TW201900429A - 印刷用旋轉治具 - Google Patents

Abstract

本發明印刷用旋轉治具，能將一待加工物旋轉至一預設方位來配合印刷裝置加工，包含：一夾持本體及一伺服驅動裝置；該夾持本體具有第一夾件、第二夾件及旋轉機構，第一夾件及第二夾件共同構成一夾持空間，能夠彼此接近或遠離使得待加工物定位在該夾持空間；該旋轉機構安裝於該第一夾件上，具有一渦桿及一旋轉件，該旋轉件一端設有一與該待加工物接觸的定位部，另一端設有與該渦桿連接的渦輪；該伺服驅動裝置，連接該旋轉機構帶動該渦桿旋轉，使該待加工物收到帶動旋轉來改變加工位置，以利上述印刷裝置能對該待加工物的不同位置進行加工。

Description

印刷用旋轉治具

本發明主要是關於一種治具，尤指一種能夠夾持物品，且能使該物品因印刷上的需求而受控於夾具上旋轉的治具。

為了供使用者能夠辨別或是增進對產品的了解，在產品上呈現出圖案文字或符號來作為標示或是產品說明的方式相當尋常，其中，為了讓圖案文字出現在產品上，除了另外將設計的圖案或文字以貼紙或包膜的形式附加於產品的表面外，另一種常見的加工方式則是直接將文字或圖案印刷於物體的表面上。

其中，雖然直接將圖案印刷在二維的物體表面的技術相對簡單，但是對於要如何在具有曲面的物體上面進行印刷變得十分麻煩，其中要解決的問題包含：如何固定具有曲面的物體；欲印刷的部位正好位於曲面部份且欲印刷的圖案本身面積較大而需要對被印刷物體進行旋轉時，如何能夠精確地控制其轉動動作；以及為了印刷複數圖案而需要多次印刷時，如何確保在不同次的印刷中，圖案間的相對位置能夠固定；以及如何縮小能解決上述各種問題的機器的體積。因此，為了生產上的方便，需要一種能解決上述問題的治具。

本發明之主要目的在於提供一種印刷用旋轉治具，除了在印刷時提供固定被印刷物的功能外，還能因應印刷需求，在保持物體固定於治具的狀態下，旋轉被印刷物的固定方向，使得生產印刷時能在不取下被印刷物的同時，依照印刷需求針對被印刷物的不同面進行印刷。

本發明之次要目的在於提供一種印刷用旋轉治具，能與用以旋轉被印刷物的一伺服驅動裝置結合並分離，減少整個裝置中所需的伺服驅動裝置的數量、同時減少裝置整體的體積。

為達到上述目的，本發明印刷用旋轉治具，將一待加工物旋轉至一預設方位來配合一印刷裝置加工，上述印刷用旋轉治具包含：一夾持本體，以及一伺服驅動裝置。

上述夾持本體具有一第一夾件、一第二夾件及一旋轉機構，上述第一夾件以及上述第二夾件共同構成一夾持空間，且上述第一夾件與第二夾件之間能夠彼此互相接近或遠離來改變上述夾持空間大小，使得上述待加工物能夠定位在上述夾持空間中；上述旋轉機構安裝於上述第一夾件，並具有一渦桿以及至少一旋轉件，上述至少一旋轉件一端設有一與上述待加工物接觸的定位部，另一相對端設有一與上述渦桿相連接的渦輪。

上述伺服驅動裝置連接上述旋轉機構，用以帶動上述渦桿旋轉，並使上述待加工物同步產生旋轉來改變加工位置。

其中，關於上述夾持本體的詳細作動機構部分，於一實施例中，上述夾持本體進一步包含一連接在上述第一夾件與第二夾件之間的調整機構，上述調整機構包含複數個導桿及一歸位件、上述導桿一端連接在上述第二夾件，透過一設於第一夾件的導孔連接上述第一夾件，其中，上述第一夾件設有一推抵部，上述導桿上設有一凸塊，上述凸塊連接上述歸位件，上述歸位件連接上述推抵部；透過上述歸位件抵頂上述推抵部及連接在上述第二夾件上的上述導桿的上述凸塊，保持上述夾持本體夾持上述待加工物。

