EP3317106A1 - Siebdruckvorrichtung und verfahren zum siebdrucken - Google Patents

Siebdruckvorrichtung und verfahren zum siebdrucken

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EP3317106A1
EP3317106A1 EP16733517.3A EP16733517A EP3317106A1 EP 3317106 A1 EP3317106 A1 EP 3317106A1 EP 16733517 A EP16733517 A EP 16733517A EP 3317106 A1 EP3317106 A1 EP 3317106A1
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EP
European Patent Office
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squeegee
printing
screen
support
screen printing
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EP16733517.3A
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EP3317106B1 (de
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Elmar Winterhalter
Dietmar Weber
Ewald König
Stefan Holzer
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Thieme GmbH and Co KG
Original Assignee
Thieme GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Thieme GmbH and Co KG filed Critical Thieme GmbH and Co KG
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Application granted granted Critical
Publication of EP3317106B1 publication Critical patent/EP3317106B1/de
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    • B41F15/0804—Machines for printing sheets
    • B41F15/0813—Machines for printing sheets with flat screens
    • B41F15/0818—Machines for printing sheets with flat screens with a stationary screen and a moving squeegee
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    • B41F15/14—Details
    • B41F15/44—Squeegees or doctors
    • B41F15/46—Squeegees or doctors with two or more operative parts

Definitions

  • the invention relates to a screen printing device with a printing screen, a squeegee and a support for a printing material to be printed.
  • the invention also relates to a method for screen printing with a screen printing device according to the invention.
  • a squeegee for printing on curved surfaces.
  • the squeegee has a holding portion to which the squeegee rubber is attached, wherein the holding portion consists of several individual sections, which are interconnected by means of the squeegee rubber and thus flexible.
  • the squeegee rubber can be cut according to the contour of the printed material to be printed.
  • a screen printing device and a method for screen printing in terms of flexibility in printing curved printed material to be improved.
  • a screen printing device with a printing screen, a squeegee and a support for a printing material to be printed is provided for this purpose, in which at least one articulated-arm robot is provided for moving the squeegee and / or the support relative to the printing screen. is seen.
  • the squeegee and / or the support can be freely programmably guided along the printing screen.
  • curved print material in particular three-dimensionally curved print material, can be printed with high precision, and the printing of differently curved print material requires only a reprogramming of the movement sequence of the articulated-arm robot.
  • the screen printing device according to the invention can be used in an extremely flexible manner.
  • the movement of the support by means of the articulated arm robot must be synchronized with the movement of the squeegee.
  • the squeegee can be moved in an upper work by means of a squeegee parallel to the printing screen. If, on the other hand, the squeegee is moved by means of the articulated-arm robot, then the articulated-arm robot with the squeegee follows the contour of the printed item to be printed. It is also provided in the context of the invention that both the support and the squeegee are moved by means of a respective Gelenkarmroboters. Again, then the movement of the support and the movement of the squeegee must be synchronized.
  • the screen printing device is also advantageous when printing flat printing material, since the trajectory of the squeegee or a flood squeegee can be chosen freely.
  • the diagonal doctoring or circular doctor blades may be useful or a flood doctor blade is not linear but moved so that the color is held in the screen at the desired locations.
  • the invention makes any movements of doctor blades possible.
  • the articulated-arm robot is designed as a multi-axis robot, in particular a 5-axis robot or a 6-axis robot.
  • the articulated robot must have at least 3 axes.
  • the squeegee is connected to a movable robot hand of an articulated arm robot.
  • the contour of a curved, to be printed printing material can be easily followed.
  • the movement of the squeegee can be optimally adjusted, but also an angle of the squeegee to each just touched surface portion of the printed material can be optimally adjusted.
  • the support is connected to a movable robot hand of a Gelenkarmroboters.
  • the support can be moved or pivoted relative to the printing screen with the print material to be printed thereon attached. This must be synchronized with a movement of the squeegee, wherein the support is in particular pivoted so that a tangent to the straight with the printing screen or the squeegee contacting surface portions is always parallel to the direction of movement of the squeegee. In this way, an optimal print result can be ensured.
  • the squeegee is connected to a first articulated-arm robot and the support is connected to a second articulated-arm robot.
  • an extremely flexible screen printing device which can also be adapted to three-dimensionally multi-curved printed matter.
  • an upper work is provided with receiving devices for the printing screen and with a slidable along the upper work squeegee on which the squeegee is arranged, wherein the support is moved by means of Gelenkarmroboters relative to the printing screen and in a manner adapted to the movement of the squeegee.
  • a conventional upper work which has holders for printing screens and a drive for the doctor bar to which the squeegee is attached. Only the support for the print material is held by means of an articulated arm robot and the articulated arm robot moves the support with the print material synchronized with the doctor blade, so that each optimum angle and contact pressure between the squeegee, the printing screen and the printing material to be printed during the entire course of the printing process is available.
  • a contact angle of the squeegee relative to the contact surface of the printing material to be printed with the printing screen during movement of the squeegee in a predetermined angular range, in particular constant, held, this being done by moving the support relative to the printing screen.
  • a doctor bar is arranged on the robot hand of the articulated arm robot, and the pressure doctor is connected to the doctor bar by means of a plurality of adjusting cylinders.
  • the squeegee is guided by means of the articulated arm robot on a path that follows the contour of the printed material to be printed.
  • an optimum for printing the print good trajectory of the squeegee can be adjusted. Since an articulated arm robot is used to guide the squeegee, the trajectory can be changed in any way to adapt the trajectory to a changed contour of the printed material to be printed or, depending on the existing boundary conditions, to obtain an optimal printing result.
  • the squeegee has a flexible holding section and a squeegee rubber fastened to the holding section, wherein a course of the holding section and of the squeegee rubber can be changed by means of the adjusting cylinder.
  • the course of the squeegee rubber can be adapted to a contour of the printed material to be printed.
  • the squeegee is thereby guided along a movement path, which is adapted to the curvature of the print material in the printing direction.
  • the course of the squeegee or squeegee rubber can be adapted to a curvature of the printed matter perpendicular to the printing direction.
  • a flood squeegee is arranged on the robot hand of the articulated arm robot.
  • the required before the actual printing movement of the flood blade for distributing ink or printing paste on the printing screen can be done by means of Gelenkarmroboters and thereby with a freely programmable trajectory. It is quite intended that the trajectory of the flood squeegee differs from the trajectory of the squeegee, with different trajectories of squeegee and flood squeegee are not essential and are adjusted depending on the prevailing boundary conditions.
  • the problem underlying the invention is also solved by a method for screen printing with a screen printing device according to the invention, wherein the movement of the squeegee and / or the support are provided by means of a Gelenkarmroboters relative to the printing screen during a printing operation.
  • changing a squeegee pressure on the object to be printed and / or changing a squeegee angle relative to the printing screen by means of the articulated arm robot during movement of the squeegee is provided relative to the printing screen.
  • the tilting of the squeegee is provided about a rotational axis parallel to the direction of movement of the squeegee during movement of the squeegee relative to the printing screen.
  • the position of the squeegee can be adapted to the curvature of the print material to be printed.
  • Such tilting movements of the squeegee are required in complicated curved print material to achieve an optimum printing result and can be realized easily with the articulated arm robot of the screen printing device according to the invention.
