传动组件和用于检测传动组件的传动量的计数器，所述传动组件设置于储墨罐的出墨口处，所述计数器位于传动组件的一侧。

所述的自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统中，所述传动组件包括传动螺杆、第一锥形齿轮和第二锥形齿轮，所述传动螺杆与第一锥形齿轮同轴连接，所述第二锥形齿轮与第一锥形齿轮啮合，所述计数器设置于第二锥形齿轮的一侧。

所述的自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统中，所述压力塞装置包括数量与储墨罐对应的推送气缸、活塞杆、用于控制推送气缸的气压的集成气压控制器和用于密封储墨罐的活塞，所述活塞设置于储墨罐的入口端、并与储墨罐的内壁紧贴，各所述推送气缸的控制部与集成气压控制器相连，所述推送气缸的活动部通过活塞杆与活塞连接，所述活塞的底部还设置有刮除储墨罐内壁的油墨的刮墨片。

所述的自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统中，所述储墨罐具有连通的罐体、颈部和出液嘴，所述活塞设置于罐体中，所述传动螺杆、第一锥形齿轮和第二锥形齿轮设置于颈部，油墨从所述出液嘴流出，所述出液嘴中还设置有止回阀。

所述的自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统中，所述颈部包括纵向部和与纵向部连通的横向部，所述传动螺杆设置于纵向部与横向部的连接处，所述纵向部中设置有用于密封纵向部的一侧的挡板、且位于传动螺杆的上方。

所述的自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统，还包括用于清洗出液嘴的清洗装置，所述清洗装置包括清洗刷头、供液管、供液泵和溶剂罐，所述清洗刷头设置于供液管的出液端，所述供液管的进液端通过供液泵与溶剂罐连接，所述供液管上设置有电动阀。

所述的自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统中，所述输送台包括输送平台、底座、供底座滑动的滑道、盛墨容器和若干用于检测盛墨容器达到供墨位的感应器，所述滑道设置于输送平台上，所述底座可滑动的设置于滑道中，所述盛墨容器设置于底座上，所述感应器的位置与储墨罐的位置对应、且与控制器连接。

所述的自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统中，所述罐体的底部设置有温度传感器。

一种自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统的实现方法，包括如下步骤：

A、输送台将盛墨容器输送至一储墨罐的下方；

B、控制器根据配色墨量控制与当前储墨罐连接压力塞装置的气压，使油墨输出；

C、计量装置对当前储墨罐输出的油墨量进行计量，并将计量数据反馈给控制器；

D、在输出油墨量达设定值时，控制器使压力塞装置停止工作；

E、控制器控制输送台将盛墨容器输送至下一储墨罐的下方，然后循环步骤A至E直到所有储墨罐完成供墨。

相较于现有技术，本发明提供的自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统及实现方法，其供墨系统包括若干储墨罐、输送台、压力塞装置、计量装置和控制器，在配色过程中，由所述控制器控制盛墨容器移送至一储墨罐的下方，并由控制器控制压力塞装置下压，使储墨罐中的油墨输出，同时结合所述计量装置，以精准控制储墨罐的出墨量，以保证配出的油墨色能达到预期效果。本发明结构简单，能自动完成油墨的配色工作并精准控制各储墨罐的出墨量，以保证配色所需各油墨量的精度，有效提高了配色人员的工作效率。

附图说明

图1为本发明提供的自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统的结构示意图。

图2为本发明提供的图1中A处的放大图。

图3为本发明提供的图2中B-B处的截面图。

图4为本发明提供的供墨系统的清洗装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当部件被称为“装设于”、“固定于”或“设置于”另一个部件上，它可以直接在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。

还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

请参阅图1和图2，本发明提供的自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统，包括若干储墨罐1、用于输送盛墨容器23的输送台2、压力塞装置3、用于对各储墨罐1的输墨量进行计量的计量装置4和用于根据输墨量控制压力塞装置3及输送台2的工作状态的控制器10(如电脑、PLC控制器等)，所述输送台2置于储墨罐1的下方，所述压力塞装置3设置于储墨罐1的输入端，计量装置4设置于储墨罐1的输出端，所述压力塞装置3和计量装置4与控制器连接。