其中，在一較佳實施例中，上述夾持本體更包含有一設置在上述夾持空間底部的支撐座，上述支撐座能夠改變上述待加工物的高度，使得上述待加工物的轉動軸心能夠同軸於上述旋轉件；並於一些實施例中，於加工時提供上述被加工物不同於上述第一夾持組件及上述第二夾持組件所提供的一加持作用力的支撐作用力。

關於上述支撐座的詳細構造，在本實施例中，上述夾持空間底部設有一設置於上述第二夾件的支撐桿，上述支撐座為套設在上述支撐桿的支撐筒，並以上述支撐桿為軸心旋轉。

關於其他部份的設計，於上述旋轉機構部分：為了防止上述旋轉機構的上述渦桿及上述旋轉件間因使用而磨損、並持續能保持兩者之間的緊密接觸，於一實施例中，上述第一夾件與上述旋轉機構之間設有一復歸機構，上述復歸機構一端作用於上述第一夾件，另一相對端作用於上述至少一渦桿，使得上述渦桿持續受力朝向至少一上述旋轉件迫壓，保持上述渦桿與上述旋轉件之間緊密連結。

其中，於一較佳實施中，上述印刷用旋轉治具進一步包含一輔助驅動裝置，上述輔助驅動裝置連接於上述伺服驅動裝置，並能帶動上述伺服驅動裝置在一與上述旋轉機構連接的連動位置以及一與上述旋轉機構分離的待機位置之間往復切換，使得上述印刷用旋轉治具可配合上述輔助驅動裝置，使上述伺服驅動裝置能夠與上述夾持本體組卸分離，並可透過同一台伺服驅動裝置驅動複數個夾持本體而減少整個裝置的總體積及構件數量。

詳細部分，於一較佳實施例中，上述渦桿一端設有一被動齒輪，而上述伺服驅動裝置設有一伺服馬達以及一與上述伺服馬達連接的驅動齒輪，上述驅動齒輪與被動齒輪能在上述連動位置彼此齧合。

另外，在上述較佳實施例中，上述印刷用旋轉治具進一步包含一旋轉盤及一固定台，上述固定台與上述旋轉盤相鄰設置，複數個上述夾持本體設置在上述旋轉盤上，上述伺服驅動裝置安裝在上述固定台上，透過上述旋轉盤帶動上述夾持本體，使得複數個上述夾持本體可透過同一個上述伺服驅動裝置帶動上述待加工物。

其中，上述印刷裝置包含複數個印刷單元，複數個上述印刷單元沿著上述旋轉盤的移動方向設置，使上述夾持本體透過上述旋轉盤帶動讓上述被加工物待加工物依照順序分別受到不同的上述印刷單元印刷。

由以上說明可知，本發明的特點在於：夾持本體設有第一夾件、一第二夾件、一旋轉機構，透過上述第一夾件及上述第二夾件共同更成一夾持空間以在其中放置並夾持一待加工物。上述旋轉機構安裝於上述第一夾件上，並可與上述待加工物互相接觸，上述旋轉機構配合一可與上述夾持本體分離齧合的伺服驅動裝置，旋轉被夾持中的上述待加工物；其中，上述夾持空間中設有一支撐座，用支持並墊高上述待加工物的高度，使上述待加工物的轉動軸心能夠同軸於上述旋轉件；為了保持上述旋轉機構中的渦桿與旋轉件之間緊密連接，上述第一夾件與上述旋轉機構之間設有一復歸機構，上述復歸機構一端作用於上述第一夾件，另一相對端作用於上述渦桿，使得上述渦桿持續受力朝向上述旋轉件迫壓。

而實際使用時，上述印刷用旋轉治具可以進一步包含一旋轉盤及一固定台，上述固定台與上述旋轉盤相鄰設置，複數個上述夾持本體設置在上述旋轉盤上，上述伺服驅動裝置及一印刷裝置安裝在上述固定台上，透過上述旋轉盤帶動上述夾持本體，使得複數個上述夾持本體可透過同一個上述伺服驅動裝置帶動上述待加工物進行旋轉，並移動至上述印刷裝置進行印刷。