  • teaching a trajectory of the squeegee and / or the support by means of approaching individual points and then interpolating a trajectory and storing the trajectory in a control unit of at least one Gelenkarmroboters is provided.
  • a required trajectory can be generated in a CAD system, stored and transferred to the control unit of the at least one articulated arm robot.
  • Fig. 1 is a view of a screen printing device according to the invention according to a first
  • Fig. 2 shows the screen printing apparatus of Fig. 1 in a first state during a
  • Fig. 3 shows the screen printing apparatus of Fig. 1 in a second state during a
  • Fig. 4 shows the screen printing apparatus of Fig. 1 in a third state during a
  • FIG. 5 shows a screen printing device according to a second embodiment obliquely from above
  • Fig. 6 the screen printing apparatus of Fig. 5 in a first state during a
  • Fig. 7 shows the screen printing apparatus of Fig. 5 in a second state during a
  • Fig. 8 shows the screen printing apparatus of Fig. 5 in a third state during a printing operation
  • FIG 9 shows a screen printing apparatus according to a third embodiment.
  • FIG. 1 shows a screen printing apparatus 10 according to a first embodiment of the invention.
  • the screen printing device 10 has an upper work 12 with a printing screen 14 and a hidden in Fig. 1 squeegee 14.
  • the squeegee 14 is connected by means of three adjusting cylinders 16 with a squeegee bar 18 which is slidably guided in two lateral guides 20 of the upper work 12.
  • drive devices of the doctor bar 18 along the guides 20 are moved back and forth.
  • a flood squeegee Also arranged on the doctor bar 18 is a flood squeegee, which is not visible in the illustration of FIG.
  • the floater is intended to distribute evenly on the printing screen 14 applied ink or printing paste before the start of the actual printing process.
  • the printing screen 14 is provided with a screen frame 22 which can be pivoted relative to the guides 20 and thus relative to the doctor bar 18 with the squeegee 14 slightly. As a result, a so-called Sieblift during the movement of the squeegee 14 via the printing screen 24 can be achieved.
  • the upper work 12 is connected by means of only schematically indicated holding devices 26 with a base, such as a hall floor.
  • the guides 20 are thus immovably arranged in the room during the printing process, but can of course be removed or moved, for example, for maintenance or the like.
  • the screen printing device 10 further has a support 28 for printing material 30 to be printed.
  • the printing material 30 is in Fig. 1, for example, a one-dimensionally curved disc.
  • the disc or the print material 30 rests on a suitably curved surface of the support 28, which is also referred to as a mask.
  • the support 28 is arranged below the printing screen 24, wherein in the state of FIG. 1, the printing material 30 is not applied to the printing screen 24.
  • FIG. 1 thus shows a state before the actual printing process.
  • the screen printing device 10 is further provided with an articulated arm robot 32 which is fixed with its base 34, for example on a hall floor. On a robot hand 36 of the articulated arm robot 32, the support 28 is attached. The support 28 can thus arbitrarily in space be moved and specifically any path of movement in space with the support 28 are performed.
  • the articulated arm robot 32 is formed in the illustrated embodiment as a 6-axis robot.
  • the articulated arm robot 32 it is possible to move the support 28 in a coordinated manner during the movement of the squeegee 14 along the guides 20, so that the print material 30 is synchronized with the movement of the squeegee 14.
  • the support 28 is rotated so that the squeegee 14 or the printing screen 24 only contacts an approximately linear section of the print material 30.
  • the support 30 or the print material 30 is then unrolled on the printing screen 24, so that always an optimal angle between the printing material 30, the printing screen 24 and the squeegee 14 can be adjusted.
  • the case performed by the support 28 movement is freely programmable in space.
  • the embodiment shown with the one-dimensionally curved printing material 30 is a comparatively easy-to-use application. With the screen printing device 10 according to the invention, however, optimal results can also be achieved if the printed material is curved, for example, in several directions. With the articulated arm 32 can still be adjusted for the printing optimal trajectory of the support 28 during the movement of the squeegee 14.
  • a central control unit 38 via which both the articulated arm robot 32 and the upper work 12 can be controlled.
  • the control unit 38 an optimal for the print material 30 trajectory is stored and beyond the adjustment parameters of the upper work 12 can be stored, for example doctor blade angle, contact pressure, Sieblift, movement speed of the squeegee 14, applied amount of paint and the like.
  • the support 28 When changing to a print material 30 differently shaped print material then only the support 28 must be changed and stored in the control unit 38 settings, including trajectories for the new printing material are the articulated arm robot 32 and the upper work 12 passed to a quick change to the new To allow printing material.
  • FIGS. 2, 3 and 4 show the screen printing apparatus 10 of FIG. 1 in sections in various states during a printing operation.
  • the articulated arm robot 32 can be seen in sections.
  • the support 28 and thus also the print material which can not be seen in FIG. tilted position, in Fig. 2 inclined to the bottom left, have been arranged.
  • the support 28 is arranged so that the print material is disposed immediately below the pressure screen 14, not visible in FIG. In Fig. 2, only a screen frame 40 can be seen, which is held on the upper work 12 and on which the printing screen 14 is arranged.
  • the squeegee bar 18 with the squeegee is in a first state at the beginning of a movement along the guides 20 from left to right.
  • the squeegee 18 is arranged in the state shown on a right in Fig. 2 end of the printed material.
  • the printing screen is brought into contact with the print material in the region of the printing position.
  • the squeegee passes over the printing screen and presses ink through openings in the printing screen 14 onto the print material on the support 28.
  • the support 28 has now been pivoted synchronously with the movement of the doctor blade bar 18 with the squeegee attached thereto starting from the state of FIG. 2 in the clockwise direction.
  • the printing screen 14 facing surface of the support 28 was unrolled on the printing screen 14 in such a way that the squeegee is always located on the highest point of the printed matter on the support 28.
  • the support 28 is pivoted so that a tangent to the contact line between the squeegee and the print material 30 is always parallel to the direction of movement of the squeegee.
  • the direction of movement of the squeegee takes place in FIGS. 2 to 4 from right to left.
  • Fig. 4 shows a third state during the printing operation.
  • the squeegee bar 18 with the squeegee has now moved so far to the left that he has reached the left end of the print on the support 28.
  • the support 28 was pivoted further starting from the state of FIG. 3 in the clockwise direction.
  • the programming of the articulated arm robot 32 can be done either by importing data that has been generated, for example, by means of a CAD system.
  • the programming can also be done by means of a so-called learning process. For example, the states shown in FIGS. 2, 3 and 4 are approached and stored.
  • the control unit 38 then performs an interpolation between the individual points on the trajectory and then stores the trajectory.
  • FIG. 5 shows a second embodiment of a screen printing device 50 according to the invention.
  • a support 52 for a two-dimensionally curved printing material 54 is firmly connected to a base, for example a hall floor, which is indicated only schematically in FIG.
  • a printing screen 56 is attached to a screen frame 58.
  • the screen frame 58 is connected by means of only schematically indicated adjusting cylinder 60 with the hall floor or other base.
  • four adjusting cylinders 60 are provided at the corners of the screen frame 58, wherein only two are shown in FIG. 5 for the sake of clarity.
  • the adjusting cylinders 60 are provided to raise the screen frame 58 with the printing screen 56, if necessary, slightly, in order to achieve, for example, during the printing process, a screen lift. As a rule, the adjusting cylinders 60 are not provided for biasing the printing screen 56 in the direction of the printing material 54 in order thereby to adapt the printing screen to the contour of the printed material 54.
