CN220349354U - 一种带视觉扫描定位的uv平板打印机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种带视觉扫描定位的UV平板打印机，属于UV平板打印机技术领域，包括机座和工作台，所述工作台设置于机座的正上方，还包括：视觉扫描定位相机，架安装在横梁部件一侧；Y轴方向传动部件，设置在所述工作台上端两侧，且所述Y轴方向传动部件与横梁部件连接；X轴方向传动部件，设置在横梁部件上，所述X轴方向传动部件与打印小车装置连接；X轴光栅，设置在所述横梁部件的正面；升降机构，与所述横梁部件固定连接，所述升降机构与视觉扫描定位相机连接；本实用新型实现高精度图像匹配产品打印位置的精准；实施打印物料在工作台面上可任意角度摆放，物料的间距和角度无需规则排列，工作效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及UV平板打印机技术领域，具体是一种带视觉扫描定位的UV平板打印机。
背景技术
现有UV平板打印机基本是对单个或多个产品表面打印覆盖各种颜色的图案、文字、标识、标记等应用，对待打印产品的位置精准摆放和定位大部分都是操作人员手动校准，占用整个加工过程中最多的人力资源，也是影响产品打印质量的重要环节。
目前UV平板打印机对于物料(待打印产品)位置精准摆放和定位基本4种方式：1.对于整张或整版平面物料表面打印作业，是在工作平台上四周设置定位治具，通过多次打印调试校正打印图案与物料之间的相对位置实现打印图案覆盖到设计的区域；2.对于单个有平面定位的物料，将物料的定位轮廓提取为数据文件按规则复制、阵列打印到工作台面上，按照打印好的定位轮廓操作人员将物料对准轮廓放置或粘贴牢固再执行打印作业；3.对于不容量定位的物料，例如定位面是弧面、球形、不规则尖角、定位面所打印图案呈一定角度等物料，需要制作配套的治具进行装夹，然后将定位治具定位到工作台面上校正对准再执行打印工作；4.对于形状规整、对位精度不高的物料，少量采用架设在工作台上方，按一定的高度安装CCD工业相机对物料拍照提取轮廓或Mark点位置数据进行定位的打印工作。
使用远距离全景拍摄的CCD工业相机架设在UV平板打印机的工作台上方(如图1)，按所要拍摄尺寸的幅面大小确定相机的焦距和安装位置，通常UV平板打印机的工作幅面大于0.6米*0.9米，要清晰拍摄此范围内物料特征信息，相机镜头距离物料表面的高度大于1米以上，在机器的上方要架设相机固定装置和辅助光源装置；如果工作幅面增大，相机架设高度也相应增加，CCD工业相机或单反相机的像素有限，增大工作幅面会导致相机成像精度下降、图像四周的畸变增大，对于打印标牌类、徽章类、蚀刻填充颜色类、工艺品类等图案覆盖区域位置偏差小于0.3mm精度的产品类型，不能达到全幅面定位精度的使用要求。
综上所述，前三种物料的定位方式均使用手工精确定位，对于大件产品摆放工时较小、基本不影响生产效率，但对于小件产品打印定位作业，需要花费大量时间和精力来进行重复工作，容量产生视觉疲劳，导致放置偏差、产生物料移位影响产品质量的生产问题；第4种CCD工业相机视觉定位对于大幅面工作台面上摆放小件产品，四周的物料图像会出现较大的图形畸变，定位精度低、影响生产质量。
因此现有以上技术存在缺陷，需要改进。
实用新型内容
针对背景技术提出的问题，本实用新型的目的在于提出一种带视觉扫描定位的UV平板打印机。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种带视觉扫描定位的UV平板打印机，包括机座和工作台，所述工作台设置于机座的正上方，还包括：
视觉扫描定位相机，架设在工作台上方且与物料表面垂直，所述视觉扫描定位相机安装在横梁部件一侧，所述视觉扫描定位相机的一端安装有相机镜头面，且所述相机镜头面朝向物料表面；
Y轴方向传动部件，设置在所述工作台上端两侧，且所述Y轴方向传动部件与横梁部件连接；
X轴方向传动部件，设置在横梁部件上，所述X轴方向传动部件与打印小车装置连接；
X轴光栅，设置在所述横梁部件的正面；
升降机构，与所述横梁部件固定连接，所述升降机构与视觉扫描定位相机连接，用于带动视觉扫描定位相机升降。
作为本实用新型进一步的技术方案，所述工作台表面设计有若干个直径1-2mm的小孔,内部有连接各个小孔的腔体，在腔体下部有专门的接头连接机器下方的真空吸附装置，且工作台表面不平度小于0.05mm。
作为本实用新型进一步的技术方案，所述Y轴方向传动部件包括双滚珠丝杆组件、直线导轨模组和伺服电机驱动组件，所述横梁部件两端与直线导轨模组连接固定为一个整体部件。
作为本实用新型进一步的技术方案，所述升降机构包括升降电机和高度升降丝杆，所述高度升降丝杆与所述视觉扫描定位相机螺纹连接。
