专利名称：使喷墨图案与模具纹理完全吻合的瓷砖制备方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及瓷砖制备领域，具体地，涉及一种使喷墨图案与模具纹理完全吻合的瓷砖制备方法及系统。
背景技术：
作为主要的建筑装饰材料之一的瓷砖，通常是以由粘土、石英沙等等混合而成的原材料，经由研磨、混合、压制、施釉、烧结的过程，而形成的一种耐酸碱的瓷质或石质等的材料。瓷砖以其优异的性能而在室内外都广泛使用以进行装饰，例如铺设于地面、墙面、台面、壁炉、喷泉以及外墙等等。在现代瓷砖生产中，印花是一个极为重要的装饰手段，按照预先设计好的图案，将印花釉料印制到砖坯上，从而在烧结后的瓷砖上可以形成丰富多彩的图案。在现有技术中，可采用的印花手段有例如:丝网印花、辊筒印花以及喷墨印花等。其中，喷墨印花技术是通过模具制造出具有凹凸纹理的砖坯，在砖坯上再进行喷墨打印。该喷墨印花技术改变了传统的接触式压力印刷，与砖面不接触就可以“凌空”印刷，且这种技术不仅能轻松地在各种凹凸浮面砖和斜角面上生动印刷纹理，而且不再受限于局部纹理的重复叠印，使得片与片的纹理不一样，纹理的变化更丰富，仿真效果更佳。另外，喷墨印花无需传统压力印刷所必需的制版工序，使瓷砖印花的生产周期大大缩短。此外，该喷墨印花技术所采用的喷墨印花设备集墨水使用、机械合成图案设计、数控操作于一体，只要消费者提供的图片像素达到要求，通过简单的操作即可以逼真、立体地将各种数码照片、艺术画面、自然材质印刷在瓷砖上，图案色彩不再受设备和工艺限制，使小批量、个性化生产成为可能。因此，出于简易、快速、低成本的考虑，无版、无压力的喷墨印花技术日益受到青睐。例如，在中国专利公开CN102503386中公开了一种3D数码喷墨瓷砖的生产工艺，包括制备坯料、面釉及花釉；将坯料在模具砖内成型形成坯砖；将成型后的坯砖烧结干燥；干坯淋釉；喷墨打印；入窑烧成；磨边等步骤。又，例如，在中国专利公开CN 102838386中公开了一种玻璃陶瓷复合板的制造方法，包括:对干坯施底釉，使得所述干坯上形成釉面；在所述釉面上喷墨印花，使得所述干坯成为印花坯；在所述印花坯上喷洒保色剂；以及将所述印花坯入窑烧成等步骤。如上所述的技术，均试图通过采用喷墨印花以制造具有仿原石的效果的瓷砖。然而，在采用现有的喷墨印花技术制备具有仿原石的效果的瓷砖时，均未考虑到喷墨图案与砖坯纹理的匹配性，因此往往由于所设计的图案与砖坯上的凹凸纹理的不匹配而使最终制成的瓷砖达不到逼真的效果。
发明内容
鉴于以上所述，本发明所要解决的技术问题在于提供一种使喷墨图案与模具纹理完全吻合的瓷砖制备方法和系统，从而在制备具有仿原石的效果的瓷砖时具备逼真的效果。为了解决上述技术问题，根据本发明的一方面，提供一种使喷墨图案与模具纹理完全吻合的瓷砖制备方法，包括:对多种天然原石进行扫描以获得多个扫描图案；根据所述多个扫描图案制作具备相应纹理的多个模具；采用所述多个模具进行砖坯成型以制造具备与所述模具的纹理相应的纹理的砖坯；识别要进行喷墨的砖坯的纹理并生成识别信号；基于所述多个扫描图案生成多个喷墨图案；以及根据所述识别信号选择相应的喷墨图案对所述砖坯进行喷墨处理。