CN110682664A - 一种印花机自动对版系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种印花机自动对版系统，利用视觉对版系统对各个印刷机头的印刷位置信息进行采集，将其中一个印刷机的位置作为基准，并利用视觉处理器测算其余各个印刷机机头印刷位置与基准位置的偏差，并将偏差数值通过电信号传递给其余各个印刷机机头上的自动对版调节装置，利用安装在自动对版调节装置上的电动机正反转调节网框在各个印刷机机头上的位置，从而实现自动对版。该系统利用视觉系统代替人工对版，电动机主轴与调节对版用的螺纹杆连接，利用电动机的正反转带动螺纹杆的正反转，利用新型结构既可以实现外部人工控制正反转，将三种调节集于一体，可实现全部自动化，节省了人工对版的时间，提高了对版的精度和效率。
Description
技术领域
本发明涉及印花机设备技术领域，尤其涉及一种印花机对版设备，具体是指一种印花机自动对版系统。
背景技术
众所周知，目前的印花机以椭圆形印花机为主打产品，但是目前无论是椭圆形印花机还是其他形式的印花机，基本都是采用人工手动进行对版，当进行同一批次同一图案印刷时，利用人工仅仅是一次性的劳动，当然也需要大量的时间和精力进行对版，但是遇到多批次，多种图案印刷时，就需要每一个新的图案印刷之前都要进行对版，费时费力。
中国专利 公开了专利号201820812618.1名称为一种气动智能对版椭圆印花机的发明专利，包括机架，所述机架上端固定有横梁，所述横梁靠近机架通过固定块连接有第一气缸，所述第一气缸固定在气缸固定块的上端，所述气缸固定块下端固定有第二气缸，所述第二气缸连接有第四固定块，所述第四固定块下端设有拉钩，所述拉钩与T型铁相连，所述T型铁另一端固定连接有网板，所述网板侧面固定设有定位销，所述网板下方设有铝台板，所述铝台板上端设有定位槽，所述定位槽上端靠近拉钩设有马仔。经过验证，虽然利用气缸对版能够提供较高效率，但对版精度较低。
经过市场调研发现，椭圆形印花机除了上述的气动对版以外，目前的印花机机头对版还没有自动对版，还仅仅局限于手动调节对版。手动对版普遍存在的问题就是调节效率低，如果一台椭圆印花机上设有10个机头，那么需要对10个机头上对应的印版依次进行调节，才能保证10个机头印花过程中的印刷精度，费时费力，效率低下。
我司经过为期1年半的研发，最终确定并研制了具有自动对版功能的印花机，并进行专利申请予以保护。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术所存在的不足之处，提供一种印花机自动对版系统，该系统利用视觉系统代替人工对版，电动机主轴与调节对版用的螺纹杆连接，利用电动机的正反转带动螺纹杆的正反转，利用新型结构既可以实现外部人工控制正反转，又可以通过配置的工业计算机控制正反转，从而实现快速对版，另外依然保留传统的外部调节螺母，可实现人工的手动调节，将三种调节集于一体，可实现全部自动化，节省了人工对版的时间，提高了对版的精度和效率。
本发明的技术解决方案是，提供如下一种印花机自动对版系统，利用视觉对版系统对各个印刷机头的印刷位置信息进行采集，将其中一个印刷机的位置作为基准，并利用视觉处理器测算其余各个印刷机机头印刷位置与基准位置的偏差，并将偏差数值通过电信号传递给其余各个印刷机机头上的自动对版调节装置，利用安装在自动对版调节装置上的电动机正反转调节网框在各个印刷机机头上的位置，从而实现自动对版。
作为优选，所述视觉对版系统包括用于照明的光源，用于图像采集的镜头和相机，用于图像传输的图像采集卡，和用于数据处理的括工业计算机。
作为优选，所述的自动对版调节装置包括位于印刷机机头上用于固定印版网框的网框固定调节总成，所述网框固定调节总成包括用于加持并固定网框的调节框架，所述调节框架内部设有电动机，利用电动机正反转可实现调节网框相对于机头位置的横向或/和纵向移动。