作为本实用新型进一步的技术方案，所述打印小车装置包括小车架，安装在小车架上方有二级墨盒和负压安全瓶，所述二级墨盒下部使用墨管连接每组颜色墨水的蝶形过滤器和打印喷头，在小车架左右两侧设置有UV固化灯。
作为本实用新型进一步的技术方案，在机座内设置有墨路负压稳压系统和自动供墨系统，在机座侧面设置有机器外壳部件对机器整体进行安全包裹和装饰；机座左侧设置有机器电控制系统，所述打印小车装置上端还设置有打印控制系统。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型是一种带视觉扫描定位的UV平板打印机，视觉扫描定位相机安装在横梁部件上并跟随精确移动、相机距离工作台面上的物料表面小于30cm，图像的拍摄、扫描精度高，视觉扫描定位相机全幅面尺寸内扫描的图像无畸变、图像按1：1比例输出，视觉图像与物料打印区域定位打印偏差小于0.1mm,相对于现有的视觉定位方式，本技术方案的实施提高了几个定位精度等级，实现高精度图像匹配产品打印位置的精准、可靠生产！
本技术方案的实施打印物料在工作台面上可任意角度摆放，物料的间距和角度无需规则排列，不需要人工对准固定的模板或治具，机器视觉扫描定位相机一次性扫描获取图像信息，通过配套的视觉软件打印图像自动旋转、匹配对准打印物料，很好的解决了UV平板打印行业物料(待打印产品)位置的精准定位工序中耗费时间多、定位复杂、治具设计制作种类繁多、生产效率低下的行业状况，大量节省定位时间、提高产品质量和生产效率，突破性的解决行业技术难点，占领市场空白。
本技术方案使用的视觉扫描定位相机长度可随UV平板打印幅面尺寸增加或减少，视觉扫描定位相机安装于横梁部件上，实现全景线扫拍摄采集超清图像数据、且图像不受机器工作尺寸影响，可连续快速采集图像。
视觉扫描定位相机自带光源，也可以配合辅助白光源、红外光源、紫光源、有颜色光源装置对加工物料的轮廓边沿特征、图案、标识字符进行辅助识别、呈现，并清晰拍摄采集到PC端处理。
视觉扫描定位相机安装使用空间小、安装方便、灵活，不需要占用UV平板打机上方和机器四周的空间，直接安装在横梁部件下方，对于UV平板打印机行业的新老机器均可安装使用，产品或技术升级简单、方便，此技术的突破极大推动UV平板打印机行业的技术更新、产品迭代迈上新的台阶。
附图说明
图1CCD工业相机视觉架设方案图。
图2一种带视觉扫描定位的UV平板打印机的主视图。
图3一种带视觉扫描定位的UV平板打印机的俯视图。
图4一种带视觉扫描定位的UV平板打印机的侧视图。
图5一种带视觉扫描定位的UV平板打印机中视觉扫描定位相机的仰视图。
图6一种带视觉扫描定位的UV平板打印机中视觉扫描定位相机和升降机构的主视图。
图7为图6中A处的局部放大图。
图8一种带视觉扫描定位的UV平板打印机的立体图。
图中：201-机座、202-工作台、203-升降机构、204-视觉扫描定位相机、205-光栅、206-横梁部件、207-打印控制系统、208-打印小车装置、209-X轴方向传动部件、210-负压稳压系统、211-自动供墨系统、212-外壳部件、213-Y轴方向传动部件、214-真空吸附装置、215-机器电控制系统、216-相机镜头面、217-升降电机、218-升降丝杆、219-UV固化灯、220-二级墨盒、221-负压安全瓶、222-小车架、223-蝶形过滤器、224-打印喷头。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
本实用新型实施例是这样实现的，如图2至图8所示的一种带视觉扫描定位的UV平板打印机，包括机座201和工作台202，所述工作台202设置于机座201的正上方，还包括：
视觉扫描定位相机204，架设在工作台202上方且与物料表面垂直，所述视觉扫描定位相机204安装在横梁部件206一侧，所述视觉扫描定位相机204的一端安装有相机镜头面216，且所述相机镜头面216朝向物料表面；
Y轴方向传动部件213，设置在所述工作台202上端两侧，且所述Y轴方向传动部件213与横梁部件206连接；
X轴方向传动部件209，设置在横梁部件206上，所述X轴方向传动部件209与打印小车装置208连接，X轴方向传动部件209驱动打印小车装置208在横梁部件206上实现左右位置精确移动；
X轴光栅205，设置在所述横梁部件206的正面；
升降机构203，与所述横梁部件206固定连接，所述升降机构203与视觉扫描定位相机204连接，用于带动视觉扫描定位相机204升降；此功能根据需要可扩展设计安装自动寻高传感器可以沿物料的垂直方向(Z轴方向)相对于工作台面进行精确升降调节两者之间的距离，实现物料表面的高度自动对高调节。