根据本发明，通过对具有纹理的多种天然原石进行扫描而得到具有相应纹理的多个扫描图案，并根据该多个扫描图案制作具备相应纹理的多个模具，并基于该多个扫描图案生成多个喷墨图案，从而可以确保喷墨图案与模具的纹理完全吻合，另外，由于同时设计制作了多款具有不同纹理的模具和图案，并在生产瓷砖时将各模具例如安装到压机上进行砖坯成型以制造具备与该模具的纹理相应的纹理的砖坯，因此通过对将要进行喷墨的砖坯的纹理进行识别后生成识别信号，根据该识别信号将与该砖坯相应的喷墨图案精准地打印至该砖坯上，可实现喷墨图案与砖坯的纹理的完全吻合，从而在制备具有仿原石的效果的瓷砖时可以具备逼真的效果。又，在本发明中可以通过超声波测距装置测定所述砖坯表面各个点距超声波测距装置的探头的距离以生成所述识别信号。根据本发明，通过超声波测距装置测定砖坯表面各个点距超声波测距装置的探头的距离以生成上述识别信号，由于通过超声波测距装置的探头向该砖坯发射的超声波在空气中传播，且途中碰到该砖坯的表面时就会立即返回来，因此超声波的不同传播距离对应于砖坯的不同纹理，从而可以有效地对砖坯的纹理进行识别。又，在本发明中，在进行所述喷墨处理之前预先对要进行喷墨的砖坯进行精确定位以进行定点定位喷墨处理。根据本发明，首先对将要进行喷墨的砖坯进行精确定位以进行定点定位喷墨处理，从而可以在对砖坯进行喷墨处理之前及时有效地对砖坯的纹理进行识别，有利于根据识别信号选择相应的喷墨图案对砖坯进行喷墨处理。更具体地，在本发明中所述超声波测距装置可以通过电眼对所述砖坯进行感应定位以开始对所述砖坯的纹理识别。在该电眼感应到砖坯时控制超声波测距装置的探头发射超声波信号以开始对砖坯的纹理识别，从而有利于在对砖坯进行喷墨之前及时有效地对砖坯的纹理进行识别。此外，在本发明中可以采用扫描装置对多个具备凹凸纹理的天然原石按一比一的比例进行高精度扫描。根据本发明，采用扫描装置对多个具备纹理的天然原石按一比一的比例进行高精度扫描，可以得到精确的扫描图案，有利于后续制作精确的模具，并有利于模具纹理与喷墨图案之间的吻合。又，在本发明中可以将扫描得到的多个图案进行提炼和处理后转化为电脑雕刻文件以制作模具。根据本发明，通过对扫描得到的多个图案进行提炼和处理，使图案的层次鲜明自然，石材纹理突出，能满足喷墨单元定点定位打印的要求，以便确保喷墨设计图案与模具的纹理完全吻合。又，在本发明中还包括根据所述模具的尺寸修正所述喷墨图案的尺寸。根据本发明，在模具制作完成后对喷墨图案进行同步修改之后再进行喷墨处理，以此可以防止通过压机成型后砖坯因为膨胀而比模具尺码大所导致的喷墨图案与砖坯纹理的不匹配。又，在本发明中可以根据所述多个模具的纹理制备多个丝网；以及根据所述识别信号选择相应的丝网对所述砖坯印刷高光透明釉以进行局部亮光处理。根据本发明，通过对喷墨后的砖坯的局部纹理进行亮光处理可以增强仿原石的自然质感。且由于砖坯有多种纹理图案，也需要制备多个丝网以进行选择性印花，从而可保证丝网印花的图案纹理与砖坯上的纹理的走向也是对应和吻合的。又，在本发明中，也可以将所测的砖坯表面各个点距超声波测距装置的探头的距离经PLC单元(可编程控制器单元)进行数据运行并转化为所述识别信号。根据本发明，可以有效地生成上述识别信号，有利于根据该识别信号选择相应的喷墨图案对砖坯进行喷墨处理。根据本发明的另一方面，提供一种使喷墨图案与模具纹理完全吻合的瓷砖制备系统，具备:对天然原石进行扫描以获得扫描图案的扫描单元；根据所述扫描图案制作具备相应纹理的模具的模具制作单元；安装所述模具并采用所述模具进行砖坯成型以制作砖坯的砖坯成型单元；位于所述砖坯成型单元的下游的喷墨单元，所述喷墨单元根据所述扫描图案生成喷墨图案并对所述砖坯进行喷墨处理；以及位于所述砖坯成型单元和喷墨单元之间用于识别将要进入喷墨单元的砖坯的纹理并生成识别信号的识别单元；所述识别单元和所述喷墨单元通信连接，所述喷墨单元根据所述识别信号选择相应的喷墨图案对所述砖坯进打嗔墨处理。