  • the printing screen 56 is only in the area in contact with the printing material 54, where it is pressed by a squeegee rubber 62 of a squeegee 64 on the print material 54.
  • the screen fabric of the printing screen 56 is elastic enough to be pressed during the printing operation of the squeegee 64 on the print material to be printed 54.
  • arched screens may be used in which the screen frame and the screen fabric of Druckgutkontur are bent accordingly.
  • the squeegee 64 is attached to the robot hand of the articulated arm robot 50 and is moved by means of the articulated arm robot 50 along a movement path which follows substantially the contour of the print material 54 in the printing direction.
  • the printing direction runs in the illustration of FIG. 5 along the arrow 66, ie from top left to bottom right.
  • the squeegee 64 is designed as a flexible squeegee. Specifically, the squeegee rubber 62 is received in a flexible holding portion 68. The holding portion 68 can thereby take a curved course in a direction perpendicular to the printing direction 66 together with the squeegee rubber 62. In contrast to the pressure direction 66, the holding section 68 is comparatively stiff. The holding section 68 is connected to the squeegee bar 72 with a total of nine adjusting cylinders 70.
  • a desired curved course of the squeegee rubber 62 can be adjusted, which is adapted to the curvature of the print material 54 perpendicular to the printing direction 66.
  • a curvature of the squeegee rubber 62 can be adjusted during the movement of the squeegee 64 in the printing direction 66, thereby adapting to a possibly changing curvature of the print material 54 to achieve.
  • the trajectory of the squeegee 64 is adjusted by means of the articulated arm robot 50 a curvature of the print material 54 parallel to the printing direction 66.
  • FIG. 6 shows the screen printing device 50 in sections in a first state at the beginning of a printing operation.
  • the printing screen 56 is shown schematically and the squeegee rubber 62 of the squeegee 64 presses the printing screen 56 on the curved support 52 and on the printing material 54.
  • the printing screen 56 is elastic to join this strain. It can be seen from FIG. 6 that the squeegee rubber 62 only rests on the printing screen 56 and indirectly on the printing material 54 with its edge lying in the direction of printing 66.
  • the squeegee 64 is thus always adjusted slightly inclined to the printing material 54. A corresponding angle is maintained by means of the articulated arm robot 72 during the entire movement of the squeegee 64 over the printing material 54 to be printed.
  • FIG. 7 shows the screen printing device 50 in a second state during the printing process.
  • the squeegee 64 has now been further moved by means of the Gelenkarmroboters 72 in the printing direction on the print material to be printed 54, for example, a curved vehicle window, wherein the Gelenkarmroboter 72 follows the curvature of the print material 54 in the printing direction 66.
  • a curvature of the squeegee rubber 62 is adapted to the curvature of the printed matter 54 perpendicular to the printing direction 66 by means of the adjusting cylinder 70.
  • Fig. 7 it can be seen that both the curvature of the printed matter 54 in the printing direction 66 and perpendicular thereto changes.
  • the screen printing device 50 according to the invention makes it possible to optimally contact the squeegee rubber 62 on the printing screen (not shown) or indirectly on the printing material 54 during the entire printing process.
  • Fig. 8 shows a third state of the screen printing apparatus 50 according to the invention shortly before completion of the printing operation.
  • the articulated arm robot 72 has now moved the squeegee 64 until shortly before the right in Fig. 8 end of the printed matter 54. The printing process is almost complete.
  • a doctor blade 76 is arranged next to the squeegee 64 on the squeegee bar 72.
  • the floater blade 76 serves to evenly distribute printing ink or printing paste over the printing screen before the actual printing process.
  • the flood blade 76 can also be moved relative to the printing screen 56 by means of the articulated arm robot 74 in any desired movement path which can be fixed freely in space. For example, this is done
  • the articulated arm robot 74 guides the floater 76 in a straight line and parallel to the printing screen 56.
  • the squeegee 64 is then, as has been described, of the curvature of the print 54 following over this moved away.
  • FIG. 9 shows a screen printing device 80 according to the invention in accordance with a further embodiment of the invention.
  • the screen printing apparatus 80 represents a combination of the screen printing apparatuses 10 of Figs. 1 to 4 and the screen printing apparatus 50 of Figs. 5 to 8. Identically formed components will therefore not be explained.
  • the curved print material 30 is mounted on the support 28 and, as in the screen printing apparatus 10, the support 28 is moved by means of the articulated arm robot 32 synchronously with the movement of the squeegee 64 on the printing screen 56.
  • the squeegee 64 as in the screen printing device 50, attached to the robot hand of the articulated arm robot 74.
  • the two articulated arm robots 32, 74 carry out coordinated movements of the support 28 or the squeegee 64 in order to optimally print the print material 30.
  • the printing screen 56 with the screen frame 58 is arranged as in the screen printing device 50. In principle, the screen frame 58 is thus fixed in space, only to achieve a so-called screen lift the screen frame 58 can be easily raised during the printing process, as already explained with reference to the screen printing device 50.
  • the screen printing device 80 allows extremely flexible use for a wide variety of print products. Both the movement of the support 28 and the movement of the squeegee 64 and the flood blade 76 are freely programmable and can be optimally adapted to the particular application.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Siebdruckvorrichtung mit einem Drucksieb, einer Druckrakel und einer Auflage für ein zu bedruckendes Druckgut, bei dem zum Bewegen der Druckrakel und/oder der Auflage relativ zum Drucksieb wenigstens ein Gelenkarmroboter vorgesehen ist.

Description

Siebdruckvorrichtung und Verfahren zum Siebdrucken
Die Erfindung betrifft eine Siebdruckvorrichtung mit einem Drucksieb, einer Druckrakel und einer Auflage für ein zu bedruckendes Druckgut. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Siebdrucken mit einer erfindungsgemäßen Siebdruckvorrichtung.
Aus der internationalen Offenlegungsschrift WO 2005/035250 A1 ist eine Druckrakel zum Bedrucken von gekrümmten Oberflächen bekannt. Die Druckrakel weist einen Halteabschnitt auf, an dem der Rakelgummi befestigt ist, wobei der Halteabschnitt aus mehreren einzelnen Abschnitten besteht, die mittels des Rakelgummis miteinander verbunden und dadurch flexibel sind. Das Rakelgummi kann entsprechend der Kontur des zu bedruckenden Druckguts geschnitten sein.
Aus der internationalen Offenlegungsschrift WO 2005/035251 A1 ist eine Siebdruckvorrichtung bekannt, bei der ein Oberwerk in Kulissenführungen geführt ist und dadurch während einer Druckbewegung der Rakel relativ zu einem zu bedruckenden Druckgut verschwenkt werden kann. Die Kulissenführungen müssen auf die Krümmung des jeweils zu bedruckenden Druckguts abgestimmt sein. Es ist auch bekannt, das Oberwerk mittels vier Verstellzylindern schwenkbar zu einer Auflage für ein zu bedruckendes Druckgut anzuordnen. Über eine Steuereinheit kann dann die Schwenkbewegung des Oberwerks während der Rakelbewegung ange- passt an die Krümmung des zu bedruckenden Druckguts eingestellt werden.
