TWM504011U - 可自動校正偏差的曲面轉印設備 - Google Patents

Description

可自動校正偏差的曲面轉印設備

本創作涉及一種轉印設備，特別是一種可以自動校正在物體之曲面產生的印刷偏差的一種可自動校正偏差的曲面轉印設備。

曲面印刷與平面印刷在印刷內容的偏差校正方面具有不同的技術難度，平面印刷的印刷內容只存在X-Y軸向所定義之印刷平面的位置偏差，曲面印刷的印刷內容更涉及物體之曲面和Z軸之間的相對傾斜角度所產生的位置偏差；在物體的曲面進行油墨印刷需要採用特殊的設備，已知的一種曲面印刷設備是利用一種具有弧形表面的轉印頭，將預設於平面型印模之平面的印刷內容轉印至物體的曲面。

曲面轉印的過程難免會因為許多因素，使得轉印至物體之曲面的印刷內容產生位置或是形狀的偏差，已知造成這種偏差的關鍵因素在於轉印頭和印模之間的相對位置的偏差。

在已知的曲面轉印設備中校正上述偏差的技術係以人工的方式進行，這種方式要由有經驗和熟練的技術人員執行，執行的過程首先要在物體的曲面進行試印，再由人工判斷並以手動調整的方式校正轉印頭和印模之間的相對位置，以及校正轉印頭和物體之曲面之間的相對位置，這種方式通常需要經過多次的手動調整才能修正上述的偏差，對於自動化的連續轉印作業而言，將會影響生產效率及增加整體的作業時間。

本創作的目的在提供一種可自動校正偏差的曲面轉印設備，用以自動校正曲面轉印設備，避免在物體之曲面進行曲面轉印時產生偏差。

本創作可自動校正偏差的曲面轉印設備的一實施例，包括：一印模，一轉印頭，一多維度調整平台，一影像攝取單元和一校正控制單元，印模的一表面具有由油墨構成的印刷內容，轉印頭可依一預設路徑依序移動至和印模及物品之表面接觸的位置,用以將印模之表面的印刷內容轉印至物體表面(若無特別註明，在下文中所述物體表面可為曲面或平面其中之任一者，但不以此為限)，多維度調整平台承載印模且可作多維度運動，影像攝取單元用以攝取物體表面之印刷內容的影像，並將印刷內容的影像送至校正控制單元，校正控制單元依據影像檢知印刷內容是否存在偏差，以及在存在偏差時控制多維度調整平台進行多維度運動。

在本創作可自動校正偏差的曲面轉印設備的一實施例，多維度調整平台的運動維度包含：X軸向位移，Y軸向位移，以及以Z軸為軸心的旋轉運動。

本創作可自動校正偏差的曲面轉印設備的另一實施例，包括：一連續作業平臺，用以承載和將待印刷之物體移動至一印刷位置，以及將已印刷物體移動至一檢測位置，在印刷位置的待印刷物體由轉印頭進行印刷操作，在檢測位置的已印刷物體由影像攝取單元攝取已印刷於物體表面之印刷內容的影像。

在本創作可自動校正偏差的曲面轉印設備的一實施例，連續作業平臺包含：一治具，一旋轉式平台和一定位單元：治具係用以承載物體；旋轉式平可以承載治具，以及將治具及其承載的物體依序移動至一進料位置，一印刷位置，一檢測位置和一出料位置：定位單元係用以對旋轉式平台提供定位功能，以及將位於印刷位置的治具及其承載的物體升舉至準備印刷的高度。

在本創作可自動校正偏差的曲面轉印設備的一實施例，印刷位置和檢測位置不同，其中影像攝取單元係固定在檢測位置，物體在印刷位置完成印刷作業後被移至檢測位置。

在本創作可自動校正偏差的曲面轉印設備的另一實施例，印刷位置和檢測位置在物體的投影方向重疊，其中轉印頭和影像攝取單元交替地移動至印刷位置，交替地對物體進行印刷作業以及攝取物體表面之印刷內容的影像。

以下配合圖式所描述的內容係為用於實現本創作上述之目的、實施例、技術特徵及其功效的較佳實施方式，並非用以限定本創作。

首先請參閱圖1，為本創作可自動校正偏差的曲面轉印設備之一實施例的功能方塊圖，包括：一印模10，一轉印頭20，一多維度調整平台30，一影像攝取單元40和一校正控制單元50，印模10的一表面11具有由油墨構成的印刷內容，轉印頭20可依一預設路徑依序移動至和印模10及物品A之表面接觸的位置，用以將印模10之表面11的印刷內容轉印至物體A的表面，多維度調整平台30承載印模10且可作多維度運動，影像攝取單元40用以攝取物體A的表面之印刷內容的影像，並將印刷內容的影像送至校正控制單元50，校正控制單元50依據影像檢知印刷內容是否存在偏差，以及在存在偏差時控制多維度調整平台30進行多維度運動調整印模10和轉印頭20的相對位置，進而達到校正偏差之目的。

