ES2962959T3 - Máquina y método de impresión digital multipasada de planchas de vidrio con minimización del recorrido de impresión - Google Patents

Máquina y método de impresión digital multipasada de planchas de vidrio con minimización del recorrido de impresión Download PDF

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Abstract

Máquina y método de impresión digital multipasada de planchas de vidrio con minimización del recorrido de impresión. La máquina está configurada para reconocer la dimensión más larga del motivo a imprimir en las direcciones X e Y, y para ejecutar las multipasadas de impresión mediante el desplazamiento del puente en la dirección X o mediante el desplazamiento del carro a lo largo del puente en la dirección Y.

Description

DESCRIPCIÓN
Máquina y método de impresión digital multipasada de planchas de vidrio con minimización del recorrido de impresión
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se encuentra en el estado de la técnica de las máquinas de impresión digital que decoran planchas de vidrio.
La presente invención es especialmente útil para la impresión de planchas de vidrio tanto rectangulares como de forma multiforme, pero especialmente para las planchas de vidrio alargadas y/o estrechas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En el estado de la técnica de las máquinas de impresión digital sobre vidrio son frecuentes las máquinas multi-pasada que comprenden un carro de impresión que se desplaza a lo largo de un puente situado sobre el paso “X” de una lámina de vidrio que se sitúa y desplaza sobre una mesa (ver patente ES2.337.829T3), y siendo dicho puente (y por tanto el desplazamiento “Y” del carro de impresión) trasversal o perpendicular al paso “X” del vidrio a imprimir como se describe en la patente ES2.396.532. También es conocida la tecnología en la que el puente se desplaza en la dirección “X” (con desplazamiento transversal “Y” del carro de impresión) 30 mientras el vidrio se mantiene en una posición fija. En estos casos, hay un carro de impresión que tiene que imprimir el vidrio en varias pasadas moviéndose dicho carro a lo ancho del puente que lo sustenta. Estas máquinas son comúnmente denominadas de multi-pasada, o“multipass",ya que, en general, imprimen de la siguiente forma: el vidrio se coloca en posición de impresión y el puente de desplaza en la dirección “X” hasta el vidrio (o el vidrio se desplaza en la dirección “X” sobre la mesa hasta estar la parte a imprimir bajo el puente), el carro de impresión comienza a desplazarse a lo ancho de la dirección “Y” del puente a la vez que imprime sobre el vidrio (realizando una pasada sobre el vidrio), a continuación el vidrio, o el puente, se desplazan en la dirección “X” una distancia equivalente al ancho del cabezal de impresión y el carro vuelve a realizar una impresión en la dirección “Y”, y así sucesivamente hasta terminar la impresión en el vidrio a imprimir. Existen variantes de impresión multi-pasada como el descrito en la patente EP2631077.
La máquina objeto de la solicitud de patente ES201531665 incorpora un puente de impresión desplazable durante la impresión a lo largo del eje o dirección X (eje longitudinal de la máquina). Dicho puente soporta medios de impresión digital con barras de impresión con una sucesión de cabezales de impresión que ocupan el ancho del vidrio a imprimir. Por tanto, se trata de una máquina de impresión mono-pasada y no multi-pasada.
La máquina objeto de la solicitud de patente ES201630555 describe (alternativa más sencilla a la invención objeto de la solicitud de patente española ES201431460 para la impresión de bordes perimetrales en planchas de vidrio rectangulares o con forma multiforme) una máquina cuyo carro de impresión presenta: un soporte principal que soporta una serie principal de módulos de impresión, y un soporte auxiliar con una serie auxiliar de módulos de impresión; estando dichas series principal y auxiliar dispuestas perpendicularmente, con la serie auxiliar de módulos de impresión imprimiendo el borde perimetral en la dirección X de la plancha de vidrio (ya sea mediante el desplazamiento del puente en la dirección X, o si la estructura soporte de la máquina lo permite, mediante el desplazamiento de la plancha de vidrio en la dirección X con el puente (y carro) estático). La serie principal de módulos de impresión imprime el borde perimetral en la dirección Y de la plancha de vidrio mediante el desplazamiento del carro de impresión sobre el puente de la máquina.