作为优选，所述电动机包括横向调节电动机剧或/和纵向调节电动机，所述电动机位于调节框架内，所述调节框架内包括与横向调节电动机连接的横向调节机构、与纵向调节电动机连接的纵向调节机构。
作为优选，所述横向调节机构包括贴合在调节框架内部表面的调节板，所述调节板上设有驱动块，所述驱动块上接有连接横向调节电动机的横向驱动杆，所述横向驱动杆为横向螺纹杆，所述横向螺纹杆正反转动可带动驱动块的横向左右移动。
作为优选，所述调节框架内设有调节板，所述调节板与调节框架内表面贴合滑动，所述调节框架上设有贯穿调节框架的通孔，所述通孔内设有连接块，所述连接块一端与调节板连接，另一端穿过通孔后接有用于固定网框的固定板，所述固定板贴合在调节框架外表面滑动。
作为优选，所述纵向调节机构能够实现调节框架整体相对于机头纵向的移动，包括位于调节框架内部并与机头连接的定位块，所述调节框架顶部设有调节孔，所述调节孔内设有一端与定位块连接，另一端与机头连接的连接柱，所述定位块上接有连接纵向调节电动机的纵向驱动杆，所述纵向驱动杆为纵向螺纹杆，所述纵向螺纹杆正反转动可实现调节框架的纵向前后移动，所述调节框架上还设有与定位块相连的固定座板，所述固定座板与定位块之间设有导向柱，所述定位块上设有用于导向柱相对于定位块移动时的导向孔。
作为优选，所述调节框架左侧设有左端盖，所述横向调节电动机转轴远离横向螺纹杆的一端向外延伸贯穿左端盖，并接有能够手动调节横向螺纹杆转动的横向调节旋钮，所述纵向调节电动机转轴远离纵向螺纹杆的一端向外延伸贯穿固定座板，并接有能够手动调节纵向螺纹杆转动的纵向调节旋钮。
作为优选，所述调节框架包括两组，分别为内调节框架和外调节框架，所述内调节框架和外调节框架，所述纵向调节装置位于外定位块上，内调节框架和外调节框架上的横向调节电动机同步动作。
作为优选，所述调节板临近调节框架的一侧设有向内凹陷的滑动垫孔，所述滑动垫孔内设有滑动垫，所述固定板临近调节框架的一侧设有向内凹陷的滑动垫孔，所述滑动垫孔内设有滑动垫，所述调节板上设有用于与连接块配合的安装孔，所述调节板穿过安装孔后接有防止横向螺纹杆与驱动块上的传动间隙影响调节精度的预紧件，所述预紧件为气缸杆、弹簧或弹片中的一种，所述预紧件为气缸杆，所述气缸杆的一端与连接块连接，所述气缸杆的另一端与安装在调节框架右侧的右端盖连接，所述定位块与固定座板之间还设有常态能使得定位块与固定座板分离的压缩弹簧，所述压缩弹簧套装在销轴上。
采用本技术方案的有益效果：本系统最大的特点是将目前较为先进的视觉系统应用于印花机技术领域，利用计算机对图像的对比处理代替人工，利用电信号驱动电动机正反转，代替人工手动旋转调节旋钮，利用新型结构既可以实现外部人工控制正反转，又可以通过配置的工业计算机控制正反转，从而实现快速对版，另外依然保留传统的外部调节螺母，可实现人工的手动调节，将三种调节集于一体，可实现全部自动化，节省了人工对版的时间，提高了对版的精度和效率。
附图说明
图1为视觉对版系统的控制图。
图2为印花机自动对版调节装置的调节框架与机头连接结构示意图。
图3为图2中调节框架内部传动关系示意图。
图4为图3中定位块的结示意图。
图5为图3中调节板的结构示意图。
图6为图3中固定板的结构示意图。
具体实施方式
为便于说明，下面结合附图1-6，对发明的印花机自动对版系统做详细说明。
一种印花机自动对版系统，利用视觉对版系统对各个印刷机头的印刷位置信息进行采集，视觉系统在其它领域已经应用广泛，本技术方案将其用于印花机对版领域，将其中一个印刷机的位置作为基准，并利用视觉处理器测算其余各个印刷机机头印刷位置与基准位置的偏差，并将偏差数值通过电信号传递给其余各个印刷机机头上的自动对版调节装置，利用安装在自动对版调节装置上的电动机正反转调节网框在各个印刷机机头上的位置，从而实现自动对版。
