DE102018124754B4

DE102018124754B4 - Siebdruckvorrichtung mit einer Siebdruckschablone und mit mindestens zwei am Druckprozess beteiligten Rakelsystemen

Info

Publication number: DE102018124754B4
Application number: DE102018124754.0A
Authority: DE
Inventors: Gerald Jeretzky; Ralf-Rudi Redeker
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 2018-10-08
Filing date: 2018-10-08
Publication date: 2022-03-24
Anticipated expiration: 2038-10-09
Also published as: MX2020013897A; DE102018124754A1; US20210252846A1; CN112912250A; CN112912250B; WO2020074136A1; US11338569B2; EP3863856A1; PL3863856T3; EP3863856B1

Abstract

Siebdruckvorrichtung mit einer Siebdruckschablone (01), wobei die Siebdruckschablone (01) in einem stationär angeordneten Rahmen (02) eingefasst ist, wobei zum Auftragen von Druckfarbe auf einen zu bedruckenden Gegenstand (03) in einem selben Druckprozess mindestens zwei Rakelsysteme (04; 06) vorgesehen sind, wobei die jeweils mindestens eine Rakel (07; 08) aufweisenden Rakelsysteme (04; 06) in mehreren nebeneinanderliegenden zueinander parallelen Ebenen (E1; E2) geführt sind, wobei eine jede dieser Rakel (07; 08) über die Siebdruckschablone (01) streichend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Rakelsysteme (04; 06) jeweils einzeln von einer Steuereinheit gesteuert sind, wobei die betreffenden Rakelsysteme (04; 06) jeweils durch einen Roboter (09; 11) geführt sind, wobei eine jeweilige mindestens zweidimensionale Bewegungsbahn (21) der betreffenden Rakel (07; 08) eines jeden Rakelsystems (04; 06) jeweils frei programmiert ist und damit jeweils durch die Steuerung des betreffenden Roboters (09; 11) festgelegt ist, wobei die Roboter (09; 11) jeweils als ein Parallelarmroboter mit Stabkinetik ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Siebdruckvorrichtung mit einer Siebdruckschablone und mit mindestens zwei am Druckprozess beteiligten Rakelsystemen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Durch die DE 20 20 424 A ist eine Siebdruckvorrichtung mit mindestens zwei am Druckprozess alternierend beteiligten Rakelsystemen bekannt, wobei die Rakelsysteme durch Ketten umlaufend geführt sind, wobei die jeweiligen Rakel wechselweise einsetzen und nach Abschluss des Druckvorgangs an ihren Ausgangspunkt zurückgeführt werden. Die Rakel laufen z. B. gegeneinander um einen konstanten Phasenwinkel von z. B. 180° versetzt ab. Die Rakelblätter können von zwei endlosen Ketten geführt werden, die nebeneinanderliegend und zueinander parallel angeordnet sind.
Durch die DE 10 2015 212 515 A1 ist eine Siebdruckvorrichtung mit einem Drucksieb, einer Druckrakel und einer Auflage für ein zu bedruckendes Druckgut bekannt, wobei zum Bewegen der Druckrakel und/oder der Auflage relativ zum Drucksieb wenigstens ein Gelenkarmroboter vorgesehen ist.
Aus der DE 10 2005 006 732 A1 ist eine Siebdruckvorrichtung zum Bedrucken von gekrümmten Oberflächen bekannt, mit einer Druckrakel, einem in einem Siebrahmen gehaltenen Drucksieb und Mitteln zum Bewegen der Druckrakel, wobei der Siebrahmen an wenigstens einer Seite wenigstens abschnittsweise flexibel ausgebildet ist. Die DE 10 2005 006 732 A1 enthält den Hinweis auf eine an einem Rakelhalter befestigte Druckrakel, wobei der Rakelhalter von Führungsarmen geführt ist, wobei diese Führungsarme Arme eines Freiformroboters sein können.
Die DE 44 31 596 C1 betrifft eine Vorrichtung zum Bedrucken der Oberfläche von Gegenständen, mit einer Druckeinrichtung und zwei voneinander unabhängigen, einander in Bezug auf eine Mittelebene gegenüberliegenden und parallel zueinander bewegbaren Kreuzschlitten, die jeweils Halterungen zur Aufnahme und Handhabung der Gegenstände während des Druckvorganges aufweisen, die in die zwischen den Bewegungsebenen der beiden Kreuzschlitten liegende Mittelebene vorspringen und in dieser Ebene ein und dasselbe Bewegungsfeld bestreichen und mit Hilfe der Kreuzschlitten derart beweglich sind, dass sie die zu bedruckenden Gegenstände unmittelbar von einem Zufuhrförderer aufgreifen, der Druckeinrichtung zuführen und nach dem Druck auf einen Austragförderer absetzen. Diese Vorrichtung kann als eine Siebdruckmaschine ausgebildet sein.