請參閱圖2，為本創作可自動校正偏差的曲面轉印設備之另一實施例的功能方塊圖，係以圖1之實施例構造為基礎且能實現自動化連續作業的另一實施例，其中還包括：一連續作業平臺60，用以承載和將待印刷之物體A至少移動至一印刷位置P2，以及將已印刷物體移動至一檢測位置P3，在印刷位置P2的待印刷物體A由轉印頭20進行印刷操作，在檢測位置P3的已印刷物體由影像攝取單元40攝取已印刷於物體A的表面之印刷內容的影像。

請參閱圖3A~3C、圖4和圖5，為本創作可自動校正偏差的曲面轉印設備之一實施例的立體構造圖。如圖3A~3C所示，印模10是一種平板狀的元件，其中一種實施方式係由鋼板製成，印模10的表面11具有依據印刷內容形成的突出部及/或凹陷部，印模10的表面11的突出部及/或凹陷部可以透過塗佈油墨而產生印刷內容。轉印頭20的一實施例係為錐型或彈頭型的元件，轉印頭20的一種實施方式係由矽膠或橡膠製成，轉印頭20可在印刷位置P2(見圖5及圖4C)和一沾墨位置(見圖5及圖4B)往復移動，在印刷位置P2的轉印頭20用以對物體A的表面進行印刷(在本創作的圖式中繪示的物體A係以滑鼠為例，但不以此為限)，每次完成印刷作業之後，轉印頭20將回到沾墨位置透過和印模10之表面11接觸(見圖4A)的方式重新取得印模10之表面11由油墨構成的印刷內容。

在本創作的一實施例，油墨係由一油墨供給單元供應，油墨供給單元與校正控制單元50電連接，油墨供給單元的一實施例包括：一墨匣81，一墨刷82和一第三驅動單元83(見圖3B)，墨匣81中裝有印刷用的油墨，墨匣81可控制油墨的供給量並將油墨釋出至墨刷82(亦可為滾輪式墨刷)，第三驅動單元83係由校正控制單元50控制，用以往復地將墨刷82移經印模10的表面11，進而將油墨塗佈於印模10的表面11以構成印刷內容，第三驅動單元83的一種實施方式包含一第四驅動馬達831和一曲柄連桿機構832。

影像攝取單元40的一種實施方式係採用數位攝影裝置，影像攝取單元40和校正控制單元50電連接，校正控制單元50的實施方式可以是電腦，可程式控制器(Programmable Logic Controller, PLC)或其他等效的裝置，可透過軟體或韌體的方式運行一光學影像辨識軟體及控制程序，進而實現本創作自動校正轉印頭20和印模10的相對位置偏差的功能。

在本創作的一實施例，多維度調整平台的運動維度包含：X軸向位移，Y軸向位移，以及以Z軸為軸心的旋轉運動；請參閱圖6，多維度調整平台30的一種實施例包括：一可動平臺31，一第一驅動單元，一第二驅動單元，可動平臺31係用以承載印模10，第一驅動單元帶動可動平臺31作Y軸向的雙向位移，第二驅動單元用以帶動可動平臺31作X軸向的雙向位移以及以Z軸為軸心的雙向旋轉運動(順時針和逆時針旋轉)；第一驅動單元的一種實施方式包含一第一驅動馬達321和一第一傳動機構322(可為導螺桿或其他等效構造)，第一驅動馬達321與校正控制單元50電連接並由其控制，第一驅動馬達321驅動第一傳動機構322帶動可動平臺31作Y軸向的雙向運動，第二驅動單元的一種實施方式包含一第二驅動馬達331，一第三驅動馬達341，一第二傳動機構332和一第三傳動機構342，第二傳動機構332和第三傳動機構342可為導螺桿或其他等效構造，第二驅動馬達331和第三驅動馬達341與校正控制單元50電連接並由其控制，第二驅動馬達331驅動第二傳動機構332帶動可動平臺31作X軸向的雙向運動，第三驅動馬達341驅動第三傳動機構342帶動可動平臺31作X軸向的雙向運動，其中第二傳動機構332和第三傳動機構342的運動方向互相平行且分別位於可動平臺31之中心的兩側對稱位置，如圖6所示，第二驅動馬達331和第三驅動馬達341其中任一者單獨運轉時，將會帶動可動平臺31作以Z軸為軸心的旋轉運動，例如第二驅動馬達331和第三驅動馬達341其中任一者單獨運轉時，將會帶動可動平臺31作以Z軸為軸心的順時針旋轉，反之另一者單獨運轉時，則會帶動可動平臺31作以Z軸為軸心的逆時針旋轉；另一方面，第二驅動馬達331和第三驅動馬達341兩者同步且作同方向運轉，則可以帶動可動平臺31作Y軸向的雙向位移；因此，校正控制單元50依據影像檢知印刷內容存在偏差時，透過控制多維度調整平台30進行多維度運動，就能調整印模10和轉印頭20的相對位置，避免在物體A之曲面進行曲面轉印時產生偏差。