Aus der internationalen Offenlegungsschrift WO 2013/068317 A1 ist eine Siebdruckrakel bekannt, die einen flexiblen Halteabschnitt und einen mit dem Halteabschnitt verbundenen Rakelgummi aufweist. Der Halteabschnitt besteht aus mehreren, elastisch miteinander verbundenen Einzelabschnitten. Mehrere der Einzelabschnitte sind mit einem Verstellzylinder verbunden, die wiederum an einem Rakelbalken befestigt sind. Mittels der Verstellzylinder kann ein Verlauf des Rakelgummis und des Halteabschnitts in einer Richtung parallel zum Rakelbalken, also senkrecht zur Bewegungsrichtung der Rakel beim Drucken, eingestellt werden.
Mit der Erfindung soll eine Siebdruckvorrichtung und ein Verfahren zum Siebdrucken hinsichtlich der Flexibilität beim Bedrucken von gekrümmtem Druckgut verbessert werden.
Erfindungsgemäß ist hierzu eine Siebdruckvorrichtung mit einem Drucksieb, einer Druckrakel und einer Auflage für ein zu bedruckendes Druckgut vorgesehen, bei der zum Bewegen der Druckrakel und/oder der Auflage relativ zum Drucksieb wenigstens ein Gelenkarmroboter vor- gesehen ist. Mittels eines Gelenkarmroboters kann die Druckrakel und/oder die Auflage frei programmierbar entlang dem Drucksieb geführt werden. Dadurch kann gekrümmtes Druckgut, insbesondere dreidimensional gekrümmtes Druckgut, hochpräzise bedruckt werden und das Bedrucken von unterschiedlich gekrümmtem Druckgut erfordert lediglich eine Umprogrammie- rung des Bewegungsablaufs des Gelenkarmroboters. Dadurch kann die erfindungsgemäße Siebdruckvorrichtung in äußerst flexibler Weise eingesetzt werden. Wird die Auflage mittels des Gelenkarmroboters bewegt, muss die Bewegung der Auflage mittels des Gelenkarmroboters synchronisiert mit der Bewegung der Druckrakel erfolgen. Beispielsweise kann die Druckrakel in einem Oberwerk mittels eines Rakelbalkens parallel zum Drucksieb bewegt werden. Wird dahingegen die Druckrakel mittels des Gelenkarmroboters bewegt, so folgt der Gelenkarmroboter mit der Druckrakel der Kontur des zu bedruckenden Druckguts. Es ist im Rahmen der Erfindung auch vorgesehen, dass sowohl die Auflage als auch die Druckrakel mittels jeweils eines Gelenkarmroboters bewegt werden. Auch hier müssen dann die Bewegung der Auflage und die Bewegung der Druckrakel synchronisiert erfolgen. Die erfindungsgemäße Siebdruckvorrichtung ist auch beim Bedrucken von ebenem Druckgut vorteilhaft, da die Bewegungsbahn der Druckrakel oder auch einer Flutrakel frei gewählt werden kann. Beispielsweise kann je nach Anwendung das Diagonalrakeln oder Kreisrakeln sinnvoll sein oder eine Flutrakel wird nicht linear sondern so bewegt, dass die Farbe im Sieb an den gewünschten Stellen gehalten wird. Die Erfindung macht beliebige Bewegungen von Rakeln möglich.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Gelenkarmroboter als Mehrachsroboter, insbesondere 5- Achs-Roboter oder 6-Achs-Roboter, ausgebildet.
Auf diese Weise stehen genügend Freiheitsgrade bei der Bewegung zur Verfügung, um den Bewegungsablauf der Druckrakel und/oder der Auflage frei im Raum festlegen zu können. Zur Realisierung der erfindungsgemäßen Siebdruckeinrichtung muss der Gelenkarmroboter mindestens 3 Achsen aufweisen.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Druckrakel mit einer beweglichen Roboterhand eines Gelenkarmroboters verbunden.
Auf diese Weise kann der Kontur eines gekrümmten, zu bedruckenden Druckguts problemlos gefolgt werden. Beispielsweise kann nicht nur der Bewegungsablauf der Druckrakel optimal eingestellt werden, sondern auch ein Winkel der Druckrakel zum jeweils gerade berührten Oberflächenabschnitt des Druckguts kann optimal eingestellt werden. Auf diese Weise kann beispielsweise auf die unterschiedliche Viskosität von Druckfarben oder Druckpasten reagiert werden, um ein optimales Druckergebnis zu erhalten. In Weiterbildung der Erfindung ist die Auflage mit einer beweglichen Roboterhand eines Gelenkarmroboters verbunden.
Bei einer solchen Ausgestaltung kann die Auflage mit dem darauf befestigten, zu bedruckenden Druckgut relativ zum Drucksieb bewegt bzw. geschwenkt werden. Dies muss synchronisiert mit einer Bewegung der Druckrakel erfolgen, wobei die Auflage insbesondere so verschwenkt wird, dass eine Tangente an die gerade mit dem Drucksieb bzw. der Druckrakel in Berührung stehenden Oberflächenabschnitte immer parallel zur Bewegungsrichtung der Druckrakel liegt. Auf diese Weise kann ein optimales Druckergebnis sichergestellt werden.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Druckrakel mit einem ersten Gelenkarmroboter und die Auflage mit einem zweiten Gelenkarmroboter verbunden.
Auf diese Weise wird eine äußerst flexible Siebdruckvorrichtung bereitgestellt, die auch an dreidimensional mehrfach gekrümmte Druckgüter angepasst werden kann.
In Weiterbildung der Erfindung ist ein Oberwerk mit Aufnahmevorrichtungen für das Drucksieb und mit einem längs des Oberwerks verschiebbaren Rakelbaken vorgesehen, an dem die Druckrakel angeordnet ist, wobei die Auflage mittels des Gelenkarmroboters relativ zum Drucksieb und in auf die Bewegung der Druckrakel abgestimmter Weise bewegt wird.
Besonders vorteilhaft ist bei einer solchen Ausgestaltung, dass ein konventionelles Oberwerk verwendet werden kann, das Halterungen für Drucksiebe und einen Antrieb für den Rakelbalken aufweist, an dem die Druckrakel befestigt ist. Lediglich die Auflage für das Druckgut wird mittels eines Gelenkarmroboters gehalten und der Gelenkarmroboter bewegt die Auflage mit dem Druckgut synchronisiert mit der Rakelbewegung, so dass ein jeweils optimaler Winkel und Anpressdruck zwischen der Druckrakel, dem Drucksieb und dem zu bedruckenden Druckgut während des gesamten Verlaufs des Druckvorgangs vorhanden ist.
In Weiterbildung der Erfindung wird ein Kontaktwinkel der Druckrakel relativ zur Kontaktfläche des zu bedruckenden Druckguts mit dem Drucksieb während des Bewegens der Druckrakel in einem vorbestimmten Winkelbereich, insbesondere konstant, gehalten, wobei dies mittels Bewegen der Auflage relativ zum Drucksieb erfolgt.
Auf diese Weise kann der Kontaktwinkel und auch der Anpressdruck der Druckrakel in einem optimalen Bereich bzw. auf einem optimalen Wert gehalten werden. In Weiterbildung der Erfindung ist ein Rakelbalken an der Roboterhand des Gelenkarmroboters angeordnet und die Druckrakel ist mittels mehrerer Verstellzylinder mit dem Rakelbalken verbunden.
