CN112437750A - 用于印版的输送系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于在过程工作流中的工作工位之间输送印版的版操纵系统(500、600)。构造成抓持所述印版的多个真空抓持器末端执行器(512)被安装到计算机控制的输送器(514),所述输送器(514)构造成在至少三个正交的方向上平移并且绕至少一个旋转轴线旋转。至少一个传感器(560)检测所述版相对于暂存位置的定向,并且控制器(630)使所述输送器根据所述传感器提供的信息基于编程指令来移动。在所述暂存位置可提供移动制备桌台(1000)。在一些实施例中可包括厚度测量系统(1090)。

Description

用于印版的输送系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年5月13日提交的题为“TRANSPORT SYSTEM FOR PRINTING PLATES”的美国临时申请序号62/846,772的优先权,其通过引用整体地结合于本文中。
背景技术
自从利用聚合物版的柔版印刷开始以来,已使用版的自动移动来在清洗处理器内以及先前或后续的处理步骤中输送聚合物版。典型的过程工作流包括版从成像工位移动到光敏聚合物固化(例如,UV照射)工位再到版清洗工位的部分。早期系统将传送带用于从固化工位到版清洗工位的输送。在一些当前的系统中,孔在一侧处打入到版中,以将版固定到带有销的杆,这些销插入到版中的孔中。然后,使附接有该版的杆缓慢地通过后续的过程阶段。使用传送机和销夹持系统对于在该过程的某些部分中的使用而言并非最佳。
用于光敏聚合物版的印版处理系统包括成像器和光敏聚合物固化工位。在图1A中描绘的示例性现有技术过程工作流100中,描绘了Esko® XPS Crystal UV照射单元120的本质上的照射单元。在该XPS Crystal照射单元中,印版平放在玻璃桌台122上,以从前侧和后侧接收来自包含UV源的移动线性台124的UV照射。由于该工位的定向,有利的是,使得用于进给版和从成像器移除版的所有其他版支撑表面也水平定向。工作流100包括具有Esko® CDI Crystal成像器110的性质的成像器,该成像器包括开口缝隙112,以用于沿箭头A的方向将版接收到成像器中,以及将版从成像器中排出。在该成像器内,使用激光烧蚀掩模(Laser Ablated Mask,LAMS)技术来成像的版被接收在旋转鼓(未示出)上,在那里对该版的LAMS层成像。在版经由缝隙112装载到成像器110中之前以及在它们经由缝隙112从成像器110排出之后,玻璃表面114提供了用于支撑这些版的暂存区域(staging area)。缝隙112被定向为平行于主移动方向,该主移动方向沿箭头B从成像器到曝光器,并且随后到清洗处理器(未示出),这意味着版必须沿两个方向A和B移动,这两个方向A和B相对于彼此垂直(正交)。
当前的自动版输送系统并未覆盖这种系统中的典型工作流步骤的所有方面,并且特别是,需要精确地装载版的将版从版储存器移动并且移入到成像器中的步骤通常不是自动化的。替代的是,操作人员130可能需要利用其前缘将版定位在缝隙112中,在那里鼓成像器上的夹具接受该版以用于进一步处理。操作人员130可通过选择一个或多个用户接口140、142上的选项来交互地触发系统的各种功能,该用户接口140、142中的每一个可包括触摸屏显示器,该触摸屏显示器连接到用存储的指令编程的计算机处理器,并且连接到执行系统的任何自动化部分的所需功能所必需的系统的各个部分。如图1A中所示,第一触摸屏140和关联的计算机处理器可操作成像器110,并且第二触摸屏142和关联的计算机处理器可操作照射单元120。在如图1A中所描绘的系统中,操作人员还在版从成像器排出之后将其移动到照射单元120上。因此,在本领域中需要用于过程工作流中的版输送的改进的系统,以减少操作者的操纵。
发明内容
本发明的一个方面包括一种用于在过程工作流中的工作工位之间输送印版的版操纵系统。所述系统包括多个真空抓持器末端执行器,其构造成抓持所述印版并且安装到计算机控制的输送器,所述输送器构造成在至少三个正交的方向上平移并且绕至少一个旋转轴线旋转。至少一个传感器被构造成用于检测所述版相对于所述过程工作流中的至少一个暂存位置的定向。连接到所述输送器和所述至少一个传感器的控制器被构造成使所述输送器根据所述传感器提供的信息,基于编程指令来移动。所述系统还可包括气刀,其构造成在所述版和其上设置所述版的表面之间引导气流。所述系统优选地构造成利用所述传感器来检测所述版相对于所述暂存位置的第一位置,计算将所述版相对于所述暂存位置放置在优选位置所需的移动,并且使所述输送器执行计算出的移动。在某些实施例中,所述系统被构造成在所述版的上表面上的一个或多个区域中抓持所述印版,沿Z轴提升所述版的抓持区域,使所述版绕所述Z轴旋转,并且沿XY平面推动或拉动所述版。
在所述印版包括光敏聚合物印版的实施例中,所述过程工作流可包括多个顺序的过程工位,包括成像工位、光敏聚合物固化工位和清洗工位。所述至少一个暂存位置可包括位于所述成像工位的输入处的平面暂存区域。在这样的构造中,所述版操纵系统可被编程为在所述版的上表面上的多个区域中的任何一个中抓持所述印版,提升所述版,并且将所述版推入或拉入到工作流的各个位置。例如,所述系统可被构造成执行以下任何一项或全部:
• 在所述版的所述上表面的第一区域中抓持所述印版,提升所述版的所述第一区域,并且将所述版推入到成像工位的版装载位置;
• 在所述版的所述上表面的所述第一区域中抓持所述印版,提升所述版的所述第一区域,并且将所述版从成像工位的版排出位置拉离;以及
• 在所述版的所述上表面的第二区域中抓持所述印版,提升所述版的所述第二区域,并且将所述版拉到照射工位上;
• 在所述版的所述上表面的第三区域中抓持所述印版,提升所述版的所述第三区域,并且将所述版推到用于所述清洗工位的预处理位置;以及
• 抓持所述印版的一区域,提升所述版的抓持区域,并且将所述版从所述版储存器工位移动到至少一个暂存标记位置。
在一个实施例在,所述输送器包括:滑架,其构造成沿X方向平移;Y线性台,其连接到所述滑架,并且构造成沿正交于所述X方向的Y方向平移;旋转台,其连接到所述Y线性台,并且构造成绕正交于所述X方向和所述Y方向的Z轴旋转;以及Z线性台,其连接到所述滑架,并且构造成沿正交于所述X方向和所述Y方向的Z方向平移。所述传感器可包括对比度传感器,其构造成以给定的波长或波长范围来检测物体的反射特性的差异,并且所述至少一个暂存位置可包括具有反射特性的平面表面,在一些实施例中,所述反射特性可包括标记,所述标记在能够被所述对比度传感器检测到的程度上与所述印版的反射特性不同。所述暂存位置可具有标记,所述标记呈至少三个条纹的形式,包括:至少一个第一条纹,其平行于所述版的第一边缘定向,并且定位成与所述版的正交于所述第一边缘的相对的第二边缘和第三边缘相交;以及至少两个条纹,其正交于所述至少一个第一条纹定向,并且构造成与所述版的所述第一边缘相交。在所述暂存位置包括对于所述传感器的检测波长透明或半透明的支撑件的实施例中,标记可被设置在透明或半透明的支撑件的下侧上,所述下侧与支撑件的上表面相对,所述版的下表面搁置在支撑件的所述上表面上。
在示例性实施例中,所述末端执行器被构造成在所述版的上表面上抓持所述印版,并且所述过程工作流包括:成像工位,其构造成将图像施加于所述版的所述上表面;以及光敏聚合物固化工位,其包括对于所述光敏聚合物固化工位发射的光化辐射、例如光化UV辐射透明或半透明的支撑件,其中,所述光敏聚合物固化工位被构造成照射所述版的所述上表面和相对的下表面两者。所述光敏聚合物固化工位可包括构造成提供所述光化辐射的线性台,所述固化工位的线性台具有与所述固化工位的前端相比相对更靠近所述固化工位的后端的静止位置,在所述实施例中,所述版操纵系统可被构造成沿从前缘到后缘的方向将所述版拉动到所述固化工位上,将所述版放置在固化位置,并且返回到不干扰所述固化工位的线性台经过的位置。在这样的实施例中,所述版操纵系统也可被构造成从所述版的后缘抓持、提升和推动所述版,以将所述版从所述固化位置移动到清洗工位接收位置,在所述接收位置,所述版的至少一部分定位在处于所述静止位置的所述固化工位的线性台下方。
在成像系统是鼓成像系统的实施例中,所述成像系统例如构造成通过烧蚀所述版的LAMS层以形成掩模来将图像施加于所述版的上表面的成像系统,所述成像系统可具有用于接收所述版的前缘的夹具。在这样的实施例中,所述版操纵系统可被构造成抓持所述版的所述上表面的邻近所述版的后缘的区域,并将所述版推入到所述成像工位,直到所述版的所述前缘被设置在夹具接收位置。
本发明的另一方面包括一种用于在过程工作流中的多个工作工位中处理印版的方法。所述方法包括提供版操纵系统,其用于将印版从过程工作流中的一个工作工位输送到另一个工作工位。所述版操纵系统包括:计算机控制的输送器,其构造成沿至少三个正交的方向平移并且绕至少一个旋转轴线旋转;用于抓持所述印版的末端执行器,所述末端执行器连接到所述输送器;至少一个传感器,其用于检测所述版相对于所述过程工作流中的至少一个暂存位置的定向;以及过程控制器,其连接到所述输送器、所述至少一个传感器以及计算机处理器。待输送的版的位置和定向通过所述至少一个传感器来感测,并且所述输送器相对于XY平面沿Z方向提升所述版,并且使所述版沿X方向和Y方向中的一者或两者移动,使所述版相对于Z轴旋转,或它们的组合。最佳地,所述方法还包括在所述版的输送期间,在所述版和其上设置所述版的表面之间引导气流。
所述方法可包括:(利用所述传感器)检测所述版相对于所述暂存位置的第一位置;(利用所述过程控制器的处理器)计算将所述版相对于所述暂存位置放置在优选位置所需的移动;以及(利用所述输送器)执行计算出的移动。所述方法可包括利用所述版操纵系统在所述版的上表面上的一个或多个区域中抓持所述印版,沿所述Z轴提升所述版的抓持区域,并且沿所述XY平面推动或拉动所述版。
在所述印版包括光敏聚合物印版的实施例中,所述过程工作流包括多个顺序的过程工位,包括成像工位、光敏聚合物固化工位和清洗工位。至少一个暂存位置可位于所述成像工位的输入处。在这样的实施例中,所述方法可包括执行以下操作中的一个或多个:
• 在所述版的上表面的第一区域中抓持所述印版,提升所述版的所述第一区域,并且将所述版推入到所述成像工位的版装载位置;
• 在所述版的所述上表面的所述第一区域中抓持所述印版,提升所述版的所述第一区域,并且将所述版从所述成像工位的版排出位置拉离;
• 在所述版的所述上表面的第二区域中抓持所述印版,提升所述版的所述第二区域,并且将所述版拉动到照射工位上;以及
• 在所述版的所述上表面的第三区域中抓持所述印版,提升所述版的所述第三区域,并且将所述版推动到用于所述清洗工位的预处理位置。