所述视觉对版系统包括用于照明的光源A，用于图像采集的镜头B和相机C，用于图像传输的图像采集卡D，和用于数据处理的括工业计算机E，当然，也可采用视觉处理器，但是由于目前的计算机处理速度较快，可使用配置较高的控制芯片代替视觉处理器，如因特尔CPUi3、CPUi5 、CPUi7等同性能的处理器等。
以印制三色图案三次印刷为例，印制三色图案需要三组各自独立的印刷机机头总成，分别为1号印刷机、2号印刷机和3号印刷机，具体方法步骤如下：
（1）首先由1号印刷机在1号印版上进行1号标记点的印制，1号标记点为一个或两个“+”标记，1号标记点印刷完成后，当载有1号标记点的1号印版移动到视觉对版系统的图像采集镜头工位时，由图像采集镜头和相机对1号印版进行图形采集，并将1号印版上的1号标记点作为基准，并通过图像传输用的图像采集卡将图像输送至工业计算机中保存。
（2）然后由2号印刷机在2号印版上进行2号标记点的印制，2号标记点与1号标记点的标记相同，为一个或两个“+”标记，2号标记点印刷完成后，当载有2号标记点的2号印版移动到视觉对版系统的图像采集镜头工位时，由图像采集镜头和相机对2号印版进行图形采集，并通过图像传输用的图像采集卡将图像输送至工业计算机中，然后利用工业计算机将2号印版上的2号标记点的标记与1号标记点的标记进行位置对比，经过工业计算机计算出需要调整2号印刷机头上印刷位置的横向和纵向距离，然后利用工业计算机发送信号给2号印刷机上的网框固定调节装置上的电动机3，电动机3通过正反转调节，实现2号标记点的标记和1号标记点的标记重合，完成2号印刷机的对版动作。
（3）最后由3号印刷机在3号印版上进行3号标记点的印制，3号标记点与1号标记点的标记相同，为一个或两个“+”标记，3号标记点印刷完成后，当载有3号标记点的3号印版移动到视觉对版系统的图像采集镜头工位时，由图像采集镜头何相机对3号印版进行图形采集，并通过图像传输用的图像采集卡将图像输送至工业计算机中，然后利用工业计算机将3号印版上的3号标记点的标记与1号标记点的标记进行位置对比，经过工业计算机计算出需要调整3号印刷机头上印刷位置的横向和纵向距离，然后利用工业计算机机发送信号给3号印刷机上的网框固定调节装置上的电动机3，电动机3通过正反转调节，实现3号标记点和1号标记点重合。
所述的工业计算机上还接有手动控制电动机正反转的控制面板F，利用控制面板F上的控制按钮可以实现电动机的手动调节，利用不同开关控制电动机的正反转是目前较为成熟的电路连接方式，在此不在赘述如何利用电路控制电动机正反。
所述电动机的转轴上还接有手动调节电动机转轴转动的手动调节旋钮，利用手动调节旋钮能够实现电动机转轴的手动正反转动调节，从而带动内部传动机构的动作，即电动机的转轴与内部调节螺杆连接，且向外延伸接有手动调节旋钮。
所述印花机自动对版调节装置，包括位于印刷机机头1上用于固定印版网框的网框固定调节总成，所述网框固定调节总成包括用于加持并固定网框的调节框架2，所述调节框架2内部设有电动机3，利用电动机3正反转可实现网框相对于机头1位置的横向或/和纵向移动；所述电动机包括横向调节电动机3.1或/和纵向调节电动机3.2，所述电动机位于调节框架2内，所述调节框架2内包括与横向调节电动机3.1连接的横向调节机构、与纵向调节电动机3.2连接的纵向调节机构。
