CN116348304A - 液体喷射装置、液体喷射器和用于驱动液体喷射头的方法 - Google Patents

液体喷射装置、液体喷射器和用于驱动液体喷射头的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及包括滑架、具有喷射口的液体喷射头、第一驱动部和第二驱动部的液体喷射装置、液体喷射器和用于驱动液体喷射头的方法。滑架能够沿着第一轴和与所述第一轴交叉的第二轴中的至少一个移动;由滑架保持并在沿着与所述第一轴和所述第二轴交叉的第三轴线的方向上从所述喷射口向对象物喷射液体;第一驱动部沿第三轴移动滑架。第二驱动部使液体喷射头相对于滑架沿第三轴移动。

Description

液体喷射装置、液体喷射器和用于驱动液体喷射头的方法
技术领域
本公开的实施方式涉及液体喷射装置、液体喷射器和用于驱动液体喷射头的方法。
背景技术
专利文献1公开了一种包括喷枪头单元、X方向驱动部、Y方向驱动部和Z方向驱动部的自动绘画装置。喷枪头单元保持多个可以沿着Z轴移动的喷枪头。X方向驱动部沿水平的X轴驱动喷枪头单元。Y方向驱动部沿垂直的Y轴驱动喷枪头单元。Z轴垂直于X轴和Y轴。各个喷枪头喷射墨水。Z方向驱动部基于设定数据和测量数据单独地驱动喷枪头单元的每个喷枪头,该测量数据与喷枪头和被施加墨水的对象物之间的距离有关。
引文列表
专利文献
专利文献1:日本特开平11-348258号公报
发明内容
技术问题
在上述自动绘画装置中,在绘画对象物时,当喷枪头与被施加墨水的对象物的突起等将要碰撞时,为了避免该碰撞,需要移动喷枪头单元离开该对象物。此时,如果移动整个喷枪头单元来离开对象物,则需要较长时间来移动喷枪头单元,并且可能无法避免上述的碰撞。
本公开的目的是提供一种能够快速地移动液体喷射头来离开对象物的液体喷射装置。
解决问题的方案
本公开的实施方式记载了一种改进了的液体喷射装置,其包括滑架、具有喷射口的液体喷射头、第一驱动部和第二驱动部的液体喷射装置、液体喷射器和用于驱动液体喷射头的方法。滑架能够沿着第一轴和与所述第一轴交叉的第二轴中的至少一个移动;由滑架保持并在沿着与所述第一轴和所述第二轴交叉的第三轴线的方向上从所述喷射口向对象物喷射液体;第一驱动部沿第三轴移动滑架。第二驱动部使液体喷射头相对于滑架沿第三轴移动。
本发明的效果
根据本公开,可以提供一种能够快速地移动液体喷射头来离开对象物的液体喷射装置。
附图说明
附图旨在说明本发明的示例性实施例,而不应被解释为限制其范围。除非明确指出,否则附图不应被视为按比例绘画。另外,在几个视图中,相同或相似的附图标记表示相同或相似的部件。
图1A和图1B所示是本公开的实施方式所涉及的液体喷射装置的整体构成的示意图。
图2所示是本实施方式所涉及的液体喷射装置的滑架的立体图。
图3A和图3B所示是本实施方式所涉及的液体喷射装置的擦拭单元的立体图。
图4所示是本实施方式所涉及的的滑架的立体图。
图5所示是用于移动本实施方式所涉及的液体喷射装置的喷头的Z方向驱动部的立体图。
图6A和图6B所示是说明本实施方式所涉及的滑架的突出部件的示意图。
图7所示是说明本实施方式所涉及的喷头的接触部件的示意图。
图8所示是与滑架的移动控制相关部分的框图。
图9的(a)、(b)所示是本公开的实施方式所涉及的喷头的剖视图。
图10所示是本公开的第一变形例所涉及的液体喷射装置的示意图。
图11所示是第一变形例所涉及的液体喷射装置的放大立体图。
图12所示是本公开的第二变形例所涉及的液体喷射装置的示意图。
图13所示是本公开的第三变形例所涉及的液体喷射装置的示意图。
具体实施方式
本文使用的词仅用于说明特定实施例的目的,并不意图限制本发明。如本文所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文另有明确说明。
在描述附图所示的实施方式时,为了清楚起见采用了特定词。然而,本说明书的发明内容并不旨在限于所选择的特定词,并且应当理解为,各特定要素包括具有类似功能、以类似方式操作并且实现类似结果的所有技术等同物。
需注意的是,附接于各附图标记的后缀Y、M、C、K、W和S仅表示由此表示的组件分别用于形成黄色、品红色、青色和黑色图像,并且在以下不需要颜色区分时可以省略。