版储存器工位可顺序地位于成像工位之前。在一些实施例中,所述版储存器工位被构造成接收单个版,并且所述方法包括操作人员将所述版放置在所述版储存器工位处。所述方法还可包括在所述版的所述上表面的所述第三区域中抓持所述印版,提升所述版的所述第三区域,并且将所述版拉动到所述至少一个暂存位置。
在所述传感器包括对比度传感器的实施例中,所述对比度传感器构造成以给定的波长或波长范围来检测物体的反射特性的差异,所述暂存位置可为平面表面,所述平面表面使得其至少一部分具有反射特性,所述反射特性在能够被所述对比度传感器检测到的程度上与所述印版的所述反射特性不同,在这种情况下,所述方法包括所述传感器相对于所述暂存位置的平面表面来检测所述版的边缘。在所述暂存位置具有标记的实施例中,所述暂存位置可呈至少三个条纹的形式,包括:至少一个第一条纹,其平行于所述版的第一边缘定向,并且定位成与所述版的正交于所述第一边缘的相对的第二边缘和第三边缘相交;以及至少两个条纹,其正交于所述至少一个第一条纹定向,并且构造成与所述版的所述第一边缘相交。在这样的实施例中,所述方法包括所述传感器相对于检测到的条纹来检测所述版的边缘。
在一些实施例中,所述末端执行器被构造成在所述版的上表面上抓持所述印版,并且所述方法包括在成像工位处将图像施加于所述版的所述上表面,并且在光敏聚合物固化工位处照射所述版的所述上表面和相对的下表面两者。在所述方法包括使用从安装在线性台上的辐射源发射的光化辐射来固化光敏聚合物版的情况下,所述线性台具有与所述固化工位的前端相比相对更靠近所述固化工位的后端的静止位置,所述方法还可包括使用所述输送器沿从前缘到后缘的方向将所述版拉动到所述固化工位上,将所述版放置在固化位置,并且所述输送器返回到不干扰所述固化工位的线性台经过的位置。在这样的构造中,所述方法还可包括从所述版的后缘抓持、提升和推动所述版,以将所述版从所述固化位置移动到清洗工位接收位置,在所述接收位置,所述版的至少一部分定位在处于所述静止位置的所述固化工位的线性台下方。在所述工作流包括鼓成像系统的系统中,所述鼓成像系统具有用于接收所述版的前缘的夹具,所述方法包括利用所述版操纵系统来抓持所述版的所述上表面的邻近所述版的后缘的区域,并且将所述版推入到所述成像工位中,直到所述版的所述前缘被设置在夹具接收位置。
本发明的又一方面包括一种用于末端执行器的配件,所述末端执行器构造成抓持光敏聚合物印版,光敏聚合物版具有上表面和下表面。所述配件包括:构造成连接到空气供应装置的空气输入;连接到所述空气输入的文丘里喷嘴;连接到所述文丘里喷嘴的真空形成区域的真空末端执行器,所述真空末端执行器定位成接触所述印版的上表面;以及气刀,其连接到所述文丘里喷嘴的空气出口,所述气刀构造成当所述真空末端执行器与所述印版的上表面接触时在所述版的下表面下方排出气流。所述气刀和所述真空末端执行器可具有相对于彼此固定的关系。
本发明的另一方面包括一种用于输送聚合物印版并且包括前述配件的版操纵系统,其中,所述系统被构造成利用与所述版的上表面接触的末端执行器,来相对于平面支撑表面提升、拉动和/或推动所述版,并且气流在所述版的下表面与所述平面支撑表面之间被引导。
本发明的再一方面包括一种在过程工作流中输送聚合物印版的方法,所述方法包括使用具有前述配件的版操纵系统来相对于平面表面提升、拉动和/或推动所述版。所述方法包括利用与所述版的上表面接触的末端执行器使空气流过所述配件,而同时在所述印版的下表面下方排出气流,以减小所述印版的所述下表面与所述平面表面之间的摩擦。
本发明的又一方面包括一种机器可读的非暂时性计算机程序产品,其包括用于操作如本文所述的版操纵系统的指令。所述计算机程序产品包括机器可读指令,其用于:从至少一个传感器接收信息,所述信息指示所述版相对于至少一个暂存位置的定向;使多个真空抓持器末端执行器选择性地产生真空,以提供抓持功能;以及根据预编程指令和所述传感器提供的信息,使输送器沿至少三个正交的方向中的任何一个平移和/或绕至少一个旋转轴线旋转。
可选地用于与如本文所述的版操纵系统一起使用的本发明的另一方面包括移动制备桌台,其构造成输送印版往返暂存位置。所述移动制备桌台包括基部,其具有框架和多个轮,所述多个轮附接到所述框架并且构造成沿地板表面滚动。平面制备表面具有框架,其枢转地附接到所述基部的框架,并且一个或多个物理连接接口构造成在所述暂存位置将所述基部机械地固定在固定位置;以及具有通信接口的处理器,所述通信接口构造成在所述移动制备桌台和所述版操纵系统之间交换信息。所述移动制备桌台可具有如下机构,即:所述机构用于使所述平面制备表面在平行于所述地板表面的第一位置和相对于所述第一位置成角度的第二位置之间的角度范围内枢转。至少一个传感器系统构造成检测位于制备表面上的版的一个或多个特性,例如所述版的长度、所述版的宽度、所述版的厚度、所述版的重量以及所述版相对于所述制备表面的定向和/或位置。
在一些实施例中,所述移动制备桌台的平面制备表面可以是透明的。所述移动制备桌台的至少一个传感器系统可包括一个或多个光电检测器,例如在如下实施例中,即:其中,相对于透明的平面制备表面设置至少一个光电检测器阵列,所述至少一个光电检测器阵列构造成检测设置在所述阵列的一部分上方的所述版的一部分,这是基于缺少所述阵列的一部分接收到的环境光,所述环境光被所述版的存在阻挡。
在另一个实施例中,所述至少一个传感器系统包括光敏聚合物层厚度检测器,并且所述一个或多个光电检测器包括设置在透明的平面制备表面下方的光电检测器阵列。在该实施例中,所述传感器系统包括光源,所述光源构造成从透明桌台下方向所述版成角度地发射第一光束,并且所述阵列构造成检测由光敏聚合物层和与所述光敏聚合物层相邻设置的层之间的过渡反射的第二光束和第三光束。如所述的厚度检测器可用在用于接收版的任何透明的平面表面上。
如本文所述的版操纵系统的实施例可包括至少一个厚度检测器,其构造成用于相对于版操纵系统的限定了用于接收所述印版的X-Y平面的表面来测量印版的厚度。所述厚度检测器包括:设置在所述表面上方的传感器定位器,所述传感器定位器能够沿至少Y轴和Z轴控制;非接触式距离测量传感器,其安装在所述定位器上,并且构造成输出测量信号,所述测量信号指示沿垂直于所述X-Y平面的Z轴的距离;以及处理器,其构造成控制所述定位器并且从所述传感器接收测量信号。所述处理器利用以下指令来编程:接收限定所述版的X-Y尺寸和预期位置的信息;将所述定位器移动到设置在所述表面上的一点上方的第一位置,所述第一位置不处于所述印版的所述预期位置上方;从所述传感器获得参考Z距离测量信号,以用作所述传感器与所述表面之间的参考Z距离;将所述定位器移动到设置在所述表面上的一点上方的第二位置,所述第二位置处于所述印版的所述预期位置上方;以及从所述传感器获得第二Z距离测量信号,并且处理所述第二Z距离测量信号和所述参考Z距离测量信号,以获得所述印版的测量厚度。
在系统中,其中,所述版包括编码为沿预定路径的版厚度的差异的信息,并且所述系统还用如下指令编程,即:所述指令用于使所述定位器沿所述预定路径移动,同时从所述传感器接收测量信号,并且处理如此接收的所述测量信号,以读取编码信息。
本发明的其他方面包括移动制备桌台或者如本文所述的任何厚度测量系统或任何系统的部件,而不限于如本文所述的任何特定实施例中包括的其他细节。再其他的方面包括使用如本文所述的设备和系统的方法,以及用计算机可执行指令编程的计算机可读介质,所述计算机可执行指令用于通过诸如计算机处理器之类的机器以及与该处理器通信的如本文所述的任何系统部件来执行合适的方法步骤。
附图说明
图1A是示出了示例性版过程工作流的图像,该工作流包括现有技术中已知的成像工位和照射固化工位。
图1B是对示例性版过程工作流的描绘,该工作流包括版储存器工位、成像工位、照射固化工位以及如本文所述的示例性版输送系统。
图2是描述了处于示例性版过程工作流中的各个行进工位处的示例性版以及版在相邻工位之间的移动方向的示意图。
图3是描绘了位于暂存区域中的示例性标记上方的示例性版的示意图。
图4A是示意图,其描绘了从照射单元看向成像器观察的工作流中的示例性位置处的示例性版操纵器(plate handler)的端视图。
图4B是描绘了图4A的示例性版操纵器的选定部分的平面图的示意图。
图4C是示意图,其描绘了从成像器观察的图4A的示例性版操纵器的选定部分的端视图。
图4D是示出了示例性原型版操纵器的透视图的图片。
图4E是示出了图4D的示例性原型版操纵器的选定部分的特写视图的图片。
图4F是示出了图4D的示例性原型版操纵器的选定部分的特写视图的图片。图5是示例性工作流中的示例性版操纵系统功能的流程图。
图5是对应于本发明的一个或多个方面或实施例的示例性方法中的步骤的流程图。
图6A是从杆的一端处的视角示出了示例性气刀(air blade)/真空末端执行器系统的透视图的图片。
图6B是从下方的视角以及从图6A中所示的相对侧描绘了图6A中所描绘的示例性气刀/真空末端执行器配件的透视图的示意图。
图6C是描绘了图6A和图6B的示例性气刀/真空末端执行器配件中的内部文丘里管的示意图。
图7A是示例性版输送滑架的示意性透视顶视图。
图7B是图7A的示例性版输送滑架的示意性侧视图。
图8是图7A的版输送滑架的示例性版制备表面的示意性平面图。
图9A是描绘了示例性版厚度检测系统的示意图。
图9B是描绘了用于使用厚度来测量版中的编码信息的图9A的示例性版厚度检测系统的示意图。
图10是描绘了示例性版厚度检测系统的示意图。
图11是描绘了用于控制/校准鼓成像器的夹持杆的版厚度传感器/距离传感器的示意图。
具体实施方式
如本文所述的输送装置、系统和方法总体上涉及将位于平坦的水平支撑表面上的光敏聚合物版从一个生产过程移动到下一个生产过程。这些版被真空抓持器末端执行器(即,吸盘)抓持并略微提升,在优选的布置结构中,该末端执行器提供足够的空间,以允许在版和支撑表面之间吹气,从而形成减少版与支撑表面之间的摩擦的气垫。在示例性系统中,将版从储存器堆移入到成像器中,在成像之后,其被移动到UV照射台,并且在UV照射之后,继续移动到清洗处理器。然而,该系统可包括少于所有上述工位,并且可用于版在任何一组处理步骤工位之间的输送。
图2中描绘了版通过示例性版过程工作流的移动,该图还示意性地描绘了全体的版移动。图1B描绘了示例性工作流的一部分的示例性物理布局。首先可选地从版储存器堆或版拾取区域(例如,桌台212)中的位置210取得该版,并且该版沿箭头1的方向移动到标记的暂存位置220(本文后面描述的标记)。该版从暂存位置220沿箭头2的方向移入到成像器(其可类似于图1A中所描绘的成像器110)中的位置230,并且当其被成像器沿箭头3的方向排出时,该版再次被置于暂存位置220。然后,该版沿箭头4的方向被输送到光敏聚合物固化工位、例如UV照射工位(其可类似于图1A中所描绘的照射单元120)中的位置240,并且随后,该版沿箭头5的方向被输送到下一个工位,该工位可以是版清洗处理器工位中的位置250,或者预清洗装载区域,在那里该版被冲孔,并且销被放置在其中,以用于在通过清洗工位的输送系统中使用。
