CN214646914U - 一种可加工回转体且自动化的uv打印装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及UV印刷技术领域，公开了一种可加工回转体且自动化上料UV打印装置，包括输送装置、夹持装置、光电传感器、UV打印机喷头装置以及控制系统；其中所述夹持装置具备三自由度；当工件经由输送装置被输送到指定区域内，被光电传感器识别，促使控制系统发出开关指令使所述活动工作台装置横向和纵向工作，配合完成工件的夹取和升降，控制系统再发送指令控制所述夹持装置转动，并配合所述UV打印机喷头装置的喷射速度作旋转，从而完成打印操作。本实用新型将自动化工艺与UV打印装置结合在一起，在简化加工工序的同时，还能显著提高立体印刷的生产效率，在UV印刷领域应对多样性产品的自动化打印方面具有重要的推广应用意义。

Description

一种可加工回转体且自动化的UV打印装置

技术领域

本实用新型涉及UV印刷技术领域，更具体地说，是涉及一种可加工回转体且自动化的UV打印装置。

背景技术

目前，人们对产品色彩个性化的需求不断提高，从而需要印刷工艺技术提高，而大部分UV打印机生产线还是采用人工上料排版，人工上料的工作效率低，造成低速工作，进而不能更好地做到规模化生产，而且存在严重的安全性问题；另外现有的UV打印机可加工范围十分有限，仅能对平面或部分圆柱形的工件，加工打印物体单一，并不能很好地满足个性化多样化生产。

近年来已陆续出现新型的UV打印设备，以满足日益提升的印刷要求，比如实用新型专利文献CN 207790051 U公开了一种用于打印圆柱状物品的 UV打印机，包括在打印台上的导向架，设在导向架上的滑轨；支架上并排设置有两滚轴；滚轴与支架转动连接，且滚轴侧表面与打印台紧挨；导向架上设置有为支架限位的限位杆；支架背离限位杆一侧设置有拉动支架的拉杆；限位杆上设置有吸附支架的磁铁；圆柱形工件放置在两个滚轴上，人手推动拉杆将支架推入打印台内，由限位杆进行限位并通过磁铁吸附定位，打印时由打印头推动或额外的驱动机构进行驱动支架沿滑轨滑动，滚轴与打印台发生摩擦而转动进而带动工件转动，打印头对工件进行表面打印。该技术方案虽然能打印圆柱形物体，但是因结构限制精度不高；同时需要人工上料排版，并不能实现自动化工作，未能很好地做到连续生产，仍然限制了产品的质量和生产的效率。

针对目前存在的技术问题，很有必要开发出一种既能自动化上料排版、还能印刷加工圆柱性或其他规则形状物体的新型UV打印装置，为实现多样化产品的量产提供有力的基础。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种可加工回转体且自动化的UV打印装置，以克服现有技术中印刷工件形状单一并且手工上料费时费力的问题。

本实用新型上述目的通过以下技术方案实现：

一种可加工回转体且自动化的UV打印装置，包括输送装置、夹持装置、 UV打印机喷头装置以及控制系统；其中，

所述输送装置：包括由若干个传动滚筒并排而成的水平传送带、输送装置驱动部、机架和支脚，用于待打印工件的共线分流输送；

所述夹持装置：包括活动工作台装置以及回转式夹具，所述活动工作台装置以及回转式夹具均对称设置在所述水平传送带的前进方向的两侧，所述活动工作台装置在动力系统的驱动下，能够分别沿着所述水平传送带的宽度、高度方向往复移动；所述回转式夹具位于所述活动工作台装置的顶部，回转式夹具包括旋转电机和与旋转电机同轴连接的夹取杆，所述夹取杆的杆头能够在所述活动工作台装置的位移带动下，与待打印工件的两端接触并将其夹起，在所述旋转电机的驱动下实现待打印工件的绕轴转动；