根据本发明，可以有效地实现如上所述的使喷墨图案与模具纹理完全吻合的瓷砖制备方法。又，在本发明中，所述识别单元包括超声波测距装置，所述超声波测距装置包括:用于对所述砖坯进行感应定位的电眼、接收来自所述电眼的定位信号并用于向所述砖坯发射超声波信号的多个探头、用于接收反射的所述超声波信号的超声波接收器、以及用于记录所述超声波信号传输时间的计时装置，所述识别单元还包括接收来自所述超声波测距装置的信号以产生所述识别信号的PLC单元。根据本发明，可以有效地对多个具有不同的纹理的砖坯进行识别，以便将对应的喷墨图案打印到具有相应纹理的砖坯的表面上。又，在本发明中，在所述喷墨单元的入口配置夹板定位器，以对要进行喷墨的砖坯进行精确定位。根据本发明，在喷墨单元的入口处对砖坯进行精确定位，以确保进入喷墨单元的砖坯不发生偏移，有利于喷墨单元根据已收到的识别信号对砖坯进行定点打印，从而可以实现图案与砖坯的纹理的高度吻合。又，在本发明中，还包括设置于所述喷墨单元的下游并与所述识别单元通信连接的丝网印刷单元，所述丝网印刷单元根据所述识别信号选择相应的丝网对喷墨后的砖坯进行局部亮光处理。
根据本发明，可以根据识别信号对具有相应纹理的砖坯进行选择性印花，保证丝网印花的图案纹理与砖坯上的纹理的走向也是对应和吻合的，从而增强仿原石的自然质感。
图1为示出根据本发明的使喷墨图案与模具纹理完全吻合的瓷砖制备方法的工序的概略不意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步详细的说明。图1为示出根据本发明的使喷墨图案与模具纹理完全吻合的瓷砖制备方法的工序的概略示意图。如图1所示，本发明的使喷墨图案与模具纹理完全吻合的瓷砖制备方法包括首先对多个具备纹理(例如可以是凹凸纹理)的天然原石进行扫描，从而得到具有该相应的纹理的多个图案。为了 得到清晰的图案，以有利于后续制作精确的模具，并有利于模具纹理与喷墨图案之间的吻合，需要对多个具备凹凸纹理的天然原石按一比一的比例进行高精度扫描。在本发明的一实施形态中，可以采用可适用于对原石的表面进行扫描的各类高精度扫描装置对原石进行扫描，包括但不限于三维激光扫描仪、…等。接着，在对原石进行扫描之后，根据扫描得到的多个图案制作具备相应的纹理的多个模具，并将该多个图案输送至喷墨单元，从而可以确保喷墨图案与模具的纹理完全吻合。该喷墨单元可以是例如各类适用于瓷砖喷墨的喷墨机等。在制作模具时，可以将扫描得到的多个图案转化为电脑雕刻文件进而进行模具制作。更具体地，在本发明的一实施形态中，可以采用例如模具数控加工系统等设备制作模具，通过将扫描得到的多个图案转化为例如作为三维立体数据信号的电脑雕刻文件，控制该模具数控加工系统的刀具和机床等，从而制作具备与所扫描的图案相一致的纹理的模具。此外，也可以对扫描得到的多个图案进行提炼和处理后再转化为电脑雕刻文件，使图案的层次鲜明自然，石材纹理突出，能满足喷墨机定点定位打印的要求。为了达到逼真效果，制造模具时从图形形态分布到每一个细节纹理的雕刻深浅都进行了大量的对比试制工作，以求达到最佳的仿原石的效果。同时模具的设计与喷墨图案要进行严密的匹配定位，模具中的每一道凹或凸的纹理，要求与喷墨图案中的纹理一一对应，因此在模具的设计和制作过程中加工精度要求特别的高。