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：

請參照圖1所示，本發明印刷用旋轉治具，在一較佳實施例中使用時，可同時安裝複數台於同一機台10上並配合推抵裝置13、印刷裝置14使用，包含：至少一夾持本體20以及至少一個伺服驅動裝置40。

關於上述夾持本體20的部分，請參考圖1至圖5所示，上述夾持本體20用以夾持並固定一待加工物50(即被印刷物)，並配合上述伺服驅動裝置40來轉動上述待加工物50至一預設配合方位，以利上述印刷裝置14印刷；上述夾持本體20具有一第一夾件21、一第二夾件22以及一旋轉機構30(請參考圖5)，上述第一夾件21以及上述第二夾件22共同構成一夾持空間23，供上述待加工物50放置，且上述第一夾件21與第二夾件22之間能夠彼此互相接近或遠離來改變上述夾持空間23大小，使得上述待加工物50能夠定位在上述夾持空間23中。

上述旋轉機構30安裝於上述第一夾件21，並具有一渦桿31以及複數個旋轉件32，上述旋轉件32一端設有一與上述待加工物50接觸的定位部321，另一相對端設有一與上述渦桿31相連接的渦輪322；上述旋轉機構30透過上述伺服驅動裝置40(請參考圖1及圖7所示)帶動旋轉而使得上述渦桿31、上述旋轉件32及上述定位部321接觸的上述待加工物50轉動。

首先，關於上述第一夾件21及上述第二夾件22的詳細部分：請參考圖1、圖2、圖3及圖4所示，於本實施例中，上述第一夾件21作為上述夾持本體20的座體，並於其一側設有來自於上述旋轉機構30中，用與以上述待加工物50接觸的定位部321；上述第二夾件22於本實施例中為一板體，其上則設有一與上述定位部321的位置對應的對應部221，而使用時，上述待加工物50則是透過上述定位部321及一上述對應部221共同受上述第一夾件21及上述第二夾件22夾持而定位在上述夾持空間23中。

其中、本發明並沒有限定上述定位部321及上述對應部221的形狀、使得使用者可以針對上述待加工物50的形狀、變更上述定位部321及上述對應部221的形狀設計或是更換整個零件、以幫助上述待加工物50的固定穩固。

另外，於本實施例中，上述第一夾件21與第二夾件22之間具有一調整機構，用以快速的改變上述夾持空間23的大小並維持上述待加工物50受到上述第一夾件21與上述第二夾件22共同固定；上述調整機構包含複數個連結於上述第二夾件22的導桿222及複數個作為歸位件223的彈簧，上述導桿222一端連接在上述第二夾件22，透過一設於第一夾件21的導孔201連接上述第一夾件21，並於上述導桿222的底端上連接有一凸塊224，而在上述第一夾件21中設有一推抵部202，上述歸位件223連接於上述凸塊224與上述推抵部202之間。

如圖2、圖3及圖4所示，於本實施例中，當上述凸塊224以及與上述凸塊224連接的上述導桿222受到設置於上述機台10上的上述推抵裝置13推抵所傳遞的一推抵作用力131時，透過上述凸塊224與上述推抵部202之間的相對移動，進而壓縮上述歸位件223的長度，並使得上述第一夾件21與上述第二夾件22之間遠離，擴大上述夾持空間23，並使得上述待加工物50不被上述第一夾件21與上述第二夾件22共同夾持（如圖3所示）。而當上述推抵裝置13不推抵上述凸塊224及上述導桿222時，上述歸位件223回復其原本的長度，使上述凸塊224與上述推抵部202互相遠離，進而使上述第一夾件21與上述第二夾件22夾持固定述上述待加工物50(如圖4所示)。

其中，本發明並沒有特別限制上述夾持本體20一定要具有上述調整機構、使得於一些實施例中、上述導桿222可變更為一螺桿、而上述導孔201上可設有與上述螺桿對應的螺紋，且上述導桿222可獨立的相對於上述第二夾件22進行旋轉，利用上述導桿222的旋轉及上述導孔201上的上述螺紋、控制並改變上述第一夾件21與上述第二夾件22間的距離。