請參閱圖7A~圖7B以及圖8A~圖8C；連續作業平臺60的一實施例包含：一治具61，一旋轉式平台62和一定位單元70；治具61係用以承載物體A，旋轉式平台62可以承載及移動治具61，旋轉式平台62與一第四驅動單元63連接，第四驅動單元63的一種實施方式可為含有減速機構的馬達(如步進馬達，伺服馬達和含有回饋電路的馬達其中任一種)，第四驅動單元63與校正控制單元50電連接並由其控制，用以驅動旋轉式平台62轉動，用以將治具61及其承載的物體A依序移動至一進料位置P1，一印刷位置P2，一檢測位置P3和一出料位置P4(見圖5)，並且重複該移動構成一連續的循環動作；定位單元70係用以對旋轉式平台62提供定位功能，換言之就是在旋轉式平台62移動至該些位置予以定位，以及將位於印刷位置的治具61及其承載的物體A升舉至準備印刷的高度(見圖7A)。

定位單元70包含一往復式驅動器71和一定位器72，往復驅動器71用以帶動定位器72在一待命位置和一作用位置往復移動，定位器72具有三個支撐桿721，治具61的頂面用以承載物體A，在本創作的一實施例，治具61的頂面具有和物體A之形狀吻合的承載槽611(見圖8A~圖8C)，可以自動地將置於該承載槽611的物體A維持於一預設的位置，以確保預定印刷的物體A的表面能位於正確的印刷位置，治具61的底面具有數個分別對應該些支撐桿721的定位孔612，該些支撐桿721具有一錐形的定位端722，在待命位置的定位器72不與治具61接觸(見圖7B及圖8A)，當治具61及其承載的物體A被旋轉式平台62移動至印刷位置P2，定位單元70的往復式驅動器71會將定位器72的該些支撐桿721推動至作用位置，在作用位置的該些支撐桿721的定位端722會分別與治具61之底面對應的定位孔612耦合(見圖8B及圖7A)，同時將治具61及其承載的物體A升舉至準備印刷的高度(見圖7A)，以便轉印頭20對物體A的表面進行印刷作業，在作用位置的定位器72可利用該些支撐桿721的錐形的定位端722與定位孔612的耦合關係提供自動對準的功能，並利用三點定位的原理將治具61及其承載的物體A保持在預設的位置，另一方面在作用位置的定位器72同時亦會與旋轉式平台62卡合，用以將旋轉式平台62定位在預設的位置；在物體A完成印刷之後，定位器72將回復至待命位置，而治具61及其承載的已印刷完成的物體A將會下降回到旋轉式平台62，進而被旋轉式平台62帶離印刷位置，而另一個承載有待印刷物體A的治具61則會被移動至印刷位置P2準備進行印刷作業。

在本創作的一實施例，印刷位置P2和檢測位置P3不同(見圖5)，其中影像攝取單元40係固定在檢測位置P3(見圖5)，轉印頭20與一第六驅動單元21連接，第六驅動單元21的一種實施方式可為馬達和導螺桿機構的組合，以及其他等效構造，第六驅動單元21與校正控制單元50電連接並由其控制，可帶動轉印頭20在一印刷位置P2和一沾墨位置(見圖4B)往復移動，在印刷位置P2的轉印頭20可藉由一第五驅動單元22的帶動在第一位置和一第二位置往復移動(第五驅動單元22的一種實施方式可為馬達和導螺桿機構的組合，雙動氣壓缸，以及其他等效構造)，在第一位置的轉印頭20可與物體A的表面接觸用以對物體A的表面進行印刷，在第二位置的轉印頭20係離開物體A的表面，等待由第六驅動單元21將轉印頭20移動至沾墨位置(見圖4B)，轉印頭20在印刷完畢回到沾墨位置之後，可以被第六驅動單元21帶動下降與印模10的表面11接觸(見圖4A)，用以取得印刷內容。