接着，在模具制作完成之后，将多个模具安装至压机进行砖坯成型以制造具备与各模具的纹理相应的纹理的砖坯，成型后的砖坯继续行进以进行后续的喷墨等工序。接着，由于为了能够还原石材变化的特点，同时设计制作了多款具有不同纹理的模具和图案，因而在模具上通过压机成型的各个砖坯也具备与不同的图案对应的纹理，且进入喷墨单元的各砖坯的纹理是随机变化的。因此想将不同的图案喷印到对应的砖坯上，在砖坯进行喷墨之前，需要对砖坯的纹理进行识别，从而产生识别信号，并将识别信号发送至喷墨单元。最后，由喷墨单元根据该识别信号，选择预先输送至该喷墨单元的多个图案，将与该砖坯相应的图案精准地打印至该砖坯上。由此可实现喷墨图案与砖坯的纹理的完全吻合，从而在制备具有仿原石的效果的瓷砖时可以具备逼真的效果。为了对将要进行喷墨的砖坯的纹理进行识别，在本发明的实施形态中可以通过沿砖坯的行进方向设置于喷墨单元的上游的超声波测距装置，例如超声波测距仪，特别优选精度达到0.3mm的超声波测距仪，根据超声波对于砖坯的表面的不同传播距离对砖坯的纹理进行识别。这是因为向该砖坯发射的超声波在空气中传播，且该超声波在传播途中碰到该砖坯的表面时就会立即返回来，因此超声波的不同传播距离对应于砖坯的不同纹理，从而可以有效地对砖坯的纹理进行识别。例如，在本发明中，该超声波测距仪可以在喷墨单元的上游安装于砖坯行进的上方，该超声波测距仪通过采用电眼对砖坯进行感应定位以开始对砖坯的纹理识别，从而可以在对砖坯进行喷墨之前及时有效地对砖坯的纹理进行识别。且该超声波测距仪还包括用于向砖坯发射超声波信号的多个探头，例如可以是五个或更多，该探头安装于砖坯行进的上方，可向砖坯的表面的不同位置处发射超声波信号。该超声波测距仪还包括用于接收反射的超声波信号的超声波接收器、以及用于记录超声波信号传输时间的计时器。具体地，在电眼感应到砖坯时由多个(例如五个)探头同步发出超声波信号，并同时由计时器开始计时，超声波在空气中传播，传播途中碰到砖坯时就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时器的计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出超声波发射点距障碍物的距离S，即:s=340t/2，这就是探头到砖坯表面的距离，不同的砖坯对于五组超声波测距仪产生的实时信号是不一样的，该实时信号由PLC (可编程控制器)中心进行数据运行并转化为识别信号。该识别信号传输到喷墨机操作系统后，喷墨机控制单元根据该识别信号马上就能知道是哪一款砖坯进入打印区域，从而从预先输送至该喷墨机的多个图案中选出与该砖坯的纹理对应的图案，并将设定好的图案选择性地打印到指定砖坯上。由此可实现定点喷墨打印，使产品灵动自然，更加接近天然石材变化的特性。另外，由于通常通过压机成型后砖坯还会因为膨胀而比模具尺码大2 3mm，因此模具完成制作之后需要对将要喷墨的图案的尺寸再进行同步的修改。例如:若制作出670_规格的模具在压机上压制成型后形成的砖坯尺码会膨胀到673mm，因此与该模具相对应的喷墨图案的尺寸也要从670_的尺码等比例放大到673_。在本发明中可以在模具制作完成后对扫描得到的图案进行同步修改之后再将该修改后的图案输送至喷墨单元。以此可以防止通过压机成型后砖坯因为膨胀而比模具尺码大所导致的图案与砖坯纹理的不匹配。由于设计图案与模具纹理高度吻合，一点小小的对位偏移都将对成品瓷砖的效果产生极大的影响。