請參考圖2、圖3及圖4所示，於本實施例中，上述夾持本體20包含有複數個設置在上述夾持空間23底部，作為支撐座24的支撐筒241，上述支撐筒241套設於一部份作為支撐桿的上述導桿222上，並能夠以上述導桿222作為軸心旋轉以配合上述待加工物50被上述定位部321帶動的動作；上述支撐筒241能夠改變上述待加工物50的高度，使得上述待加工物50的轉動軸心能夠同軸於上述旋轉件32並於加工時透過作為支撐桿的上述導桿222提供上述待加工物50不同於上述第一夾件21及上述第二夾件22所提供的一加持作用力的支撐作用力。

來到上述旋轉機構30的部分，請參考圖2及圖5所示，如前述，上述旋轉機構30的上述旋轉件32的上述定位部321位於上述第一夾件21一側、而其餘的渦桿31、渦輪322、則設於上述第一夾件21的另一側；於本實施例中，上述渦桿31一端還設有一被動齒輪311，用以與上述伺服驅動裝置40上的一驅動齒輪41彼此齧合(圖2、5未示該伺服驅動裝置40、請參考後面說明)。

此外，一樣請參考圖2及圖5所示，為了幫助保持上述渦桿31與上述旋轉件32之間有磨耗問題使得上述旋轉件32的動作產生誤差，於本實施例中，上述第一夾件21與上述旋轉機構30之間設有一復歸機構25，上述復歸機構25具有複數個與上述渦桿31及上述第一夾件21連接並可相對運動的滑塊251、以及連接於上述滑塊251及上述第一夾件21之間作為復歸件252的的彈簧，並透過上述彈簧的作用使得上述渦桿31受到來自上述滑塊251推抵而持續受到一復歸作用力，以同時朝向複數個上述旋轉件32的上述渦輪322進行迫壓，保持上述渦桿31與上述旋轉件32之間緊密接觸。

要特別說明的是、本發明並沒有限制上述旋轉機構30與上述復歸機構之間的設計樣態，使得在其他實施例中，可以變更上述旋轉件32的數量，使得上述夾持本體20一次僅能固定一個上述待加工物50；同理、也可以增加上述旋轉件32的數量；上述滑塊251可以改為連接上述旋轉件32而非與上述渦桿31接觸；而上述復歸件252的樣態亦可以變換為分別連接在上述滑塊251與上述第一夾件21間的一組磁鐵，其作用是利用磁鐵間的相斥或是相吸使得上述滑塊251與上述第一夾件21之間產生上述復歸作用力，使得連接上述滑塊251的上述旋轉件32與連接上述第一夾件21的上述導桿222間緊密接觸。

回到實際應用方面，請參考圖1、圖6及圖7所示，於本實施例中，上述機台10包含一旋轉盤11及一固定台12、上述旋轉盤11同時安裝複數個上述夾持本體20、並於上述固定台12上設置有上述推抵裝置13以及複數台分別配合不同的上述印刷裝置14對被上述夾持本體20夾持的上述待加工物50的不同面進行印刷用的伺服驅動裝置40(因為於本實施例中，上述印刷裝置14每進行一次印刷即需要轉變一次上述待加工物50)。

上述旋轉盤11相鄰於上述固定台12、並可相對於上述固定台12進行轉動，進而帶動安裝在上述旋轉盤11上的上述夾持本體20，於一對上述夾持本體20進行推抵動作的推抵位置111、複數個對上述夾持本體20進行轉動動作的轉動位置112、複數個對上述夾持本體20中的上述代加工件進行印刷的印刷位置113間進行循環移動。

如圖所示、當上述夾持本體20到達上述推抵位置111時、上述推抵裝置13與上述夾持本體20相鄰、且上述推抵裝置13進行如前述段落中圖3、圖4所示的作動方式，藉由接觸推抵提供上述推抵作用力131的方式接觸上述夾持本體20上的構件(凸塊224)，使得上述夾持空間23改變大小。

