涡轮蜗杆电机控制胶辊上下运动的车牌烫印设备的制作方法

本发明为机械烫印设备领域，具体的涉及一种涡轮蜗杆电机控制胶辊上下运动的车牌烫印设备。

背景技术：

车辆号牌是悬挂在车子前后的板材，通常使用的材质是铝、铁板、塑料等，再贴上规定颜色的车牌级反光膜，在板上会显示有关车子的登记号码、登记地区或其他的基本资料。

现有中国国内使用的车辆号牌，根据不同的车型、用途可以大致分为蓝牌白字、黄牌黑字、黑牌白字、白牌、警车牌，传统的制作方式是采用油印机把黑色(或白色)的油墨倒入油印机挡油轴内，通过胶辊滚动把油墨覆于车牌表面，此做作方式存在以下问题，油墨气味大，油墨滚印在车牌后不会马上干，还需通过烘炉将油墨烘干后才能使用，而且油墨存在对人体有害的化学物质，因此直接使用油墨会对人体造成伤害，而且这种油印机耗电量过大，造成企业的生产成本过高。另外，油印机滚印油墨到车牌表面后，油墨的深浅度不一，油印的效果难以控制，而在油印完成后不能完全回收油墨，需用稀释剂来清理胶辊上的油墨，但是由于稀释剂会挥发出大量有害的气体，因此使用稀释剂会对周边的环境造成污染。

针对传统技术中存在的问题，现有技术中又公开了一种中国专利，可快速印刷车牌的设备(申请号：2015211412132)，主要由控制系统、主从动轮组、加热器、气动部件、动力电机和机架结构，虽然在一定程度上避免了擦拭和清洗的步骤，用气动控制代替了手动控制，提高了自动化水平，产品的质量、工作效率均有所提高，但由于其使用的气动部件自动升降主动轮，自锁功能不够理想。同时，由于结构设计的原因，其印刷车牌种各类比较受限，仅能够印刷规格差不多大小的车牌，如小型客车、军用车辆等，但对于摩托车的小型车牌、大货车的大型车牌则无法印刷。此外，还容易出现烫印膜和车牌贴不紧的问题，容易出现印刷质量不高。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的不足，提供了一种涡轮蜗杆电机控制胶辊上下运动的车牌烫印设备，包括机架、操作通信控制系统、滚印部件、加热器、进出牌装置和运动支撑导向部件，运动支撑导向部件固定在机架上，操作通信控制系统包括工控平板电脑、plc控制器、红外温度传感器、电机调速器、电源开关、急停开关。工控平板电脑是控制系统的核心部件，它是操控界面的载体也是信息监控和传递的中枢，负责将关键烫印机烫印温度、压辊高度等参数上传并集成操作按钮、信息提示和数据监控画面；plc控制器则是把用户的界面按钮点击信息通过自身处理传递到电机或其他部件执行，对执行效果通过传感器反馈进行闭环控制，最后信息传递给电脑处理；电机调速器用于调节电机转速或力矩；电源开关用于开启电源给设备供电；急停开关用于紧急状态下给设备断电。

滚印部件由硅胶辊、从动钢辊组成；硅胶辊固定在前后升降滑块上，前后升降滑块可以上下运动，1个从动钢辊位于硅胶辊正下方并固定在机架的前后侧板上。硅胶辊是直接滚印车牌的部件，靠电机驱动；从动钢辊是从动部件，当车牌在硅胶辊下滚压前进时，从动轮在车牌下面起支撑作用并随着车牌和传送带的前进而滚动。

加热器由陶瓷加热片、反热罩和防护罩组成；加热器主要是加热片轴向放置圆周式排列，再加上固定罩和防护罩组合而成，整个包围在硅胶辊圆柱上，使硅胶辊受热快而均匀。加热器通过支架固定在前后滑动基座上，可以随硅胶辊同步上下运动。