請參閱圖9和圖10，在本創作的另一實施例，印刷位置P2和檢測位置P3在物體A的投影方向重疊，其中一種實施方式是由第六驅動單元21同步帶動轉印頭20和影像攝取單元40移動，令轉印頭20和影像攝取單元40交替地移動至印刷位置P2，其中轉印頭20在物體A的表面完成印刷而回到沾墨位置之前，先同步將影像攝取單元40移動到印刷位置P2(見圖9)用以攝取物體A的表面之印刷內容的影像，在下一個待印刷物體A被移動至印刷位置P2，而且轉印頭20再次移動至印刷位置P2的同時，影像攝取單元40亦同時離開印刷位置P2。

以上所述之實施例及/或實施方式，僅是用以說明實現本創作技術的較佳實施例及/或實施方式，並非對本創作技術的實施方式作任何形式上的限制，任何熟習相像技術者，在不脫離本創作內容所揭露之技術手段的範圍，當可作些許之更動或修飾為其他等效的實施例，但仍應視為與本創作實質相同之技術或實施例。

A‧‧‧物品
P1‧‧‧進料位置
P2‧‧‧印刷位置
P3‧‧‧檢測位置
P4‧‧‧出料位置
10‧‧‧印模
11‧‧‧表面
20‧‧‧轉印頭
21‧‧‧第六驅動單元
22‧‧‧第五驅動單元
30‧‧‧多維度調整平台
31‧‧‧可動平臺
321‧‧‧第一驅動馬達
322‧‧‧第一傳動機構
331‧‧‧第二驅動馬達
332‧‧‧第二傳動機構
341‧‧‧第三驅動馬達
342‧‧‧第三傳動機構
40‧‧‧影像攝取單元
50‧‧‧校正控制單元
60‧‧‧連續作業平臺
61‧‧‧治具
611‧‧‧承載槽
612‧‧‧定位孔
62‧‧‧旋轉式平台
63‧‧‧第四驅動單元
70‧‧‧定位單元
71‧‧‧往復式驅動器
72‧‧‧定位器
721‧‧‧支撐桿
722‧‧‧定位端
81‧‧‧墨匣
82‧‧‧墨刷
83‧‧‧第三驅動單元
831‧‧‧第四驅動馬達
832‧‧‧曲柄連桿機構

圖1，為本創作可自動校正偏差的曲面轉印設備之一實施例的功能方塊圖。 圖2，為本創作可自動校正偏差的曲面轉印設備之另一實施例的功能方塊圖。 圖3A，為本創作可自動校正偏差的曲面轉印設備之一實施例的立體構造圖。 圖3B，為圖3A之另一視角的立體構造圖。 圖3C，為圖3A之另一視角的立體構造圖。 圖4A，為圖3A之實施例構造的正視圖。 圖4B~4C，為圖4A的連續動作示意圖，繪示轉印頭的位置。 圖5，為圖3A之實施例構造的俯視圖。 圖6，為本創作可自動校正偏差的曲面轉印設備之局部構造圖，繪示多維度調整台的一實施例構造。 圖7A，為圖4A在標示區域7A的局部構造圖，繪示連續作業平臺的一實施例構造，以及定位單元之定位器向上升起的情形。 圖7B，為圖7A的連續動作示意圖，繪示定位單元之定位器下降的情形。 圖8A~8C，為本創作可自動校正偏差的曲面轉印設備之局部構造圖，繪示定位單元之定位器和治具的構造。 圖9，為本創作可自動校正偏差的曲面轉印設備之另一實施例的構造圖。 圖10，為圖9之實施例構造的動作示意圖，繪示影像攝取單元移到印刷位置攝取物體表面之印刷內容的情形。

10‧‧‧印模

20‧‧‧轉印頭

30‧‧‧多維度調整平台

40‧‧‧影像攝取單元

50‧‧‧校正控制單元

Claims (10)