La patente WO2017068459 ofrece un método de impresión y una máquina que imprime en dirección paralela al avance de la placa de vidrio o cerámica. Para ello, incluye un puente que también está dispuesto en paralelo al avance, lo que requiere de grúas muy grandes. El peso del cabezal (varias decenas de kilogramos) produce deformaciones del puente que aumentan el error posicional, por lo que la precisión de la impresión es muy limitada. Como consecuencia, sólo es aplicable a formatos muy pequeños y carece de versatilidad.
En el estado de la técnica se conocen los documentos US2009189950 y US2012182336
- US2009189950 divulga Un dispositivo de descarga de cuerpo líquido incluye: un cabezal; y una pluralidad de boquillas provistas al cabezal. En el dispositivo, un cuerpo líquido es expulsado desde la pluralidad de boquillas hacia una región de descarga de cuerpo líquido de un sustrato mediante el movimiento de uno de los sustratos y el cabezal, y las boquillas están alineadas en una primera dirección de alineación y una segunda dirección de alineación.
- El documento US2012182336 revela una impresora diseñada para mejorar la precisión de transporte de una barra Y, mejorando así la calidad de la imagen impresa. La impresora incluye la barra Y que se extiende en una primera dirección por encima de una base plana en la cual se coloca un medio, sostiene una unidad de cabezal expulsor de gotas de tinta de manera que la unidad del cabezal sea móvil en la primera dirección, y está sujeta de manera que sea móvil con respecto a la base plana en una segunda dirección perpendicular a la primera direcciónDESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Con la máquina objeto de la presente invención se imprime mediante el desplazamiento del puente a lo largo del eje o dirección X (eje longitudinal de la máquina, y perpendicular al eje Y o eje longitudinal del puente soporte del carro de impresión). Por tanto, la máquina de impresión y método objetos de la presente invención van más allá de la solicitud de patente ES201630555 citada anteriormente dónde sólo se realiza la impresión de los bordes perimetrales del vidrio. Así, cuando el lado X(o dimensión de referencia X) en la dirección X del vidrio a imprimir, o en la dirección X del motivo a imprimir, es más largo que el lado Y(o dimensión de referencia Y) en la dirección Y, la impresión se produce por el movimiento del puente en la dirección X (en lugar de realizar multipasadas del carro a lo largo de puente (dirección Y)) con desplazamiento ya sea del vidrio, o ya sea del puente (dirección X) entre pasada y pasada del carro como es conocido en el estado de la técnica de máquinas de impresión multipasada).
En la máquina de impresión objeto de la presente invención se desplaza el puente (dirección X) de una forma precisa controlada por dos motores (en vez de uno). Los motores están situados, cada uno, a cada lado de la máquina de impresión. Ambos motores están asociados a un encoder micrométrico de alta precisión para conseguir mover el puente con una precisión extrema, y para no perder paralelismo en las pasadas sucesivas. Ambos motores son controlados por un controlador de movimiento.
La máquina de impresión digital objeto de la presente invención presenta una estructura soporte del vidrio con medios de posicionamiento automático para el posicionamiento y fijación de una lámina de vidrio durante la impresión, medios de expulsión de la lámina de vidrio, y medios de transporte del vidrio cuando no se está produciendo la impresión. La máquina objeto de la presente invención, presenta, además:
- Un puente de impresión desplazable en la dirección X. Este puente está controlado, como se ha adelantado, por dos motores servocontrolados y un encoder micrométrico de alta precisión para cada uno de forma que los movimientos son controlados micra a micra para ambos motores.
- Un carro de impresión soportado por dicho puente y desplazable a lo largo de dicho puente (dirección Y).
- Un dispositivo central de procesamiento y control de datos configurado para ordenar la impresión con multipasadas a lo largo de la dirección X o Y correspondiente a la dimensión de referencia X o Y más larga (dimensiones de referencia o de desplazamiento máximo de impresión en las direcciones X e Y).