Bei einer solchen Ausgestaltung wird die Druckrakel mittels des Gelenkarmroboters auf einer Bahn geführt, die der Kontur des zu bedruckenden Druckguts folgt. In einfacher Weise kann dadurch eine zum Bedrucken des Druckguts optimale Bewegungsbahn der Druckrakel eingestellt werden. Da zum Führen der Druckrakel ein Gelenkarmroboter verwendet wird, kann die Bewegungsbahn in beliebiger Weise geändert werden, um die Bewegungsbahn an eine geänderte Kontur des zu bedruckenden Druckguts anzupassen oder um, je nach den vorliegenden Randbedingungen, ein optimales Druckergebnis zu erhalten.
In Weiterbildung der Erfindung weist die Druckrakel einen flexiblen Halteabschnitt und einen an dem Halteabschnitt befestigten Rakelgummi auf, wobei ein Verlauf des Halteabschnitts und des Rakelgummis mittels der Verstellzylinder veränderbar ist.
Zweckmäßig ist eine Veränderung des Verlaufs in einer Richtung parallel zum Rakelbalken, also senkrecht zur Bewegung der Druckrakel während des Druckvorgangs. Dadurch kann der Verlauf des Rakelgummis an eine Kontur des zu bedruckenden Druckguts angepasst werden. Mittels des Gelenkarmroboters wird die Druckrakel dabei entlang einer Bewegungsbahn geführt, die an die Krümmung des Druckguts in der Druckrichtung angepasst ist. Mittels der Verstellzylinder kann der Verlauf der Druckrakel bzw. des Rakelgummis an eine Krümmung des Druckguts senkrecht zur Druckrichtung angepasst werden. Durch diese Maßnahmen lassen sich besonders gute Druckergebnisse beim Bedrucken von dreidimensional gekrümmtem Druckgut erzielen.
In Weiterbildung der Erfindung ist eine Flutrakel an der Roboterhand des Gelenkarmroboters angeordnet.
Auch die vor dem eigentlichen Druckvorgang erforderliche Bewegung der Flutrakel zum Verteilen von Druckfarbe bzw. Druckpaste auf dem Drucksieb kann dadurch mittels des Gelenkarmroboters und dadurch mit einer frei programmierbaren Bewegungsbahn erfolgen. Es ist dabei durchaus vorgesehen, dass sich die Bewegungsbahn der Flutrakel von der Bewegungsbahn der Druckrakel unterscheidet, wobei unterschiedliche Bewegungsbahnen von Druckrakel und Flutrakel nicht unbedingt erforderlich sind und je nach den herrschenden Randbedingungen eingestellt werden. Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird auch durch ein Verfahren zum Siebdrucken mit einer erfindungsgemäßen Siebdruckvorrichtung gelöst, wobei das Bewegen der Druckrakel und/oder der Auflage mittels eines Gelenkarmroboters relativ zum Drucksieb während eines Druckvorgangs vorgesehen sind.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Verändern eines Rakeldrucks auf den zu bedruckenden Gegenstand und/oder das Verändern eines Rakelwinkels relativ zum Drucksieb mittels des Gelenkarmroboters während des Bewegens der Druckrakel relativ zum Drucksieb vorgesehen.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Neigen der Druckrakel um eine parallel zur Bewegungsrichtung der Druckrakel liegende Drehachse während des Bewegens der Druckrakel relativ zum Drucksieb vorgesehen.
Durch Neigen der Druckrakel um eine parallel zur Bewegungsrichtung der Druckrakel liegende Drehachse kann die Stellung der Druckrakel an die Krümmung des gerade zu bedruckenden Druckguts angepasst werden. Solche Neigebewegungen der Druckrakel sind bei kompliziert gekrümmtem Druckgut zur Erzielung eines optimalen Druckergebnisses erforderlich und lassen sich mit dem Gelenkarmroboter der erfindungsgemäßen Siebdruckvorrichtung problemlos realisieren.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Einlernen einer Bewegungsbahn der Druckrakel und/oder der Auflage mittels Anfahren einzelner Punkte und anschließendem Interpolieren einer Bewegungsbahn sowie das Abspeichern der Bewegungsbahn in einer Steuereinheit des wenigstens einen Gelenkarmroboters vorgesehen.
Auf diese Weise können die erforderlichen Bewegungsbahnen der Druckrakel und/oder der Auflage problemlos eingelernt werden. Die eingelernten Bewegungsbahnen können dann über die Steuereinheit in unproblematischer Weise wieder aufgerufen werden. Alternativ zum Einlernen von Bewegungsbahnen ist auch die Vorgabe von auf andere Weise erzeugten Bewegungsbahnen möglich. Beispielsweise kann eine erforderliche Bewegungsbahn in einem CAD- System erzeugt, abgespeichert und an die Steuereinheit des wenigstens einen Gelenkarmroboters übergeben werden.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Einlernen und Abspeichern eines Rakelwinkels, eines Rakeldrucks sowie von Einstellungen für ein Flutsystem vorgesehen. Auf diese Weise können alle für das optimale Bedrucken eines gekrümmten Druckguts erforderlichen Einstellungen und Bewegungsbahnen der erfindungsgemäßen Siebdruckvorrichtung schnell und in flexibler Weise aufgerufen werden. Diese Einstellungen können beispielsweise auch ein zu verwendendes Drucksieb umfassen sowie auch eine eventuelle Bewegung des Drucksiebs während des Druckvorgangs, einen sogenannten Sieblift. Wenn die Siebdruckvorrichtung dann umgestellt werden soll, um ein anderes Druckgut zu bedrucken, können die erforderlichen Einstellungen sämtlich aus der Steuereinheit entnommen werden, so dass eine Umstellung problemlos und gegebenenfalls sogar vollautomatisch erfolgen kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Einzelmerkmale der unterschiedlichen, in den Zeichnungen gezeigten und in der Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen können dabei in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Siebdruckvorrichtung gemäß einer ersten
Ausführungsform von schräg unten,
Fig. 2 die Siebdruckvorrichtung der Fig. 1 in einem ersten Zustand während eines
Druckvorgangs,
Fig. 3 die Siebdruckvorrichtung der Fig. 1 in einem zweiten Zustand während eines
Druckvorgangs,
Fig. 4 die Siebdruckvorrichtung der Fig. 1 in einem dritten Zustand während eines
Druckvorgangs,
Fig. 5 eine Siebdruckvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform von schräg oben,
Fig. 6 die Siebdruckvorrichtung der Fig. 5 in einem ersten Zustand während eines
Druckvorgangs,
Fig. 7 die Siebdruckvorrichtung der Fig. 5 in einem zweiten Zustand während eines
Druckvorgangs, Fig. 8 die Siebdruckvorrichtung der Fig. 5 in einem dritten Zustand während eines Druckvorgangs und
Fig. 9 eine Siebdruckvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.
Die Darstellung der Fig. 1 zeigt eine Siebdruckvorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Siebdruckvorrichtung 10 weist ein Oberwerk 12 mit einem Drucksieb 14 und einer in Fig. 1 verdeckten Druckrakel 14 auf. Die Druckrakel 14 ist mittels drei Verstellzylindern 16 mit einem Rakelbalken 18 verbunden, der in zwei seitlichen Führungen 20 des Oberwerks 12 verschiebbar geführt ist. Mittels nicht dargestellter Antriebsvorrichtungen kann der Rakelbalken 18 entlang der Führungen 20 hin und her bewegt werden.