Die DE 11 2012 005 138 T5 betrifft eine Maskenhalterung zum Halten einer Maske, die mit einem Substrat in einer Siebdruckmaschine in Kontakt gebracht wird, wobei die Maskenhalterung umfasst: einen rechten und einen linken Seitenstützteil, der sowohl die rechte als auch die linke Seite der horizontal von der Vorderseite eingesetzten Maske stützt; ein Betätigungselement, das zu einer Bewegungsoperation in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung bezüglich des rechten und des linken Seitenstützteils imstande ist; ein Stabelement, das so vorgesehen ist, dass es sich längs eines seitlichen Abschnitts des rechten und des linken Seitenstützteils in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung erstreckt, so dass ein vorderes Ende des Stabelements mit dem Betätigungselement verbunden ist; einen Hinterkantenstopper, der mit einem hinteren Ende des Stabelements verbunden ist und durch das Stabelement durch die Bewegungsoperation in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung bezüglich des rechten und des linken Seitenstützteils durch das Betätigungselement in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung bewegt wird und durch die Befestigungsoperation des Stabelements an dem rechten und dem linken Seitenstützteil durch das Betätigungselement an dem rechten und dem linken Seitenstützteil befestigt wird und der an einer Hinterkante der Maske zum Anstoßen gebracht wird, deren rechte und deren linke Seite durch den rechten bzw. den linken Seitenstützteil gestützt sind; und einen Vorderkantenstopper, der an eine Vorderkante der Maske anstößt, deren rechte und deren linke Seite durch den rechten bzw. den linken Seitenstützteil gestützt sind.
Die WO 2008/083257 A2 betrifft eine Vorrichtung zum Drucken von Designs oder Bildern auf einer kleinen oder begrenzten Fläche eines Substrats. Die Vorrichtung umfasst eine Siebdruckanordnung, einen Druckkopf und eine Führungsanordnung. Eine Rakel und eine Flutstange des Druckkopfes sind an einer vorbestimmten Position positioniert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Siebdruckvorrichtung mit einer Siebdruckschablone und mit mindestens zwei am Druckprozess beteiligten Rakelsystemen zu schaffen, wobei ein Einsatz der Rakelsysteme flexibel an den zu bedruckenden Gegenstand angepasst oder zumindest anpassbar ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen der gefundenen Lösung.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Rakel in ihrer jeweiligen Bewegung artikel-individuell geführt werden können. Auch andere spezifische Bewegungen, die z. B. im unmittelbaren Anschluss nach dem eigentlichen Druckprozess erfolgen, sind durch entsprechende Programmierung der Roboter möglich. Somit ergeben sich für die am Druckprozess beteiligten Rakel voneinander unabhängige individuelle Bewegungsabläufe jeweils ohne eine durch ein Führungssystem starr vorgegebene Bewegungsbahn und auch ohne eine z. B. mechanische Zwangskopplung bei einer gleichzeitigen Verwendung von mehreren Rakeln. Gerade für das Bedrucken von Massenartikeln ist es auch vorteilhaft, dass die Zeit zwischen zwei Druckvorgängen verringert werden kann, weil z. B. Wartezeiten verkürzt werden oder entfallen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:

1 eine Siebdruckvorrichtung in einer ersten Ansicht;
2 die Siebdruckvorrichtung der 1 in einer zweiten Ansicht.