Los datos de dichas dimensiones, o la indicación, cálculo o registro de la dimensión más larga se puede realizar de varias formas: manual, mediante un sistema de visión artificial, o mediante la lectura de un archivo de datos con los datos de la figura a imprimir. Por tanto, este dispositivo central de procesamiento y control dispone de medios para recibir datos sobre las dimensiones y colores de los motivos a imprimir. Ya sea de forma manual o mediante una descarga de datos desde un soporte de datos o una red telemática de datos.
Esta unidad central de procesamiento y control de dichos datos de posición (X,Y) y perímetros (&(x,f(x)) de la plancha de vidrio puede disponer de un módulo de recepción de los datos del dispositivo de visión artificial, un software de procesamiento de dichos datos y determinación de la información de posición de los cabezales de impresión sobre la coordenada “Y” (Y = f(X)) correspondiente a cada ordenada (“X”), y un módulo de envío de las señales de impresión a los cabezales de impresión en función de la información determinada por dicho software.
También puede incorporar medios de visión artificial configurados para reconocer el contorno F(x,y) de la plancha a imprimir evitando que se imprima fuera de la misma. Se pueden configurar para la captura automática y envío de los datos de posición (X,Y) de la plancha de vidrio y de la curva (&(x,f(x)) de los perímetros exterior e interior de dicha plancha de vidrio.
En cuanto al carro de impresión digital de la máquina objeto de la presente invención, éste presenta:
- Por un lado, un soporte principal (que puede ser extraíble) de una serie principal de módulos de impresión (al menos un módulo de impresión) orientados para imprimir en la dirección X (esto se produce cuando se desplaza el puente de impresión ejecutando una impresión) con al menos un módulo de impresión. Por tanto, cuando existen varios módulos de impresión en la serie, estos están alineados en el mismo sentido de impresión (dirección X), con cada módulo de impresión incorporando al menos un cabezal de impresión (por ejemplo como los de la solicitud de patente ES201630555 del mismo inventor) de un color (cada módulo de la serie puede tener un color diferente).
Por tanto el carro está configurado con cabezales orientados para imprimir durante el desplazamiento, a lo largo de la dirección X, del puente.
Por otro lado, el carro puede incorporar, además, un soporte auxiliar (que puede ser extraíble) al que se fija una serie auxiliar de módulos de impresión en la dirección Y (esto se produce cuando se desplaza el carro de impresión ejecutando una impresión) con al menos un módulo de impresión. Cuando existen varios módulos de impresión en la serie auxiliar, estos están alineados en el mismo sentido de impresión (dirección Y). Los módulos de impresión de ambas series, principal y auxiliar, pueden ser idénticos en estructura y configuración (como se describe en la solicitud de patente ES201630555 el mismo inventor).
Cuando el carro incorpora ambos soportes auxiliar y principal, éstos quedan unidos de forma solidaria. Se puede elegir un tipo de fijación que permita la extracción y montaje del soporte auxiliar sobre el soporte principal del carro de impresión (es decir, la máquina de impresión podría así imprimir con o sin dicho soporte auxiliar instalado). La serie auxiliar de módulos de impresión y dicha serie principal se configuran en el mismo plano de trabajo siendo parte del mismo carro de impresión; y, como consecuencia de la descripción más arriba, dicha serie auxiliar de módulos de impresión se dispone perpendicularmente a la serie principal.
La máquina incorpora un dispositivo de desplazamiento vertical del carro (por ejemplo un servo-eje-vertical unido a dicha placa soporte paralela al puente de impresión) a la posición de impresión, o a posiciones seguidas del desplazamiento del carro fuera de la operación de impresión.
Hay que tener en cuenta que la instalación de un soporte principal y uno auxiliar corresponde a la configuración óptima de la máquina, permitiendo imprimir tanto al puente como al carro según sea la dirección de máximo desplazamiento por pasada. Si embargo, se puede prescindir del soporte auxiliar de forma que la máquina sólo imprimiría en la dirección X mediante el desplazamiento del puente. Si se prescinde sólo del soporte principal nos encontraríamos ante una máquina de impresión multi-pasada de las existentes en el estado de la técnica.