所述横向调节机构包括贴合在调节框架2内部表面的调节板4，所述调节板4上设有驱动块5，所述驱动块5上接有连接横向调节电动机3.1的横向驱动杆，此处的驱动杆可以是螺纹杆、齿条、或者其它结构的能够带动驱动块左右移动的结构，为了便于设计和制造，本实施例采用螺纹杆，所述横向驱动杆为横向螺纹杆6，所述横向螺纹杆6正反转动可带动驱动块5的横向左右移动；所述调节框架2内设有调节板4，所述调节板4与调节框架2内表面贴合滑动，所述调节框架2上设有贯穿调节框架2的通孔，所述通孔内设有连接块7，所述连接块7能在通孔内横向移动，所述连接块7一端与调节板4连接，另一端穿过通孔后接有用于固定网框的固定板8，所述固定板8贴合在调节框架2外表面滑动，所述调节板4临近调节框架2的一侧设有向内凹陷的滑动垫孔18，所述滑动垫孔18内设有滑动垫17，所述固定板8临近调节框架2的一侧设有向内凹陷的滑动垫孔18，所述滑动垫孔18内设有滑动垫17，滑动垫具有吸附功能，可以吸附润滑油，另外还具有耐磨功能，防止调节板与调节框架之间、固定板与调节框架之间的磨损，所述调节框架2左侧设有右端盖14，所述横向调节电动机3.1转轴远离横向螺纹杆6的一端向外延伸贯穿右端盖14，并接有能够手动调节横向螺纹杆6转动的横向调节旋钮15，所述调节板4上设有用于与连接块7配合的安装孔4.1，所述调节板4穿过安装孔后接有防止横向螺纹杆6与驱动块5上的传动间隙影响调节精度的预紧件19，所述预紧件19为气缸杆、弹簧或弹片中的一种，所述预紧件19为气缸杆，所述气缸杆的一端与连接块7连接，所述气缸杆的另一端与安装在调节框架2右侧的右端盖20连接。
所述纵向调节机构能够实现调节框架2整体相对于机头1纵向的移动，包括位于调节框架2内部并与机头1连接的定位块9，所述调节框架2顶部设有调节孔，所述调节孔内设有一端与定位块9连接，所述定位块上设有与连接柱10连接的连接部10.1，另一端与机头1连接的连接柱10，所述定位块9上接有连接纵向调节电动机3.2的纵向驱动杆，此处的驱动杆可以是螺纹杆、齿条、或者其它结构的能够带动驱动块左右移动的结构，为了便于设计和制造，本实施例采用螺纹杆，所述纵向驱动杆为纵向螺纹杆11，所述纵向螺纹杆11与定位块上的螺纹孔11.1连接，所述纵向螺纹杆11正反转动可实现调节框架2的纵向前后移动，所述调节框架2上还设有与定位块9相连的固定座板12，所述固定座板12与定位块9之间设有导向柱13，所述定位块9上设有用于导向柱13相对于定位块9移动时的导向孔13.1，所述纵向调节电动机3.2转轴远离纵向螺纹杆11的一端向外延伸贯穿固定座板12，并接有能够手动调节纵向螺纹杆11转动的纵向调节旋钮16，所述定位块9与固定座板12之间还设有常态能使得定位块9与固定座板12分离的压缩弹簧21，所述压缩弹簧21套装在销轴22上，当然，也可设置气缸、弹片或者其它能够起到预紧避免间隙导致位移精度低的构件。
所述调节框架2包括两组，分别为内调节框架2.1和外调节框架2.2，所述内调节框架2.1和外调节框架2.2，所述纵向调节装置位于外定位块9上，内调节框架2.1和外调节框架2.2上的横向调节电动机3.1同步动作。
目前在手机、电脑等集成芯片制造车间已经完全使用智能化，其中视觉系统被广泛应用，视觉系统一般由光照系统、OCD摄像机或镜头、图像采集卡、工业计算机和控制机构组成，机器视觉系统就是利用机器代替人眼来作各种测量和判断。它是计算机学科的一个重要分支，它综合了光学、机械、电子、计算机软硬件等方面的技术，涉及到计算机、图像处理、模式识别、人工智能、信号处理、光机电一体化等多个领域。图像处理和模式识别等技术的快速发展，也大大地推动了机器视觉的发展。
一个典型的工业机器视觉系统包括：光源、镜头（定焦镜头、变倍镜头、远心镜头、显微镜头）、 相机（包括CCD相机和COMS相机）、图像处理单元（或图像捕获卡）、图像处理软件、监视器、通讯 / 输入输出单元等。
机器视觉检测系统采用CCD照相机将被检测的目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如面积、数量、位置、长度，再根据预设的允许度和其他条件输出结果，包括尺寸、角度、个数、合格 / 不合格、有 / 无等，实现自动识别功能。