Die 1 und 2 zeigen beispielhaft eine Siebdruckvorrichtung in zwei verschiedenen perspektivischen Ansichten. Eine Siebdruckschablone 01, insbesondere Flachdrucksiebschablone, ist in einem z. B. stationär angeordneten vorzugsweise rechteckig ausgebildeten Rahmen 02 eingefasst und z. B. in einer Lineardruckmaschine oder in einer Rundtischdruckmaschine angeordnet. Eine eine Siebdruckvorrichtung aufweisende Lineardruckmaschine ist z. B. aus der DE 10 2017 214 073 A1 bekannt. Eine eine Siebdruckvorrichtung aufweisende Rundtischdruckmaschine ist z. B. aus der EP 2 995 453 A1 bekannt. Beide Druckmaschinentypen werden zum Bedrucken von Gegenständen 03 verwendet, die z. B. jeweils als ein Hohlkörper 03 ausgebildet sind, insbesondere als ein rotationssymmetrischer Hohlkörper 03. Üblicherweise ist der zu bedruckende Gegenstand 03 jeweils in einem Transportsystem gelagert und wird mittels des Transportsystem durch die Druckmaschine geführt, wobei der zu bedruckende Gegenstand 03 im Druckprozess von dem betreffenden Transportsystem zumindest kurzzeitig unterhalb der Siebdruckschablone 01 angeordnet ist, wobei im Druckprozess mittels der Siebdruckvorrichtung z. B. die Mantelfläche des betreffenden Gegenstandes 03 bedruckt wird. Vorzugsweise wird von der Siebdruckvorrichtung eine größere Anzahl von Gegenständen 03 sequentiell bedruckt.
Zum Auftragen von Druckfarbe auf den zu bedruckenden Gegenstand 03 in einem selben Druckprozess sind mehrere, z. B. zwei jeweils einzeln von einer vorzugsweise digitalen Steuereinheit gesteuerte Rakelsysteme 04; 06 vorgesehen, wobei jedes dieser Rakelsysteme 04; 06 jeweils mindestens eine Rakel 07; 08 aufweist, wobei eine jede dieser Rakel 07; 08 über die Siebdruckschablone 01 streichend angeordnet ist. Die Rakelsysteme 04; 06 sind in mindestens zwei nebeneinanderliegenden zueinander parallelen, insbesondere vertikalen Ebenen E1; E2 geführt.
Die Rakelsysteme 04; 06 sind jeweils von einem Roboter 09; 11 geführt, wobei eine - in der 2 angedeutete - Bewegungsbahn 21 der betreffenden Rakel 07; 08 eines jeden Rakelsystems 04; 06 jeweils frei programmiert ist oder zumindest frei programmierbar ist, was bedeutet, dass eine jeweilige mindestens zweidimensionale Bewegungsbahn 21 der betreffenden Rakel 07; 08 eines jeden Rakelsystems 04; 06 jeweils durch eine Steuerung des betreffenden Roboters 09; 11 festgelegt ist. Vorzugsweise ist die jeweilige Bewegungsbahn 21 der Rakel 07; 08 des betreffenden Rakelsystems 04; 06 in Abhängigkeit von einer Kontur des mit dieser Siebdruckvorrichtung zu bedruckenden Gegenstandes 03 programmiert, d. h. festgelegt, um die jeweilige Rakel 07; 08 insbesondere bei einem ungeraden oder unstetigen Konturverlauf des zu bedruckenden Gegenstandes 03 selektiv, d. h. nur an ausgewählten Positionen eines aufzutragenden Druckbildes, an die Siebdruckschablone 01 anzustellen und entsprechend der getroffenen programmtechnischen Festlegung durch eine entsprechende von der Steuereinheit ausgeführte Ansteuerung der Roboter 09; 11 über die Siebdruckschablone 01 streichen zu lassen.