El método de impresión objeto de la presente invención y que se ejecuta con la máquina objeto de la presente invención presenta las siguientes etapas:
Se introducen los datos (X”,Y”) de la figura a imprimir y sus colores (X”',Y”') en los medios para recibir datos.
La máquina (por ejemplo a través del sistema de visión artificial) reconoce cual de las dimensiones de referencia (X', y') en la dirección X e Y de la plancha a imprimir es mayor; alternativamente los datos de las dimensiones de referencia (X', Y') pueden ser los de las dimensionas más largas de las figuras a imprimir sobre la plancha; Alternativamente, los datos de dichas dimensiones, o señalización de la dimensión más larga se puede proporcionar manualmente o mediante la lectura de un archivo de datos con los datos de la figura a imprimir.
El dispositivo central de procesamiento y control ordena imprimir las multi-pasadas a lo largo de la dimensión X' o Y' que sea más larga.
Así, si la dimensión más larga es X', las pasadas de impresión las realiza el puente de impresión imprimiendo con los cabezales soportados por el soporte principal del carro. Cuando se realiza una pasada completa, se desplaza el carro un ancho de la pasada, y a continuación se realiza la siguiente pasada del puente. Por tanto, se imprime durante el desplazamiento del puente.
Por el contrario, si la dimensión más larga es Y', las pasadas de impresión las ejecuta el carro mediante su desplazamiento a lo largo del puente e imprimiendo con los cabezales soportados por su soporte auxiliar. Cuando el carro realiza una pasada completa, entonces el puente (o alternativamente el vidrio) se desplaza en sentido X un ancho de pasada para que, a continuación, el carro realice la siguiente pasada.
Los medios de visión artificial reconocen el contorno F(x,y) de la plancha a imprimir evitando que se imprima fuera de la misma.
Con esta invención se consigue un importante ahorro de tiempo de impresión en las piezas de vidrio estrechas y larga de gran tendencia en la industria. Además, esta máquina consigue optimizar la gestión de envío de datos a los cabezales de impresión ya que durante cada pase se envía información en tiempo real a los cabezales o a la memoria intermedia. Así, con la presente invención se minimizan las pasadas.
La presente máquina se aplica preferentemente para impresiones de la pieza completa (no para la impresión ventajosa de bordes perimetrales como la solicitud de patente ES201630555).
Por tanto, la presente invención es especialmente útil para dar una respuesta rápida, eficaz y mejorada respecto al estado de la técnica anterior optimizando los sentidos de las pasadas de impresión en función de la disposición de las láminas de impresión a imprimir.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
- Figura 1: representación de las pasadas de impresión con una máquina de impresión multi-pasada del estado de la técnica en la que el carro se desplaza a lo largo del puente.
- Figura 2: representación de las pasadas de impresión con la máquina objeto de la presente invención en la que la impresión se produce mediante pasadas producidas por el desplazamiento del puente.
- Figura 3-A: vista de la planta superior de una máquina multi-pasada del estado de la técnica con desplazamiento del carro a lo largo del puente realizando las pasadas de la figura 1. Se observa en esta figura tanto la planta superior de su carro de impresión durante la ejecución de una impresión, como la planta inferior de dicho carro cuando está extraído del puente.
- Figura 3-B: detalle de la vista de la planta inferior de los cabezales de impresión del carro de la figura 3-A.
- Figura 4-A: vista de la planta superior de una máquina objeto de la presente invención con un carro de impresión con soporte principal realizando las pasadas de la figura 2. Se observa en esta figura tanto la planta superior de su carro de impresión durante la ejecución de una impresión, como la planta inferior de dicho carro cuando está extraído del puente.
- Figura 4-B: detalle de la vista de la planta inferior de los cabezales de impresión del carro de la figura 4-A.