因此,如本文所述的系统可用于执行以下处理步骤中的每一个:
• 沿箭头1的方向从储存器堆210获取未处理的版;
• 沿箭头2的方向将版进给到成像器230中;
• 沿箭头3的方向从成像器230移除版;
• 沿箭头4的方向将版进给到UV照射单元240;以及
• 沿箭头5的方向将版从UV照射单元240进给到清洗处理器250。
在一个实施例中,如本领域中公知的,一排真空抓持器末端执行器(即,吸盘)与正交于移动方向对准的边缘相邻从版的顶表面拾取版。在示例性实施例中,图2中的粗黑线260、262、264表示与版的表面上的抓持区域相邻的版的边缘,吸盘在该抓持区域拾取版。因此,例如,边缘260是当沿箭头2的方向沿Y方向移入到成像器中时的版的后缘,并且是当沿箭头3的方向沿–Y方向从成像器中移出时的版的前缘。同样,当沿箭头1的方向沿X方向从版储存器堆移入图2中所描绘的位置时,以及当沿箭头4的方向沿X方向从位置220移动到照射单元240时,边缘262是版的前缘。
未固化的版易于在LAMS层中受到吸盘的损伤,如果在相同的翘曲位置处的LAMS层中存在掩模开口,则该吸盘可能会以将留在版表面中并转移到印刷物中的方式使版表面翘曲,从而允许固化步骤将版以翘曲构造永久地固定。因此,理想的是在应用吸盘的位置避免图像信息,这意味着吸盘所接触的版的提升区域应尽可能靠近地邻近版的相关边缘。为了减小版的移动所需的力,优选地在版的提升边缘与支撑表面之间吹入压缩空气,从而形成气垫,该气垫减小版与支撑表面之间的摩擦。版操纵系统对版的整体提升优选地最小,其足以允许在版下方吹气,以形成减小摩擦的气垫,但不超过此目的所需。通常,Z方向上的大约2 mm的提升距离可能是足够的。
真空末端执行器的几何形状不限于任何特定的几何形状,并且可以是例如但不限于圆形、方形、矩形或本质上几乎线性的。虽然描绘了圆形末端执行器,但是本发明不限于任何特定的几何形状,并且可使用其他几何形状(例如,长边平行于与拾取区域相邻的版的边缘的矩形几何形状),以最小化版的边缘周围所需的非成像区域的整体版边,从而提供用于与版操纵器相互作用的非成像表面。然而,圆形末端执行器通常是优选的,这是因为对于圆形末端执行器,力更均匀地分布,特别是在邻近版被抓持的版边缘的末端执行器的边缘处。例如,当使用矩形执行器使版沿y方向移动时的保持力在平行于版的边缘260的执行器的边缘处与在平行于边缘262的执行器的边缘处是不同的。当矩形末端执行器的相对较长的边平行于版边缘对准时,与从边262抓持相比,对于y移动,在边260处抓持版提供较小的保持力。尽管在图中描绘了四个真空末端执行器,但是本发明不限于任何数量的末端执行器。在分别构造成用于提升具有50x80英寸和35x48英寸的尺寸的版的示例性实施例中,发现的是,在20至25英寸的距离上以线性构造均匀隔开的具有小于1英寸的直径、例如1/2英寸直径的四个圆形末端执行器提供了足够的提升特性。应当理解的是,如本文所述的实施例不限于用于任何特定尺寸的版,并且可适合于与已知的任何尺寸的版结合使用,包括但不限于其他标准尺寸,例如42x60英寸和25x30英寸的尺寸或其一部分。
版相对于成像器引入口以及相对于在照射工位下游将孔打入到版中(用于输送通过清洗处理器)的冲头的精确定向通常是重要的。如果版在冲孔步骤(其邻近版的后缘262从顶表面冲至版的底表面)中没有以优选的定向成角度,则版材料可能仅不完全地围绕孔(以及后续插入孔中的销),并且因此,版可能未充分地固定到销。该冲孔步骤通常在与版清洗处理器的入口相邻定位的冲孔工位处执行。因此,优选的是,使相关的版边缘精确地平行于在该步骤打孔到版中的一排销对准。同样,鼓成像器被构造成接收版并使用夹具来抓持版的前缘268。成像步骤受益于前缘在该夹具中的精确对准,使得成像的信息在版上适当地对准。
因此,最佳的版操纵系统能够非常精确地定位版和吸盘,优选地在1 mm的公差内。如图2中所示,该操纵系统使版沿暂存位置220所限定的平面在两个方向(X、Y)上移动,以用于将版移入和移出成像器以及照射单元的平床。因为首先由成像器接收的边缘268和首先由清洗工位接收的边缘262两者的对准,所以平行于X轴和Y轴两者的对准可能是关键的。为了有助于版的相关边缘与两个轴的平行对准,版操纵单元具有另一个自由度。
图4A-4F中描绘了示例性版操纵器的实施例500和600。图4A-4C是描绘了未按比例绘制的示例性实施例的示意图,其示出了如本文所述的示例性系统的各个部件。一些元件在所有附图中示出,而其他元件在一些附图中被省略,以减少混乱。图4D-4F是示例性原型实施例600的图片,其示出了可简化本发明的各个方面以实践的多种方式中的一种。图4A-4F之间的共同元件被给予相同的元件编号,但应理解的是,图4A-4C中所示的示意性特征可按照任何数量的方式来实施,而不一定如原型600中所描绘的。
如示例性实施例中所示,具有一排真空末端执行器512(吸盘)的杆510被安装到机动旋转台514。真空末端执行器512被连接到真空源820,该真空源820可选地经由控制阀(未示出)来控制,以用于在抽真空或不抽真空时控制末端执行器的状态。真空末端执行器及其控制在本领域中是公知的,并且在本文中不进一步详细描述具体设计。旋转台514被安装在Y线性台516上,该Y线性台516构造成提供Y方向上的移动,滑架518沿X方向行进,并且还可被构造成沿Z方向上下移动。在一些实施例中,旋转台514还可提供Z平移功能,以将具有吸盘的杆下降至版,并且随后,沿Z方向向上提升版。旋转台514例如可包括杆安装板550,杆510被连接到该杆安装板550。在一个实施例中,杆安装板550可被连接到可平移且可旋转的轮毂520,该轮毂520能够沿Z方向平移并且还能够绕Z轴旋转。在图4D-4F中所描绘的实施例中,轮毂520可仅被构造成用于沿Z轴旋转。Z平移可通过竖直设置在滑架582和滑架518的悬臂部分584之间的Z平移台581来实现,该滑架582被构造成在跨越被输送机覆盖的工作流部分延伸的轨道580上运行,如图4F中所描绘的。Z台可被设置在封壳586内,该封壳586还可收容控制系统驱动器、螺线管、继电器、处理器(或处理系统的一部分)以及连接版操纵系统的各种部件的线路中的任何一者。
如上所述,由于多种原因,在版上精确地定位吸盘是期望的,并且因此,也期望精确地确定版边缘的位置。在示例性实施例中,与暂存位置220中的标记相互作用的传感器测量版边缘相对于四个位置的位置,如参考图3进一步描述的。与图2相比,图3示意性地描绘了处于暂存位置220的版400的平面图,该版400定向成边缘268面向图3中页面的顶部。
在一个优选实施例中,各自构造成检测版与暂存位置中的标记之间的反射率的变化的一个或多个对比度传感器560(在图4B和图4E中示出,但在其他附图中省略以减少混乱)被用于确定位置。在该示例性实施例中,多个反射体条纹A1、A2、B1、B2被附连到透明或半透明的支撑表面、例如图1B中所描绘的玻璃支撑表面114的下侧。合适的对比度传感器包括例如Wenglor Laser对比度传感器,产品型号YM24PAH2ABF。本发明不限于任何特定类型的传感器、对比度传感器的类型或操作波长。然而,由于对比度传感器通常发出辐射,例如以特定波长或波长段的聚焦激光束的形式,并测量反射光的量,因此最佳地选择传感器所用的辐射的波长和强度,以免引起光敏聚合物的固化或LAMS层的烧蚀。
本发明不限于在工作流的一些或全部部分中具有透明或半透明支撑表面的实施例。使用不透明的支撑表面可提供某些优点,例如能够使用对比度传感器,该对比度传感器可直接检测不透明的支撑表面和聚合物版之间的差异,而不使用在支撑表面上标记的条纹,如本文所述。
图3中的线A1、B1、A2和B2包括用于对比度测量的示例性标记。在支撑表面由玻璃或对传感器的辐射范围透明的其他材料制成的实施例中,条纹可被附接到支撑表面的底侧。传感器优选地以相对于Y线性台516固定的方式连接到版操纵器,使得它可与版操纵器的其他元件一起沿X和Y轴移动,但不沿Z轴旋转或平移,如图4B中示意性地描绘的。通过扫描条纹A1和A2相对于X方向测量版的平行度(例如,如果A1在长度上大于A2,则需要一些调整)。扫描条纹B1和B2提供关于版在输送方向(X)上的开端和末端的位置的信息。条纹B1和B2可以是在部分B1和B2之间没有间隙的连续条纹,或者B1和B2中的每一个都可终止于如下位置,即:在那里,该系统被设计用于的任何尺寸的版都将预期会阻挡无条纹部分。A1和A2可类似地靠近版的预期边缘268终止,或终止于中心位置,在那里,该系统被设计用于的任何尺寸的版都将阻挡任何无条纹部分。在示例性实施例中,可按以下顺序执行扫描:A1、B1、A2、B2。
在一个实施例中,版可由操作者或通过本版操纵系统(或某些其他版操纵系统)的先前步骤来放置在暂存位置220上。根据需要,对比度传感器560相对于四个位置扫描版,计算使版相对于条纹定向所需的调整,拾取版,并使版旋转和平移。在一个实施例中,通过在邻近边缘260的抓持区域中抓持版并调整版的位置来执行版的定向。该调整步骤可在将版移入到相对于成像器的版接收位置之前执行,以确保版通过成像器鼓上的夹具以适当的定向被接合。在例如版由操作人员装载到成像器中或者成像器中的定向不如在清洗工位上游的冲孔步骤中的定向那么关键的实施例中,在将版装入到成像器中之前的定向调整可能不是必要的。版定向调整步骤可替代地或另外地在版从成像器排出时执行,优选地在版完全从成像器中撤出之前执行。示例性成像器能够自动地将版卸载到暂存区域220的支撑表面,但是不能完全将版推到支撑表面上,这需要版操纵系统将版从成像器拉离一定距离(沿–Y方向,如图2中的箭头3所描绘的)。因此,就在拾取版之前,版操纵器可评估版相对于标记的定向,基于版的定向相应地调整吸盘的位置,拾取版,并且在将版从邻近边缘260的抓持区域放下之前将版精确地对准,并且邻近边缘262再次拾取版,以用于沿X方向移动。在再一实施例中,定向步骤可附加地或替代地由版操纵器在邻近边缘260将其从成像器拉出和从边缘262再次将其拾取的步骤之间执行。
在一些实施例中,成像器的装载、成像和排出过程可足够可靠,使得在装载到成像器中之前的单个定向步骤可能就足够了。然而,在优选实施例中,在用末端执行器抓持版以将其从成像器拉出之前,版操纵系统使用传感器来相对于条纹A1和A2检测版的边缘260。该边缘检测信息提供了足够的信息来调整版相对于A1和A2的平行度,因此系统可在邻近边缘260放下版之前或在邻近边缘262拾取版之后执行任何必要的旋转。该传感器还可用于感测边缘262相对于B2的位置,以便在提升版以用于将其输送到固化工位之前,将末端执行器放置在正确的位置。该传感器可在每个拾取步骤之前使用,以确保版的端部处于预期的位置,或者操纵系统可基于版的预期(或测量)尺寸和过程中先前测量的位置,依靠针对抓持区域位置的存储信息。