进出牌装置包括进牌胶辊、传送带装置、卷膜轴、卷膜电机、放膜轴、出牌胶辊；进牌胶辊位于烫印机右侧进牌端传送带以上，紧贴传送带，胶辊两侧有弹簧压紧，当车牌进入胶辊下方后，依靠胶辊的下压摩擦力跟随传送带一起进入硅胶辊下方直到滚印结束；进牌和出牌的胶辊都没有电机带动，他们的作用是给车牌一个压力，增大车牌和传送带表面的摩擦力，使车牌能够随传送带同步送入和送出。传送带装置包括2个传送滚筒，1个驱动电机和一条传送带，传送带位于机架平板上方，是通过周转运动实现出牌和进牌的动力装置；卷膜轴是收卷烫印膜的动力滚轴；卷膜电机为卷膜轴提供可调的卷膜动力；放膜轴用于安装烫印膜，帮助烫印膜持续滚动放出；出牌胶辊位于烫印机左侧进牌端传送带以上，紧贴传送带，胶辊两侧有弹簧压紧，当车牌滚印结束后，传送带将车牌传送至出牌胶辊下与烫印膜进行分离。

在传送带的外围还安装有台板，也可以说是机架的外围安装有台板，这样有利于操作。

运动支撑导向部件由涡轮蜗杆电机、滚珠丝杆、导向柱、滑动基座以及升降压板机构组成。涡轮蜗杆电机，安装在推杆安装板上，为胶辊的上下运动提供动力；滚珠丝杆，传递电机施加的旋转力，转换为施加到升降机构上的上下拉力；导向柱，数量有4个，对升降机构起到导向作用，运动支撑导向部件通过导向柱固定在机架上；升降滑块，分为前后两个，前、后升降滑块之间装配硅胶辊，依靠导柱导向上下运动；机架是整个烫印机的承重机构，优选的是质量轻强度高的材料制成，且便于移动；升降压板机构，四个导向柱上端横向固定有两块立柱横板，两块立柱横杆的轴向与前、后升降滑块呈垂直设置；两块立柱横板中间安装有电机安装板，前、后升降滑块左右两端分别有一个升降块支撑角铁，前、后升降滑座的中间分别安装两个推杆座立板，两个立板上安装有升降平板，涡轮蜗杆电机通过滚珠丝杆把伸缩拉力施加到升降平板上，从而使前后滑块上下运动。

优选的是，红外温度传感器放置在胶辊的预烫印一侧，一共有两个，一个用于检测控制胶辊的烫印温度，一个用于温度失控保护。两个红外温度传感器是并排放置在加热器右下侧，并且斜对着硅胶辊。

优选的是，还包括距离传感器，距离传感器用于检测控制压辊高度，保证烫印压力。

优选的是，所述操作通信控制系统还包括闪光蜂鸣器，闪光蜂鸣器在需要报警提示时发光发声警示用户。

优选的是，所述的进出牌装置还包括压板，所述压板由扭簧、压板和固定轴组成，压板采用扭簧加力，表面沾有毛毡垫层，使烫印膜和车牌紧贴前进不产生翘曲。扭簧压板位于传送带的上方，紧贴于传送带，大致介于进牌胶辊与滚印部件的硅胶辊之间。车牌通过进牌胶辊进入时，通过压板压住车牌直至硅胶辊下方，通过压板与硅胶辊的配合使用，可以防止车牌在印刷的过程中翘曲，这样极大的提高了印刷的质量。

优选的是，所述放膜轴和卷膜轴的两端安装有烫印膜挡轮，所述烫印膜挡轮通过在放膜轴和卷膜轴上铣出的相对且错开的平面进行轴向滑移和圆周止转；所述的台板上有用于固定卷膜轴和放膜轴的立板，所述卷膜轴和放膜轴的一端固定安装在立板上，另一端有紧定手柄和压紧环，烫印膜缠绕在纸筒上，所述缠绕有烫印膜的纸筒放置在所述烫印膜挡轮之间，通过控制紧定手柄控制压紧环，使所述纸筒固定在卷膜轴和放膜轴上，通过使用烫印膜挡板，使烫印膜收卷有序，位置适中。