以下,参照附图对本公开的实施方式进行说明。
图1A和图1B所示是本公开的实施方式所涉及的液体喷射装置1000的整体构成的示意图。图1A所示是液体喷射装置1000的侧视图,图1B所示是其俯视图。
液体喷射装置1000被安装成与其上绘画有图像的对象物100相向而对。液体喷射装置1000包括其上安装有喷头300的滑架1。喷头300向对象物100喷射作为液体的一例的墨水。滑架1由Z轴导轨103保持,并且能够沿Z轴移动。喷头300是液体喷射头的一例。
Z轴导轨103由X轴导轨101保持并能够沿X轴移动,X轴导轨101由Y轴导轨102保持并能够沿Y轴移动。在此,X轴是"第一轴"的一例,Y轴是"与第一轴交叉的第二轴"的一例,Z轴是"与第一轴和第二轴交叉的第三轴"的一例。滑架1是"液体喷射器"的一例。
此外,液体喷射装置1000包括第一Z方向驱动部92和X方向驱动部72。第一Z方向驱动部92沿着Z轴导轨103使滑架1沿Z轴移动。X方向驱动部72沿着X轴导轨101使Z轴导轨103沿X轴移动。液体喷射装置1000还包括沿着Y轴导轨102使X轴导轨101沿Y轴移动的Y方向驱动部82。第一Z方向驱动部92是"第一驱动部"的一例,使滑架1沿着与X轴和Y轴交叉的Z轴移动。
液体喷射装置1000还包括安装在滑架1上的第二Z方向驱动部93。第二Z方向驱动部93是"第二驱动部"的一例,使喷头300相对于滑架1沿Z轴移动。在本实施方式中,术语"沿着与第一轴和第二轴交叉的第三轴移动"并不限定于滑架1和喷头300与Z轴平行地移动的情况。术语"沿着与第一轴和第二轴交叉的第三轴移动"还包括滑架1和喷头300在至少包括Z轴分量的倾斜方向上移动的情况。
上述液体喷射装置1000在滑架1沿X轴、Y轴及-Z轴移动的同时,从喷头300向对象物100喷射墨水,从而在对象物100上绘画图像。尽管图1A和1B中的对象物100具有平板形状,但对象物100可以具有几乎垂直的曲面或具有大曲率半径的曲面,诸如汽车、卡车或飞机的表面。
图2所示是本实施方式所涉及的的滑架1的立体图。
通过第一Z方向驱动部92的驱动力,滑架1能够沿着Z轴导轨103在Z轴上移动。滑架1保持喷头单元70,该喷头单元70具有用于安装喷头300的喷头固定板7。在本实施例中,用于黄色的喷头300Y、用于品红色的喷头300M、用于青色的喷头300C、用于黑色的喷头300K、用于白色的喷头300W以及用于专色的喷头300S被附接到喷头固定板7。在以下的说明中,为了便于说明,也将这些喷头统称为"喷头300"。除了喷头300之外,包括喷头300的喷头单元70也相当于"液体喷射头"的一例。
每个喷头300包括其上具有多个喷嘴302的喷嘴面302a。喷嘴302是"喷射口"的一例,喷嘴面302a是"液体喷射面"的一例。另外,在喷头300中使用的墨水的颜色的种类和数量不限于上述示例。例如,喷头300中使用的所有墨水可以是相同的颜色。
喷头300固定在喷头固定板7上,使得喷嘴面302a与水平面交叉,并且多个喷嘴302相对于X轴为倾斜地排列。如此,喷头300在与重力方向交叉的方向上从喷嘴302喷射墨水。
此外,滑架1包括用于清洁喷头300的清洁设备。在本实施方式中,擦拭单元4是清洁设备的一例。擦拭单元4的构成如下所述。
图3A和3B所示是本实施方式所涉及的擦拭单元4的立体图。图3A所示是擦拭单元4的透视前视图,图3B所示是擦拭单元4的透视后视图。
如图3A所示,擦拭单元4沿着固定在框架80的上部和下部的一对导轨9R与X轴平行地移动。如图3B所示,擦拭单元4包括墨水接收面24、擦拭部3和清洁液供给部5,并且还包括如图3A所示的清洁液收集部6。
清洁液供给部5与清洗液供给管连接,并将通过清洗液供给管供给的清洗液从向下(Y轴负方向)的上方供给到擦拭部3和墨水接收面24。清洁液收集部6配置在擦拭部3和墨水接收面24的下方(Y轴负方向侧),来回收已经清洁了擦拭部3和墨水接收面24的墨水和清洁液。清洁液收集部6连接到清洁液收集管,并且累积在清洁液收集部6中的墨水和清洁液通过清洁液收集管排出到外部。
如图3B所示,设置电机13来沿着X轴移动擦拭单元4,并且设置传感器17a、17b来检测擦拭单元4在X轴上的位置。在本实施方式中,传感器17a对擦拭单元4处于待机位置(原位置)进行检测,传感器17b对擦拭单元4处于移动结束位置(返回位置)进行检测。