在配色过程中，由所述控制器控制盛墨容器23移送至一储墨罐1的下方，并由控制器控制压力塞装置3下压，使储墨罐1中的油墨输出，同时结合所述计量装置4，以精准控制储墨罐1的出墨量，实现了对配色油墨的量进行精准控制，以保证配出的油墨色能达到预期效果。

本发明的自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统可以精准控制各储墨罐1的出墨量，使其可用于实验室或车间专色配色工作中(特别针对粘稠度大的UV油墨)，较于现有的依靠人工配色过程中，需对各油墨进行反复称重来达到目标值，其精度有大大的提高，而且还有效提高了配色人员的工作效率。

具体的，所述计量装置4包括传动组件41和用于检测传动组件41的传动量的计数器42，所述传动组件41设置于储墨罐1的出墨口处(即储墨罐1的输出端)，所述计数器42位于传动组件41的一侧。通过所述计数器42记录传动组件41的传动量，以精准控制储墨罐1的出墨量。

如图2所示，所述传动组件41包括传动螺杆411、第一锥形齿轮412和第二锥形齿轮413，所述传动螺杆411与第一锥形齿轮412同轴连接，所述第二锥形齿轮413与第一锥形齿轮412啮合，所述计数器42设置于第二锥形齿轮413的一侧。所述传动螺杆411为单螺杆，当压力塞装置3下压使储墨罐1中的油墨输出过程中，所述传动螺杆411受力进行转动，同时带动与之同轴连接的第一锥形齿轮412转动，再由第一锥形齿轮412与第二锥形齿轮413啮合，带动第二锥形齿轮413同步转动，最后通过所述计数器42记量第二锥形齿轮413的圈数(或转动角度)，以计量储墨罐1的出墨量，并反馈给控制器10，控制器10根据出墨量得知输出油墨的重量是否达到设定值，来控制压力塞装置3的压力值。

请继续参阅图1和图2，所述压力塞装置3包括数量与储墨罐1对应的推送气缸31、活塞杆32、用于控制推送气缸31的气压的集成气压控制器33和用于密封储墨罐1的活塞34，所述活塞34设置于储墨罐1的入口端、并与储墨罐1的内壁紧贴密封储墨罐1，各所述推送气缸31的控制部与集成气压控制器33相连，所述推送气缸31的活动部(如气缸活塞杆)通过活塞杆32与活塞34连接。

通过所述集成气压控制器33以控制各推送气缸31的活动部的推送距离，进而由活塞杆32控制活塞34的下压量，以控制储墨罐1的出墨量，由于活塞34与储墨罐1的内壁的密封，使活塞34下压时，油墨不会从活塞34处溢出、还使储墨罐1内的油墨成份不会挥发。由于集成气压控制器33在自动化设备(如胶点机、贴片机、装袋机)上广泛使用，如CT-PT-21气压控制器，其通过串口、网口或者RS232接口等与控制器(如电脑)连接，此处不作详述。

进一步的，所述活塞34的底部还设置有刮除储墨罐1内壁的油墨的刮墨片35，在活塞34下移时，可将储墨罐1内壁的油墨清理干净，以免影响活塞34的密封性能，还可避免油墨的浪费。

请参阅图2和图3，所述储墨罐1具有连通的罐体11、颈部12和出液嘴13，所述活塞34设置于罐体11中，所述传动螺杆411、第一锥形齿轮412和第二锥形齿轮413设置于颈部12，油墨从所述出液嘴13流出。

进一步的，所述出液嘴13中还设置有止回阀5，当活塞34停止运动时，出液嘴13停止出墨，同时防止油墨回流，以免影响配色的精度。

具体的，所述颈部12纵向部121和与纵向部121连通的横向部122，所述纵向部121与横向部122相通呈L形，所述传动螺杆411设置于纵向部121与横向部122的连接处，所述纵向部121中设置有用于密封纵向部121的一侧的挡板123，且位于传动螺杆411的上方，所述出液嘴13位于横向部122的底面，以便于输出油墨至盛墨容器中。