所述UV打印机喷头装置：设在所述传送带的正上方，用于对工件实施印刷；

所述控制系统：与所述输送装置驱动部、所述活动工作台装置的动力系统、所述旋转电机电性连接。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述活动工作台装置底部为纵向驱动缸，所述纵向驱动缸同轴连接有竖立的驱动轴，所述驱动轴的上端部连接有水平的底座，所述底座能够在所述纵向驱动缸的带动下实现高度方向的升降；所述底座上部设有横向驱动缸，所述横向驱动缸同轴连接有水平的驱动杆，能够实现所述驱动杆在水平方向的伸缩；所述驱动杆上部固定安装有所述回转式夹具，所述回转式夹具的夹取杆平行于所述驱动杆，并且其端部超出于所述驱动杆的端部。

本实用新型的工作过程为：待印刷工件经由所述输送装置传送到UV打印机喷头装置下方时，控制系统发送命令，使所述驱动轴升降调整夹取杆对准物件顶部中心点，由驱动杆左右推动，使夹取杆夹住物件，然后启动旋转电机，配合UV喷头打印速率按一定速率旋转，完成UV打印。本装置通过各个组块的配合工作，实现自动化的回转体UV打印。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述纵向驱动缸、横向驱动缸的驱动方式包括但不仅限于液压、气压、电机驱动。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述活动工作台装置两两布置，对称设立在所述水平传送带的前进方向的两侧，并且每两个所述夹取杆相向而立。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述夹取杆端部安装有可拆卸的夹套。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述夹套的工作端面为非平面结构。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述夹取杆以及夹套的位置高度高于所述传送带的顶面。

作为本实用新型的进一步优化方案，包括光电传感器，所述光电传感器朝向所述传送带的顶面。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述光电传感器为漫反射型的红外光电传感器，并且与所述控制系统电性连接。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述UV打印机喷头装置包括架设在所述传送带上方的喷头支架、设在所述喷头支架顶部的直线滑轨、以及能够在所述直线滑轨上滑行的配套有直线电机的UV喷头。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型在输送装置上设置有驱动部，所述驱动部与前后滚筒配合使得水平传送带持续前进，实现待印刷工件的自动上料与排版，克服了手工送料的弊端，有利于实现连续生产；本实用新型在在传送带的两侧设置有夹持装置，首先通过活动工作台实现夹具在水平传送带的宽度和高度方向上的位移，以将待印刷工件夹取起来，其次夹具的夹取杆在旋转电机驱动下，能够带动待印刷工件的回转，使得本打印装置能够适应不同的回转体曲面，为多样性产品的立体印刷提供更高的工艺基础；本实用新型配备有红外光电传感器，实时监测工件的位置并与夹持装置、喷头装置联动，从而实现夹取与喷涂过程的精准配对和全自动操作。

本实用新型将自动化工艺与UV打印装置有机结合在一起，设计合理、结构简单，在简化加工工序的同时，还能显著提高立体印刷的生产效率，在 UV印刷领域应对多样性产品的自动化打印方面具有重要的推广应用意义。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的夹持装置的结构示意图；

图3为图2的爆炸图；

图4为本实施例的夹套的结构示意图；

图5为另一实施例的夹套的结构示意图；

图6为本实施例的传送带的结构示意图；

图7为另一实施例的传送带的结构示意图；

图8为漫反射型红外光电传感器的工作原理图；

图9为本实施例的正向结构示意图；

图10为本实施例的单片机程序流程图；

图中，1-旋转电机，2-支座螺栓，3-固定支座，4-联轴器，5-夹具底板， 6-轴承座，7-轴承座螺栓，8-固定螺钉，9-夹取杆，91-夹套；10-横向液压缸， 11-中间底板，12-液压杆，13-液压杆承座，14-支撑轴，15-液压底座，16-底座嵌脚，17-液压轴，18-伸缩量杆，19-液压缸固定螺丝，20-底架，21-纵向液压缸，22-UV打印机喷头装置，23-直线滑轨，24-喷头支架，25-输送装置， 251-水平传送带，252-输送装置驱动电机，253-机架，254-支脚，26-直线电机。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本实施例提供了一种可加工回转体且自动化的UV打印装置，本装置包括输送装置25、夹持装置、UV打印机喷头装置22以及控制系统。