通过上述构成,电机13向图2所示的带14传递驱动力,使得与带14连结的擦拭单元4沿着导轨9R在X轴上移动。
当擦拭单元4到达与喷头302的喷嘴面300a相向而对的位置时,擦拭部3与喷嘴面302a接触。另外,在喷嘴302(喷头300)的墨水喷射的恢复动作中,墨水接收面24能够接受从喷嘴302喷射的墨水。
在擦拭单元4与喷嘴302对置的状态下擦拭单元4在X轴正方向上移动时,擦拭部3擦拭并清洁喷嘴面302a和喷嘴302。
当擦拭单元4进一步在X轴正方向上移动时,擦拭部3及墨水接受面24就不再与喷嘴302对置。在擦拭单元4到达移动结束位置后,擦拭单元4的移动方向被切换到X轴负方向,并且擦拭单元4返回到待机位置。
图4所示是本实施方式所涉及的的滑架1的立体图。图4所示是喷头300从图2所示的状态在Z轴正方向上向对象物100移动的状态。
喷头300沿着Z轴在图4所示的朝着对象物100喷射墨水的墨水喷射位置和图2所示的与墨水喷射位置相比喷头300为远离对象物100的待机位置之间移动。第一Z方向驱动部92具有使滑架1沿Z轴移动的驱动电机。第二Z方向驱动部93具有使喷头300相对于滑架1沿Z轴移动的动力气缸。
图5所示是本实施方式所涉及的使喷头300沿Z轴移动的第二Z方向驱动部93的立体图。
如上所述,用于相对于滑架1沿Z轴驱动喷头单元70的第二Z方向驱动部93具有动力气缸。在第二Z方向驱动部93中,可以使用各种类型的动力气缸,例如气动型、油压型、水压型和电动型。
在本实施方式中,使用气压缸(气缸)。图5所示的气缸是双动式气缸,具有施加空气压力的两个端口P1、P2。端口P1和端口P2与空气电磁阀93D连接。
例如,当关闭空气电磁阀93D时,就向端口P1供给空气,从端口P2排出空气,并且在相对于气缸主体93A为推出活塞93B的Z轴正方向上第二Z方向驱动部93移动活塞93B。
与上述相反,当开启空气电磁阀93D时,就向端口P2供给空气,从端口P1排出空气,并且在活塞93B被拉入气缸主体93A的Z轴负方向上第二Z方向驱动部93移动活塞93B。
如此,第二Z方向驱动部93开启和关闭空气电磁阀93D以在端口P1和P2的空气供给和空气排出之间进行切换,以此来切换活塞93B的动作方向。
气缸主体93A具有将气缸主体93A安装到滑架1的壳体8上的安装部93C。在活塞93B的端部设置有对保持喷头300的喷头单元70进行支承的支承部70A。
通过上述构成,第二Z方向驱动部93基于控制部500(参照图8)来的指示,使活塞93B沿Z轴进退移动。由此,喷头单元70就沿着Z轴移动了。
第二Z方向驱动部93通过动力气缸使喷头单元70以145mm/s~175mm/s左右的移动速度沿Z轴移动75mm左右的行程长度。另一方面,第一Z方向驱动部92不直接移动喷头单元70,而是使喷头单元70与滑架1一起沿Z轴移动。如上所述,液体喷射装置1000包括移动整个滑架1的第一Z方向驱动部92和使喷头单元70相对于滑架1移动的第二Z方向驱动部93。因此,第一Z方向驱动部92不需要使喷头单元70高速移动,第二Z方向驱动部93使喷头单元70沿Z轴移动得比第一Z方向驱动部92快。
第二Z方向驱动部93的驱动源不限于动力气缸。第二Z方向驱动部93可以包括其他类型的致动器,诸如在异常发生时能够紧急退回喷头300的驱动电机。
如图4所示,作为突出部件的示例的左侧壁板7L和右侧壁板7R相对于喷头302的喷嘴面300a被分别配置在X轴方向的上游侧和下游侧(X轴方向的两侧)。左侧壁板7L和右侧壁板7R都可以通过围绕由平行于Y轴的滑架1的轴所支撑的其中一端摆动。
左侧壁板7L和右侧壁板7R的另一端(远端)都突出到与喷嘴面302a的表面位置相同的位置或者沿Z轴比喷嘴面302a的表面位置更靠近对象物100的位置。左侧壁板7L和右侧壁板7R用作碰撞检测板,来检测喷头300将墨水喷射到对象物100上时喷头单元70将要碰撞的碰撞物,其动作说明如下。
图6A和图6B所示是说明本实施方式所涉及的突出部件的示意图。例如,如图6A所示,在滑架1向箭头X1方向移动时,如图6B所示地,如果右侧壁板7R与碰撞物B接触,上述第二Z方向驱动部93就根据来自控制部500(参照图8)的指示进行动作。