在喷墨机对指定的砖还进行喷墨时，为了让进入喷墨机的砖还能够不发生偏移，可以首先在喷墨机的入口处对每一片砖坯都进行精准定位，确保进入喷墨机的砖坯不发生偏移，喷墨机再根据已收到的识别信号对砖坯进行定点打印，从而可以实现图案与砖坯的纹理的高度吻合。在本发明中，可以采用可适用于对进入喷墨机的砖坯进行精确定位的任何结构的定位装置，例如设置于喷墨机的入口处用于夹紧砖坯的滚轮定位装置、夹板定位装置等。特别是采用夹板定位装置可以更有效地实现砖坯的精确定位。另外，天然的立体原石，凹凸面在自然环境下，由于凸的部分比凹的部分接触到的摩擦更多，凸的部分会显得更加的圆滑光亮。为了百分百模拟出逼真的原石味道，在本发明中可以对喷墨后的砖坯的局部纹理进行亮光处理。根据模具的凹凸纹理效果提炼出了部分凸起纹理来制作丝网，用丝网印刷高光透明釉来进行亮光处理。由于砖坯有多种图案，所以丝网花机也要安装多台进行选择性印花，以对应于不同纹理的瓷砖。通过更改丝网花机程序，使多台丝网花机具备跳印功能，丝网花机会根据上述纹理识别工序产生的识别信号对相应的砖坯选择对应的丝网花机进行印花，保证丝网印花的图案纹理与砖坯的纹理走向也是对应和吻合的，从而增强仿原石的自然质感。为了有效地实现如上所述的使喷墨图案与模具纹理完全吻合的瓷砖制备方法，本发明提供一种使喷墨图案与模具纹理完全吻合的瓷砖制备系统。该瓷砖制备系统具备:对天然原石进行扫描以获得扫描图案的扫描单元；根据所述扫描图案制作具备相应纹理的模具的模具制作单元；安装所述模具并采用所述模具进行砖坯成型以制作砖坯的砖坯成型单元；位于所述砖坯成型单元的下游的喷墨单元，所述喷墨单元根据所述扫描图案生成喷墨图案并对所述砖坯进行喷墨处理；以及位于所述砖坯成型单元和喷墨单元之间用于识别将要进入喷墨单元的砖坯的纹理并生成识别信号的识别单元；所述识别单元和所述喷墨单元通信连接，所述喷墨单元根据所述识别信号选择相应的嗔墨图案对所述砖还进打嗔墨处理。采用该瓷砖制备系统可以确保喷墨图案与瓷砖的模具的纹理完全吻合，另外，将同时设计制作的多款具有不同纹理的模具安装到压机上进行砖坯成型以制造具备与该模具的纹理相应的纹理的砖坯，并将与多个模具的纹理对应的不同图案输送至喷墨单元，通过在纹理识别单元对将要进行喷墨的砖坯的纹理进行识别后产生识别信号，由喷墨单元根据该识别信号将与该砖坯相应的图案精准地打印至该砖坯上，可实现喷墨图案与砖坯的纹理的完全吻合，从而在制备具有仿原石的效果的瓷砖时可以具备逼真的效果。在不脱离本发明的基本特征的宗旨下，本发明可体现为多种形式，因此本发明中的实施形态是用于说明而非限制，由于本发明的范围由权利要求限定而非由说明书限定，而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变化都应理解为包括在权利要求书中。
权利要求
1.一种使喷墨图案与模具纹理完全吻合的瓷砖制备方法，其特征在于，包括: 对多种天然原石进行扫描以获得多个扫描图案； 根据所述多个扫描图案制作具备相应纹理的多个模具； 采用所述多个模具进行砖坯成型以制造具备与所述模具的纹理相应的纹理的砖坯； 识别要进行喷墨的砖坯的纹理并生成识别信号； 基于所述多个扫描图案生成多个喷墨图案；以及 根据所述识别信号选择相应的喷墨图案对所述砖坯进行喷墨处理。
2.根据权利要求1所述的使喷墨图案与模具纹理完全吻合的瓷砖制备方法，其特征在于，通过超声波测距装置测定所述砖坯表面各个点距超声波测距装置的探头的距离以生成所述识别信号。