图1B、图2和图3中描绘了示例性版操纵器相对于具有玻璃支撑表面114的成像器110的示例性定向,该玻璃支撑表面114用作用于定向进入到成像器中和/或从成像器中离开的版的暂存区域220。呈反光带的条纹A2和B2的形式的标记被附连到玻璃114的下侧。经由各种导管(未示出)连接到加压空气源800并由一个或多个阀(也未示出)控制的气刀570被示出为与真空末端执行器512相邻定位并且指向为使得从真空末端执行器的相对版的另一侧上的位置沿版400下方的方向吹气。气刀的操作及其控制在本领域中是公知的,并且除了关于一个示例性的非限制性实施例之外,在本文中不进一步赘述。气刀570以相对于杆510固定的构造(如所示,固定到杆安装板550)来连接到版操纵系统,使得该气刀相对于真空末端执行器保持在固定位置。在一个优选实施例中,真空末端执行器与气刀呈固定的关系沿Z方向移动,其中对于已知的版厚度,该气刀以一定位置和角度设置,以该角度,它引导版的界面和版所搁置的表面处的空气。气刀和真空末端执行器之间的关系也可针对不同的版厚度来调整。该气刀随安装板550和杆510旋转,使得它总是相对于该版从末端执行器“之后”引导。因此,旋转台514使轮毂520旋转,使得气刀处于期望位置,而不管版操纵器是在推版还是在拉版。尽管具有气刀的系统是更可取的,以减小版在表面上滑动的摩擦,并且因此减小需要通过吸盘施加的抓持力,但是也可提供没有气刀的实施例。该气刀未示意性地示出在其他图中,以减少混乱。
在图6A-6C中所描绘的一些实施例中,每个真空末端执行器512可经由配件900连接到杆510,该配件还用作气刀570。因此,气刀喷嘴被直接连接到末端执行器,并以固定的关系与它们一起移动。这些气刀被对准,使得在聚合物版被提升之后,它们将空气引导到聚合物版和支撑表面之间的间隙中。在优选实施例中,在聚合物版沿x或y方向移动之前,通过气刀引导空气。空气软管910例如经由弯管连接器912连接到配件900,并且优选地经由公共歧管(未示出)连接到空气供应装置800(在图4A和图6C中示意性地描绘),连接到相应的气刀的软管连接到该公共歧管。气刀570可包括配件900中的出口922,该出口922可以是与空气软管910连通的文丘里喷嘴924的出口。气刀570被构造成当真空末端执行器与版接触时将空气914引向版400的底部与版搁置在其上的表面114之间的区域。在所描绘的实施例中,移动通过文丘里管924的喷嘴的狭窄部分950的空气914引起文丘里效应,该文丘里效应通过连接的末端执行器512将空气引入到喷嘴中,从而在末端执行器处形成真空。应当理解的是,图6A-6C中所描绘的气刀570的实施例仅是具有许多替代方案的一个实施例。在其他实施例中,配件900可经由真空软管(未示出)连接到未与气刀配件整合的真空源,例如真空泵。已知整合或分离的系统中的用于提供真空和空气的各种系统,包括歧管、导管、连接器等,并且本发明的实施例可包括本领域中已知的任何此类系统而没有限制,这些系统在本文中不进一步详述。
如图4A中所描绘的,滑架518优选地从过程工作流的一侧悬置,从而在轨道580上运行,该轨道580在工作流的各工位(例如,如图2中所描绘的210、220、240和250)之间延伸必要的距离。悬臂式设计消除了对竖直支撑件的任何需要,该竖直支撑件将干扰版沿箭头2和3(如图2中所描绘的)沿Y方向在成像器230和暂存区域220之间的经过。因此,参考图1B的示例性系统,轨道580位于暂存表面114的与成像器230的缝隙112相对的一侧上。
图4D-4F中所描绘的原型600还示出了用于使Y线性台516沿Y轴移动的示例性机构。如图4E中最佳地示出的,Y线性台516包括一对滚子610,其在滑架518的轨道612上运行,并通过由步进马达(未示出)操作的齿带614沿轨道612移动,如结合线性定位器系统在本领域中已知的,并且被构造成将Y线性台精确地定位在期望的位置。同样,滑架518可包括线性定位器,其构造成沿轨道580将该台精确地定位在期望的位置,在图4D-4F中所描绘的实施例中,该线性定位器可呈齿条的形式,该齿条与由步进马达(未示出)驱动的齿轮接合。本发明不限于用于以期望的自由度、精度和可重复性在各个方向上引起移动的任何特定的实施例,因为用于提供等效的可操作性的许多替代方案在现有技术中是公知的。
如图4D和图4F中所描绘的,该系统的各种部件可经由各种线620(或无线地)连接到控制系统630,该控制系统630连同该版操纵系统的任何电动部件一起连接到电源640。给版操纵系统的部分或全部功率可通过该控制系统运行,并且系统的某些部分可直接由电源供电,其中控制器使指令发送到控制移动部分的各种功能的各种开关、继电器等。控制系统630可包括本领域中已知的任何类型的一个或多个计算机处理器,并且可包括本地地安装在过程工作流工位的物理位置处的部件,以及远程定位并经由线或无线地连接到随工作流工位本地定位的部件的部件。该处理器被连接到如本文所述的系统部件的各种驱动器,并且利用驻留在计算机存储器中的机器可读指令来编程,以用于产生如本文所述的各种功能。用户接口650(例如触摸屏,如图1B中所描绘的140、142)可允许操作人员选择要执行的系统的各种功能。该过程可以是完全自动化的,以使对至少某些操作模式中的操作者注意力的需求最小化,但是可能期望操作人员与计算机过程之间的交互,以触发其他操作模式中(例如,在用于维修设备的模式中)的每种功能。在示例性用户接口中,可在操作人员的显示器上显示列出系统具备的各种功能的选项菜单,并且操作者可能能够交互地使用显示器的触摸屏来选择要触发的功能。可替代地,用户可能能够选择自动模式,系统通过该自动模式以协同的方式自动地与工作流的各个其他部分相互作用。例如,在如本文所述的系统中,如图5的流程图中所描绘的,用于使用版操纵系统的方法步骤和编程功能可包括:
a)在步骤700中,将版从版储存器移动(例如,拉动)到成像器暂存区域;
b)在步骤710中,检查和/或校正版相对于成像器暂存区域中感测到的标记的定向;
c)在步骤720中,将版移动(例如,推动)到成像器的装载位置;
d)在步骤730中,将版从成像器移动(例如,拉动)到暂存区域;
e)在步骤740中,将版从暂存区域移动(例如,拉动)到照射单元上的照射位置;以及
f)在步骤750中,将版从照射单元上的照射位置移动(例如,推动)到工作流中的下一个位置。
工作流中的下一个位置可以是本领域中已知的任何操作,但是在示例性过程中,该下一个位置可包括冲孔工位,其中,冲出用于插入销的孔,这些销用于该版的版输送系统。然后,这些销以本领域中已知的方式插入孔中并紧固到版,并且随后,清洗工位输送系统可在后续的步骤中使用这些销来使版移动。在冲孔工位和销装载工位不同位的实施例中,如本文所述的版操纵系统可被用于将版从冲孔工位移动到销装载工位,并且可保持对版的抓持,直到这些销已被插入并紧固。
应当理解的是,该系统可能能够同时在工作流的不同部分处操纵多个版,这意味着虽然可针对每个版顺序地执行如图5中所描绘的步骤700-750,但是该系统本身可针对多个版不按顺序地执行这些步骤。例如,该系统可针对第一版执行步骤700、710、720、730和740中的每一个,并且随后,针对第二版执行步骤700、710和720。在针对第一版的照射步骤完成之后的某个时刻,该版操纵系统可随后对第一版执行步骤750,这时该系统可用于对第二版执行步骤740。在对第二版执行步骤700、710和720并且对第一版执行步骤740之后,可在任何时间对第二版执行步骤730。在对第二版执行步骤740之后,工作流具有空缺以允许版操纵器对第三版执行步骤700、710、720和730。
该控制器可被构造成存储每个版的最后位置,并且用户接口可显示系统中的每个版的示意性位置以及下一步骤以供操作人员选择。用户接口可被编程为禁止执行由于工作流中的阻塞版而未允许执行的任何步骤。例如,如果第一版处于成像器中,则控制器可禁止对第二版执行步骤700、710和720,直到已对第一版进行了步骤730(或者直到用户选择并覆写指示第一版已以其他方式被清除的功能)。虽然系统可在没有操作人员干预的情况下完全自动化地操作,从而使用各种传感器和处理工位之间的通信来管理方法步骤的执行,但典型的工作流将包括与操作人员的交互,以触发过程中的每个步骤的执行。
该系统还可能能够执行本文未论述的其他步骤,例如将版移动到切割工位。当版处于暂存区域中时,该系统还可允许操作者在工作流中的任何点处开始执行版定向校正步骤710。尽管主要以与成像器相邻的位置处的标记的暂存区域来描述,但是应当理解,用于校正版的定向的标记的暂存位置也可处于工作流中的其他位置处。步骤710反映了检查和/或改变版的定向,这是因为传感器可检测到版完美地定向并且不需要校正或者需要改变定向。在定向步骤在将版装载到成像器中之前执行的实施例中,可能特别是这样,其中成像器不会干扰原始的版定向。该系统可被构造成当不主动移动版时停留在中性静止位置,并且在没有移动到某个其他位置的命令的情况下,在将版放置在指示位置之后立即返回到该中性静止位置。该中性静止位置可包括不干扰工作流的任何其他移动部分的任何位置。例如,该中性静止位置理想地定位成使得版操纵器不会干扰UV照射系统的移动部分的行程范围,并且超出从成像器排出的版的行程范围。该静止位置可以是可变的位置,并且可基于预编程的指令或通过机器学习被控制器预期为如下位置,即:该位置最接近版操纵器期望被指示去的下一个位置。
最后,尽管在附图中描绘为在特定实施例中包括各种线性和旋转台,以提供所示的示例性构造所需的最小数量的自由度,但是应当理解,可使用本领域中已知的部件的任何组合来设计用于提供期望的移动的其他构造,包括具有更多自由度的组合。例如,代替具有几何上有限的行程范围和仅四个自由度的如所示的包括线性和旋转台的系统,具有六个自由度的机械臂可设有合适的末端执行器,以提供期望的运动范围。提供所需功能范围的任何系统都可能适合于用作版操纵系统。
尽管本文在一些实施例中描述为拉动(从运动中的版的前缘提升)或推动(从运动中的版的后缘提升)版,但是应当理解,对于某些步骤(例如,步骤740),拉动可代替推动,或者反之亦然。其他步骤(例如,步骤720,在如所描绘的构造中,其中滑架518从暂存区域的与成像器输入相对的一侧悬置)可能需要特定类型的移动(推动)。此外,虽然本文中针对成像器、照射单元、版储存器描述的相对位置是优选的相对位置,但是应当理解,本发明不限于任何特定的构造。
如本文所述的版储存器可以是操作人员放置各个版以供系统拾取的位置,或者可以是构造成将多个版保持在堆中的储存器。在一个示例性的堆叠系统中,如通过引用结合于本文中的题为“METHOD AND APPARATUS FOR LOADING AND UNLOADING FLEXOGRAPHICPLATES FOR COMPUTER-TO-PLATE IMAGING”的美国专利号6,981,447中所述,该系统包括支撑表面,该支撑表面可沿Z方向移动,并且构造成将堆中的下一个版定位在与过程工作流中的其余工位相同的平面上。该功能使版操纵器的Z平移部件在Z方向上所需的总行程范围最小化。还应注意的是,一些工作流可能根本不使用版操纵器来执行步骤700,并且可能依靠操作人员将版放置在暂存区域上。