第二Z方向驱动部93使喷头单元70与活塞93B一起向Z轴负方向移动,从而避免喷头单元70与碰撞物B的碰撞。同样,滑架1在与图6A中的箭头X1所示方向为相反的方向上移动时,如果左侧壁板7L与碰撞物接触,第二Z方向驱动部93也进行动作来使喷头单元70向Z轴负方向移动,从而避免喷头单元70与碰撞物B的碰撞。
在如上所述的异常时,第二Z方向驱动部93使喷头300与喷头单元70一起向Z轴负方向移动。因此,与整个移动滑架1的情况相比,能够减轻移动部件的重量,并能够快速移动喷头300。
图7所示是说明本实施方式所涉及的接触部件7Z的示意图。喷头单元70沿着Z轴方向在喷头302的喷嘴面300a的前方具备接触部件7Z,从而使得接触部件7Z能够与对象物100接触。
接触部件7Z安装在喷头单元70上。在喷头300开始向对象物100喷射墨水之前,接触部件7Z暂时位于喷嘴面302a的前方来测量对象物100与喷嘴面302a之间的距离。
安装有接触部件7Z的喷头单元70经由滑架1与图8所示的控制部500连接,控制部500使得第一Z方向驱动部92沿Z轴移动滑架1,以便喷头单元70接近对象物100。控制部500获取接触部件7Z与对象物100的表面接触时的例如移动量、坐标等的数据,并将数据存储在存储单元501中。控制部500沿着X轴和Y轴多次重复这样的动作,并且预先存储对象物100的表面形状的数据。
图8所示是与本实施方式所涉及的滑架1的移动控制相关部分的框图。
液体喷射装置1000包括滑架1、喷头单元70、左侧和右侧壁板(碰撞检测板)7L和7R、擦拭单元4、X方向驱动部72、Y方向驱动部82、第一Z方向驱动部92、第二Z方向驱动部93、控制部500、存储单元501、显示器502和控制面板503。
滑架1相对于对象物100能够沿X轴、Y轴、Z轴移动,并具备喷头单元70、左右侧壁板(碰撞检测板)7L和7R、擦拭单元4、第二Z方向驱动部93。
喷头单元70相对于滑架1能够沿Z轴移动,并具有朝向对象物100喷射墨水的喷头300。
在液体喷射装置1000进行喷头300的喷射、或测量喷头单元70相对于对象物100的位置时,左右侧壁板(碰撞检测板)7L和7R检测与碰撞物的接触(碰撞),来避免喷头单元70与对象物100的碰撞。检测到接触(碰撞)时,左右侧壁板(碰撞检测板)7L和7R将表示接触(碰撞)的检测信号发送给控制部500。
擦拭单元4基于来自控制部500的指令清洁喷头300。
X方向驱动部72根据来自控制部500的指令,沿X轴驱动滑架1。
Y方向驱动部82基于来自控制部500的指令,沿Y轴驱动滑架1。
第一Z方向驱动部92基于来自控制部500的指令,沿Z轴驱动滑架1。
第二Z方向驱动部93基于来自控制部500的指令,相对于滑架1沿Z轴驱动喷头单元70。
控制部500包括中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和接口(I/F)。CPU控制整个液体喷射装置1000。ROM存储程序和其它固定数据,所述程序包括例如使CPU执行绘画动作的控制的程序。RAM暂时存储包括绘画在对象物100上的图案和字符的绘画数据、诸如对象物100的表面形状的形体数据等。I/F发送当控制部500从诸如个人计算机(PC)的主机接收绘画数据等时所使用的数据和信号。
控制部500使X方向驱动部72、Y方向驱动部82、第一Z方向驱动部92以及第二Z方向驱动部93来驱动滑架1和喷头单元70。另外,控制部500使喷头单元70所具有的喷头300喷射墨水,并使擦拭单元4清洁喷头302的喷嘴面300a。
此外,在滑架1、喷头单元70以及喷头300的动作中发生异常时,控制部500在显示部502上将表示该异常的信息显示给用户。控制部500接收来自控制面板503的指令。
存储单元501例如存储有表示左右侧壁板(碰撞检测板)7L、7R在哪里发生接触(碰撞)的位置的位置数据(X、Y、Z轴的三维坐标)。
液体喷射装置1000中发生异常时,显示器502向用户显示表示异常的信息。
控制面板503用于输入确定向对象物100喷射墨水的区域(绘画区域)的值(坐标)、滑架1的移动速度、用于绘画对象物100的绘画数据和三维坐标(形体数据)、喷头300与对象物100之间的距离等。另外,显示器502和控制面板503可以通过触摸面板等组合成一个屏幕。
接着,对喷头300的构成进行详细说明。
