TW201607769A - 伺服驅動滾筒式網版印刷機 - Google Patents

Abstract

本發明配合進料機、收料機進行全自動快速送料及印刷，包含：機台、印刷滾筒、直驅伺服機構、網版載具及線性伺服機構，機台前方設有入料輸送台，後方設有出料輸送台，且兩輸送台之間設有印刷作業區；印刷滾筒設置於印刷作業區，具有一連接滾筒的轉軸；直驅伺服機構連接於轉軸的端部形成一直接驅動裝置，帶動轉軸旋轉並能精準控制轉速；網版載具裝設於印刷作業區上方並相鄰於滾筒；而線性伺服機構連接於網版載具形成另一直接驅動裝置，帶動網版載具產生精準控制的線性移動。如此即可透過多組直接驅動裝置簡化網版印刷機的凸輪作動、齒條與齒輪數量，並改善傳統齒條與齒輪間齒合傳動產生的聲音與齒隙造成的誤差。

Description

伺服驅動滾筒式網版印刷機

本發明有關於一種滾筒式的網版印刷機，特別是指一種採用多組獨立式驅動裝置分別帶動印刷滾筒與網版載具進行網印作業的滾筒式網版印刷機，減少機構上繁雜設計及干涉問題，可達到整體結構精簡並增加印刷精度。

傳統機械式網版印刷機主要是由一中央馬達驅動，並由上述中央馬達的旋轉運動分別帶動進料機(feeder)、入料台進料機(infeed table feeder)、側邊對位裝置(side alignment device)、印刷滾筒(print cylinder)、網版載具(screen carrier)以及片料送出裝置(sheet delivery device)。

其中，直接驅動中央軸與滾筒軸線左右側的自由齒輪共同形成一傳動手段，且自由齒輪透過齒條從兩側帶動網版載具進行前進印刷動作或是後退回墨動作。

然而，此種網版印刷機主要受到網版載具與印刷滾筒之間同步驅動機械的精度影響，由於機械驅動主要是透過滾筒的軸線左、右側兩組齒輪組與網版載具互相連接齧合，由於齒輪之間連接會因不同旋轉速度而變異，因此固定於滾筒表面轉動的印刷物與在滾筒上方水平移動的網版載具之間的動作位置，每一個瞬間點的同步精度要求非常高，且長時間運轉將造成齒輪磨耗間隙加大，若同步精度未達要求，將產生反衝齒隙而造成印刷圖樣失準。

另一種機械式網版印刷機主要採用停歇式滾筒原理，透過印刷滾筒兩側網版移載裝置(例如：兩側齒條)來共同驅動滾筒，使得兩側齒條單獨形成一接觸點，因此網版移載裝置與印刷滾筒之間精確同步，並可不受印刷速度與慣量影響。

然而，此種停歇式滾筒的網版印刷機雖可達到了高精度的要求，但由於滾筒採用360度旋轉，而網版載具只做小距離的水平移動，故實際上使用仍是很難控制網版與滾動移動量的偏差，要在機械式網版印刷機上達成限制網版載具的移動能夠獨立於印刷滾筒的動作，更是完全不可能。

因此，遂有分離伺服驅動的網版印刷機問世，請參閱圖1及圖2所示，傳統分離伺服驅動的網版印刷機主要是經由電子式同步控制完成驅動動作，包含一帶動進料機101、入料台102以及側邊對位裝置103的第一驅動源10、一帶動印刷滾筒111與轉軸112的第二驅動源11、一帶動網版載具121的第三驅動源12以及一帶動出料輸送帶131的第四驅動源13，其中，上述第三驅動源12透過一傳輸軸心122兩側的齒輪123帶動上述網版載具121左、右兩側的齒輪124。

然而，此種伺服驅動網版印刷機的網版載具仍是以齒輪123、124互相進行連接，彼此之間仍會產生反衝或緩衝齒隙，因此，要在各種不同速度範圍內維持精度在±0.03mm，以目前現有的伺服驅動設計仍無法達到。

而且無論採用前述何種方式，網版印刷機的結構不僅複雜(包含多組齒輪、齒條、凸輪及鏈條)造成組裝上更為耗工、耗時，且無法避免零件本身存在的公差，因此，零件越多將導致公差累加的數字就越高，將無法達到需求的精度。

本發明之主要目的在於提供一種採用多組獨立式直接驅動裝置的伺服驅動滾筒式網版印刷機，分別帶動印刷滾筒與網版載具進行網印作業，如此即可簡化網版印刷機內部的齒條與齒輪數量，大幅減少移動慣量，並改善傳統齒條與齒輪之間齒合傳動所產生的反衝齒隙缺失，大幅提升網版印刷動作的精準度，亦使網版載具能夠輕易地側向安裝。