移动制备桌台或滑架
在柔性版生产中,操作者通常将聚合物版供给到版处理系统。该版处理系统通常开始于版成像器,继之以UV固化单元以及版处理器,以移除未固化的聚合物。每当成像器完成对版的成像时,版通常移动到下一个处理步骤(例如,利用本文其他地方所述的输送系统),并且操作者供应待成像的下一个版。虽然如本文所述的版输送系统被构造成自动地将版从成像器移动到UV固化工位,但向系统供应新的准备好成像的版通常超出了具有成本效益的自动化的范围。通常,各种各样不同的版类型和版厚度被存储在与版处理室物理分开的版存储室中。待成像的版类型经常随着作业而改变,因此操作人员通常要负责将下一个版从存储装置供应到成像器。
成像器等待下一个版的时间降低了设备的整体效率,并且因此,当成像器已将先前成像的版递送到UV固化单元并准备对下一个版成像时使下一个版正好准备好可提供优化优势。优先处理此任务可能会降低操作者执行其他任务的灵活性。
有时,操作者会错误地将错误的版递送到成像器。如果此错误直到版已经处于印刷机上都未被识别,则其降低效率并增加成本。通常,此类错误在将经全面处理的版移动到印刷机之前的质量保证(QA)步骤中识别,从而导致具有版浪费和生产能力浪费的性质的附加成本。因此,对版供应系统和方法的改进为操作人员提供了更多的灵活性以用于其他任务,使处理设备的闲置时间最小化,并减少了操作者错误的可能性。
提供此类改进的一种方法是将输送桌台集成到版工作流中,使得该桌台成为由成像器、UV照射装置和版清洗单元组成的版处理系统的部件。因此,如本文所述的版操纵系统的实施例可受益于与版装载桌台或滑架的相互作用,该版装载桌台或滑架构造成用于输送柔性聚合物印版并且用于机械和电气连接到该系统。
图7A-7B中描绘了示例性的移动制备桌台或滑架1000(“平台”、“暂存区域”、“桌台”和“滑架”在本文中可互换使用),其用于输送印版往返与版处理设备的接口。图8-10中还描绘了各种示例性特征。图1C中描绘了与版处理设备的示例性接口。
滑架1000包括基部1002,其具有框架以及附接到该框架并构造成沿地板表面滚动的多个轮1006a、1006b、1006c(第四轮在附图中不可见)。在图7A和图7B中所描绘的实施例中,该框架包括两个竖直立板1005,其各自附接到水平轮框架1007,其中相对的轮框架通过横撑1009连接到彼此。支架1008将每个竖直立板1005a、1005b连接到对应的轮框架1007a、1007b,并且支架1111加强每个轮框架与横撑1009之间的连接。用于接收版1050的平面制备表面1010包括顶部框架1012,其经由铰链1014(例如,桶形铰链机构)枢转地附接到基部框架的竖直立板1005,该铰链1014被构造成有助于平面制备表面框架1012在第一水平位置和第二最大倾斜位置(以虚线描绘,其中顶部部分被切除)之间沿箭头P在一定角度范围内枢转,在该第一水平位置,版制备表面平行于地板表面(在图7B中以实线描绘),在该第二最大倾斜位置,版制备表面相对于第一位置呈锐角设置。
一个或多个物理连接接口1020被构造成将该基部相对于版处理设备机械地固定在固定位置。物理连接接口1020可包括锁,当对接到成像器装载区域时,该锁固定该桌台的位置。这些锁可机械地、电气地、磁性地或以它们的组合的方式操作。这样的连接接口可存在于一侧或两侧上,但是特别地,至少存在于预期邻接处理设备的任何一侧上(例如,存在于图1C中的滑架的右侧上)。当未对接到版处理系统时,该桌台被构造成在版存储室和版处理系统之间输送柔性印版。该桌台被构造成从水平位置倾斜到直立或接近直立的位置,以适合通过狭窄的门。还可提供附加的功能,例如本文中进一步论述的集成的版尺寸测量,以及用于切割的装置。
在图1C中所描绘的实施例中,滑架桌台面的侧部部分1060被构造成在邻接成像器110的一侧上与成像器的装载区域重叠,以允许自动版操纵器500拾取版并将其完全拉动到成像器的装载区域上。在另一个实施例中,该桌台面不重叠并且靠近装载桌台的边缘,其中该桌台面的高度比装载桌台高(例如,几毫米)。虽然如本文所述的滑架可与具有或不具有如本文所述的版操纵系统的处理系统一起使用,但当与具有如上所述的自动版操纵器的系统结合使用时,该处理系统被构造成使版操纵器可到达位于滑架上的就绪位置的版边缘。例如,虽然图1B中的布局示出了在延伸固定桌台212的长度的轨道580上运行的版操纵器500,但是用于与可移动滑架1000一起使用的图1C中的布局可具有在成像器的边缘处或邻近终止的轨道。在另一个实施例中,该桌台与处理系统之间的接口可被定向成使得轨道的独立部分延伸以提供版操纵器在滑架的全部范围上的触及范围,其中滑架的几何形状及其物理连接构造成使得滑架可相对于轨道和成像器被推入到固定位置。滑架1000被构造成沿到对接位置(虚线)的虚线箭头D移动到对接位置,其中,它通过机械连接1020(设置在基部的与图7B中所描绘的一侧相对的一侧上)物理地保持就位。
该多个轮中的一个或多个包括用于阻止轮旋转的止动机构1016。该多个轮中的第一对(例如,轮1006c和在对应位置附连到轮框架的轮(未示出)1007b)可按照如下定向固定到框架,即:其中,每个轮被构造成绕平行于地板的第一共同水平轴线H1旋转。该多个轮中的第二对(例如,轮1006a、1006b)可按照如下定向枢转地附接到框架,即:其中,每个轮被构造成绕平行于地板的独立水平轴线H2、H3旋转,并且自由地绕垂直于地板的第二轴线V1、V2枢转。
如图7A、图7B中所描绘的桌台包括用于使平面制备表面在水平位置和最大倾斜位置之间移动的机构。第一机械止动件1022被定位成当顶部处于水平位置时,限制平面制备表面超出所述角度范围的枢转,并且第二机械止动件1024被构造成当顶部处于最大倾斜位置时,限制平面制备表面超出所述角度范围的枢转。每个止动件可包括附接到制备表面框架1012、基部1002或其组合的构件。该止动件优选地包括坚固的缓冲构件(例如,真橡胶或合成橡胶)。弹簧阻尼器构件(例如,气弹簧)1026具有连接到基部框架的第一端1027和连接到平面制备表面框架的第二端1028。邻近表面1010的前边缘1031连接到平面制备表面框架1012的手柄1030被构造成允许人类使用者在水平位置和倾斜位置之间操纵平面制备表面,而无需使用者接触框架1012。致动器(把手1032)具有用于保持平面制备表面不枢转的第一构造(例如,被推入)以及用于释放平面制备表面以允许枢转的第二构造(例如,被拉出)。
在附图中所描绘的示例性滑架中,平面制备表面框架具有矩形形状,其具有与宽度尺寸W相比相对较长的长度尺寸L,并且具有容纳该系统构造成处理的最大的版的尺寸。平面制备表面框架1031的前边缘具有限定长度尺寸的长度。手柄1030包括平行构件,其连接到边缘1031,与边缘1031横向隔开并相对于边缘1031居中,并且具有至少为第一边缘的长度的一半的长度。
在一个实施例中,致动器1032具有致动位置和静止位置,并且与连接到气弹簧1026中的阀(未示出)的鲍登线(未示出)的第一端连接。在该致动器处于致动位置的情况下,气阀打开,从而允许气体根据该桌台的移动进入或离开气弹簧的腔室。在该静止位置,该阀关闭,从而使气弹簧和该桌台的位置稳定在对应的位置。气弹簧、其上的阀和鲍登线的一般机械功能对于本领域技术人员是公知的,并且因此,在本文中不更详细地论述或说明。
该滑架可包括传感器系统,其包括用于检测桌台上的版的存在、实际和/或预期的对准、尺寸(包括厚度)和重量中的一者或多者的传感器。该桌台可配备有微控制器,其构造成处理来自传感器的信息,计算测量结果并与连接的部件通信,包括在显示器上提供可视信息以及与处理系统交换信息。可提供电池(例如锂离子电池或其他可充电电池),以用于给微控制器和滑架的其他电子部件供电。该可充电电池可被构造成用于通过有线或无线连接来充电,例如利用当该桌台对接到处理设备时建立的电功率连接。
在一些实施例中,该滑架可被构造为看版台,从而允许操作人员检查版上的图像和整体版质量。在这样的实施例中,该桌台面由透明材料制成,所述透明材料例如玻璃或合成有机树脂,例如Plexiglas®片。版的后侧或其至少一部分被光源(例如,图8中示意性示出的OLED或LED矩阵1083)照亮。该光源可覆盖整个桌台表面或仅覆盖桌台表面的一部分。如图8中所描绘的,该桌台优选地包括至少一个检测传感器1085、1086、1087,其构造成检测位于制备表面上的版,并且构造成提供指示这种检测的电信号输出。多个对准引导件包括邻近框架的前边缘1031的至少一个对准引导件1088a、1088b,以及邻近框架的垂直于第一尺寸的第二尺寸的至少一个对准引导件1089。每个对准引导件1088a、1088b、1089可在构造成与设置在平面制备表面上的印版的边缘对准的位置上相对于平面制备表面具有延伸的突起。前对准引导件1088a、b的这种延伸的突起可具有至少为预期印版的厚度的高于制备表面的高度,但是在任何情况下,当桌台处于最大倾斜位置时,其具有的高度足以帮助保持版以防从制备表面向下滑落。
版尺寸可使用传感器1085、1086、1087来自动测量。传感器1085、1086、1087可包括例如太阳能电池或光电二极管之类的光电检测器的阵列。传感器阵列1085、1086沿垂直方向(在宽度方向上为1085,并且在长度方向上为1086)正交地布置。当设置在桌台上时,版1050覆盖光电检测器阵列的一部分,并且相对于未覆盖的检测器接收到的光,被覆盖的光电检测器缺乏接收到的环境光提供了供处理器用于计算版的长度和宽度尺寸的信息。因此,将平行于光电检测器阵列的版相对于桌台边缘对准对于获得正确的测量可能是重要的。桌台上的标志可包括条纹,其限定用于与版的一个边缘对准的线,或者如果版的相应边缘与突出于版制备表面上方的那些引导件的相应部分接触,则对准引导件1088a、1088b、1089可提供正确的对准。第三光电检测器阵列1087与光电检测器阵列1085、1086组合可用于检查平行于桌台边缘的对准。在另一个实施例中,可设置单个光电元件,以检测版的一个边缘适当地位于桌台表面的角部中,而检测器阵列检查版边缘与版的角部一样靠近桌台边缘定位。在再一实施例中,机械传感器(例如,具有接触传感器的对准引导件1088a和1088b)可检测正确对准的版的存在。如上所述的传感器被连接到处理器1084,以用于基于来自传感器的测量信号来计算版的特性。