- En las figuras 5-A y 5-B se observan respectivamente una vista de la planta frontal de la figura 4-A y un detalle de los motores que controlan el desplazamiento de impresión de su puente.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A continuación se detalla una realización de la presente invención.
En la figura 1 se observa el recorrido que debe hacer una máquina de impresión del estado de la técnica con desplazamiento de una plancha de vidrio (1) en la dirección X y desplazamiento del carro a lo largo del eje longitudinal del puente de impresión en la dirección Y. Se observa que para una plancha rectangular de vidrio de 6 metros de largo (en la dirección X) por 1 metro de ancho, donde cada pasada de impresión sea de 70 mm de ancho, se requerirían 86 pasadas (marcadas en la figura 1 como pasadas: 1, 2, 3, 4 hasta 28 para simplificar la figura) para imprimir toda la superficie de dicha plancha (86 pasadas en la dirección Y x 70 cm de ancho = 6020 mm para cubrir los 6 metros de largo de la plancha). Si cada pasada requiere 5 segundos, el tiempo total de impresión sería de 430 segundos (velocidad de impresión de 330 mm/s más 2 segundos de arranques por cada pase).
En la figura 2 se observa el recorrido que, sobre la plancha de vidrio (1) de la figura 1, se ejecuta con una realización de la máquina objeto de la presente invención en la que se mueve el puente (2) mientras se realiza una pasada de 70 mm de ancho requiriendo sólo 14 pasadas (marcadas en la figura 2 como pasadas: 1, 2, 3, 4 a 14). La velocidad anterior requiere 20 segundos por cada pasada, resultando en 280 segundos para la impresión completa, es decir, un 35% menos de tiempo que en la figura 1.
En la figura 3-A se observa la estructura soporte (6) de una máquina de impresión multi-pasada, conocida en el estado de la técnica, soportando una plancha de vidrio (1) que está siendo imprimida con un motivo (5) mediante los cabezales de impresión (33) de los módulos de impresión (32) del soporte de impresión (31) del carro de impresión (3) (ver figura 3-B). El carro de impresión (3) está soportado y es desplazable mediante multi-pasadas en la dirección Y a lo largo del puente (2) mientras imprime el motivo (5).
En la figura 4-A se observa la estructura soporte (6) de una realización preferente de la máquina de impresión en multipasada objeto de la presente invención soportando una plancha de vidrio (1) que está siendo imprimida con un motivo (5) mediante los cabezales de impresión (43) de los módulos de impresión (42) del soporte de impresión principal (41) del carro de impresión (3) (ver la figura 4-B). El carro (3), soportado por el puente (2), es desplazado mediante multipasadas en la dirección X mediante el desplazamiento del puente (2) mientras imprime el motivo (5).
En la figura 5-A se observa la máquina de impresión con el carro de impresión (3), el puente (2) y los dos motores (70) (a cada lado de la máquina que controlan el desplazamiento de impresión de su puente (2). En la figura 5-B se observa un detalle ampliado de uno de los dos motores (70) con los patines (71) de desplazamiento sobre unas guías (72) fijadas a la estructura de la máquina, la bobina (73) y el encoder (80). Estos dos motores que desplazan el puente de forma precisa son por ejemplo del tipo lineal de la marca Tecnotion ® modelo TB30.