Die Roboter 09; 11 sind in der bevorzugten Ausführung jeweils als ein Parallelarmroboter mit Stabkinetik ausgebildet, d. h. als ein sogenannter Delta-Roboter 09; 11 bzw. als ein Roboter mit Deltakinematik. Delta-Roboter 09; 11 weisen mindestens drei Arme 12; 13 auf, die mittels Universalgelenken mit einer Basis 14; 16 verbunden sind, wobei die Form dieser Arme 12; 13 an den griechischen Buchstaben Delta erinnern. Die Achsen eines spinnenartigen Delta-Roboters 09; 11 bilden in ihrem Zusammenspiel eine geschlossene kinematische Kette. Die Basis 14; 16 des Delta-Roboters 09; 11 ist oberhalb der sich bewegenden Teile montiert, also z. B. an einem Montagerahmen 17. Von der Basis 14; 16 strecken sich die mindestens drei Gelenkarme 12; 13 nach unten ab. Die unteren Enden dieser Arme 12; 13 sind ihrerseits mit einer im Vergleich zur jeweiligen Basis 14; 16 kleineren, z. B. dreieckigen oder viereckigen Plattform 18; 19 verbunden. Die Antriebstechnik ist bei dieser Art von Roboter 09; 11 folgende: Wenn ein insbesondere elektrischer von der Steuereinheit gesteuerter Motor 22; 23, welcher sich in der Basis 14; 16 befindet, die Achsen der Gelenkarme 12; 13 antreibt, bewegt sich die unten montierte Plattform 18; 19 in X-, Y- und/oder Z-Verfahrwege - visuell auf den Seiten eines Parallelogramms. Je nach der Anzahl der Freiheitsgrade können Delta-Roboter 09; 11 auch Rotationsbewegungen ausführen. Diese Art von Roboter 09; 11 kann sowohl von einem linearen als auch von einem Drehantrieb bewegt werden.
Es wird vorgeschlagen, den Rakelantrieb der Siebdruckvorrichtung mittels Roboter 09; 11, vorzugsweise mittels Delta-Roboter 09; 11 auszubilden. Diese Siebdruckvorrichtung wird insbesondere zum Bedrucken von jeweils als ein Hohlkörper 03 ausgebildeten Gegenständen 03 verwendet, In einer sehr vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, eine Lineardruckmaschine oder eine Rundtischdruckmaschine jeweils mit mindestens einer Siebdruckvorrichtung mit den zuvor beschriebenen Merkmalen auszubilden.
Ein Rakelantrieb mittels gesteuerter Roboter 09; 11 ist sehr präzise und gestattet eine individuelle Einstellung von einem Rakeldruck und/oder einer Rakelposition und/oder einer Rakelgeschwindigkeit. In vorteilhafter Weise wird ein zu bedruckender Gegenstand 03 zuerst zumindest in seiner Kontur vermessen, wonach dann in Abhängigkeit vom Messergebnis die jeweilige Bewegungsbahn 21 der betreffenden Rakel 07; 08 eines jeden Rakelsystems 04; 06 jeweils programmiert und ausgeführt wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass die betreffenden Rakel 07; 08 unterschiedlicher, aber am selben Druckprozess beteiligter Rakelsysteme 04; 06 jeweils wechselweise oder zeitversetzt zum Einsatz gebracht werden.
Bezugszeichenliste