其中，所述输送装置25包括由若干个传动滚筒并排而成的水平传送带 251、输送装置驱动电机252、与所述传动滚筒活动连接的机架253、以及为前述部件提供支承的支脚254，所述支脚254底部采用螺栓固定与地面平台上，所述输送装置25用于待打印工件的共线分流输送。

如图2所示，所述夹持装置包括活动工作台装置以及回转式夹具，所述活动工作台装置以及回转式夹具均对称设置在所述水平传送带251前进方向的两侧，本实施例的水平传送带251为水平设置，所述活动工作台装置用于沿着传送带251的宽度和高度方向来回移动，从而促使所述回转式夹具将待印刷工件夹取起来；所述回转式夹具在夹取工件之后，能够带动工件转动，从而实现立体印刷。

具体地说，如图3所示，所述活动工作台装置包括底架20，所述底架20 的中部通过螺钉固定安装有纵向液压缸21，所述纵向液压缸21同轴连接有竖立往上的液压轴17，所述液压轴17贯穿所述底架20并在上端部通过支撑轴 14固定连接有水平的液压底座15，一般情况下，所述液压底座15搭置在底架20顶面，当需要进行位置调节时，所述液压底座15会在纵向液压缸21的带动下实现高度方向的升降；所述液压底座15顶部设有横向液压缸10，所述横向液压缸10同轴连接有水平的液压杆12，当需要进行位置调节时，所述液压杆12会在横向液压缸10的带动下在水平方向上往复伸缩；所述液压杆12 顶部安装有所述回转式夹具，所述回转式夹具包括旋转电机1以及通过联轴器4与旋转电机1同轴连接的夹取杆9，所述夹取杆9平行于所述液压杆12，无论在哪一种工作状态，所述夹取杆9的杆头都超出于所述液压杆12的端部，以确保所述夹取杆9能与待印刷工件接触。

应当注意的是，本实施例中，所述活动工作台装置和所述回转式夹具两两布置并相对于所述水平传送带251的前进方向作镜像对称，也就是说每两个所述夹取杆9相向而立。双边设置活动工作台装置，可以保证夹取过程的快速平稳；对立设置夹取杆9，可以有效带动工件的绕杆旋转。

补充说明的是，上述只介绍了所述活动工作台装置的必要构成部件，在实际使用情况中，需要有相应的辅助件以提供足够支撑力，确保该装置的可行性。如图3所示，本实施例中，所述底架20由四个竖立方管焊接而成，所述液压底座15在方管的对应位置处设有四根朝下的伸缩量杆18，所述伸缩量杆18在方管的引导作用下，能够促进所述液压底座15的平稳升降；所述液压底座15与横向液压缸10之间设有水平的中间底板11，所述中间底板11底壁通过边角处的底座嵌脚16与液压底座15通过固定螺栓8连接，顶壁则与所述横向液压缸10连接，如此设置是因为所述横向液压缸10和液压杆12的重量较大，采用中间底板11有助于增强所述液压底座15的支承力；所述中间底板11顶壁还设有若干个带通孔的液压杆承座13，所述液压杆12穿过液压杆承座13，液压杆承座13支撑杆身的同时还能纠正其延展路线。

与中间底板11类似，在所述液压杆承座13顶壁也就是靠近液压杆12的顶部设有夹具底板5，所述夹具底板5上安装有固定支座3，所述固定支座3 与旋转电机1的法兰盘通过支座螺栓2进行连接，所述夹具底板5上还通过轴承座螺栓7安装有轴承座6，所述夹取杆9穿过轴承座6，夹具底板5的设置，起到对于液压杆12、夹取杆9的辅助支承，有助于保证位移精度和使用寿命。

当然，在其他一下实施方式中，还可以采用其他结构实现对于所述活动工作台装置主要组成部分的辅助，在此不作具体限定。

在其他一下实施方式中，所述活动工作台装置还可以通过气压、电动等其他形式驱动，同样能够实现指定方向上的位移，因此也不对该装置的动力方式作具体限定。

本实施例中，所述夹取杆9端部安装有可拆卸的夹套91，以应对不同曲面的工件；所述夹套91的工作端面为非平面结构，以增加与工件的接触点。

具体地说，如图4所示，当需要夹取端部为圆弧形的物体时，例如化妆瓶瓶盖端，我们采用带有凹弧端面的夹套91，此种夹套能更好更牢固地夹取加工物体，接触面的增大使夹具工作效果更佳，同时，在一定程度上能矫正工件的位置，减少因位置不当而导致图案倾斜的问题，从而得到更好的打印效果。