而於上述轉動位置112時，上述伺服驅動裝置40與上述夾持本體20相鄰、請參考圖1、圖6及圖7所示，這時候，上述伺服驅動裝置40中的一輔助驅動裝置42作動、使上述伺服驅動裝置40由一上述驅動齒輪41不會與上述旋轉機構30上的上述被動齒輪311互相接觸的待機位置401，移動到使上述驅動齒輪41與上述被動齒輪311互相接觸齧合的連動位置402，並啟動一與上述驅動齒輪41連接的伺服馬達43，透過上述伺服馬達43、將動力由上述驅動齒輪41傳遞至上述被動齒輪311、上述渦桿31、上述旋轉件32上的上述渦輪322、透過上述旋轉件32上的上述定位部321，帶動上述待加工物50進行旋轉並利用對於上述伺服馬達43的動作控制，使位於上述待加工物50表面而之後將被上述印刷裝置14印刷的部分露出於上方(對應上述印刷裝置14的印刷位置)，接著，上述輔助驅動裝置42再進行反轉、使上述伺服驅動裝置40遠離上述被動齒輪311、而回到上述待機位置401，供上述夾持本體20帶動轉動過的上述待加工物50移動至上述印刷位置113。

當上述夾持本體20透過上述旋轉盤11帶動而移動到上述印刷位置113進行印刷時，上述印刷裝置14的上述印刷頭部下降而與上述被加工物50互相接觸，其中，透過上述渦桿31及渦輪322的設計，使得接觸時就算產生一相對於渦輪322軸心方向的旋轉力矩使上述待加工物50轉動，也能夠過上述渦桿31產生一抵抗上述旋轉力矩的反作用力，來防止上述渦輪322的轉動，進而保持上述待加工物50不會因接觸上述印刷頭部而旋轉。

如圖1所示、在本實施例中上述印刷裝置14包含複數個印刷單元141及複數個伺服驅動裝置40，複數個上述印刷單元141及上述伺服驅動裝置40沿著上述旋轉盤11的移動方向設置，使上述夾持本體20透過上述旋轉盤11帶動，讓上述待加工物50在不需被取下於上述夾持本體20的狀況下，依照順序分別受到不同的伺服驅動裝置40旋轉並透過上述印刷單元141分別於其表面的不同位置上印刷上不同的文字圖案。

當然、本發明並沒有限制上述印刷用旋轉治具的實際使用樣態，使得在其他實施例中、上述伺服驅動裝置40可以直接連接在上述夾持本體20上，而使得上述夾持本體20不需要上述被動齒輪311，只要上述伺服驅動裝置40能驅動上述渦桿31即可；或者，上述旋轉盤11也可以改變為一長條狀的移動軌道；又或者，可以不需要上述推抵裝置13而利用人力來推抵或轉動各相對應構件來改變上述夾持空間23的大小，當然，也可以改變上述推抵裝置13、上述印刷裝置14及上述伺服驅動裝置40的數量。

上述所舉實施例，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。

10‧‧‧機台

11‧‧‧旋轉盤

111‧‧‧推抵位置

112‧‧‧轉動位置

113‧‧‧印刷位置

12‧‧‧固定台

13‧‧‧推抵裝置

131‧‧‧推抵作用力

14‧‧‧印刷裝置

141‧‧‧印刷單元

20‧‧‧夾持本體

21‧‧‧第一夾件

201‧‧‧導孔

202‧‧‧推抵部

22‧‧‧第二夾件

221‧‧‧對應部

222‧‧‧導桿

223‧‧‧歸位件

224‧‧‧凸塊

23‧‧‧夾持空間

24‧‧‧支撐座

241‧‧‧支撐筒

25‧‧‧復歸機構

251‧‧‧滑塊

252‧‧‧復歸件

30‧‧‧旋轉機構

31‧‧‧渦桿

311‧‧‧被動齒輪

32‧‧‧旋轉件

321‧‧‧定位部

322‧‧‧渦輪

40‧‧‧伺服驅動裝置

401‧‧‧待機位置

402‧‧‧連動位置

41‧‧‧驅動齒輪

42‧‧‧輔助驅動裝置

43‧‧‧伺服馬達

50‧‧‧待加工物

圖1為本發明印刷用旋轉治具於一較佳實施例中的使用示意圖； 圖2為圖1中夾持本體的分解圖； 圖3、圖4為圖1中第一夾件及第二夾件作動時的側面示意圖； 圖5為圖2中，夾持本體的立體示意圖； 圖6為圖1中夾持本體位於轉動位置的側面示意圖； 圖7為圖6中，伺服驅動馬達的作動示意圖。