在使用时，通过升降机构203控制视觉扫描定位相机204距离工作台面上的物料表面小于30cm，图像的拍摄、扫描精度高，视觉扫描定位相机204根据运动指令按图3所示沿Y轴的工作方向一次性拍摄扫描采集工作台上整版幅面的图像信息，扫描幅面范围内图像无畸变，通过千兆网口数据线将图像1：1输出到PC端，使用配套的视觉扫描定位软件对图像特征进行数据解析、格式转换，并对扫描的整版图像数字栅格化RIP处理，参照原始设计图像建立图形模板，根据扫描捕获的加工物件角度及位置，视觉扫描定位软件对图形模板进行自动旋转匹配，使图形模板与工作台面上待加工物件的打印区域角度及位置完全吻合生成新的打印数据文件，UV平板打印机根据匹配处理后的数据文件实施在精准位置进行数码喷墨打印各种色彩的工作；打印物料在工作台面上按任意角度摆放，物料的间距和角度不需要人工对准固定的模板或治具，机器根据配套的视觉扫描定位相机软件打印图像可360度自动旋转、匹配对准打印物料，实施打印工作。
在本实用新型实施例中，所述工作台202表面设计有若干个直径1-2mm的小孔,内部有连接各个小孔的腔体，在腔体下部有专门的接头连接机器下方的真空吸附装置214，作用是将平面类物料通过真空吸附功能固定其工作位置不移动，且工作台202表面不平度小于0.05mm。
在本实用新型实施例中，所述Y轴方向传动部件213包括双滚珠丝杆组件、直线导轨模组和伺服电机驱动组件，所述横梁部件206两端与直线导轨模组连接固定为一个整体部件，伺服电机驱动组件驱动横梁部件206在Y轴方向前、后精确移动。
在本实用新型实施例中，所述升降机构203包括升降电机217和高度升降丝杆218，所述高度升降丝杆218与所述视觉扫描定位相机204螺纹连接；根据不同物料高度升降丝杆218带动视觉扫描定位相机204上、下精确移动。
在本实用新型实施例中，所述打印小车装置208包括小车架222，安装在小车架222上方有二级墨盒220和负压安全瓶221，所述二级墨盒220下部使用墨管连接每组颜色墨水的蝶形过滤器223和打印喷头224，在小车架222左右两侧设置有UV固化灯219用于打印图案的墨滴固化。
在本实用新型实施例中，在机座201内设置有墨路负压稳压系统210和自动供墨系统211，在机座201侧面设置有机器外壳部件212对机器整体进行安全包裹和装饰；机座201左侧设置有机器电控制系统215，所述打印小车装置上端还设置有打印控制系统207。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种带视觉扫描定位的UV平板打印机，包括机座和工作台，所述工作台设置于机座的正上方，还包括：
视觉扫描定位相机，架设在工作台上方且与物料表面垂直，所述视觉扫描定位相机安装在横梁部件一侧，所述视觉扫描定位相机的一端安装有相机镜头面，且所述相机镜头面朝向物料表面；
Y轴方向传动部件，设置在所述工作台上端两侧，且所述Y轴方向传动部件与横梁部件连接；
X轴方向传动部件，设置在横梁部件上，所述X轴方向传动部件与打印小车装置连接；
X轴光栅，设置在所述横梁部件的正面；
升降机构，与所述横梁部件固定连接，所述升降机构与视觉扫描定位相机连接，用于带动视觉扫描定位相机升降。
2.根据权利要求1所述的一种带视觉扫描定位的UV平板打印机，其特征在于，所述工作台表面设计有若干个直径1-2mm的小孔,内部有连接各个小孔的腔体，在腔体下部有专门的接头连接机器下方的真空吸附装置，且工作台表面不平度小于0.05mm。
3.根据权利要求1所述的一种带视觉扫描定位的UV平板打印机，其特征在于，所述Y轴方向传动部件包括双滚珠丝杆组件、直线导轨模组和伺服电机驱动组件，所述横梁部件两端与直线导轨模组连接固定为一个整体部件。
4.根据权利要求1所述的一种带视觉扫描定位的UV平板打印机，其特征在于，所述升降机构包括升降电机和高度升降丝杆，所述高度升降丝杆与所述视觉扫描定位相机螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的一种带视觉扫描定位的UV平板打印机，其特征在于，所述打印小车装置包括小车架，安装在小车架上方有二级墨盒和负压安全瓶，所述二级墨盒下部使用墨管连接每组颜色墨水的蝶形过滤器和打印喷头，在小车架左右两侧设置有UV固化灯。
6.根据权利要求1所述的一种带视觉扫描定位的UV平板打印机，其特征在于，在机座内设置有墨路负压稳压系统和自动供墨系统，在机座侧面设置有机器外壳部件对机器整体进行安全包裹和装饰；机座左侧设置有机器电控制系统，所述打印小车装置上端还设置有打印控制系统。
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| CN118024738A (zh) * | 2024-03-25 | 2024-05-14 | 武汉曼西电子科技有限公司 | 一种带视觉定位双喷车打印装置 |
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