图9所示是本实施方式所涉及的的喷头300的一个喷嘴部分的剖视示意图。图9的(a)所示是喷嘴302关闭的状态,图9的(b)所示是喷嘴302打开的状态。
喷头300包括中空壳体304,该中空壳体具有在喷头300的远端处喷射液体的喷嘴302。壳体304在喷嘴302附近具有注入口303,液体从该注入口303注入壳体304。喷头300包括壳体304中的压电元件305、阀体307和阀体移动机构308。压电元件305响应于外部施加的电压而伸展和收缩。阀体307打开和关闭喷嘴302。阀体移动机构308设置在阀体307和压电元件305之间。阀体移动机构308使阀体307朝向或离开喷嘴302移动。
压电元件305收容在壳体315内,用于向压电元件305提供电压的一对配线310a、310b被引出到壳体304的外部。压电元件305经由阀体移动机构308来驱动阀体307。
设置在阀体307和壳体304之间的密封件306防止从注入口303注入的加压液体进入壳体304的压电元件305一侧,从而形成了液腔309。壳体304具有例如圆筒或方管等的筒状体,并且具有除了喷嘴302和注入口303以外被封闭的封闭空间。
喷嘴302是具有长度Ln的开口并形成在壳体304的远端,墨水311从喷嘴302喷射。也就是说,在本实施方式中,如图9的(b)所示,液体(墨水311)是在沿着喷嘴302的长度轴的液体喷射方向上喷射的。
注入口303形成在壳体304的靠近喷嘴302的侧面上。加压后的液体被连续地供给到注入口303。
压电元件305是使用氧化锆陶瓷等的元件。驱动波形(驱动电压)经由配线310a、310b施加给压电元件305。密封件306例如是填料、O型环等。外嵌在阀体307上的密封件306能够防止液体从壳体304的注入口303一侧流入到压电元件305一侧。
阀体移动机构308包括由诸如橡胶、软树脂、薄金属板等的可弹性变形的弹性部件形成的具有基本梯形截面的可变形部308a。相当于可变形部308a的基本梯形截面的上边的连结部308e固定到阀体307的基端面。相当于可变形部308a的基本梯形截面的底部的长边与弯曲边308d连结。径向上的弯曲边308d的中央部与引导部308c连结,弯曲边308d的径向上的中央部与端部之间的部分与固定部312连结。固定部312的一端与壳体315连结。
当预定电压施加给压电元件305时,压电元件305伸展并移动阀体移动机构308,使得引导部308c朝向喷嘴302移动例如图9的(b)所示的距离"e"。因此,如图9的(b)中的箭头A1所示,弯曲边308d的中央部附近被推入阀体移动机构308。
然后,由于弯曲边308d在引导部308c的外周侧与固定部312连结,弯曲边308d从与固定部312的连结部开始,作为移位的起点向图9的(b)中的箭头A2所示的方向移位。当弯曲边308d在图9的(b)中的箭头A2所示方向上移位时,可变形部308a变形而使得与阀体307的连结部308e在图9的(b)中的箭头A3所示方向上被牵拉。
当阀体移动机构308的可变形部308a变形时,固定在可变形部308a的连结部308e上的阀体307退回距离"d",从而打开喷嘴302。也就是说,由于压电元件305的伸展,引导部308c朝向喷嘴302移动距离"e",而使得阀体307在与引导部308c的移动方向(向左或压电元件305的伸展方向)为相反的方向(向右)上移动距离"d"。
在此,通过调整连结部308e与弯曲边308d之间的距离或弯曲边308d的长度,使阀体307的移动量比压电元件305的位移量长。如上所述,阀体307在连结部308e固定到阀体移动机构308的可变形部308a上。也就是说,阀体移动机构308能够放大压电元件305的移位并且减小压电元件305的移位,由此能够使压电元件305的尺寸小型化。
以下,对基于本公开的第一变形例进行说明。
图10所示是本公开的第一变形例所涉及的液体喷射装置1000的示意图。图11所示是第一变形例所涉及的液体喷射装置1000的放大立体图。
液体喷射装置1000包括线性导轨404和多关节型机器人405。线性导轨404引导沿线性导轨404往返直线移动的滑架1。多关节型机器人405将线性导轨404适当地移动到预定位置并将线性导轨404保持在预定位置处。