该桌台优选地构造有用于与处理系统进行数据交换的通信端口。该通信端口优选地是无线的,但也可以是有线连接,该有线连接与将滑架附连到成像器的物理连接接口2020同时被接合。一个或多个通信接口1081被构造成在桌台与版处理设备之间交换信息。物理连接接口1020中的一个或多个还可包括电连接,以向桌台提供充电功率,该桌台可具有机载的可充电电源1082,例如电池。通信接口1081和电源1082在图8中以虚线描绘,从而表明它们位于滑架上的某处,但不一定位于任何特定位置或位于对于桌台的使用者而言可见的位置。
当与处理系统通信时,通信接口1081被构造成向系统提供关于设置在其上的版的信息。在一个实施例中,当装载桌台对接到成像器时,关于准备好处理的下一个版的信息以及准备好处理的版的位置的信息,从而为将版带到处理系统的操作者提供更宽的时间窗口,以将版放置在处理系统旁边。在桌台与处理系统之间没有相互作用的情况下,操作者通常必须注意系统准备好装载下一个版的确切时刻,并在该确切时刻供应版,以使延迟时间保持短暂。
滑架交换给处理系统的示例性信息尤其是可包括版的类型、尺寸(长度、宽度、厚度)、重量以及版在桌台面上的对准(例如,相对或绝对坐标信息)。处理系统交换给桌台的信息可包括所需的版类型和尺寸。显示器可为操作者提供关于要从存储装置拾取以递送到处理系统的下一个版的信息。在一个实施例中,例如LED、LCD或TFT显示器的显示器1080被放置在桌台面的透明表面下方。在另一个实施例(未示出)中,显示器可位于桌台的邻近操作者手柄的操作者操纵侧上。该显示器可向用户提供信息,包括桌台上的版的尺寸(包括厚度)、待供应用于成像的下一个版的规格、到成像器需要下一个版的剩余时间以及桌台上检测到的版是否对应于该过程中接下来预期的版。
可通过本领域中已知的任何无线或有线技术来建立与处理系统的通信。例如,通信可包括通过网络的无线通信,例如通过诸如WiFi®网络之类的无线局域网(WLAN),或者通过诸如Bluetooth®网络之类的短距离无线连接。在其他实施例中,无线通信可经由红外辐射来传输,例如通常用于视听设备的远程控制。在无线网络的拓扑允许的实施例中,滑架可具有到处理系统的连续数据链路。在包括有线连接的其他实施例中,数据链路可仅是临时的,例如当桌台对接到处理系统时。无论通信协议如何,交换的数据优选地包含关于设置在桌台上的版以及待从版存储装置递送的下一个版的信息。
在图8中所描绘的实施例中,滑架被构造成自动地确定设置在其上的版的尺寸。在另一个实施例中,版尺寸可由操作者相对于邻近桌台面的标志(例如,标尺)(未示出)来测量,并且使用连接到处理器的用户接口(例如,键盘或移动装置)手动输入。
厚度测量系统
该制备桌台还可被构造成确定聚合物版的厚度,并将该信息传送给处理单元和操作者。在一个实施例中,该厚度可通过位于桌台面上方指向聚合物版的标准三角测量传感器1090来测量,如图9A中所示。传感器1090可以是任何类型的非接触式传感器,例如飞行时间传感器,其向表面1092发射辐射束1091(或脉冲)并且基于反射辐射到达传感器的时间来确定距离。因此,如图9A中所描绘的,以第一读数在传感器与表面1092之间测量第一距离。以第二读数在传感器与版1093之间测量第二距离。第一读数和第二读数之间的距离差对应于版的厚度。
该厚度测量系统可设置在定位器上,以在第一读数和第二读数之间使传感器移动,或者传感器1090可位于版相对于该表面在传感器下方移动的位置。在一个实施例中,传感器1090被安装在版操纵系统500上。在另一个实施例中,该厚度测量系统可被设置在版存储室中,在那里,版厚度在装载于桌台上之后确认。在再一个实施例中,该厚度测量系统可沿版的路径被设置在固定位置,例如在版装载路径中的成像器内部。因此,这样的系统可被表征为用于相对于用于接收印版1093的表面1092来测量印版的厚度的系统,该系统包括非接触式距离测量传感器1090,该传感器1090构造成输出指示沿垂直于该表面的轴线的距离的测量信号。在传感器可移动的实施例中,该系统还包括:传感器定位器(例如,版操纵器500),其设置在该表面上方并且在平行于该表面的一个或多个方向上可控制;以及处理器1084,其构造成控制该定位器,并从该传感器接收测量信号。在一些实施例中,该处理器可用指令编程,以用于:
(a)接收限定版的预期位置的信息;
(b)将定位器移动到第一位置,该第一位置设置在不处于版的预期位置上方的该表面上的一点上方(例如,图9A中所描绘的传感器1090的左侧位置);
(c)从传感器获得参考距离测量信号,以便用作传感器与表面之间的参考距离;
(d)将定位器移动到第二位置,该第二位置设置在处于印版的预期位置上方的该表面上的一点上方(例如,图9A中所描绘的传感器1090的右侧位置);
(e)从传感器获得第二距离测量信号,并且处理该第二距离测量信号和参考距离测量信号,以获得印版的测量厚度。
在图10中所描绘的另一个厚度测量实施例中,三角测量传感器可位于透明桌台面下方,如图10中所描绘的。光源110使光束1102穿过桌台面(例如,玻璃板)1104的透明部分、尺寸稳定层1106和聚合物层1108朝向聚合物版1112的可激光烧蚀的掩模1110发送。光束从一个介质到下一个介质的每次过渡都会引起光反射(1120、1121、1122)。反射的光线击中横向传感器1130,例如光电检测器的阵列。虽然来自桌台基版1104与尺寸稳定层1106之间的过渡的反射1120和来自尺寸稳定层1106与光敏聚合物1108之间的过渡的反射1121两者都击中传感器1130上的固定位置(假定标准的尺寸稳定层厚度),但来自光敏聚合物1108与可激光烧蚀的掩模1110之间的过渡的反射1122根据聚合物层的厚度而改变其位置,从而指示版的厚度。在替代方案中,反射1120和1122之间的距离可用于测量尺寸稳定层和光敏聚合物的组合的总厚度。尽管尺寸稳定层和聚合物具有可能导致不精确的不同的折射率,但该传感器具有足够的性能来区分版标准量规(standard gauge)(例如,1.14 mm、1.7 mm、2.84mm、3.19 mm),这些标准量规通常足够不同以吸收相对高的不精确度。
在另一个实施例中,桌台可具有一个或多个整合的秤1095,其设置在桌台框架和桌台面之间,该秤1095测量光敏聚合物版的附加重量。该重量与版的长度和宽度尺寸结合可用于计算版厚度。
如本文所公开的厚度测量系统不限于与具有如本文所论述的细节的版制备桌台或版操纵系统结合使用,并且可在任何系统中用于测量相对于其上设置版的表面的厚度或者部件的表面相对于距离传感器的位置。
例如,诸如图9A中所示的系统的厚度传感器可被结合到成像器的聚焦头中,例如用于检测版厚度以及鼓成像器上的用于固定版的夹具的打开位置。如图11中示意性地示出的,鼓成像器包括鼓1200,其具有示例性夹持杆1202,该夹持杆1202具有用于接收版的打开位置(如图11中所示)和闭合位置(未示出)。该杆通常通过压缩空气移动,其中,该打开位置由空气阀(未示出)的打开时间控制。例如定位在成像器的聚焦头上的距离传感器1090可相对于版1204定位,以测量版的顶表面相对于传感器位置的高度,该高度是版厚度的指示。然后,所测得的厚度可用于确定该夹持杆应打开多远。该距离传感器还可用于校准阀,该阀控制用于打开该阀的压缩空气,这是通过测量相对于该阀的打开时间的夹持杆1202的顶表面的高度,以形成合适的曲线或查找表。虽然图11描绘了处于如下位置的鼓,即:其中夹持杆1202位于传感器1090下方,但是应当理解,在该鼓在不同的位置旋转时,版可位于传感器下方,而传感器无需沿版进给的方向可移动,以读取版厚度。还应当理解的是,图11中所描绘的布置结构和夹具构造仅是示例性的,并且厚度感测可与任何数量的不同设计结合使用。
另外,类似于图9A和图9B中描绘的那些系统的系统可按照与版操纵系统相关的其他方式具有用途。例如,安装到版操纵器500(或安装在不同的定位器上)的厚度测量系统可用于检测版的位置以及在如本文所述的任何版位置中的厚度。如果处理器用指令编程以用于以下目的,则这样的系统可检测版在表面上的实际位置和角度,即:
(f)在定位器处于从第一位置到第二位置的运动中时检测从传感器接收到的信号的变化,该变化指示版的第一边缘的位置;
(g)在定位器处于至少另外两对点之间的运动中时检测从传感器接收到的信号的变化,每一对包括处于印版的预期位置上方的一点和不处于印版的预期位置上方的一点,并且在定位器处于每对点之间的运动中时检测从传感器接收到的信号的相应变化,每个变化指示版的第二和第三边缘的位置;
(h)处理指示版的第一、第二和第三边缘的位置的信号,以获得检测到的版在表面上的实际位置和角度。
在一个实施例中,该传感器可以是激光三角测量传感器,并且该定位器可包括3轴机械臂。该测量信号可以是模拟信号或数字信号。
如本文所述的厚度测量系统也可与版编码系统结合用于使用版基底(floor)中存在和不存在聚合物的区域将非印刷标志嵌入版的基底上,例如尤其是通过引入结合于本文中的题为“SYSTEM AND PROCESS FOR PERSISTENT MARKING OF FLEXO PLATES AND PLATESMARKED THEREWITH”的美国申请序号16/559,702以及与之相关的申请中所述。在版包括信息的实施方式中,该信息编码为沿预定路径的版厚度中的差异,如图9B中所描绘的,该系统还可用指令编程,以用于在接收测量信号的同时使传感器1090沿该预定路径移动,并且处理如此接收的测量信号,以读取编码信息。因此,对于传感器1090在点A、点B和点C处进行读数的路径,如图9B中所描绘的,点A处的距离D1和点B处的距离D2之间的差指示版的存在或不存在(并且从D1到D2的信号的转换可用于确定版边缘的位置)。点B处的距离D2和点C处的D3之间的差可指示包括非印刷标志的厚度差(其中D3是版的基底上方或下方的距离,该距离不对应于导致印刷特征的距离)。当然,该厚度测量系统也可用于检测与版的基底相关联的距离。
尽管本文参考特定实施例图示和描述了本发明,但是本发明并不意在限于所示的细节。而是,可在权利要求的等同物的范围内在细节上进行各种修改,而不脱离本发明。

Claims (69)

1.一种用于在过程工作流中的工作工位之间输送印版的版操纵系统,所述系统包括:
多个真空抓持器末端执行器,其构造成抓持所述印版并且安装到计算机控制的输送器,所述输送器构造成在至少三个正交的方向上平移并且绕至少一个旋转轴线旋转;
至少一个传感器,其用于检测所述版相对于所述过程工作流中的至少一个暂存位置的定向;以及
控制器,其连接到所述输送器和所述至少一个传感器,所述控制器构造成使所述输送器根据所述传感器提供的信息,基于编程指令来移动。
2.根据权利要求1所述的版操纵系统,还包括气刀,所述气刀构造成在所述版和其上设置所述版的表面之间引导气流。