如图5所示，当需要夹取端部为带不规则曲面的物体时，例如酒瓶上端、尖底化妆瓶，我们采用带有内锥形端面的夹套91，此种夹套能使夹具与工件有多个面的接触，可以有效防止滑落的问题，能够更高效更精确地配合喷头完成打印工作。

在其他一下实施方式中，还可以针对特定的物体而开发相应形状的夹套，因此本实用新型不对夹套端面的形状作更具体的限定。

由上可知，本实用新型不仅适用于圆柱形、平面等常规形状的工件，还能用于各种不规则形状的回转体。但是当处理后者时，例如是下宽上窄的花瓶等，工件往往是倾斜地放置在所述传送带251上，两个相对的所述夹取杆9 操作时高度一致，夹取时无法将工件摆平，很容易导致工件对位不正滑落、甚至印刷效果偏差较大等问题。

针对上述问题，本实用新型提供了不同形式的传送带。

如图6所示，当需要输送长方体、圆柱形等易于夹取的物体时，我们采用水平布置的传送带251；如图7所示，当需要输送上下两端面积不相等的回转体时，可以采用主动辊与从动辊直径不同的组合，呈现在前进方向上倾斜的水平传送带的251，从而保证回转体始终保持水平；除此之外，水平传送带 251还能采用分离式的履带结构替代常规的滚筒，使得传送面更加贴合工件的特殊曲面，该结构替换性强，更能适应形状特殊的工件。在具体实施情况中，还可以使用更多方式的水平传送带251，均能使回转体保持水平状态，以便于夹取，所以在此不对传送带251的具体结构形式作具体限定。

所述传送带251上方架设有喷头支架24，所述喷头支架24呈现倒U型结构，其两侧分别与对立设置的所述底架20固定连接，两侧边的上部通过两横板连接为一体，所述横板位于传送带251的正上方，所述横板上设有漫反射型的红外光电传感器(图中未示出)，本实施例采用的是E18-D80NK型号，如图8所示，所述红外光电传感器具有一对红外线发射与接收管，发射光经过调制后发出并射向所述水平传送带251顶面的指定位置，当检测方向遇到障碍物时，红外线发生漫反射被接收管接收，接收回的光束(光能量)转化为电流传输给集成电路，经集成电路处理后再经放大器放大后输出，输出为数字信号(一个低电平信号)，同时传感器尾部的指示灯会亮起。

当监测到有障碍物时，即表示待印刷工件已到达两个所述活动工作台装置之间，所述红外光电传感器会将数字信号发送至本装置的控制系统，控制系统随机启动相关的操作装置，实现对于工件的夹取与打印操作。

进一步地说，如图9所示，两横板之间沿水平传送带的宽度方向设立有直线滑轨23，所述直线滑轨23上设有配套的直线电机26，所述直线电机26 外壁固定安装有UV喷头(图中未示出)。所述喷头支架24、直线滑轨23、直线电机26以及UV喷头组成了UV打印机喷头装置22，其中所述直线电机 26、UV喷头均与所述控制系统电性连接。由所述直线滑轨23的设置可知，所述UV喷头能在所述控制系统的命令下沿所述传送带251的宽度方向作位移变化，配合所述夹持装置夹取的物件的转动进行UV打印。

本实施例中，为了实现对待印刷工件的全自动夹取以进行流水线化运作并尽可能地节省成本，我们使用基于51单片机的嵌入式技术作为解决方案。采用STC89C52RC单片机作为所述控制系统的核心控制器，辅以红外识别传感器模块及电源模块。单片机内部的时钟电路可以提供准确的时间信号，红外传感器可以传递物体是否通过夹取位的信号。通过对单片机的软件编程，让单片机结合硬件信号的数据并加以分析，实现定时与红外光识别的光电定时开关，使得机器可以在相同时间间隔内准确识别出待印刷工件，自动进行夹取。