机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉；同时在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。而且机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。可以在最快的生产线上对产品进行测量、引导、检测、和识别，并能保质保量的完成生产任务。因此，在现代自动化生产过程中，机器视觉系统广泛地用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。
在行业应用方面，主要有制药、包装、电子、汽车制造、半导体、纺织、烟草、交通、物流等行业，用机器视觉技术取代人工，可以提供生产效率和产品质量。例如在物流行业，可以使用机器视觉技术进行快递的分拣分类，不会出现大多快递公司人工进行分拣，减少物品的损坏率，可以提高分拣效率，减少人工劳动。
照明：是影响机器视觉系统输入的重要因素，它直接影响输入数据的质量和应用效果。由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。光源可分为可见光和不可见光。常用的几种可见光源是白帜灯、日光灯、水银灯和钠光灯。可见光的缺点是光能不能保持稳定。如何使光能在一定的程度上保持稳定，是实用化过程中急需要解决的问题。另一方面，环境光有可能影响图像的质量，所以可采用加防护屏的方法来减少环境光的影响。照明系统按其照射方法可分为：背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等。其中，背向照明是被测物放在光源和摄像机之间，它的优点是能获得高对比度的图像。前向照明是光源和摄像机位于被测物的同侧，这种方式便于安装。结构光照明是将光栅或线光源等投射到被测物上，根据它们产生的畸变，解调出被测物的三维信息。频闪光照明是将高频率的光脉冲照射到物体上，摄像机拍摄要求与光源同步。
镜头：FOV（Field Of Vision）=所需分辨率*亚象素*相机尺寸/PRTM（零件测量公差比）镜头选择应注意：①焦距②目标高度 ③影像高度 ④放大倍数 ⑤影像至目标的距离⑥中心点 /节点 ⑦畸变
相机：按照不同标准可分为：标准分辨率数字相机和模拟相机等。要根据不同的实际应用场合选不同的相机和高分辨率相机：线扫描CCD和面阵CCD；单色相机和彩色相机。
图像采集卡：图像采集卡只是完整的机器视觉系统的一个部件，但是它扮演一个非常重要的角色。图像采集卡直接决定了摄像头的接口：黑白、彩色、模拟、数字等等。
比较典型的是PCI或AGP兼容的捕获卡，可以将图像迅速地传送到计算机存储器进行处理。有些采集卡有内置的多路开关。例如，可以连接8个不同的摄像机，然后告诉采集卡采用那一个相机抓拍到的信息。有些采集卡有内置的数字输入以触发采集卡进行捕捉，当采集卡抓拍图像时数字输出口就触发闸门。
视觉处理器：视觉处理器集采集卡与处理器于一体。以往计算机速度较慢时，采用视觉处理器加快视觉处理任务。现在由于采集卡可以快速传输图像到存储器，而且计算机也快多了，所以现在视觉处理器用的较少了。
在上述实施例中，对本发明的最佳实施方式做了描述，很显然，在本发明的发明构思下，仍可做出很多变化，在此，应该说明，在本发明的发明构思下所做出的任何改变都将落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种印花机自动对版系统，其特征是：利用视觉对版系统对各个印刷机头的印刷位置信息进行采集，将其中一个印刷机的位置作为基准，并利用视觉处理器测算其余各个印刷机机头印刷位置与基准位置的偏差，并将偏差数值通过电信号传递给其余各个印刷机机头上的自动对版调节装置，利用安装在自动对版调节装置上的电动机正反转调节网框在各个印刷机机头上的位置，从而实现自动对版。