本發明之次要目的在於印刷滾筒與網版載具採取不同的獨立驅動裝置連接，因此，網版印刷機於網版載具升起分離或是下降耦合印刷滾筒時，不再有任何傳統機構連接的同步問題。

本發明之另一目的在於網版載具左、右側分別具有獨立的驅動源，可配合印刷工作需求，進行同步驅動或分開驅動的調整，並可輸入不同驅動參數以電子輸入方式修正移動距離。

為達上述目的，本發明伺服驅動滾筒式網版印刷機主要是由一機台、一印刷滾筒、至少一直驅伺服機構、一網版載具以及至少一線性或多軸同動伺服機構所構成，並於入料位置配合安裝一進料機，另於出料位置安裝一收料機，讓網版印刷機能夠進行片材的大量印刷。

其中，上述機台於前方設有一形成入料區域的入料輸送台，由上述入料輸送台連接上述進料機，又上述機台另於後方設有一形成出料區域的出料輸送台，並由上述出料輸送台配合連接上述收料機，而上述機台於入料區域與出料區域之間設有一印刷作業區。

上述印刷滾筒設置於上述機台內部的印刷作業區，具有一轉軸，且上述轉軸上安裝有一滾筒；上述直驅伺服機構連接於上述印刷滾筒的轉軸端部形成一直接驅動裝置，用以帶動上述轉軸進行旋轉，並能夠精準控制上述轉軸的轉速；上述網版載具裝設於上述機台的印刷作業區上方，並相鄰於上述印刷滾筒的滾筒表面；而上述線性伺服機構連接於上述網版載具形成一直接驅動裝置，並帶動上述網版載具在上述機台上方產生線性移動。

於一可行實施例中，上述直驅伺服機構可設為一伺服馬達直接安裝於轉軸端部，而上述線性伺服機構設為複數個線性馬達，並分別安裝於上述網版載具的左、右兩側，驅使上述網版載具於上述入料區域與出料區域之間的直線方向進行往復式位移。又上述網版載具的左側線性伺服機構與右側線性伺服機構能夠分開獨立驅動。

於另一可行實施例中，上述線性伺服機構設為單一線性馬達，並安裝於上述網版載具中央，驅使上述網版載具於上述入料區域與出料區域之間的直線方向進行往復式位移。

此外，上述出料輸送台設有一鄰設於上述收料機的第一輸送部以及一位於上述第一輸送部與印刷滾筒之間的第二輸送部，上述第一輸送部連接一第一驅動馬達，並受上述第一驅動馬達帶動，產生一相同於上述收料機同步速率的第一傳輸速度；而上述第二輸送部連接一第二驅動馬達，並受上述第二驅動馬達帶動，產生一依據上述印刷滾筒或出料輸送台的速度做適當變換與調節的第二傳輸速度。

上述入料輸送台與印刷滾筒之間進一步設有一定位裝置，上述定位裝置連接於一等時同步馬達，並受上述等時同步馬達帶動進行上述片材的對位與夾持移動。

再者，上述進料機設有一容置上述片材堆疊擺放的儲料槽，且上述儲料槽頂部設有一將堆疊片材分離的取料裝置，上述取料裝置一側設有一對應上述入料輸送台位置的進料輸送部，又上述取料裝置連接於一第三驅動馬達，並受上述第三驅動馬達帶動，將堆疊片材彼此分離，而上述進料輸送部連接於一第四驅動馬達，並受上述第四驅動馬達帶動；除此之外，上述第四驅動馬達亦連接於上述入料輸送台，並同步帶動上述入料輸送台進行上述片材的輸送。

本發明伺服驅動滾筒式網版印刷機採用形成獨立式直接驅動裝置的直驅伺服機構與線性伺服機構，分別帶動印刷滾筒的旋轉與網版載具的移動共同配合進行網印作業，可有效簡化網版印刷機內部的齒條、齒輪與凸輪數量，並改善傳統齒條與齒輪之間齒合傳動所產生的反衝齒隙缺失，大幅提升網版印刷動作的精準度。

此外，網版印刷機於網版載具升起分離或是下降耦合印刷滾筒時，因採用獨立直驅的線性伺服機構，不再有任何傳統機構重複連接時須要再度調整同步的問題，而且網版載具左、右側分別具有獨立的驅動源，可配合印刷工作需求，進行同步驅動或分開驅動的調整，並可輸入不同驅動參數以電子輸入方式修正移動距離，增加操作使用上的便利性。