进一步，放膜轴和卷膜轴通过立板进行安装，同时，在这个立板上还设置有与卷膜轴、放膜轴配合使用的张紧棒。张紧棒的圆周面是光滑的，作用是使烫印膜处于张紧的状态，提高烫印的质量。

优选的是，所述的操作通信控制系统还包括感知牌照有无经过的接近开关。接近开关位于进牌胶辊的中心正下方，传送带下面，可以依靠一个钣金支架进行支撑。

优选的是，所述的进牌胶辊或/和出牌胶辊固定在活动轴上，所述活动轴固定在两根固定直线轴承上，所述固定直线轴承穿过并固定在机架上的台板，所述固定直线轴承相对台板是可活动的，其下部具有压紧弹簧。通过这种设计，在车牌进入进牌胶辊或出牌胶辊时，传送带绷紧，进牌胶辊或出牌胶辊依靠弹簧压紧的弹力，能够压紧车牌；当没有车牌进入时，弹簧恢复原状。这样有利于保持车牌运动的稳定性。

优选的是，所述的机架为铝合金机架，通过采用铝型材制作整体机架，可以有效的减轻车牌烫印设备的质量。

优选的是，还包括万向脚轮，万向脚轮安装在所述涡轮蜗杆电机控制胶辊上下运动的车牌烫印设备的下表面，可以独立支撑车牌烫印设备并在水平面上任意方向动作。进一步，万向脚轮还具有锁紧制动的功能。通过设置万向脚轮及制动功能，可以使设备方便的移动至理想位置，以及设备的搬运等。

这种通过涡轮蜗杆电机控制胶辊上下运动的车牌烫印设备的工作步骤如下：

1、安装好热转印膜后，接通电源，打开按钮开关，工控平板电脑出现系统界面，设置烫印温度和压辊高度后，点击启动使胶辊预热，温度达到设定温度后保温并计时1小时，之后报警提示进行烫印操作；

2、在屏幕上点击车牌烫印，传送带开始运转，往进牌胶辊下送入待滚印的车牌，接近开关感应到车牌进入，涡轮蜗杆电机转动将胶辊压到设定高度，随后车牌在加热后的硅胶辊下滚过，烫印膜上的热敏胶受热融化连同其他镀层一起附着到车牌凸起的反光膜上，烫印膜在收卷装置的帮助下和车牌分离，最终达到滚动压印的目的，连续送牌连续滚印；在烫印过程中电脑会将烫印温度和压辊高度信息实时上传到监督部门；

3、停止送牌后接近开关感应不到车牌送入，涡轮蜗杆电机转动将胶辊升起，设备进入待机状态，手动点击屏幕上的暂停烫印按钮也可以进入待机状态；

4、若烫印工作完成，需要关闭设备则点击停止按钮，系统会自动冷却关机；

5、工作过程中信息状态栏里会实时显示设备所处状态，烫印条件具备会报警提示用户可以使用设备了，若烫印参数不稳定或关键部件不能正常工作，也会报警并提示报警原因；当发生意外断电时设备的备用ups电源可以使没来得及冷却的胶辊继续转动冷却，提高了设备使用的安全性。

本发明的有益效果：

1.工控平板电脑集成各种操作按钮，操作方便直观；

2.设定参数和实际参数对比显示，还有状态信息实时提醒，增强了使用者的设备状态感知能力；

3.系统参数校准功能，可以最大限度的消除烫印参数与实际参数的误差；

4.ups电源提高了设备使用的安全性。

5.预约开机和自动冷却关机功能，避免了使用者前期预热和后期冷却的等待时间；预约开机加热的功能，由于烫印前的热机准备时间较长，要1个半小时左右，所以第一次烫印完成以后，可以设置下一次加热准备时间，比如8点我想烫印车牌，就可以预约加热时间设到6点半，这样8点钟我就可以直接烫印了。