3.根据权利要求1或2所述的使喷墨图案与模具纹理完全吻合的瓷砖制备方法，其特征在于，在进行所述喷墨处理之前预先对要进行喷墨的砖坯进行精确定位以进行定点定位喷墨处理。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的使喷墨图案与模具纹理完全吻合的瓷砖制备方法，其特征在于，还包括根据所述模具的尺寸修正所述喷墨图案的尺寸。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的使喷墨图案与模具纹理完全吻合的瓷砖制备方法，其特征在于，还包括: 根据所述多个模具的纹理制备多个丝网；以及 根据所述识别信号选择相应的丝网对所述砖坯印刷高光透明釉以进行局部亮光处理。
6.根据权利要求2所述的使喷墨图案与模具纹理完全吻合的瓷砖制备方法，其特征在于，将所测的砖坯表面各个点距超声波测距装置的探头的距离经PLC单元进行数据运行并转化为所述识别信号。
7.—种使喷墨图案与模具纹理完全吻合的瓷砖制备系统，其特征在于，具备: 对天然原石进行扫描以获得扫描图案的扫描单元； 根据所述扫描图案制作具备相应纹理的模具的模具制作单元； 安装所述模具并采用所述模具进行砖坯成型以制作砖坯的砖坯成型单元； 位于所述砖坯成型单元的下游的喷墨单元，所述喷墨单元根据所述扫描图案生成喷墨图案并对所述砖坯进行喷墨处理；以及 位于所述砖坯成型单元和喷墨单元之间用于识别将要进入喷墨单元的砖坯的纹理并生成识别信号的识别单元； 所述识别单元和所述喷墨单元通信连接，所述喷墨单元根据所述识别信号选择相应的嗔墨图案对所述砖还进彳了嗔墨处理。
8.根据权利要求7所述的使喷墨图案与模具纹理完全吻合的瓷砖制备系统，其特征在于，所述识别单元包括超声波测距装置，所述超声波测距装置包括:用于对所述砖坯进行感应定位的电眼、接收来自所述电眼的定位信号并用于向所述砖坯发射超声波信号的多个探头、用于接收反射的所述超声波信号的超声波接收器、以及用于记录所述超声波信号传输时间的计时装置，所述识别单元还包括接收来自所述超声波测距装置的信号以产生所述识别信号的PLC单元。
9.根据权利要求7或8所述的使喷墨图案与模具纹理完全吻合的瓷砖制备系统，其特征在于，在所述喷墨单元的入口配置夹板定位器，以对要进行喷墨的砖坯进行精确定位。
10.根据权利要求7 9中任一项所述的使喷墨图案与模具纹理完全吻合的瓷砖制备系统，其特征在于，还包括设置于所述喷墨单元的下游并与所述识别单元通信连接的丝网印刷单元，所述丝网印刷单元根据所述识别信号选择相应的丝网对喷墨后的砖坯进行局部亮光处理 。
全文摘要
本发明涉及一种使喷墨图案与模具纹理完全吻合的瓷砖制备方法及系统，从而在制备具有仿原石的效果的瓷砖时具备逼真的效果。该瓷砖制备方法包括对多种天然原石进行扫描以获得多个扫描图案；根据所述多个扫描图案制作具备相应纹理的多个模具；采用所述多个模具进行砖坯成型以制造具备与所述模具的纹理相应的纹理的砖坯；识别要进行喷墨的砖坯的纹理并生成识别信号；基于所述多个扫描图案生成多个喷墨图案；以及根据所述识别信号选择相应的喷墨图案对所述砖坯进行喷墨处理。
文档编号B28B11/04GK103171039SQ201310088459
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月20日 优先权日2013年3月20日
发明者刘一军, 谢志军, 李惠文, 潘利敏, 刘荣勇, 任国雄, 赵存河 申请人:广东蒙娜丽莎新型材料集团有限公司