茲為便於更進一步對本發明之構造、使用及其特徵有更深一層明確、詳實的認識與瞭解，爰舉出較佳實施例，配合圖式詳細說明如下：

首先，請參閱圖3及圖4所示，本發明滾筒式網版印刷機20主要是由一機台21、一印刷滾筒22、一直驅伺服機構23、一網版載具24以及兩線性伺服機構25所構成，其中，上述機台21頂部兩側分別安裝有一架體211，且上述兩架體211分別朝向上述機台21內部形成一位移軌道212，並將上述兩線性伺服機構25分別安裝於上述位移軌道212內。此外，上述機台21的入料位置配合裝設有一進料機30，而上述機台21的出料位置配合安裝有一收料機40，藉以讓網版印刷機20能夠進行複數片材50的大量精準印刷。

本發明機台21於內部前方設有一形成入料區域213的入料輸送台26，並由上述入料輸送台26對應上述進料機30連接形成一進料手段，又上述機台21另於內部後方設有一形成出料區域214的出料輸送台27，並由上述出料輸送台27配合上述收料機40連接形成一烘乾手段或其他作業手段，而上述機台21於入料區域213與出料區域214之間設有一進行印刷動作的印刷作業區215；當然，上述入料輸送台26、印刷作業區215及出料輸送台27之間亦會隨著製程需求增加其作業機台，例如：黏塵機構、燙金機、烘乾機等機台。

上述印刷滾筒22具有一轉軸221，且上述轉軸221設置於上述機台21內部的印刷作業區215區域，而上述轉軸221中央安裝有一滾筒222；又上述直驅伺服機構23位於上述機台21外部，並安裝連接於上述印刷滾筒22的轉軸221端部，直接帶動整個印刷滾筒22進行樞轉形成一直接驅動式裝置；於較佳實施例中，上述直驅伺服機構23設為一伺服馬達，上述伺服馬達具有一藉由脈波(pulse)與數位化程式驅動的編碼器(圖未示)，能夠控制上述轉軸221的轉速精準穩定，加速與減速的反應較快、動作迅速，具有輸出功率大等優勢。

再者，上述網版載具24位於上述機台21的印刷作業區215上方，並且相鄰於上述印刷滾筒22的滾筒222表面，與上述滾筒222共同形成上述片材50的印刷手段，又上述網版載具24連接於上述兩線性伺服機構25，而上述兩線性伺服機構25分別安裝於上述機台21架體211所形成位移軌道212內，並直接帶動上述網版載具24形成一另直接驅動裝置。

於較佳實施例中，上述線性伺服機構25設為一可在長行程驅動仍能高精密定位的線性馬達，且上述兩線性馬達分別安裝於上述網版載具24的左、右兩側，使上述網版載具24的兩側同時受到驅動，在上述入料區域213與出料區域214之間的直線方向進行往復式位移。

當然上述網版載具24的左側線性伺服機構25與右側線性伺服機構25亦能夠配合印刷工作需求，進行分開獨立的左側驅動或右側驅動調整，並可輸入不同驅動參數以電子輸入方式修正移動距離，而能自動補償(補長或補短)印長差異及印刷歪斜補正。

然而，前述採用兩線性伺服機構25僅用為方便舉例說明之用，亦即本發明網版印刷機20的線性伺服機構25亦可設計為安裝於上述網版載具24中央的單一線性馬達(圖未示)，進而使上述網版載具24由中央驅動，於上述入料區域213與出料區域214之間的直線方向進行往復式位移。

除此之外，上述出料輸送台27設有一鄰設於上述收料機40的第一輸送部271以及一位於上述第一輸送部271與印刷滾筒22之間的第二輸送部272，上述第一輸送部271連接一第一驅動馬達273，並受上述第一驅動馬達273帶動，產生一相同於上述收料機40同步速率的第一傳輸速度；而上述第二輸送部272連接一第二驅動馬達274，並受上述第二驅動馬達274帶動，產生一可依據上述印刷滾筒22或出料輸送台27的速度做適當變換與調節的第二傳輸速度；藉此，當上述片材50於移載時，不會因為各個輸送部速度上的不同而有相對位移之情況發生，可避免上述片材50產生滑差而造成上述片材50的底部受損。

而且上述機台21內部進一步設有一位於上述入料輸送台26與印刷滾筒22之間的定位裝置28，並由上述定位裝置28連接於一等時同步馬達281，由上述等時同步馬達281帶動定位裝置28進行上述片材50的對位移動、夾持移動與其他需要同步帶動的作業。