01: Siebdruckschablone
02: Rahmen
03: Gegenstand; Hohlkörper
04: Rakelsystem
05: -
06: Rakelsystem
07: Rakel
08: Rakel
09: Roboter; Delta-Roboter
10: -
11: Roboter; Delta-Roboter
12: Arm; Gelenkarm
13: Arm; Gelenkarm
14: Basis
15: -
16: Basis
17: Montagerahmen
18: Plattform
19: Plattform
20: -
21: Bewegungsbahn
22: Motor
23: Motor
E1: Ebene
E2: Ebene

Claims

Siebdruckvorrichtung mit einer Siebdruckschablone (01), wobei die Siebdruckschablone (01) in einem stationär angeordneten Rahmen (02) eingefasst ist, wobei zum Auftragen von Druckfarbe auf einen zu bedruckenden Gegenstand (03) in einem selben Druckprozess mindestens zwei Rakelsysteme (04; 06) vorgesehen sind, wobei die jeweils mindestens eine Rakel (07; 08) aufweisenden Rakelsysteme (04; 06) in mehreren nebeneinanderliegenden zueinander parallelen Ebenen (E1; E2) geführt sind, wobei eine jede dieser Rakel (07; 08) über die Siebdruckschablone (01) streichend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Rakelsysteme (04; 06) jeweils einzeln von einer Steuereinheit gesteuert sind, wobei die betreffenden Rakelsysteme (04; 06) jeweils durch einen Roboter (09; 11) geführt sind, wobei eine jeweilige mindestens zweidimensionale Bewegungsbahn (21) der betreffenden Rakel (07; 08) eines jeden Rakelsystems (04; 06) jeweils frei programmiert ist und damit jeweils durch die Steuerung des betreffenden Roboters (09; 11) festgelegt ist, wobei die Roboter (09; 11) jeweils als ein Parallelarmroboter mit Stabkinetik ausgebildet sind.
Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Bewegungsbahn (21) der Rakel (07; 08) des betreffenden Rakelsystems (04; 06) in Abhängigkeit von einer Kontur eines mit dieser Siebdruckvorrichtung zu bedruckenden Gegenstandes (03) festgelegt ist.
Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die betreffende Rakel (07; 08) selektiv an der Siebdruckschablone (01) angestellt ist.
Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils mindestens eine Rakel (07; 08) aufweisenden Rakelsysteme (04; 06) in vertikalen Ebenen (E1; E2) geführt sind.
Verfahren zur Verwendung einer Siebdruckvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebdruckvorrichtung zum Bedrucken von jeweils als ein Hohlkörper (03) ausgebildeten Gegenständen (03) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rakeldruck und/oder eine Rakelposition und/oder eine Rakelgeschwindigkeit individuell eingestellt sind bzw. werden.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zu bedruckender Hohlkörper (03) zuerst zumindest in seiner Kontur vermessen wird, wonach dann in Abhängigkeit vom Messergebnis die jeweilige Bewegungsbahn (21) der betreffenden Rakel (07; 08) eines jeden Rakelsystems (04; 06) jeweils in einem Programm festgelegt und der betreffende Roboter (09; 11) entsprechend dieser programmtechnischen Festlegung von der Steuereinheit angesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die betreffenden Rakel (07; 08) unterschiedlicher Rakelsysteme (04; 06) jeweils wechselweise oder zeitversetzt eingesetzt werden.
Lineardruckmaschine oder Rundtischdruckmaschine jeweils mit mindestens einer Siebdruckvorrichtung jeweils nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 und jeweils mit einem Transportsystem, wobei ein zu bedruckender Gegenstand (03) jeweils in dem Transportsystem gelagert ist und mittels des Transportsystems durch die Druckmaschine geführt wird, wobei der zu bedruckende Gegenstand (03) im Druckprozess von dem betreffenden Transportsystem zumindest kurzzeitig unterhalb der Siebdruckschablone (01) der betreffenden in der Druckmaschine angeordneten Siebdruckvorrichtung angeordnet ist.