6.机架铝合金结构设计，既保证了强度又减轻了整机重量；

7.烫印参数信息实时上传监控，有利于产品质量的稳定和追溯。

附图说明

为了更清楚地说明本发明，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是对本发明的实施例的描述，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据技术方案进行简单变形或者名称变化，或者是采取惯用手段，也可以实现发明目的。

图1是涡轮蜗杆电机控制胶辊上下运动的车牌烫印设备外观结构图

图2是内部结构图

图3是局部视图

图4是后视图

图5是压板结构示意图

图6是升降结构示意图

图7是烫印膜挡轮示意图

图8是工作示意图

图9是进牌胶辊剖面示意图

标号说明：工控平板电脑-1，散热网罩-3，第一红外温度传感器-31，距离传感器-4，接近开关-5，电源开关-7，急停开关-8，闪光蜂鸣器-9，硅胶辊-10，从动钢辊-11，陶瓷加热片-12，反热罩-13，防护罩-14，进牌胶辊-15，传送带装置-16，主动滚筒-161，从动滚筒-162，送牌电机-163，传送带-164，卷膜轴-17，卷膜电机-18，放膜轴-19，涡轮蜗杆电机-20，滚珠丝杆-21，第一导向柱-221，第二导向柱-222，第三导向柱-223，第四导向柱-224，前升降滑块-231，后升降滑块-232，前推杆座立板-241，后推杆座立板-242，电机安装板-25，升降块支撑角铁-26，升降平板-27，左立柱横杆-281，右立柱横杆-282，轴-29，出牌胶辊-30，活动轴-33，固定直线轴承-34，台板-35，压紧弹簧-36，烫印膜挡轮-37，压板-38，扭簧-381，刷板-382，固定轴-383，张紧棒-39，万向脚轮-40，电控箱-41，机架-42，后罩壳-43，主机供电插座-44，网线接口-45，应急电源输入插座-46，散热风扇-47，胶辊电机-48，应急电源输出插座-49

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1

如图1至9所示，本实施例提供一种涡轮蜗杆电机控制胶辊上下运动的车牌烫印设备，主要包括操作通信控制系统、滚印部件、加热器、进出牌装置、运动支撑导向部件、散热网罩3、后罩壳43和机架42组成。如图4所示，在后罩壳43的背面，还包括有主机供电插座44、网线接口45，应急电源输入插座46、应急电源输出插座49和散热风扇47。

操作通信控制系统主要由工控平板电脑1、plc控制器、红外温度传感器、散热网罩3，距离传感器4、接近开关5、电机调速器、电源开关7、急停开关8、闪光蜂鸣器9组成。如图1所示，工控平板电脑1、电源开关7、闪光蜂鸣器9和急停开关8位于整个设备的后罩壳上，plc控制器位于位于电控箱41内部，红外温度传感器分为第一红外温度传感器31、第二红外温度传感器(因与第一红外温度传感器31平行，未示出)，第一红外温度传感器31、第二红外温度传感器并排位于硅胶辊10外侧加热器上，通过固定在防护罩14上的支架支撑，延伸至陶瓷加热片12中，红外温度传感器的探头正对着硅胶辊10，这两个红外温度传感器分别用于检测控制胶辊的烫印温度和温度失控保护。距离传感器4固定在机架42的后侧板上；接近开关5用钣金固定在进牌胶辊15正下方，并且在传送带164的下侧。

滚印部件包括硅胶辊10、从动钢辊11。

如图3所示，加热器由陶瓷加热片12、反热罩13和防护罩14组成。加热器主要是加热片轴向放置圆周式排列，再加上反热罩13和防护罩14组合而成，整个包围在硅胶辊10上，使硅胶辊10受热快而均匀。加热器通过支架固定在前、后升降滑块上，可以随硅胶辊10同步运动。