多关节型机器人405包括通过多个关节像人的手臂一样自由移动的机器臂405a。多关节型机器人405可以自由地移动机器臂405a的远端,并将机器臂405a的远端配置在准确位置处。
作为多关节型机器人405,例如能够使用具有6轴(6个关节)的6轴控制型的工业机器人。根据6轴控制型的多关节型机器人405,能够预先教示与多关节型机器人405的动作相关的数据。其结果是,多关节型机器人405能够使线性导轨404准确且迅速地位于面向目标对象物702(飞行器)的预定位置。多关节型机器人405的轴的数量不限于六个,可以使用具有适当数量的轴例如5个轴或7个轴等的多关节型机器人。
多关节型机器人405的机器臂405a包括分叉为两个的叉状支撑件424。在支承件424的左枝部424a的前端安装有垂直线性导轨423a,在支承件424的右枝部424b的前端安装有垂直线性导轨423b。垂直线性导轨423a和垂直线性导轨423b相互平行。
此外,能够移动地保持滑架1的线性导轨404的两端部都由垂直线性导轨423a、423b支撑来架设在两条垂直线性导轨423a、423b之间。
滑架1具有参照图2等说明的实施方式中的结构,并具有朝向目标对象物702喷射液体的喷头。滑架1包括例如参照图2等所述的喷头300、喷射各种颜色(例如,黄色、品红色、青色、黑色和白色)的液体的多个喷头300、或者具有多个喷嘴列的喷头300。各种颜色的液体分别从墨盒330供给到喷头300或滑架1的喷头300的喷嘴列。
滑架1在线性导轨404上沿着第一轴移动。当线性导轨404在垂直线性导轨423a、423b上移动时,滑架1沿着与第一轴交叉的第二轴移动。
滑架1具有使滑架1沿着与第一轴和第二轴交叉的第三轴移动的第一驱动部。在第一变形例中,喷头300在沿着第三轴的液体喷射方向上向目标对象物702喷射液体。滑架1还包括使喷头300相对于滑架1沿第三轴移动的第二驱动部。
在液体喷射装置1000中,多关节型机器人405将线性导轨404移动到目标物702的所期望的绘画区域,并且喷头300被驱动以在目标对象物702上绘画图像,同时根据绘画数据沿着线性导轨404移动滑架1。
当液体喷射装置1000结束一行的绘画时,液体喷射装置1000使多关节型机器人405的垂直线性导轨423a和423b将滑架1的喷头300从一行移到下一行。
液体喷射装置1000重复上述动作以在目标对象物702的所期望的绘画区域上绘画图像。
在绘画动作期间,尽管滑架1(喷头300)的移动距离增加,具有擦拭单元4的滑架1也可以在任何时间擦拭和清洁喷头302的喷嘴面300a。
在第一变形例中,擦拭单元4在一行的绘画动作之前和之后擦拭喷嘴302。因此,液体喷射装置1000可以以小的停机时间来连续地绘画高质量图像。
图12所示是本公开的第二变形例所涉及的液体喷射装置的示意图。
在根据第二变形例的液体喷射装置中,包括喷头单元70的滑架1相对于对象物100沿X轴和Y轴移动以在对象物100上绘画图像。诸如纸、膜、木板等的对象物被定位在水平的工作台200上。
滑架1沿着X轴导轨101沿X轴(第一轴的一例)移动。另外,由于支撑X轴导轨101的框架81沿着配置在工作台200的侧面的Y轴导轨102移动,滑架1就沿着Y轴(第二轴的一例)移动了。
与上述实施方式相同,喷头单元70具有喷头,喷头的喷头表面能够沿着Z轴(第三轴的一例)移动。
在该第二变形例中,滑架1也具有使滑架1沿Z轴移动的第一驱动部和使喷头单元70相对于滑架1沿Z轴移动的第二驱动部。
根据第二变形例的液体喷射装置与上述实施方式的不同之处在于,液体在重力方向上向下喷射到水平放置在工作台200上的对象物100。本公开适用于这种液体喷射装置。
图13所示是本公开的第三变形例所涉及的液体喷射装置的示意图。
根据第三变形例的液体喷射装置与根据第二变形例的液体喷射装置的不同之处在于,在工作台200上沿箭头a所示的方向输送对象物100。在根据第三变形例的液体喷射装置中,包括喷头单元70的滑架1沿着X轴(第一轴的一例)移动以在对象物100上绘画图像。从对象物供给部201供给对象物100。当滑架1结束一行的绘画时,对象物100被输送预定的长度。然后,滑架1在沿X轴移动的同时绘画下一行。
与根据第二变形例的液体喷射装置类似,滑架1沿着X轴导轨101沿着X轴移动。根据第三变形例的液体喷射装置与根据第二变形例的液体喷射装置的不同之处是,滑架1也沿Y轴移动。在该第三变形例中,由于在工作台200上输送对象物100,因此滑架1不需要在对象物100上绘画的同时沿Y轴(第二轴的一例)移动,并且固定(停止)在预定的位置。