所述挡板123呈半圆形，以挡住纵向部121的横截面积的一半，使压力塞装置3下压时，油墨经挡板123处产生阻力，使油墨只能从纵向部未被遮挡的一侧流下，从而使传动螺杆411的一侧受力，使其转动输出油墨，并带动转动第一锥形齿轮412，使其与第二锥形齿轮413啮合，使计数器42计数。

在其它实施例中，所述挡板123也可设置有优弧形，遮挡纵向部121的一部分，从而可通过所述挡板123增加油墨流出的压力，确保传动螺杆411能随油墨的流出进行转动。

所述罐体11的底部设置有温度传感器6。在配色工作开始前，为了避免高粘稠度油墨中有微小气泡出现，可以将油墨加热后，再添入储墨罐1中，通过所述温度传感器6，可随时检测油墨的温度使油墨的密度保持不变。本发明在油墨恒温的前提下进行供墨，可避免储墨罐1中的油墨的密度发生变化，而影响输出油墨的质量的变化，本发明通过恒定温度的方式保证每次输出等体积的油墨重量相同。

具体地，所述温度传感器6与控制器10连接，实施将温度数据反馈给控制器10，由控制器10控制室内的空调系统实时调节室温，使储墨罐内的油墨密度保护不变，更有利于确保配色精度。

较佳地，所述温度传感器6设置于储墨罐的下部，位于出液嘴13处，精确检测等输出油墨的温度。

请一并参阅图4，所述的自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统，还包括用于清洗出液嘴13的清洗装置7，所述清洗装置7包括若干清洗刷头71、供液管72、供液泵73和溶剂罐74，所述清洗刷头71设置于供液管72的出液端，所述供液管72的进液端通过供液泵73与溶剂罐74连接，所述供液管72上设置有电动阀76，所述电动阀与控制器10电连接。通过所述清洗装置7可对出液嘴13的内壁进行清洗，避免出液嘴处残留的油墨凝固堵塞出液嘴13。所述清洗刷头71的数量可设为3-15个，使每个出液嘴13都能通过多个清洗刷头71进行多次清洗，确认每个出液嘴13清洗干净。

具体的，所述清洗刷头71可为海绵刷头或毛质刷头等软性材质的刷头，清洗刷头每清洗一次，供液泵73启动一次，此时相应的电动阀76打开，使清洗刷头71中吸附清洗溶剂，从而可下一次清洗。

所述清洗装置7还包括用于控制清洗刷头71对出液嘴13进行清洗的机械手组件，当需要对出液嘴13进行清洗时，通过供液泵73抽取溶剂罐74中的溶剂，并且相应的电动阀76打开，使溶剂输送至相应的清洗刷头71处，再由机械手组件使该清洗刷头71伸入相应的出液嘴13中，还可控制清洗刷头71在出液嘴13中转动，对出液嘴13的内壁进行清洗。

进一步的，所述清洗刷头71的底部还设置有托盘75，回收清洗刷头71在对出液嘴13进行清洁时滴落的溶剂，避免造成车间地面污染。

进一步的，在对出液嘴13进行清洗后，所述机械手组件还可以在出液嘴13上套上防尘盖，避免灰尘进入出液嘴13内而污染油墨。本实施例中，机械手组件如六轴机器人等工作上常用的机器手装置，只要能实现清洗刷头71移动伸入出液嘴13中、使出液嘴13从清洗刷头71中移出、及在出液嘴13转动清洗刷头71即可，本发明对此不作限制。

更进一步的，清洗刷头71中设置有安装头(图中未示出)，所述安装头与供液管72对接，以便于更换清洗刷头71。

为更好的理解本发明自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统的技术方案，以下结合具体的计算公式，对自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统的出墨量的控制进行详细说明：

具体实施时，在计量之前，先从储墨罐1中取出1ml油墨称重，应用：重量/体积＝密度公式得出此油墨的密度ρ_墨。

即出液嘴13的出墨量的计算公式为：

Q_出＝V_出×ρ_墨；V_出＝S_出×L_出

得出L_出＝Q_出/(ρ_墨×S_出)