进出牌装置包括进牌胶辊15、传送带装置16、卷膜轴17、卷膜电机18、放膜轴19、出牌胶辊30。本实施例中，进牌胶辊15、出牌胶辊30和硅胶辊10的材质、大小、作用都不一样，进牌胶辊15和出牌胶辊30是聚氨酯材质，硬度偏软，尺寸小，主要是将车牌压紧在传送带上的，硅胶辊10是耐高温的硅胶材质，硬度偏硬，尺寸大，是实际滚印车牌的，核心部件。进牌胶辊15位于烫印机右侧进牌端传送带以上，出牌胶辊30位于烫印机左侧出牌端传送带以上，进牌、出牌胶辊均紧贴传送带，如图9所示，进牌胶辊15固定在一根活动轴33上，活动轴33固定在两根固定直线轴承34上，固定直线轴承34穿过并固定在机架上的台板35，出牌胶辊30的安装方式与进牌胶辊15一致。固定直线轴承相对台板35是可活动的，其下部具有压紧弹簧36，当车牌通过传送带装置16进入进牌胶辊15下侧时，压紧弹簧36受挤压，使车牌紧贴在进牌胶辊15和传送带164上，依靠进牌胶辊15的下压摩擦力跟随传送带161一起进入硅胶辊10下方直到滚印结束，再通过出牌胶辊30出来。

传送带装置16包括主动滚筒161、从动滚筒162和1个送牌电机163和1条传送带164，主动滚筒161、从动滚筒162固定安装在机架上。传送带位于机架台板35的上方，是通过周转运动实现出牌和进牌的动力装置，传送带161缠绕在主动滚筒161、从动滚筒162上，送牌电机163驱动主动滚筒161，使传送带164进行周转运动。

卷膜轴17、放膜轴19分别固定在一块立板上，卷膜轴17、放膜轴19上均安装有烫印膜挡轮37，卷膜轴17是收卷烫印膜的动力滚轴；卷膜电机18为卷膜轴提供可调的卷膜动力；放膜轴19用于安装烫印膜，帮助烫印膜持续滚动放出。烫印膜挡轮37对烫印膜具有限位作用，使烫印膜收卷有序，位置适中。在固定卷膜轴17、放膜轴19的立板上还分别固定有张紧棒39、张紧棒40，张紧棒的作用是使烫印膜牌紧绷状态不发生卷曲，这样在放和收的过程中能够更加平整有序。实际应用过程中，烫印膜是缠绕在纸筒上的，在安装卷膜轴17、放膜轴19通过紧定手柄控制压紧环进行收紧和松开，烫印膜缠绕在纸筒上，将纸筒放入放膜轴19上，然后装上烫印膜挡轮，通过紧定手柄控制压紧环压紧，使烫印膜纸筒相对于放膜轴19是固定的；卷膜轴17依照这样放置一个纸筒压紧，使其相对卷膜轴17固定，转动卷膜轴17，使烫印膜在烫印膜纸筒上缠绕3-4周，可以使烫印膜形成更强的张力，如果还需要加强，还可以用胶带将烫印膜粘在卷膜轴17纸筒上。如图7所示，本实施例中，烫印膜挡轮37是通过在卷膜轴17、放膜轴19的两端设置上下相对并错开的铣出的平面，而实现沿轴向滑移和圆周止转的能力。

如图5所示，压板38由扭簧381、刷板382和固定轴383组成。位于进牌胶辊15和硅胶辊10之间，固定轴383一端连接在后罩壳43上，另一端可以通过在台板35上增加一个固定脚架进行固定连接，使固定轴383保持结构稳定，固定轴383将刷板382和扭簧固定住，紧贴于传送带164的上方，刷板382采用扭簧381加力，表面沾有毛毡垫层，使烫印膜和车牌紧贴前进不产生翘曲。这是在压板38和硅胶辊10配合在一起，车牌通过进牌胶辊15后，在进入硅胶辊10之前，通过压板38的压力，使烫印膜和车牌紧贴在一起，可以增强印刷的效果。