通过滑架1下方的对象物100由对象物卷取部202卷取。即使在第三变形例中也与上述实施方式相同,喷头单元70具有喷头,喷头的喷头表面能够沿着Z轴(第三轴的一例)移动。
在该第三变形例中,滑架1也具有使滑架1沿Z轴移动的第一驱动部和使喷头单元70相对于滑架1沿Z轴移动的第二驱动部。
根据第三变形例的液体喷射装置与上述实施方式的不同之处在于,由于对象物100沿着Y轴传送,因此滑架1仅沿着X轴和Z轴移动,而不沿着Y轴移动。本公开适用于这种液体喷射装置。
如上所述,根据本公开的上述实施方式的液体喷射装置1000包括具有喷嘴302(喷射口的一例)的喷头300(液体喷射头的一例)、滑架1(液体喷射器的一例)、第一Z方向驱动部92(第一驱动部的一例)和第二Z方向驱动部93(第二驱动部的一例)。喷头300在沿着与X轴(第一轴的一例)和Y轴(第二轴的一例)交叉的Z轴(第三轴的一例)的方向上从喷嘴302向对象物100(对象物的一例)喷射墨水(液体的一例)。滑架1保持喷头300。滑架1能够沿着X轴以及与X轴交叉的Y轴的至少一方移动。第一Z方向驱动部92使滑架1沿Z轴移动。第二Z方向驱动部93使喷头300相对于滑架1沿Z轴移动。
因此,喷头300可以在离开对象物100的方向上快速移动。
在液体喷射装置1000中,第二Z方向驱动部93使喷嘴面302a(喷头300)沿着Z轴比第一Z方向驱动部92更快地移动。
因此,喷嘴面302a能够相对于滑架1快速地移动。
在液体喷射装置1000中,第一Z方向驱动部92包括驱动电机。
因此,可以控制第一Z方向驱动部92,从而精细地移动滑架1,并且高精度地将喷嘴面302a与滑架1一起相对于对象物100来对准。
在液体喷射装置1000中,第二Z方向驱动部93包括动力气缸。
因此,当喷嘴302和喷嘴面302a需要清洁时或需要有紧急性时,第二Z方向驱动部93可以快速地使喷嘴面302a从对象物100退回。
在液体喷射装置1000中,喷头300包括形成有喷嘴302的喷嘴面302a(液体喷射面的一例)。第二Z方向驱动部93使喷嘴面302a相对于滑架1沿着Z轴在喷头300向对象物100喷射墨水的墨水喷射位置(液体喷射位置)和与墨水喷射位置相比为滑架1远离对象物100的待机位置之间移动。滑架1具备在待机位置对喷嘴面302a进行清洁的擦拭单元4(清洁设备的一例)。
因此,当喷嘴面302a需要被清洁(擦拭、空喷等)时,喷嘴面302a可以快速地从墨水喷射位置移动到待机位置,并且可以缩短直到清洁开始为止的时间。
在液体喷射装置1000中,喷头300包括形成有喷嘴302的喷嘴面302a。第二Z方向驱动部93使喷嘴面302a相对于滑架1沿着Z轴在喷头300向对象物100喷射墨水的墨水喷射位置和与墨水喷射位置相比为滑架1远离对象物100的待机位置之间移动。滑架1沿着X轴在喷嘴面302a的两侧具备左侧壁板7L和右侧壁板7R(突出部件的一例)。左侧壁板7L和右侧壁板7R都具有沿着Z轴突出到与喷嘴面302a相同的位置或比喷嘴面302a更靠近对象物100的位置的远端。
因此,当左侧壁板7L或右侧壁板7R与碰撞物B接触时,喷嘴面302a能够快速地从墨水喷射位置移动到待机位置,从而避免与碰撞物B的碰撞。
在液体喷射装置1000中,喷头300包括形成有喷嘴302的喷嘴面302a和接触部件7Z(接触部件的一例)。接触部件沿着Z轴在喷嘴面302a的前方与对象物100接触。第一Z方向驱动部92使喷嘴面302a沿着Z轴在朝向对象物100的方向及远离对象物100的方向上移动。
因此,在开始在对象物100上绘画之前,液体喷射装置1000可以获取与对象物100的表面形状相关的数据。
上述实施方式是示例性的,并不限制本发明。因此,鉴于上述教导,可以进行许多附加的修改和变化。例如,在本发明的范围内,不同说明性的实施例的元素和/或特征可以彼此组合和/或彼此替代。
本专利申请基于并要求于2020年7月31日向日本专利局提交的日本专利申请No.2020-130178和2021年4月23日提交的日本专利申请No.2021-073082的优先权,其全部公开内容通过引用作为参考。
附图标记列表