另外，上述進料機30設有一容置上述片材50堆疊擺放的儲料槽31，且上述儲料槽31頂部設有一將堆疊片材50分離的取料裝置32，上述取料裝置32一側設有一對應上述入料輸送台26位置的進料輸送部33，其中，上述取料裝置32連接於一第三驅動馬達34，並受上述第三驅動馬達34帶動，將堆疊片材50彼此分離；又上述進料輸送部33連接於一第四驅動馬達35，並受上述第四驅動馬達35帶動。於較佳實施例中，本發明第四驅動馬達35亦連接於上述入料輸送台26，並帶動上述入料輸送台26與上述進料輸送部33進行上述片材50的同步輸送。

而且上述第三驅動馬達34、第四驅動馬達35及定位裝置28的傳動速度變化將形成一速度曲線，當經過上述第三驅動馬達34及第四驅動馬達35輸送上述片材50時，呈現一快速、平穩的狀態，而當上述片材50經過上述定位裝置28至滾筒222前緣時，其速度則變化呈現出一趨近於零的緩慢狀態，使上述片材50可平穩移載，並且精確的定位至上述印刷滾筒22上，避免上述片材50刮傷，又本發明藉由獨立式驅動設計，亦可自動修正印刷上述片材50抵達滾筒222上的位置(輸送滑差補償)。

綜上所述，本發明伺服驅動滾筒式網版印刷機採用形成獨立式直接驅動裝置的直驅伺服機構與線性伺服機構，分別帶動印刷滾筒的旋轉與網版載具的移動共同配合進行網印作業，並利用編碼器的脈波與數位化達到讓任何輸送軸或驅動軸做適時準確的驅動，可改善習知採用齒輪、鏈條與各種複雜不能改變的凸輪結構，以及整體複雜的傳動方式。

此外，本發明以各軸的伺服馬達來驅動各別需求，達到構造精簡，減少很多機構上的繁雜設計，與往復連接的構造不易調整的習知詬病，更能自動補償(補償或補短)印長差異及印刷歪斜補正，可有效簡化網版印刷機內部的齒條與齒輪數量，而且降低組裝工時，並改善傳統齒條與齒輪之間齒合傳動所產生的反衝齒隙缺失，及高速作業下所產生的移動慣性，更可改善齒條、齒輪及凸輪等零件組裝後所產生的公差累加，以及各種噪音聲響的影像，大幅提升網版印刷動作的精準度，以達到自動化大量印刷的產能。

以上所舉實施例，僅用為方便說明本發明並非加以限制，在不離本發明精神範疇，熟悉此一行業技藝人士依本發明申請專利範圍及發明說明所作之各種簡易變形與修飾，均仍應含括於以下申請專利範圍中。

〔習知〕
10‧‧‧第一驅動源
101‧‧‧進料機
102‧‧‧入料台
103‧‧‧側邊對位裝置
11‧‧‧第二驅動源
111‧‧‧印刷滾筒
112‧‧‧轉軸
12‧‧‧第三驅動源
121‧‧‧網版載具
122‧‧‧傳輸軸心
123‧‧‧齒輪
124‧‧‧齒輪
13‧‧‧第四驅動源
131‧‧‧出料輸送帶
〔本發明〕
20‧‧‧網版印刷機
21‧‧‧機台
211‧‧‧架體
212‧‧‧位移軌道
213‧‧‧入料區域
214‧‧‧出料區域
215‧‧‧印刷作業區
22‧‧‧印刷滾筒
221‧‧‧轉軸
222‧‧‧滾筒
23‧‧‧直驅伺服機構
24‧‧‧網版載具
25‧‧‧線性伺服機構
26‧‧‧入料輸送台
27‧‧‧出料輸送台
271‧‧‧第一輸送部
272‧‧‧第二輸送部
273‧‧‧第一驅動馬達
274‧‧‧第二驅動馬達
28‧‧‧定位裝置
281‧‧‧等時同步馬達
30‧‧‧進料機
31‧‧‧儲料槽
32‧‧‧取料裝置
33‧‧‧進料輸送部
34‧‧‧第三驅動馬達
35‧‧‧第四驅動馬達
40‧‧‧收料機
50‧‧‧片材