在此结合本装置的结构组成简述其工作过程：

工件经由传送带251输送到UV喷头的下方，当工件经由水平传送带251 被输送到指定区域内，被红外光电传感器识别，促使控制系统发出开关指令使所述活动工作台装置的横向液压缸10和纵向液压缸21工作，进而配合完成工件的夹取和升降，控制系统再发送指令控制所述旋转电机1转动，并配合所述UV喷头打印的喷射速度作旋转，从而完成打印操作。整个过程只需事先进行人工设定打印位置和参数，后续皆可由本装置实现自动识别打印。当中的控制程序可参见图10。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可加工回转体且自动化的UV打印装置，其特征在于：包括输送装置、夹持装置、UV打印机喷头装置以及控制系统；其中，

所述输送装置：包括由若干个传动滚筒并排而成的水平传送带、输送装置驱动部、机架和支脚，用于待打印工件的共线分流输送；

所述夹持装置：包括活动工作台装置以及回转式夹具，所述活动工作台装置以及回转式夹具均对称设置在所述水平传送带的前进方向的两侧，所述活动工作台装置在动力系统的驱动下，能够分别沿着所述水平传送带的宽度、高度方向往复移动；所述回转式夹具位于所述活动工作台装置的顶部，回转式夹具包括旋转电机和与旋转电机同轴连接的夹取杆，所述夹取杆的杆头能够在所述活动工作台装置的位移带动下，与待打印工件的两端接触并将其夹起，在所述旋转电机的驱动下实现待打印工件的绕轴转动；

所述UV打印机喷头装置：设在所述传送带的正上方，用于对工件实施印刷；

所述控制系统：与所述输送装置驱动部、所述活动工作台装置的动力系统、所述旋转电机电性连接。

2.根据权利要求1所述的可加工回转体且自动化的UV打印装置，其特征在于：所述活动工作台装置底部为纵向驱动缸，所述纵向驱动缸同轴连接有竖立的驱动轴，所述驱动轴的上端部连接有水平的底座，所述底座能够在所述纵向驱动缸的带动下实现高度方向的升降；所述底座上部设有横向驱动缸，所述横向驱动缸同轴连接有水平的驱动杆，能够实现所述驱动杆在水平方向的伸缩；所述驱动杆上部固定安装有所述回转式夹具，所述回转式夹具的夹取杆平行于所述驱动杆，并且其端部超出于所述驱动杆的端部。

3.根据权利要求2所述的可加工回转体且自动化的UV打印装置，其特征在于：所述纵向驱动缸、横向驱动缸的驱动方式包括但不仅限于液压、气压、电机驱动。

4.根据权利要求2所述的可加工回转体且自动化的UV打印装置，其特征在于：所述活动工作台装置两两布置，对称设立在所述水平传送带的前进方向的两侧，并且每两个所述夹取杆相向而立。

5.根据权利要求4所述的可加工回转体且自动化的UV打印装置，其特征在于：所述夹取杆端部安装有可拆卸的夹套。

6.根据权利要求5所述的可加工回转体且自动化的UV打印装置，其特征在于：所述夹套的工作端面为非平面结构。

7.根据权利要求6所述的可加工回转体且自动化的UV打印装置，其特征在于：所述夹取杆以及夹套的位置高度高于所述传送带的顶面。

8.根据权利要求1-7任一所述的可加工回转体且自动化的UV打印装置，其特征在于：包括光电传感器，所述光电传感器朝向所述传送带的顶面。

9.根据权利要求8所述的可加工回转体且自动化的UV打印装置，其特征在于：所述光电传感器为漫反射型的红外光电传感器，并且与所述控制系统电性连接。

10.根据权利要求1所述的可加工回转体且自动化的UV打印装置，其特征在于：所述UV打印机喷头装置包括架设在所述传送带上方的喷头支架、设在所述喷头支架顶部的直线滑轨、以及能够在所述直线滑轨上滑行的配套有直线电机的UV喷头。

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