3.根据权利要求1或2所述的版操纵系统,其中,所述版操纵系统被构造成利用所述传感器来检测所述版相对于所述暂存位置的第一位置,计算将所述版相对于所述暂存位置放置在优选位置所需的移动,并且使所述输送器执行计算出的移动。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的版操纵系统,其中,所述版操纵系统被构造成在所述版的上表面上的一个或多个区域中抓持所述印版,沿Z轴提升所述版的抓持区域,使所述版绕所述Z轴旋转,并且沿XY平面推动或拉动所述版。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的版操纵系统,其中,所述印版包括光敏聚合物印版,并且所述过程工作流包括多个顺序的过程工位,包括成像工位、光敏聚合物固化工位和清洗工位。
6.根据权利要求5所述的版操纵系统,其中,所述至少一个暂存位置包括位于所述成像工位的输入处的平面暂存区域。
7.根据权利要求5或6所述的版操纵系统,其中,所述版操纵系统被编程为执行以下操作中的一个或多个:
a)在所述版的上表面的第一区域中抓持所述印版,提升所述版的所述第一区域,并且将所述版推入到成像工位的版装载位置;
b)在所述版的所述上表面的所述第一区域中抓持所述印版,提升所述版的所述第一区域,并且将所述版从成像工位的版排出位置拉离;
c)在所述版的所述上表面的第二区域中抓持所述印版,提升所述版的所述第二区域,并且将所述版拉到照射工位上;以及
d)在所述版的所述上表面的第三区域中抓持所述印版,提升所述版的所述第三区域,并且将所述版推到用于所述清洗工位的预处理位置。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的版操纵系统,其中,所述过程工作流还包括顺序地位于所述成像工位之前的版储存器工位。
9.根据权利要求8所述的版操纵系统,其中,所述版储存器工位被构造成接收单个版。
10.根据权利要求8所述的版操纵系统,其中,版储存器部段被构造成接收一叠版。
11.根据权利要求8所述的版操纵系统,其中,所述版操纵系统被编程为抓持所述印版的一区域,提升所述版的抓持区域,并且将所述版从所述版储存器工位移动到所述至少一个暂存位置。
12.根据前述权利要求中任一项所述的版操纵系统,其中,所述输送器包括:滑架,其构造成沿X方向平移;Y线性台,其连接到所述滑架,并且构造成沿正交于所述X方向的Y方向平移;旋转台,其连接到所述Y线性台,并且构造成绕正交于所述X方向和所述Y方向的Z轴旋转;以及Z线性台,其连接到所述滑架,并且构造成沿正交于所述X方向和所述Y方向的Z方向平移。
13.根据前述权利要求中任一项所述的版操纵系统,其中,所述至少一个传感器包括对比度传感器,所述对比度传感器构造成以给定的波长或波长范围来检测物体的反射特性的差异,并且所述至少一个暂存位置包括平面表面,所述平面表面包括具有反射特性的标记,所述反射特性在能够被所述对比度传感器检测到的程度上与所述印版的所述反射特性不同。
14.根据前述权利要求中任一项所述的版操纵系统,其中,所述至少一个暂存位置包括标记,所述标记呈至少三个条纹的形式,包括:至少一个第一条纹,其平行于所述版的第一边缘定向,并且定位成与所述版的正交于所述第一边缘的相对的第二边缘和第三边缘相交;以及至少两个条纹,其正交于所述至少一个第一条纹定向,并且构造成与所述版的所述第一边缘相交。
15.根据权利要求14所述的版操纵系统,其中,平行于所述版的第一边缘定向的所述至少一个第一条纹包括两个线性对准的第一条纹,所述第一条纹各自定位成与所述版的所述第二边缘或所述第三边缘中的一个相交。
16.根据前述权利要求中任一项所述的版操纵系统,其中,所述至少一个暂存位置是标记位置,所述标记位置包括对于所述传感器的检测波长透明或半透明的支撑件,所述支撑件具有用于接收所述印版的上表面,并且标记被设置在透明或半透明的支撑件的与所述上表面相对的下侧上。
17.根据前述权利要求中任一项所述的版操纵系统,其中,所述末端执行器被构造成在所述版的上表面上抓持所述印版,所述过程工作流包括:成像工位,其构造成将图像施加于所述版的所述上表面;以及光敏聚合物固化工位,其包括对于所述光敏聚合物固化工位发射的光化辐射透明或半透明的支撑件,其中,所述光敏聚合物固化工位被构造成照射所述版的所述上表面和相对的下表面两者。
18.根据权利要求16所述的版操纵系统,其中,所述光敏聚合物固化工位包括构造成提供所述光化辐射的线性台,所述固化工位的线性台具有与所述固化工位的前端相比相对更靠近所述固化工位的后端的静止位置,并且所述版操纵系统被构造成沿从前缘到后缘的方向将所述版拉动到所述固化工位上,将所述版放置在固化位置,并且返回到不干扰所述固化工位的线性台经过的位置。
19.根据权利要求18所述的版操纵系统,其中,所述版操纵系统被构造成从所述版的后缘抓持、提升和推动所述版,以将所述版从所述固化位置移动到清洗工位接收位置,在所述接收位置,所述版的至少一部分定位在处于所述静止位置的所述固化工位的线性台下方。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的版操纵系统,其中,所述光敏聚合物固化工位被构造成发射光化UV辐射。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的版操纵系统,其中,所述成像系统是鼓成像系统,所述鼓成像系统具有用于接收所述版的前缘的夹具,并且所述版操纵系统被构造成抓持所述版的所述上表面的邻近所述版的后缘的区域,并将所述版推入到所述成像工位,直到所述版的所述前缘被设置在夹具接收位置。
22.根据权利要求21所述的版操纵系统,其中,所述成像系统被构造成通过烧蚀所述版的LAMS层以形成掩模,而将所述图像施加于所述版的所述上表面。
23.一种在过程工作流中的多个工作工位中处理印版的方法,所述方法包括以下步骤:
(a)提供版操纵系统,其用于将所述印版从所述过程工作流中的一个工作工位输送到另一个工作工位,所述版操纵系统包括:计算机控制的输送器,其构造成沿至少三个正交的方向平移,并且绕至少一个旋转轴线旋转;用于抓持所述印版的末端执行器,所述末端执行器连接到所述输送器;至少一个传感器,其用于检测所述版相对于所述过程工作流中的至少一个暂存位置的定向;以及过程控制器,所述过程控制器连接到所述输送器、所述至少一个传感器以及计算机处理器;
(b)利用所述至少一个传感器来感测待输送的版的位置和定向;以及
(c)使用所述输送器,相对于XY平面沿Z方向提升所述版,以及以下一项或多项:使所述版沿X方向移动;使所述版沿Y方向移动;以及使所述版相对于Z轴旋转。
24.根据权利要求23所述的方法,还包括在输送所述版时,在所述版和所述版设置在其上的表面之间引导气流。
25.根据权利要求23或24所述的方法,还包括:利用所述传感器来检测所述版相对于所述暂存位置的第一位置;利用所述过程控制器的处理器来计算将所述版相对于所述暂存位置放置在优选位置所需的移动;以及利用所述输送器来执行计算出的移动。
26.根据权利要求23至25中任一项所述的方法,包括利用所述版操纵系统在所述版的上表面上的一个或多个区域中抓持所述印版,沿所述Z轴提升所述版的抓持区域,并且沿所述XY平面推动或拉动所述版。
27.根据权利要求23至26中任一项所述的方法,其中,所述印版包括光敏聚合物印版,并且所述过程工作流包括多个顺序的过程工位,包括成像工位、光敏聚合物固化工位和清洗工位。
28.根据权利要求27所述的方法,其中,所述至少一个暂存位置位于所述成像工位的输入处。
29.根据权利要求27所述的方法,包括执行以下操作中的一个或多个:
e)在所述版的上表面的第一区域中抓持所述印版,提升所述版的所述第一区域,并且将所述版推入到所述成像工位的版装载位置;
f)在所述版的所述上表面的所述第一区域中抓持所述印版,提升所述版的所述第一区域,并且将所述版从所述成像工位的版排出位置拉离;
g)在所述版的所述上表面的第二区域中抓持所述印版,提升所述版的所述第二区域,并且将所述版拉动到照射工位上;以及
h)在所述版的所述上表面的第三区域中抓持所述印版,提升所述版的所述第三区域,并且将所述版推动到用于所述清洗工位的预处理位置。
30.根据权利要求28或29所述的方法,其中,所述过程工作流还包括顺序地位于所述成像工位之前的版储存器工位。
31.根据权利要求29所述的方法,其中,所述版储存器工位被构造成接收单个版,并且所述方法包括操作人员将所述版放置在所述版储存器工位处。
32.根据权利要求29所述的方法,其中,所述版储存器工位被构造成接收多个版,并且所述方法包括所述版储存器工位将第一版定位在所述输送器能够接近的准备就绪位置,所述输送器操纵所述第一版并使它远离所述版储存器工位移动,并且在所述输送器返回并操纵第二版之前,所述版储存器工位将所述第二版定位在所述准备就绪位置。
33.根据权利要求30-32中任一项所述的方法,还包括在所述版的所述上表面的所述第三区域中抓持所述印版,提升所述版的所述第三区域,并且将所述版拉动到所述至少一个暂存位置。
34.根据权利要求23-33中任一项所述的方法,其中,所述至少一个传感器包括对比度传感器,所述对比度传感器构造成以给定的波长或波长范围来检测物体的反射特性的差异,所述至少一个暂存位置包括平面表面,所述平面表面使得其至少一部分具有反射特性,所述反射特性在能够被所述对比度传感器检测到的程度上与所述印版的所述反射特性不同,并且所述方法包括所述传感器相对于所述暂存位置的平面表面来检测所述版的边缘。
35.根据权利要求34所述的方法,其中,所述至少一个暂存位置包括标记,所述标记呈至少三个条纹的形式,包括:至少一个第一条纹,其平行于所述版的第一边缘定向,并且定位成与所述版的正交于所述第一边缘的相对的第二边缘和第三边缘相交;以及至少两个条纹,其正交于所述至少一个第一条纹定向,并且构造成与所述版的所述第一边缘相交,并且所述方法包括所述传感器相对于检测到的条纹来检测所述版的边缘。
36.根据权利要求35所述的方法,其中,所述至少一个暂存位置是标记位置,所述标记位置包括对于所述传感器的检测波长透明或半透明的支撑件,所述支撑件具有用于接收所述印版的上表面,并且所述标记被设置在透明或半透明的支撑件的与所述上表面相对的下侧上。
37.根据权利要求23-36中任一项所述的方法,其中,所述末端执行器被构造成在所述版的上表面上抓持所述印版,并且所述方法包括在成像工位处将图像施加于所述版的所述上表面,并且在光敏聚合物固化工位处照射所述版的所述上表面和相对的下表面两者。
38.根据权利要求37所述的方法,包括使用从安装在线性台上的辐射源发射的光化辐射来固化光敏聚合物版,所述线性台具有与所述固化工位的前端相比相对更靠近所述固化工位的后端的静止位置,以及使用所述输送器沿从前缘到后缘的方向将所述版拉动到所述固化工位上,将所述版放置在固化位置,并且所述输送器返回到不干扰所述固化工位的线性台经过的位置。
39.根据权利要求38所述的方法,包括从所述版的后缘抓持、提升和推动所述版,以将所述版从所述固化位置移动到清洗工位接收位置,在所述接收位置,所述版的至少一部分定位在处于所述静止位置的所述固化工位的线性台下方。