圖1為習知滾筒式網版印刷機的側視圖； 圖2為圖1的剖視圖； 圖3為本發明伺服驅動滾筒式網版印刷機的側視圖； 圖4為圖3伺服驅動滾筒式網版印刷機的剖視圖。

20‧‧‧網版印刷機

21‧‧‧機台

211‧‧‧架體

212‧‧‧位移軌道

213‧‧‧入料區域

214‧‧‧出料區域

215‧‧‧印刷作業區

22‧‧‧印刷滾筒

221‧‧‧轉軸

222‧‧‧滾筒

23‧‧‧直驅伺服機構

24‧‧‧網版載具

25‧‧‧線性伺服機構

26‧‧‧入料輸送台

27‧‧‧出料輸送台

271‧‧‧第一輸送部

272‧‧‧第二輸送部

273‧‧‧第一驅動馬達

274‧‧‧第二驅動馬達

28‧‧‧定位裝置

281‧‧‧等時同步馬達

30‧‧‧進料機

31‧‧‧儲料槽

32‧‧‧取料裝置

33‧‧‧進料輸送部

34‧‧‧第三驅動馬達

35‧‧‧第四驅動馬達

40‧‧‧收料機

50‧‧‧片材

Claims (10)

1. 一種伺服驅動滾筒式網版印刷機，配合一進料機與一收料機使用進行片材的印刷，包含： 一機台，前方設有一形成入料區域的入料輸送台，由上述入料輸送台連接上述進料機，後方設有一形成出料區域的出料輸送台，並由上述出料輸送台配合連接上述收料機，而上述入料區域與出料區域之間設有一印刷作業區； 一印刷滾筒，設置於上述機台內部的印刷作業區，具有一轉軸，且上述轉軸上安裝有一滾筒； 至少一直驅伺服機構，連接於上述印刷滾筒的轉軸端部形成一直接驅動裝置，帶動上述轉軸進行旋轉，並能夠精準控制上述轉軸的轉速； 一網版載具，裝設於上述機台的印刷作業區上方，並相鄰於上述印刷滾筒的滾筒表面；以及 至少一線性伺服機構，連接於上述網版載具形成一直接驅動裝置，並帶動上述網版載具在上述機台上方產生線性移動； 其中，上述印刷滾筒受到上述直驅伺服機構驅動，做無間隙的同方向連續停、印動作，而上述網版載具受到上述線性伺服機構驅動，配合上述印刷滾筒進行高精度同步等距的印刷作業。
2. 如申請專利範圍1項所述之伺服驅動滾筒式網版印刷機，其中，複數個線性伺服機構分別安裝於上述網版載具的左、右兩側，驅使上述網版載具於上述入料區域與出料區域之間的直線方向進行往復式位移。
3. 如申請專利範圍2項所述之伺服驅動滾筒式網版印刷機，其中，上述網版載具的左側線性伺服機構與右側線性伺服機構能夠分開獨立驅動。
4. 如申請專利範圍1項所述之伺服驅動滾筒式網版印刷機，其中，上述單一線性伺服機構安裝於上述網版載具中央，驅使上述網版載具於上述入料區域與出料區域之間的直線方向進行往復式位移。
5. 如申請專利範圍1項所述之伺服驅動滾筒式網版印刷機，其中，上述出料輸送台設有一鄰設於上述收料機的第一輸送部以及一位於上述第一輸送部與印刷滾筒之間的第二輸送部，上述第一輸送部連接一第一驅動馬達，並受上述第一驅動馬達帶動，產生一相同於上述收料機同步速率的第一傳輸速度；而上述第二輸送部連接一第二驅動馬達，並受上述第二驅動馬達帶動，產生一依據上述印刷滾筒或出料輸送台的速度做適當變換與調節的第二傳輸速度。
6. 如申請專利範圍1項所述之伺服驅動滾筒式網版印刷機，其中，上述入料輸送台與印刷滾輪之間進一步設有一定位裝置，上述定位裝置連接於一等時同步馬達，並受上述等時同步馬達帶動進行上述片材的對位與夾持移動。
7. 如申請專利範圍1項所述之伺服驅動滾筒式網版印刷機，其中，上述進料機設有一容置上述片材堆疊擺放的儲料槽，且上述儲料槽頂部設有一將堆疊片材分離的取料裝置，上述取料裝置一側設有一對應上述入料輸送台位置的進料輸送部，又上述取料裝置連接於一第三驅動馬達，並受上述第三驅動馬達帶動，將堆疊片材彼此分離，而上述進料輸送部連接於一第四驅動馬達，並受上述第四驅動馬達帶動。
8. 如申請專利範圍7項所述之伺服驅動滾筒式網版印刷機，其中，上述第四驅動馬達另連接於上述入料輸送台，並同步帶動上述入料輸送台進行上述片材的輸送。
9. 如申請專利範圍1項所述之伺服驅動滾筒式網版印刷機，其中，上述直驅伺服機構設為一伺服馬達。
10. 如申請專利範圍1項所述之伺服驅動滾筒式網版印刷機，其中，上述線性伺服機構設為一線性馬達。