Ebenfalls am Rakelbalken 18 angeordnet ist eine Flutrakel, die in der Darstellung der Fig. 1 nicht erkennbar ist. Die Flutrakel ist dafür vorgesehen, auf das Drucksieb 14 aufgetragene Druckfarbe oder Druckpaste vor Beginn des eigentlichen Druckvorgangs gleichmäßig zu verteilen.
Das Drucksieb 14 ist mit einem Siebrahmen 22 versehen, der relativ zu den Führungen 20 und damit relativ zum Rakelbalken 18 mit der Druckrakel 14 geringfügig verschwenkt werden kann. Hierdurch lässt sich ein sogenannter Sieblift während der Bewegung der Druckrakel 14 über das Drucksieb 24 erreichen. Das Oberwerk 12 ist mittels lediglich schematisch angedeuteter Haltevorrichtungen 26 mit einer Basis, beispielsweise einem Hallenboden, verbunden. Die Führungen 20 sind somit während des Druckvorgangs unbeweglich im Raum angeordnet, können aber selbstverständlich beispielsweise für Wartungsarbeiten oder dergleichen entfernt bzw. bewegt werden.
Die Siebdruckvorrichtung 10 weist weiter eine Auflage 28 für zu bedruckendes Druckgut 30 auf. Das Druckgut 30 ist in Fig. 1 beispielsweise eine eindimensional gekrümmte Scheibe. Die Scheibe bzw. das Druckgut 30 liegt auf einer passend gekrümmten Oberfläche der Auflage 28 auf, die auch als Maske bezeichnet wird. Die Auflage 28 ist unterhalb des Drucksiebs 24 angeordnet, wobei im Zustand der Fig. 1 das Druckgut 30 nicht am Drucksieb 24 anliegt. Die Fig. 1 zeigt somit einen Zustand noch vor dem eigentlichen Druckvorgang.
Die Siebdruckvorrichtung 10 ist weiter mit einem Gelenkarmroboter 32 versehen, der mit seiner Basis 34 festgelegt ist, beispielsweise auf einem Hallenboden. An einer Roboterhand 36 des Gelenkarmroboters 32 ist die Auflage 28 befestigt. Die Auflage 28 kann somit beliebig im Raum bewegt werden und speziell kann eine beliebige Bewegungsbahn im Raum mit der Auflage 28 durchgeführt werden.
Der Gelenkarmroboter 32 ist bei der dargestellten Ausführungsform als 6-Achs-Roboter ausgebildet. Durch den Gelenkarmroboter 32 ist es möglich, die Auflage 28 während der Bewegung der Druckrakel 14 entlang der Führungen 20 in abgestimmter Weise zu bewegen, so dass das Druckgut 30 synchronisiert mit der Bewegung der Druckrakel 14 erfolgt. Dabei wird die Auflage 28 so gedreht, dass die Druckrakel 14 bzw. das Drucksieb 24 jeweils nur einen etwa linienför- migen Abschnitt des Druckguts 30 kontaktiert. Mit fortschreitender Rakelbewegung wird die Auflage 30 bzw. das Druckgut 30 dann auf dem Drucksieb 24 abgerollt, so dass stets ein optimaler Winkel zwischen dem Druckgut 30, dem Drucksieb 24 und der Druckrakel 14 eingestellt werden kann.
Die dabei von der Auflage 28 durchgeführte Bewegung ist frei im Raum programmierbar. Die dargestellte Ausführungsform stellt mit dem eindimensional gekrümmten Druckgut 30 einen vergleichsweise einfach zu lösenden Anwendungsfall dar. Mit der erfindungsgemäßen Siebdruckvorrichtung 10 können aber auch dann optimale Ergebnisse erzielt werden, wenn das Druckgut beispielsweise in mehreren Richtungen gekrümmt ist. Mit dem Gelenkarmroboter 32 kann dann dennoch eine für das Bedrucken optimale Bewegungsbahn der Auflage 28 während der Bewegung der Druckrakel 14 eingestellt werden.
Lediglich schematisch ist in Fig. 1 eine zentrale Steuereinheit 38 dargestellt, über die sowohl der Gelenkarmroboter 32 als auch das Oberwerk 12 angesteuert werden kann. In der Steuereinheit 38 wird eine für das Druckgut 30 optimale Bewegungsbahn eingespeichert und darüber hinaus können auch die Einstellparameter des Oberwerks 12 eingespeichert werden, beispielsweise Rakelwinkel, Anpressdruck, Sieblift, Bewegungsgeschwindigkeit der Druckrakel 14, aufzutragende Farbmenge und dergleichen. Beim Wechsel auf ein zum Druckgut 30 unterschiedlich geformtes Druckgut muss dann lediglich die Auflage 28 gewechselt werden und in der Steuereinheit 38 abgespeicherte Einstellungen, einschließlich Bewegungsbahnen, für das neue Druckgut werden dem Gelenkarmroboter 32 sowie dem Oberwerk 12 übergeben, um eine schnelle Umstellung auf das neue Druckgut zu ermöglichen.
Die Darstellungen der Fig. 2, 3 und 4 zeigen die Siebdruckvorrichtung 10 der Fig. 1 abschnittsweise in verschiedenen Zuständen während eines Druckvorgangs.
In Fig. 2 ist der Gelenkarmroboter 32 abschnittsweise zu erkennen. Mittels des Gelenkarmroboters 32 ist die Auflage 28 und somit auch das in Fig. 2 nicht erkennbare Druckgut in einer ge- neigten Stellung, in Fig. 2 nach links unten geneigt, angeordnet worden. Darüber hinaus ist die Auflage 28 so angeordnet, dass das Druckgut unmittelbar unterhalb des in Fig. 2 nicht erkennbaren Drucksiebs 14 angeordnet ist. In Fig. 2 ist lediglich ein Siebrahmen 40 zu erkennen, der an dem Oberwerk 12 gehalten ist und an dem das Drucksieb 14 angeordnet ist. Der Rakelbalken 18 mit der Druckrakel befindet sich in einem ersten Zustand am Beginn einer Bewegung entlang der Führungen 20 von links nach rechts. Die Druckrakel 18 ist im dargestellten Zustand an einem in Fig. 2 rechts liegenden Ende des Druckguts angeordnet. Mittels der Druckrakel wird das Drucksieb im Bereich der Drucklage in Anlage an das Druckgut gebracht. Während der ausgehend vom Zustand der Fig. 2 nach links fortschreitenden Bewegung des Rakelbalkens 18 mit der daran angeordneten Druckrakel überstreicht die Druckrakel das Drucksieb und drückt dabei Farbe durch Öffnungen im Drucksieb 14 auf das Druckgut auf der Auflage 28.
Mit fortschreitender Bewegung des Rakelbalkens 18 in Fig. 2 nach links wird der in Fig. 3 dargestellte zweite Zustand während des Druckvorgangs erreicht. Die Auflage 28 ist nun synchron zur Bewegung des Rakelbalkens 18 mit der daran befestigten Druckrakel ausgehend vom Zustand der Fig. 2 im Uhrzeigersinn geschwenkt worden. Mit anderen Worten wurde die dem Drucksieb 14 zugewandte Oberfläche der Auflage 28 auf dem Drucksieb 14 in der Weise abgerollt, dass die Druckrakel immer auf dem höchsten Punkt des Druckguts auf der Auflage 28 angeordnet ist. Mit anderen Worten wird die Auflage 28 so verschwenkt, dass eine Tangente an die Kontaktlinie zwischen der Druckrakel und dem Druckgut 30 immer parallel zur Bewegungsrichtung der Druckrakel liegt. Die Bewegungsrichtung der Druckrakel erfolgt in den Fig. 2 bis 4 von rechts nach links.