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. Máquina de impresión digital multi-pasada para planchas de vidrio con minimización del recorrido de impresión del tipo que comprende una estructura de soporte (6) para sujetar el vidrio mediante posicionamiento automático para la colocación y sujeción de una hoja de vidrio durante la impresión digital, medios para expulsar la hoja de vidrio, y medios de transporte del vidrio cuando no tiene lugar la impresión, un puente de impresión (2) en el que el puente de impresión (2) puede moverse en una dirección X o eje longitudinal de de la máquina, un carro de impresión (3) apoyado en el puente de impresión (2) y desplazable a lo largo de dicho puente de impresión en una dirección Y o eje longitudinal del puente en el que se encuentra el carro de impresión (3), y un dispositivo central de tratamiento y control de datos configurado para ordenar la impresión con múltiples pasadas a lo largo de la dirección X o dirección Y correspondientes a la mayor dimensión de referencia X' o Y' donde x' e Y' son las dimensiones máximas de referencia de impresión o dimensiones de movimiento en las direcciones X e Y, en donde dicho carro de impresión (3) comprende un soporte principal con al menos un módulo de impresión (32, 42) configurado con cabezales de impresión (33,43) orientados para imprimir durante el movimiento del puente de impresión (2) a lo largo de la dirección X , donde dicho módulo de impresión
(32,42) es alimentado por una tinta de color; dicha máquina también comprende dos motores, cada uno motor que incluye un codificador micrométrico, dichos motores configurados para controlar el movimiento de dicho puente de impresión (2) en la dirección X; y dicha unidad central configurada para ordenar simultáneamente el movimiento del puente de impresión (2) en la
dirección X, y la impresión por dichos cabezales de impresión (33, 43).
2. Máquina de impresión digital multi-pasada, según la reclamación anterior, en la que dicha unidad central de procesamiento de datos y unidad de control comprende: medios para recibir datos sobre las dimensiones de referencia (X',Y') en las direcciones X e Y de la placa de vidrio (1) a imprimir; un software para procesar dichos datos y determinar la información de posición de los cabezales de impresión en la coordenada "Y" (Y=f(X)) correspondiente a cada coordenada "X"; un módulo de transmisión de las señales de impresión
a los cabezales de impresión (33,43) basándose en la información determinada por dicho software; y, en donde:
- dicho carro de impresión (3) comprende un soporte auxiliar configurado en el mismo plano de trabajo que dicho soporte principal, con dicho soporte auxiliar que comprende al menos un módulo de impresión orientado en la dirección de impresión de la dirección Y, y dicho módulo de impresión es alimentado por tinta de un color y comprende al menos un cabezal de impresión,
- y dicha unidad central está configurada para simultáneamente ordenar, en función de la mayor de las dimensiones de referencia X' e Y', el movimiento del puente de impresión (2) en la dirección X y la impresión de los cabezales del soporte principal del carro de impresión (3); o alternativamente, ordenar simultáneamente el movimiento del carro de impresión (3) en la dirección Y y la impresión, a través de los cabezales de impresión (33,43), por el soporte auxiliar del carro de impresión (3).
3. Máquina de impresión digital multi-pasada según la reclamación anterior, en la que tanto los soportes auxiliares como principales se fijan juntos pero por separado, y están configurados para ser desmontables, y dicha máquina comprende un dispositivo para el movimiento vertical del carro de impresión (3) hasta la posición de impresión.
4. Máquina de impresión digital multi-pasada según cualquiera de las reclamaciones anteriores, en la que se incluye un sistema de visión artificial para reconocer los datos de las dos dimensiones de referencia (X',Y') de la plancha.
5. Método de impresión digital multi-pasada de planchas de vidrio con minimización del recorrido de impresión mediante el uso de la máquina de impresión de cualquiera de las reclamaciones 2 a 4, que comprende:
- una etapa de reconocimiento, o recepción, de las dimensiones de referencia (X', Y') en las direcciones X e Y de la plancha a imprimir,
- una etapa, si la dimensión de referencia Y' es mayor que la dimensión de referencia X' que la dimensión de referencia X', de imprimir en la dirección Y mediante el movimiento completo del carro a lo largo del puente de impresión (2) con la impresión realizada por los módulos del soporte auxiliar, y con el puente de impresión (2) o el cristal desplazándose una anchura de pase en la dirección X para que el carro de impresión (3) realice entonces el siguiente pase en la dirección Y, o
- una etapa, si la dimensión de referencia X' es mayor que la dimensión de referencia Y' que la dimensión de referencia Y', de imprimir en la dirección X mediante el movimiento completo del puente de impresión (2) con la impresión realizada por los módulos del soporte principal, y con el carro de impresión (3) desplazándose una anchura de pase en la dirección Y para que el carro realice el siguiente pase en la dirección X.
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