式中：L_出为活塞的线性运动距离，Q_出为挤出油墨克重，V_出为挤出油墨体积，ρ_墨为油墨密度，S_出为出液嘴面积。

所述传动螺杆411转动的出墨量的计算公式为：

传动螺杆出墨量Q_螺＝0.06×(L₁-L₂)×H₁×(D-H₁)×π×ρ_墨×N_螺

式中：0.06为传动螺杆的理论产量系数，Q_螺为传动螺杆旋转挤出油墨克重；L₁为传动螺杆的螺距；L₂为传动螺杆的螺棱宽度；H₁为传动螺杆的螺槽深度；D为传动螺杆的螺杆直径；π为圆周率；ρ_墨为油墨密度；N_螺为传动螺杆的螺杆转速。

所述第一锥形齿轮412与第二锥形齿轮413的传动比为：

R₁/R₂＝N₂/N₁

式中：R₁为第一锥形齿轮半径；R₂为第二锥形齿轮半径；N₁为第一锥形

齿轮转速；N₂为第二锥形齿轮转速。

根据出液嘴13的出墨量和传动螺杆411转动的出墨量的等量原则、传动螺杆411和第一锥形齿轮412相连转速相同原则，将上以公式代入L_出＝Q_出/(ρ_墨×S_出)中，

得出：L_出＝[0.06×(L₁-L₂)×H₁×(D-H₁)×π×R₂/R₁×S_出]×N₂

公式中L₁、L₂、H₁、D、R₁、R₂、S_出值可以根据本系统各部件的实现量测量所得，不同尺寸设计为不同值。

故：L_出＝固定值×N₂

所得最后公式可以准确的计算出当一定时间内，出液嘴13出墨的线性距离与第二锥形齿轮413的所转圈数成正比，即通过对第二锥形齿轮413的转动圈数进行计数，即可精准的控制出液嘴13的出墨量。

请继续参阅图1和图2，所述输送台2包括输送平台20、底座21、供底座21滑动的滑道22、盛墨容器23和若干用于检测盛墨容器23达到供墨位的感应器(图中未示出)，所述滑道22设置于输送平台20上，所述底座21可滑动的设置于滑道22中，所述盛墨容器23设置于底座21上，所述感应器的位置与储墨罐1的位置对应、且与控制器连接。

所述底座21可采用电机或者气缸控制，其为现有技术，此处不作详细描述。本发明通过控制器控制底座21在滑道22进行滑动，到达储墨罐1处时，储墨罐1停止滑动，再使储墨罐1中的油墨输出，使储墨罐1中的油墨有序的输送至底座21上的盛墨容器23中，以便于油墨的混合搅拌工作。

进一步地，所述底座21放置盛墨容器的深度为盛墨容器的高度的1/5-1/2，便于盛墨容器稳定的输送，防止盛墨容器倾倒。

基于上述的自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统，本发明还相应提供一种自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统的实现方法，包括如下步骤：

A、输送台将盛墨容器输送至一储墨罐的下方；

B、控制器根据配色墨量控制与当前储墨罐连接压力塞装置的气压，使油墨输出；

C、计量装置对当前储墨罐输出的油墨量进行计量，并将计量数据反馈给控制器；

D、在输出油墨量达设定值时，控制器使压力塞装置停止工作；

E、控制器控制输送台将盛墨容器输送至下一储墨罐的下方，然后循环步骤A至E直到所有储墨罐完成供墨。

具体请参阅上述自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统及实现方法对应的实施例。

综上所述，本发明提供的自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统，包括若干储墨罐、用于输送盛墨容器的输送台、压力塞装置、用于对各储墨罐的输墨量进行计量的计量装置和用于根据输墨量控制压力塞装置及输送台的工作状态的控制器，所述输送台置于储墨罐的下方，所述压力塞装置设置于储墨罐的输入端，计量装置设置于储墨罐的输出端，所述压力塞装置和计量装置与控制器连接。在配色过程中，由所述控制器控制盛墨容器移送至一储墨罐的下方，并由控制器控制压力塞装置下压，使储墨罐中的油墨输出，同时结合所述计量装置，以精准控制储墨罐的出墨量，以保证配出的油墨色能达到预期效果。