如图6所示，运动支撑导向部件由涡轮蜗杆电机20、滚珠丝杆21、4根导向柱、两块升降滑块、2块推杆座立板、电机安装板25、以及2块升降块支撑角铁26、升降平板27、两根立柱横杆组成。所述导向柱分别为第一导向柱221、第二导向柱222、第三导向柱223、第四导向柱224，所述升降滑块分别为前升降滑块231和后升降滑块232，所述推杆座立板分为前推杆座立板241、后推杆座立板242。前升降滑块231固定在第一导向柱221和第二导向柱222的中部位置，后升降滑块232固定在第三导向柱223和第四导向柱224的中部位置，前、后升降滑块通过两块支撑角铁26进行固定。在前、后升降滑块的中部位置分别固定有前推杆座立板241和后推杆座立板242，前、后推杆座立板的顶端固定有升降平板27。立柱横杆分别为左立柱横杆281和右立柱横杆282，右立柱横杆282固定在第二导向柱222和第三导向柱223上端，左立柱横杆281固定在第一导向柱221和第四导向柱224上。两根立柱横杆的中部位置安装有电机安装板25，在电机安装板25的上部安装有涡轮蜗杆电机20，升降平板27的中间位置开设有孔，滚珠丝杆21通过升降平板27中间的孔向下延伸。

加热器、滚印部件安装在前、后升降滑块和两块支撑角铁26围成的区域内，并在涡轮蜗杆电机20的控制下，随着前、后升降滑块能够上、下运动。

硅胶辊10通过一根轴29固定在前、后升降滑块的中部位置，通过控制涡轮蜗杆电机20，可以使硅胶辊20随着前、后升降滑块进行上下的运动，实现对硅胶辊的控制。1个从动钢辊11位于硅胶辊10正下方并固定在机架的前、后侧板上。硅胶辊10是直接滚印车牌的部件，靠胶辊电机48驱动；从动钢辊11是从动部件，当车牌在硅胶辊10下滚压前进时，从动钢辊11在车牌下面起支撑作用并随着车牌和传送带的前进而滚动。

运动支撑导向部件通过4根导向柱固定在机架上。从图6可以看出，4根导向柱的下端具有铣出的平面，以及用于固定的螺孔。

本发明的运转方式如下：

1、安装好热烫印膜后，接通电源，打开按钮开关，工控平板电脑出现系统界面，设置烫印温度和压辊高度后，点击启动使胶辊预热，温度达到设定温度后保温并计时1小时，之后报警提示进行烫印操作；

2、在屏幕上点击车牌烫印，传送带开始运转，往进牌胶辊下送入待滚印的车牌，接近开关感应到车牌进入，涡轮蜗杆电机20转动将硅胶辊10压到设定高度，随后车牌在加热后的硅胶辊10下滚过，烫印膜上的热敏胶受热融化连同其他镀层一起附着到车牌凸起的反光膜上，烫印膜在收卷装置的帮助下和车牌分离，最终达到滚动压印的目的，连续送牌连续滚印；在烫印过程中电脑会将烫印温度和压辊高度信息实时上传到监督部门；

3、停止送牌后接近开关感应不到车牌送入，涡轮蜗杆电机20转动将硅胶辊10升起，设备进入待机状态；手动点击屏幕上的暂停烫印按钮也可以进入待机状态；

4、若烫印工作完成，需要关闭设备则点击停止按钮，系统会自动冷却关机；

5、工作过程中信息状态栏里会实时显示设备所处状态，烫印条件具备会报警提示用户可以使用设备了，若烫印参数不稳定或关键部件不能正常工作，也会报警并提示报警原因；当发生意外断电时设备的备用ups电源可以使没来得及冷却的胶辊继续转动冷却，提高了设备使用的安全性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的变动与润饰，均应属于本发明的保护范围。