Fig. 4 zeigt einen dritten Zustand während des Druckvorgangs. Der Rakelbalken 18 mit der Druckrakel hat sich nun so weit nach links bewegt, dass er das linke Ende des Druckguts auf der Auflage 28 erreicht hat. Die Auflage 28 wurde ausgehend vom Zustand der Fig. 3 weiter im Uhrzeigersinn verschwenkt.
Anhand der Fig. 2 bis 4 ist gut zu erkennen, dass die Bewegung der Auflage 28 synchronisiert mit der Bewegung der Druckrakel erfolgt. Mit dem Gelenkroboter 32 lassen sich dabei beliebige Bewegungsbahnen der Auflage 28 bzw. des Druckguts auf der Auflage 28 erzeugen.
Das Programmieren des Gelenkarmroboters 32 kann entweder durch Einspielen von Daten erfolgen, die beispielsweise mittels eines CAD-Systems erzeugt wurden. Das Programmieren kann aber auch mittels eines sogenannten Einlernvorgangs erfolgen. Beispielsweise werden die in den Fig. 2, 3 und 4 dargestellten Zustände angefahren und abgespeichert. Die Steuereinheit 38 nimmt dann eine Interpolation zwischen den einzelnen Punkten auf der Bewegungsbahn vor und speichert dann die Bewegungsbahn ab.
Die Darstellung der Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Siebdruckvorrichtung 50. Bei der Siebdruckvorrichtung 50 ist eine Auflage 52 für ein zweidimensional gekrümmtes Druckgut 54 fest mit einer Basis, beispielsweise einem Hallenboden, verbunden, was in Fig. 5 lediglich schematisch angedeutet ist. Oberhalb der Auflage 52 ist ein Drucksieb 56 an einem Siebrahmen 58 befestigt. Der Siebrahmen 58 ist mittels lediglich schematisch angedeuteter Verstellzylinder 60 mit dem Hallenboden oder einer sonstigen Basis verbunden. Insgesamt sind vier Verstellzylinder 60 an den Ecken des Siebrahmens 58 vorgesehen, wobei in Fig. 5 der Übersichtlichkeit halber lediglich zwei dargestellt sind. Die Verstellzylinder 60 sind dafür vorgesehen, den Siebrahmen 58 mit dem Drucksieb 56 erforderlichenfalls geringfügig anzuheben, um beispielsweise während des Druckvorgangs einen Sieblift zu erzielen. Die Verstellzylinder 60 sind in der Regel nicht dafür vorgesehen, das Drucksieb 56 in Richtung auf das Druckgut 54 vorzuspannen, um dem Drucksieb dadurch an die Kontur des Druckguts 54 anzupassen. Während des Druckvorgangs ist das Drucksieb 56 lediglich in dem Bereich in Kontakt mit dem Druckgut 54, wo es durch einen Rakelgummi 62 einer Druckrakel 64 auf das Druckgut 54 gedrückt wird. Das Siebgewebe des Drucksiebs 56 ist elastisch genug, um während des Druckvorgangs von der Druckrakel 64 auf das zu bedruckende Druckgut 54 gedrückt zu werden. Alternativ können auch gewölbte Siebe verwendet werden, bei denen der Siebrahmen und das Siebgewebe der Druckgutkontur entsprechend gebogen sind. Die Druckrakel 64 ist an der Roboterhand des Gelenkarmroboters 50 befestigt und wird mittels des Gelenkarmroboters 50 entlang einer Bewegungsbahn bewegt, die im Wesentlichen der Kontur des Druckguts 54 in Druckrichtung folgt. Die Druckrichtung verläuft in der Darstellung der Fig. 5 entlang dem Pfeil 66, also von links oben nach rechts unten.
Da das Druckgut 54 zweidimensional gekrümmt ist, also auch eine gekrümmte Kontur in einer Richtung senkrecht zur Druckrichtung 66 aufweist, ist die Druckrakel 64 als flexible Druckrakel ausgebildet. Speziell ist der Rakelgummi 62 in einem flexiblen Halteabschnitt 68 aufgenommen. Der Halteabschnitt 68 kann dadurch zusammen mit dem Rakelgummi 62 einen gekrümmten Verlauf in einer Richtung senkrecht zur Druckrichtung 66 einnehmen. In und entgegen der Druckrichtung 66 ist der Halteabschnitt 68 dahingegen vergleichsweise steif ausgebildet. Der Halteabschnitt 68 ist mit insgesamt neun Verstellzylindern 70 mit dem Rakelbalken 72 verbunden. Mittels der Verstellzylinder 70 kann ein gewünschter gekrümmter Verlauf des Rakelgummis 62 eingestellt werden, der an die Krümmung des Druckguts 54 senkrecht zur Druckrichtung 66 angepasst ist. Eine Krümmung des Rakelgummis 62 kann dabei während der Bewegung der Druckrakel 64 in Druckrichtung 66 verstellt werden, um dadurch eine Anpassung an eine sich eventuell verändernde Krümmung des Druckguts 54 zu erreichen. Die Bewegungsbahn der Druckrakel 64 wird mittels des Gelenkarmroboters 50 einer Krümmung des Druckguts 54 parallel zur Druckrichtung 66 angepasst. Mit der erfindungsgemäßen Siebdruckvorrichtung 50 können dadurch im Wesentlichen beliebig gekrümmte Druckgüter 54 bedruckt werden.
Die Darstellung der Fig. 6 zeigt die Siebdruckvorrichtung 50 abschnittsweise in einem ersten Zustand zu Beginn eines Druckvorgangs. Das Drucksieb 56 ist schematisch dargestellt und der Rakelgummi 62 der Druckrakel 64 drückt das Drucksieb 56 auf die gekrümmte Auflage 52 bzw. auf das Druckgut 54. Das Drucksieb 56 ist elastisch, um diese Dehnung mitzumachen. Es ist Fig. 6 zu entnehmen, dass der Rakelgummi 62 lediglich mit seiner in Druckrichtung 66 vorne liegenden Kante auf dem Drucksieb 56 und mittelbar auf dem Druckgut 54 aufliegt. Die Druckrakel 64 ist somit immer leicht schräg zum Druckgut 54 eingestellt. Ein entsprechender Winkel wird mittels des Gelenkarmroboters 72 während der gesamten Bewegung der Druckrakel 64 über das zu bedruckende Druckgut 54 aufrechterhalten.
Die Darstellung der Fig. 7 zeigt die Siebdruckvorrichtung 50 in einem zweiten Zustand während des Druckvorgangs. Die Druckrakel 64 ist nun mittels des Gelenkarmroboters 72 weiter in Druckrichtung über das zu bedruckende Druckgut 54, beispielsweise eine gekrümmte Kraftfahrzeugscheibe, bewegt worden, wobei der Gelenkarmroboter 72 dabei der Krümmung des Druckguts 54 in Druckrichtung 66 folgt. Gleichzeitig wird, wie erläutert wurde, mittels der Verstellzylinder 70 eine Krümmung des Rakelgummis 62 senkrecht zur Druckrichtung 66 an die Krümmung des Druckguts 54 angepasst. In Fig. 7 ist zu erkennen, dass sich sowohl die Krümmung des Druckguts 54 in Druckrichtung 66 als auch senkrecht hierzu ändert. Die erfindungsgemäße Siebdruckvorrichtung 50 ermöglicht dennoch eine optimale Anlage des Rakelgummis 62 auf dem nicht dargestellten Drucksieb bzw. mittelbar auf dem Druckgut 54 während des gesamten Druckvorgangs.