Claims (9)

1. 一種印刷用旋轉治具，將一待加工物旋轉至一預設方位來配合一印刷裝置加工，上述印刷用旋轉治具包含： 一夾持本體，具有一第一夾件、一第二夾件及一旋轉機構，上述第一夾件以及上述第二夾件共同構成一夾持空間，且上述第一夾件與第二夾件之間能夠彼此互相接近或遠離來改變上述夾持空間大小，使得上述待加工物能夠定位在上述夾持空間中；上述旋轉機構安裝於上述第一夾件，並具有一渦桿以及至少一旋轉件，上述至少一旋轉件一端設有一與上述待加工物接觸的定位部，另一相對端設有一與上述渦桿相連接的渦輪； 一伺服驅動裝置，連接上述旋轉機構，用以帶動上述渦桿旋轉，並使上述待加工物同步產生旋轉來改變加工位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述印刷用旋轉治具，其中，上述夾持本體進一步包含一連接在上述第一夾件與第二夾件之間的調整機構，上述調整機構包含複數個導桿及一歸位件、上述導桿一端連接在上述第二夾件，透過一設於第一夾件的導孔連接上述第一夾件，其中，上述第一夾件設有一推抵部202，上述導桿上設有一凸塊，上述凸塊連接上述歸位件，上述歸位件連接上述推抵部。
3. 如申請專利範圍第1項所述印刷用旋轉治具，其中，上述夾持本體更包含有一設置在上述夾持空間底部的支撐座，上述支撐座能夠改變上述待加工物的高度，使得上述待加工物的轉動軸心能夠同軸於上述旋轉件。
4. 如申請專利範圍第3項所述印刷用旋轉治具，其中，上述夾持空間底部設有一設置於上述第二夾件的支撐桿，上述支撐座為套設在上述支撐桿的支撐筒，並能以上述支撐桿為軸心旋轉。
5. 如申請專利範圍第1項所述印刷用旋轉治具，其中，上述第一夾件與上述旋轉機構之間設有一復歸機構，上述復歸機構一端作用於上述第一夾件，另一相對端作用於上述至少一渦桿，使得上述渦桿持續受力朝向至少一上述旋轉件迫壓，保持上述渦桿與上述旋轉件之間緊密連結。
6. 如申請專利範圍第1項所述印刷用旋轉治具，其中，上述印刷用旋轉治具進一步包含一輔助驅動裝置，上述輔助驅動裝置連接於上述伺服驅動裝置，並能帶動上述伺服驅動裝置在一與上述旋轉機構連接的連動位置以及一與上述旋轉機構分離的待機位置之間往復切換。
7. 如申請專利範圍第1項所述印刷用旋轉治具，其中，上述渦桿一端設有一被動齒輪，而上述伺服驅動裝置設有一伺服馬達以及一與上述伺服馬達連接的驅動齒輪，上述驅動齒輪與上述被動齒輪能在上述連動位置彼此齧合。
8. 如申請專利範圍第1項所述印刷用旋轉治具，其中，上述印刷用旋轉治具進一步包含一旋轉盤及一固定台，上述固定台與上述旋轉盤相鄰設置，複數個上述夾持本體設置在上述旋轉盤上，上述伺服驅動裝置安裝在上述固定台上，透過上述旋轉盤帶動上述夾持本體，使得複數個上述夾持本體可透過同一個上述伺服驅動裝置帶動上述待加工物。
9. 如申請專利範圍第8項所述印刷用旋轉治具，其中，上述印刷裝置包含複數個印刷單元，複數個上述印刷單元沿著上述旋轉盤的移動方向設置，使上述夾持本體透過上述旋轉盤帶動，讓上述被加工物依照順序分別受到不同的上述印刷單元印刷。