2.根据权利要求1所述的印花机自动对版系统，其特征是：所述视觉对版系统包括用于照明的光源，用于图像采集的镜头和相机，用于图像传输的图像采集卡，和用于数据处理的工业计算机。
3.根据权利要求1所述的印花机自动对版系统，其特征是：所述的自动对版调节装置包括位于印刷机机头上用于固定印版网框的网框固定调节总成，其特征是：所述网框固定调节总成包括用于加持并固定网框的调节框架，所述调节框架内部设有电动机，利用电动机正反转可实现调节网框相对于机头位置的横向或/和纵向移动。
4.根据权利要求3所述的印花机自动对版系统，其特征是：所述电动机包括横向调节电动机剧或/和纵向调节电动机，所述电动机位于调节框架内，所述调节框架内包括与横向调节电动机连接的横向调节机构、与纵向调节电动机连接的纵向调节机构。
5.根据权利要求4所述的印花机自动对版系统，其特征是：所述横向调节机构包括贴合在调节框架内部表面的调节板，所述调节板上设有驱动块，所述驱动块上接有连接横向调节电动机的横向驱动杆，所述横向驱动杆为横向螺纹杆，所述横向螺纹杆正反转动可带动驱动块的横向左右移动。
6.根据权利要求5所述的印花机自动对版系统，其特征是：所述调节框架内设有调节板，所述调节板与调节框架内表面贴合滑动，所述调节框架上设有贯穿调节框架的通孔，所述通孔内设有连接块，所述连接块一端与调节板连接，另一端穿过通孔后接有用于固定网框的固定板，所述固定板贴合在调节框架外表面滑动。
7.根据权利要求6所述的印花机自动对版系统，其特征是：所述纵向调节机构能够实现调节框架整体相对于机头纵向的移动，包括位于调节框架内部并与机头连接的定位块，所述调节框架顶部设有调节孔，所述调节孔内设有一端与定位块连接，另一端与机头连接的连接柱，所述定位块上接有连接纵向调节电动机的纵向驱动杆，所述纵向驱动杆为纵向螺纹杆，所述纵向螺纹杆正反转动可实现调节框架的纵向前后移动，所述调节框架上还设有与定位块相连的固定座板，所述固定座板与定位块之间设有导向柱，所述定位块上设有用于导向柱相对于定位块移动时的导向孔。
8.根据权利要求8所述的印花机自动对版系统，其特征是：所述调节框架左侧设有左端盖，所述横向调节电动机转轴远离横向螺纹杆的一端向外延伸贯穿左端盖，并接有能够手动调节横向螺纹杆转动的横向调节旋钮，所述纵向调节电动机转轴远离纵向螺纹杆的一端向外延伸贯穿固定座板，并接有能够手动调节纵向螺纹杆转动的纵向调节旋钮。
9.根据权利要求9所述的印花机自动对版系统，其特征是：所述调节框架包括两组，分别为内调节框架和外调节框架，所述内调节框架和外调节框架，所述纵向调节装置位于外定位块上，内调节框架和外调节框架上的横向调节电动机同步动作。
10.根据权利要求9所述的印花机自动对版系统，其特征是：所述调节板临近调节框架的一侧设有向内凹陷的滑动垫孔，所述滑动垫孔内设有滑动垫，所述固定板临近调节框架的一侧设有向内凹陷的滑动垫孔，所述滑动垫孔内设有滑动垫，所述调节板上设有用于与连接块配合的安装孔，所述调节板穿过安装孔后接有防止横向螺纹杆与驱动块上的传动间隙影响调节精度的预紧件，所述预紧件为气缸杆、弹簧或弹片中的一种，所述预紧件为气缸杆，所述气缸杆的一端与连接块连接，所述气缸杆的另一端与安装在调节框架右侧的右端盖连接，所述定位块与固定座板之间还设有常态能使得定位块与固定座板分离的压缩弹簧，所述压缩弹簧套装在销轴上。
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