1000液体喷射装置
1滑架(液体喷射器的一例)
3擦拭部
4擦拭单元(清洁设备的一例)
5 清洁液供给部
6 清洁液收集部
7 喷头固定板
7L左侧壁板(突出部件的一例)
7R右侧壁板(突出部件的一例)
7Z 接触部件
8 壳体
14 带
24 墨水接收面
70喷头单元(液体喷射头的一例)
80框架
92第一Z方向驱动部(第一驱动部的一例)
93第二Z方向驱动部(第二驱动部的一例)
100 对象物
101X 轴导轨
102Y 轴导轨
103Z 轴导轨
300喷头(液体喷射头的一例)
302喷嘴(喷射口的一例)
302a喷嘴面(液体喷射面的一例)
330墨盒

Claims (9)

1.一种液体喷射装置,其包括:
滑架,能够沿着第一轴和与所述第一轴交叉的第二轴中的至少一个移动;
具有喷射口的液体喷射头,由所述滑架保持并被配置为在沿着与所述第一轴和所述第二轴交叉的第三轴线的方向上从所述喷射口向对象物喷射液体;
第一驱动部,被配置为沿着所述第三轴对保持所述液体喷射头的所述滑架进行移动;以及
第二驱动部,被配置为使所述液体喷射头相对于所述滑架沿所述第三轴移动。
2.根据权利要求1所述的液体喷射装置:
其中,所述第二驱动部沿着所述第三轴比所述第一驱动部更快地移动所述液体喷射头。
3.根据权利要求1或2所述的液体喷射装置:
其中,所述第一驱动部包括驱动电机。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液体喷射装置:
其中,所述第二驱动部包括动力气缸。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的液体喷射装置:
其中,所述液体喷射头包括其上具有所述喷射口的液体喷射面,
其中,所述第二驱动部被配置为使所述液体喷射面相对于所述滑架沿着所述第三轴在液体喷射位置和待机位置之间移动,在所述液体喷射位置处,所述液体喷射头将所述液体喷射到所述物体,在所述待机位置处,所述滑架与所述液体喷射位置相比要离开所述对象物,并且,
其中,所述滑架包括被配置为在所述待机位置处清洁所述液体喷射面的清洁设备。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的液体喷射装置:
其中,所述液体喷射头包括其上具有所述喷射口的液体喷射面,
其中,所述第二驱动部被配置为使所述液体喷射面相对于所述滑架沿着所述第三轴在液体喷射位置和待机位置之间移动,在所述液体喷射位置处,所述液体喷射头将所述液体喷射到所述物体,在所述待机位置处,所述滑架与所述液体喷射位置相比要离开所述对象物,
其中,所述滑架包括沿着所述第一轴和所述第二轴中的至少一个在所述液体喷射面的两侧上的突出部件,所述突出部件中的每一个具有沿着所述第三轴突出到与所述液体喷射面相同的位置或比所述液体喷射面更靠近所述对象物的位置的远端。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的液体喷射装置,
其中,所述液体喷射头包括:
在其上具有所述喷射口的液体喷射面;以及
沿着所述第三轴在所述液体喷射面的前方的接触部件,所述接触部件被配置为接触所述对象物,并且
其中,所述第一驱动部被配置为沿着所述第三轴在朝向所述对象物的方向上和在离开所述对象物的方向上移动所述液体喷射面。
8.一种液体喷射器,其包括:
滑架,能够沿着第一轴和与所述第一轴交叉的第二轴中的至少一个移动,并且通过第一驱动部能够沿着与所述第一轴和所述第二轴交叉的第三轴移动;
具有喷射口的液体喷射头,由所述滑架保持并且被配置为在沿着所述第三轴线的方向上从所述喷射口向对象物喷射液体;以及,
第二驱动部,被配置为使所述液体喷射头相对于所述滑架沿所述第三轴移动。
9.一种用于驱动由液体喷射器保持的液体喷射头的方法,所述液体喷射器能够沿着第一轴和与所述第一轴交叉的第二轴中的至少一个移动,并且所述液体喷射头被配置为在沿着与所述第一轴和所述第二轴交叉的第三轴的方向上从喷射口向对象物喷射液体,所述方法包括:
沿着所述第三轴移动所述液体喷射器的步骤,以及
使所述液体喷射头相对于所述液体喷射器沿着所述第三轴移动的步骤。
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