进一步的，所述储墨罐的出液嘴中还设置有止回阀，当活塞停止运动时，封住出液嘴，停止出墨，同时防止油墨回流，以免影响配色精度。

更进一步的，通过所述清洗装置可对出液嘴的内缘进行清洗，避免油墨凝固后堵塞出液嘴。

此外，本发明结构简单，能自动完成油墨的配色工作并精准控制各储墨罐的出墨量，以保证配色所需各油墨量的精度，较于现有的依靠人工配色过程中，需对各油墨进行反复称重来达到目标值，其精度有大大的提高，而且还有效提高了配色人员的工作效率，为配色的工作人员提供便捷的操作。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统，包括若干储墨罐，其特征在于，还包括用于输送盛墨容器的输送台、压力塞装置、用于对各储墨罐的输墨量进行计量的计量装置和用于根据输墨量控制压力塞装置及输送台的工作状态的控制器，所述输送台置于储墨罐的下方，所述压力塞装置设置于储墨罐的输入端，计量装置设置于储墨罐的输出端，所述压力塞装置和计量装置与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统，其特征在于，所述计量装置包括传动组件和用于检测传动组件的传动量的计数器，所述传动组件设置于储墨罐的出墨口处，所述计数器位于传动组件的一侧。

3.根据权利要求2所述的自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统，其特征在于，所述传动组件包括传动螺杆、第一锥形齿轮和第二锥形齿轮，所述传动螺杆与第一锥形齿轮同轴连接，所述第二锥形齿轮与第一锥形齿轮啮合，所述计数器设置于第二锥形齿轮的一侧。

4.根据权利要求3所述的自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统，其特征在于，所述压力塞装置包括数量与储墨罐对应的推送气缸、活塞杆、用于控制推送气缸的气压的集成气压控制器和用于密封储墨罐的活塞，所述活塞设置于储墨罐的入口端、并与储墨罐的内壁紧贴，各所述推送气缸的控制部与集成气压控制器相连，所述推送气缸的活动部通过活塞杆与活塞连接，所述活塞的底部还设置有刮除储墨罐内壁的油墨的刮墨片。

5.根据权利要求4所述的自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统，其特征在于，所述储墨罐具有连通的罐体、颈部和出液嘴，所述活塞设置于罐体中，所述传动螺杆、第一锥形齿轮和第二锥形齿轮设置于颈部，油墨从所述出液嘴流出，所述出液嘴中还设置有止回阀。

6.根据权利要求5所述的自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统，其特征在于，所述颈部包括纵向部和与纵向部连通的横向部，所述传动螺杆设置于纵向部与横向部的连接处，所述纵向部中设置有用于密封纵向部的一侧的挡板、且位于传动螺杆的上方。

7.根据权利要求6所述的自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统，其特征在于，还包括用于清洗出液嘴的清洗装置，所述清洗装置包括若干清洗刷头、供液管、供液泵和溶剂罐，所述清洗刷头设置于供液管的出液端，所述供液管的进液端通过供液泵与溶剂罐连接，所述供液管上设置有电动阀。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统，其特征在于，所述输送台包括输送平台、底座、供底座滑动的滑道、盛墨容器和若干用于检测盛墨容器达到供墨位的感应器，所述滑道设置于输送平台上，所述底座可滑动的设置于滑道中，所述盛墨容器设置于底座上，所述感应器的位置与储墨罐的位置对应、且与控制器连接。

9.根据权利要求6所述的自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统，其特征在于，所述罐体的底部设置有温度传感器。

10.一种自动供墨并具备自动清洗功能的供墨系统的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、输送台将盛墨容器输送至一储墨罐的下方；

B、控制器根据配色墨量控制与当前储墨罐连接压力塞装置的气压，使油墨输出；

C、计量装置对当前储墨罐输出的油墨量进行计量，并将计量数据反馈给控制器；

D、在输出油墨量达设定值时，控制器使压力塞装置停止工作；

E、控制器控制输送台将盛墨容器输送至下一储墨罐的下方，然后循环步骤A至E直到所有储墨罐完成供墨。