Fig. 8 zeigt einen dritten Zustand der erfindungsgemäßen Siebdruckvorrichtung 50 kurz vor Beendigung des Druckvorgangs. Der Gelenkarmroboter 72 hat die Druckrakel 64 nun bis kurz vor das in Fig. 8 rechte Ende des Druckguts 54 bewegt. Der Druckvorgang ist damit nahezu abgeschlossen.
Wie den Fig. 5 bis 8 weiter zu entnehmen ist, ist an dem Rakelbalken 72 neben der Druckrakel 64 noch eine Flutrakel 76 angeordnet. Die Flutrakel 76 dient dazu, Druckfarbe oder Druckpaste gleichmäßig über das Drucksieb vor dem eigentlichen Druckvorgang zu verteilen. Die Flutrakel 76 kann mittels des Gelenkarmroboters 74 ebenfalls in einer beliebigen und frei im Raum festlegbaren Bewegungsbahn relativ zum Drucksieb 56 bewegt werden. Beispielsweise erfolgt das Fluten mit der Flutrakel 76 in dem in Fig. 5 dargestellten, ebenen Zustand des Drucksiebs 56. Der Gelenkarmroboter 74 führt die Flutrakel 76 dabei geradlinig und parallel zum Drucksieb 56. Bei dem eigentlichen Druckvorgang wird die Druckrakel 64 dann, wie beschrieben wurde, der Krümmung des Druckguts 54 folgend über dieses hinwegbewegt.
Die Darstellung der Fig. 9 zeigt eine erfindungsgemäße Siebdruckvorrichtung 80 gemäß einer weitere Ausführungsform der Erfindung. Die Siebdruckvorrichtung 80 stellt eine Kombination der Siebdruckvorrichtungen 10 der Fig. 1 bis 4 und der Siebdruckvorrichtung 50 der Fig. 5 bis 8 dar. Identisch ausgebildete Bestandteile werden daher nicht erläutert.
Bei der Siebdruckvorrichtung 80 wird das gekrümmte Druckgut 30 auf der Auflage 28 befestigt und wie bei der Siebdruckvorrichtung 10 wird die Auflage 28 mittels des Gelenkarmroboters 32 synchron zur Bewegung der Druckrakel 64 über das Drucksieb 56 bewegt. Die Druckrakel 64 ist, wie bei der Siebdruckvorrichtung 50, an der Roboterhand des Gelenkarmroboters 74 befestigt. Die beiden Gelenkarmroboter 32, 74 führen abgestimmte Bewegungen der Auflage 28 bzw. der Druckrakel 64 durch, um das Druckgut 30 optimal zu bedrucken. Das Drucksieb 56 mit dem Siebrahmen 58 ist wie bei der Siebdruckvorrichtung 50 angeordnet. Prinzipiell ist der Siebrahmen 58 somit im Raum festgelegt, lediglich zur Erzielung eines sogenannten Siebliftes kann der Siebrahmen 58 während des Druckvorgangs leicht angehoben werden, wie bereits anhand der Siebdruckvorrichtung 50 erläutert wurde.
Die Siebdruckvorrichtung 80 ermöglicht einen äußerst flexiblen Einsatz für unterschiedlichste Druckgüter. Sowohl die Bewegung der Auflage 28 als auch die Bewegung der Druckrakel 64 und der Flutrakel 76 sind frei programmierbar und können dadurch optimal auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Siebdruckvorrichtung mit einem Drucksieb (24; 56), einer Druckrakel (14; 64) und einer Auflage (28; 52) für ein zu bedruckendes Druckgut (30; 54), dadurch gekennzeichnet, dass zum Bewegen der Druckrakel (14; 64) und/oder der Auflage (28; 52) relativ zum Drucksieb (24; 56) wenigstens ein Gelenkarmroboter (32; 74) vorgesehen ist.
2. Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkarmroboter (32; 74) als Mehrachsroboter, insbesondere 5-Achs-Roboter oder 6-Achs- Roboter, ausgebildet ist.
3. Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckrakel (64) mit einer beweglichen Roboterhand eines Gelenkarmroboters (74) verbunden ist.
4. Siebdruckvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (28) mit einer beweglichen Roboterhand eines Gelenkarmroboters (32) verbunden ist.
5. Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckrakel (64) mit einem ersten Gelenkarmroboter (74) und die Auflage (28) mit einem zweiten Gelenkarmroboter (32) verbunden ist.
6. Siebdruckvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Oberwerk (12) mit Aufnahmevorrichtungen für das Drucksieb (24) und mit einem längs des Oberwerks (12) verschiebbaren Rakelbalken (18), an dem die Druckrakel (14) angeordnet ist, vorgesehen ist, wobei die Auflage (28) mittels des Gelenkarmroboters (32) relativ zum Drucksieb (24) und in auf die Bewegung der Druckrakel (14) abgestimmter Weise bewegt wird.
7. Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontaktwinkel der Druckrakel (14) relativ zur Kontaktfläche des zu bedruckenden Druckguts (30) mit dem Drucksieb (24) während des Bewegens der Druckrakel (14) in einem vorbestimmten Winkelbereich, insbesondere konstant, gehalten wird, mittels Bewegen der Auflage (28) relativ zum Drucksieb (24).
8. Siebdruckvorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rakelbalken (72) an der Roboterhand des Gelenkarmroboters (74) angeordnet ist und die Druckrakel (64) mittels mehrerer Verstellzylinder (70) mit dem Rakelbalken (72) verbunden ist.
9. Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckrakel (64) einen flexiblen Halteabschnitt (68) und einen an den Halteabschnitt (68) befestigten Rakelgummi (62) aufweist, wobei ein Verlauf des Halteabschnitts (68) und des Rakelgummis (62) mittels der Verstellzylinder (70) veränderbar ist.
10. Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Flutrakel (76) an der Roboterhand des Gelenkarmroboters (74) angeordnet ist.
1 1 . Verfahren zum Siebdrucken mit einer Siebdruckvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Bewegen der Druckrakel (14; 64) und/oder der Auflage (28; 52) mittels eines Gelenkarmroboters (32; 74) relativ zum Drucksieb (24) (24; 56) während eines Druckvorgangs.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , gekennzeichnet durch Verändern eines Rakeldrucks auf das zu bedruckende Druckgut (30; 34) und/oder eines Rakelwinkels relativ zum Drucksieb (24; 56) mittels des Gelenkarmroboters (32; 74) während des Bewegens der Druckrakel (14; 64) relativ zum Drucksieb (24) (24; 56).
13. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, gekennzeichnet durch Neigen der Druckrakel (64) um eine parallel zur Bewegungsrichtung (66) der Druckrakel (64) liegende Drehachse während des Bewegens der Druckrakel (64) relativ zum Drucksieb (56).
14. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Einlernen und Abspeichern eines Rakelwinkels, eines Rakeldrucks sowie von Einstellungen für ein Flutsystem.
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