1. 一種可自動校正偏差的曲面轉印設備，可以自動校正在一物體之曲面產生的印刷偏差，包括：一印模，一轉印頭，一多維度調整平台，一影像攝取單元和一校正控制單元，該印模的一表面具有由油墨構成的印刷內容，該轉印頭可依一預設路徑依序移動至和該印模及該物品之表面接觸的位置，用以將該印模之表面的印刷內容轉印至該物體表面，該多維度調整平台與該校正控制單元電連接，該多維度調整平台承載該印模且可作多維度運動，該影像攝取單元與該校正控制單元電連接，該影像攝取單元用以攝取該物體表面之該印刷內容的影像，並將該印刷內容的影像送至該校正控制單元，該校正控制單元依據該影像檢知該印刷內容是否存在偏差，以及在存在該偏差時控制該多維度調整平台進行多維度運動，進而調整該印模和該轉印頭的相對位置。
2. 如請求項1所述可自動校正偏差的曲面轉印設備，該多維度調整平台包括：一可動平臺，一第一驅動單元和一第二驅動單元，該可動平臺用以承載該印模，該第一驅動單元帶動該可動平臺作Y軸向的雙向位移，該第二驅動單元帶動該可動平臺作X軸向的雙向位移以及以Z軸為軸心的雙向旋轉運動。
3. 如請求項2所述可自動校正偏差的曲面轉印設備，該第一驅動單元包含一第一驅動馬達和一第一傳動機構，該第一驅動馬達與該校正控制單元電連接並由其控制，該第一驅動馬達驅動該第一傳動機構帶動該可動平臺作Y軸向的雙向運動。
4. 如請求項2所述可自動校正偏差的曲面轉印設備，該第二驅動單元包含一第二驅動馬達，一第三驅動馬達，一第二傳動機構和一第三傳動機構，該第二驅動馬達和該第三驅動馬達與該校正控制單元電連接並由其控制，該第二驅動馬達驅動該第二傳動機構帶動該可動平臺作X軸向的雙向運動，該第三驅動馬達驅動該第三傳動機構帶動該可動平臺作X軸向的雙向運動，該第二傳動機和該第三傳動機構的運動方向互相平行且分別位於該可動平臺之中心的兩側對稱位置。
5. 如請求項1所述可自動校正偏差的曲面轉印設備，該影像攝取單元係為數位攝影裝置，該校正控制單元運行一光學影像辨識軟體及控制程序，用以自動校正該轉印頭和該印模的相對位置的偏差。
6. 如請求項1所述可自動校正偏差的曲面轉印設備，包括一連續作業平臺用以承載和將待印刷之該物體移動至一印刷位置，以及將已印刷的該物體移動至一檢測位置，在該印刷位置的待印刷的該物體由該轉印頭進行印刷操作，在該檢測位置的已印刷的該物體由該影像攝取單元攝取已印刷於該物體表面之該印刷內容的影像。
7. 如請求項6所述可自動校正偏差的曲面轉印設備，該連續作業平臺包含：一治具，一旋轉式平台和一定位單元；該治具係用以承載該物體，該旋轉式平台可以承載及移動該治具，該旋轉式平台與一第四驅動單元連接，該第四驅動單元與該校正控制單元電連接並由其控制，用以驅動該旋轉式平台轉動，用以將該治具及其承載的該物體依序移動至一進料位置，該印刷位置，該檢測位置和一出料位置；該定位單元係用以在該旋轉式平台移動至該些位置予以定位，以及將位於該印刷位置的治具及該治具承載的該物體升舉至準備印刷的高度。
8. 如請求項7所述可自動校正偏差的曲面轉印設備，該定位單元包含一往復式驅動器和一定位器，該往復驅動器用以帶動該定位器在一待命位置和一作用位置往復移動，該定位器具有三個支撐桿，該治具的頂面用以承載該物體，該治具的頂面具有和該物體之形狀吻合的一承載槽，該治具的底面具有數個分別對應該些支撐桿的定位孔，該些支撐桿具有一錐形的定位端，在待命位置的該定位器不與該治具接觸，當該治具被該旋轉式平台移動至該印刷位置，該往復式驅動器將該定位器的該些支撐桿推動至該作用位置，在作用位置的該些支撐桿的該定位端會分別與該治具之底面對應的該些定位孔耦合，同時將該治具及該治具承載的該物體升舉至該準備印刷的高度，在該作用位置的該定位器與該旋轉式平台卡合。
9. 如請求項7所述可自動校正偏差的曲面轉印設備，該印刷位置和該檢測位置在該物體的投影方向重疊，該轉印頭和該影像攝取單元由一驅動單元同步移動，令該轉印頭和該影像攝取單元交替地移動至該印刷位置。
10. 如請求項6所述可自動校正偏差的曲面轉印設備，該影像攝取單元係固定在該檢測位置。