40.根据权利要求23至39中任一项所述的方法,其中,所述工作流包括鼓成像系统,所述鼓成像系统具有用于接收所述版的前缘的夹具,所述方法包括利用所述版操纵系统来抓持所述版的所述上表面的邻近所述版的后缘的区域,并且将所述版推入到所述成像工位中,直到所述版的所述前缘被设置在夹具接收位置。
41.一种用于末端执行器的配件,所述末端执行器构造成抓持光敏聚合物印版,光敏聚合物版具有上表面和下表面,所述配件包括:
连接到真空源的真空末端执行器,所述真空末端执行器定位成接触所述印版的上表面;以及
连接到空气源的气刀,所述气刀构造成以所述真空末端执行器与所述印版的所述上表面接触的构造在所述版的所述下表面下方排出气流。
42.根据权利要求41所述的配件,其中,所述气刀和所述真空末端执行器具有相对于彼此固定的关系。
43.根据权利要求41所述的配件,其中,所述真空源包括文丘里喷嘴,所述文丘里喷嘴具有连接到所述空气源的空气输入、连接到所述气刀的空气输出以及连接到所述真空末端执行器的真空区域。
44.一种用于输送聚合物印版的版操纵系统,所述系统包括如权利要求41-43中任一项所述的配件,并且构造成利用与所述版的上表面接触的末端执行器,来相对于平面支撑表面提升、拉动和/或推动所述版,并且气流在所述版的下表面与所述平面支撑表面之间被引导。
45.一种在过程工作流中输送聚合物印版的方法,所述方法包括使用如权利要求44所述的版操纵系统来相对于平面表面提升、拉动和/或推动所述版,所述方法包括通过与所述版的上表面接触的末端执行器抽真空,而同时在所述印版的下表面下方排出气流,以减小所述印版的所述下表面与所述平面表面之间的摩擦。
46.一种机器可读的非暂时性计算机程序产品,包括用于操作如权利要求1-21中任一项所述的版操纵系统的指令,所述计算机程序产品包括用于以下各项的指令:
从至少一个传感器接收信息,所述信息指示所述版相对于至少一个暂存位置的定向;
使多个真空抓持器末端执行器选择性地产生真空,以提供抓持功能;以及
根据预编程指令和所述传感器提供的信息,使输送器沿至少三个正交的方向中的任何一个平移和/或绕至少一个旋转轴线旋转。
47.根据权利要求1-21中任一项所述的版操纵系统,其中,所述至少一个暂存位置包括移动制备桌台,所述移动制备桌台构造成输送印版往返所述暂存位置,所述移动制备桌台包括:
基部,其具有框架和多个轮,所述多个轮附接到所述框架并且构造成沿地板表面滚动;
平面制备表面,其具有框架,所述框架枢转地附接到所述基部的所述框架;
一个或多个物理连接接口,其构造成在所述暂存位置将所述基部机械地固定在固定位置;以及
具有通信接口的处理器,所述通信接口构造成在所述移动制备桌台和所述版操纵系统之间交换信息。
48.根据权利要求47所述的版操纵系统,其中,所述移动制备桌台还包括如下机构,即:所述机构用于使所述平面制备表面在平行于所述地板表面的第一位置和相对于所述第一位置成角度的第二位置之间的角度范围内枢转。
49.根据权利要求47或48所述的版操纵系统,还包括:标志,其用于测量位于所述制备表面上的版的一个或多个特性;以及用户接口,其用于提供所述特性的一个或多个测量结果作为对所述处理器的输入。
50.根据权利要求47或48所述的版操纵系统,还包括至少一个传感器系统,所述至少一个传感器系统构造成检测位于所述制备表面上的版的一个或多个特性。
51.根据权利要求49或50所述的版操纵系统,其中,所述一个或多个特性选自以下各项组成的组,即:所述版的长度、所述版的宽度、所述版的厚度、所述版的重量以及所述版相对于所述制备表面的定向和/或位置。
52.根据权利要求47-51中任一项所述的版操纵系统,其中,所述移动制备桌台还包括显示器,所述显示器安装在所述移动制备桌台上,所述显示器构造成显示在所述移动制备桌台和所述版操纵系统之间交换的选定信息。
53.根据权利要求47-51中任一项所述的版操纵系统,其中,所述移动制备桌台的所述平面制备表面是透明的。
54.根据权利要求50所述的版操纵系统,其中,所述移动制备桌台的所述平面制备表面是透明的,并且所述移动制备桌台的所述至少一个传感器系统包括一个或多个光电检测器。
55.根据权利要求54所述的版操纵系统,其中,所述一个或多个光电检测器包括相对于透明的平面制备表面设置的至少一个光电检测器阵列,所述至少一个光电检测器阵列构造成检测设置在所述阵列的一部分上方的所述版的一部分,这是基于缺少所述阵列的一部分接收到的环境光,所述环境光被所述版的存在阻挡。
56.根据权利要求54所述的版操纵系统,其中,所述至少一个传感器系统包括光敏聚合物层厚度检测器,并且所述一个或多个光电检测器包括设置在所述透明的平面制备表面下方的光电检测器阵列,所述传感器系统包括光源,所述光源构造成从透明桌台下方向所述版成角度地发射第一光束,并且所述阵列构造成检测由光敏聚合物层和与所述光敏聚合物层相邻设置的层之间的过渡反射的第二光束和第三光束。
57.根据权利要求1-22中任一项所述的版操纵系统,还包括至少一个厚度检测器,所述至少一个厚度检测器构造成用于相对于所述版操纵系统的表面来测量印版的厚度,所述表面限定了用于接收所述印版的X-Y平面,所述厚度检测器包括:
设置在所述表面上方的传感器定位器,所述传感器定位器能够沿至少Y轴和Z轴控制;
非接触式距离测量传感器,其安装在所述定位器上,并且构造成输出测量信号,所述测量信号指示沿垂直于所述X-Y平面的Z轴的距离;
处理器,其构造成控制所述定位器并且从所述传感器接收测量信号,所述处理器利用用于以下各项的指令编程:
(a)接收限定所述版的X-Y尺寸和预期位置的信息;
(b)将所述定位器移动到设置在所述表面上的一点上方的第一位置,所述第一位置不处于所述印版的所述预期位置上方;
(c)从所述传感器获得参考Z距离测量信号,以用作所述传感器与所述表面之间的参考Z距离;
(d)将所述定位器移动到设置在所述表面上的一点上方的第二位置,所述第二位置处于所述印版的所述预期位置上方;
(e)从所述传感器获得第二Z距离测量信号,并且处理所述第二Z距离测量信号和所述参考Z距离测量信号,以获得所述印版的测量厚度。
58.根据权利要求57所述的系统,其中,所述系统还被构造成检测所述版在所述表面上的实际位置和角度,所述处理器还以用于以下各项的指令来编程:
(f)在所述定位器处于从所述第一位置到所述第二位置的运动中时检测从所述传感器接收到的信号的变化,所述变化指示所述版的第一边缘的位置;
(g)在所述定位器处于至少其他两对点之间的运动中时检测从所述传感器接收到的信号的变化,每一对包括处于所述印版的所述预期位置上方的一点和不处于所述印版的所述预期位置上方的一点,并且在所述定位器处于每对点之间的运动中时检测从所述传感器接收到的信号的相应变化,每个变化指示所述版的第二边缘和第三边缘的位置;
(h)处理指示所述版的所述第一边缘、所述第二边缘和所述第三边缘的位置的所述信号,以获得检测到的所述版在所述表面上的实际位置和角度。
59.根据权利要求56或57所述的版操纵系统,其中,所述传感器是激光三角测量传感器,并且所述定位器包括3轴机器人装备。
60.根据权利要求56-58中任一项所述的版操纵系统,其中,所述测量信号是模拟信号。
61.根据权利要求56-59中任一项所述的系统,其中,所述版包括编码为沿预定路径的版厚度的差异的信息,并且所述系统还用如下指令编程,即:所述指令用于使所述定位器沿所述预定路径移动,同时从所述传感器接收测量信号,并且处理如此接收的所述测量信号,以读取编码信息。
62.根据权利要求51所述的版操纵系统,其中,所述一个或多个传感器系统包括用于确定所述版的长度、宽度和重量的传感器,其中,所述处理器被构造成基于所述版的长度、宽度和重量以及光敏聚合物密度的预定值来确定所述版的厚度。
63.一种移动制备桌台,其构造成将印版输送到版操纵系统的暂存位置,所述移动制备桌台包括:
基部,其具有框架和多个轮,所述多个轮附接到所述框架并且构造成沿地板表面滚动;
平面制备表面,其具有框架,所述框架枢转地附接到所述基部的所述框架;
一个或多个物理连接接口,其构造成在所述暂存位置将所述基部机械地固定在固定位置;以及
具有通信接口的处理器,所述通信接口构造成在所述移动制备桌台和所述版操纵系统之间交换信息。
64.一种用于相对于限定X-Y平面的表面来测量印版的厚度的厚度检测器,所述厚度检测器包括:
设置在所述表面上方的传感器定位器,所述传感器定位器能够沿至少Y轴和Z轴控制;
非接触式距离测量传感器,其安装在所述定位器上,并且构造成输出测量信号,所述测量信号指示沿垂直于所述X-Y平面的Z轴的距离;
处理器,其构造成控制所述定位器并且从所述传感器接收测量信号,所述处理器利用用于以下各项的指令编程:
(a)接收限定所述版的X-Y尺寸和预期位置的信息;
(b)将所述定位器移动到设置在所述表面上的一点上方的第一位置,所述第一位置不处于所述印版的所述预期位置上方;
(c)从所述传感器获得参考Z距离测量信号,以用作所述传感器与所述表面之间的参考Z距离;
(d)将所述定位器移动到设置在所述表面上的一点上方的第二位置,所述第二位置处于所述印版的所述预期位置上方;
(e)从所述传感器获得第二Z距离测量信号,并且处理所述第二Z距离测量信号和所述参考Z距离测量信号,以获得所述印版的测量厚度。
65.一种用于读取在聚合物印版上编码为沿预定路径的聚合物厚度的差异的信息的方法,所述方法包括:
(a)将所述印版设置在如权利要求60所述的厚度检测器能够接近的位置;
(b)使非接触式距离测量传感器沿所述预定路径移动,同时接收测量信号;以及
(c)处理所述测量信号以读取编码信息。
66.用于测量设置在透明的平面表面上的印版的厚度的厚度检测器,所述厚度检测器包括:
设置在所述透明的平面表面下方的光电检测器阵列;
光源,其构造成从透明桌台下方向所述版成角度地发射第一光束,以及
光电检测器阵列,其构造成检测由所述版的光敏聚合物层与所述版的设置在所述光敏聚合物层上方和下方的层之间的过渡所反射的第二光束和第三光束。
67.一种用于输送印版的方法,所述方法包括以下步骤:
(a)提供如权利要求59所述的移动制备桌台;
(b)将印版设置在平面制备表面上;
(c)使所述移动制备桌台沿从版装载位置到处理位置中的处理设备的行进路径移动;以及
(d)将所述移动制备桌台的一个或多个物理连接接口固定到所述处理设备上的匹配接口;以及
(e)在所述移动制备桌台和所述处理设备之间交换信息。
68.根据权利要求63所述的方法,其中,使所述制备桌台沿所述行进路径移动的步骤包括:在所述行进路径的至少一部分中,使制备表面框架相对于基部框架从第一位置枢转到第二位置。
69.根据权利要求64所述的方法,其中,所述第一位置或所述第二位置中的至少一个是制备表面框架以水平位置定向的位置。
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