一种多套色平型网板曲面印花机的制作方法

本发明涉及一种多色印花机，特别涉及一种多套色平型网板曲面印花机。

背景技术：

曲面印刷是指外形呈曲面的承印物进行印刷的印刷方式总称，根据曲面印刷的发展阶段不同，曲面彩色印刷分为传统方法和现代方法，传统方法根据曲面油墨转移方式不同，分为曲面丝网印刷、移印和成型物凸版胶印等几种类型，现代方法则依据承印物的空间运动形式不同分为3d彩色打印、旋转体表面喷墨打印以及立体喷墨打印方法。

在曲面丝网装备技术方面，由于丝印装备价格低廉，且使用历史较长，相关配套较为成熟，其相对其他曲面印刷方式，仍有一定的竞争性和市场前景。其原理是：

承印物固定在模辊上并随模辊共同旋转，可平移的丝网位于承印物上方，模辊及其上承印物的转动量和丝网印版运动量是相同的，并且保持同步运行，在其旋转轴线正上方通过刮刀的加压运动而进行印刷。

目前利用上述原理制造的曲面平网印花机已经面世多年，例如专利申请号201010283761公开的一种陶瓷曲面丝网印花的方法及装置，但该种结构制造的印花机均为单色印花，无法进行多套色的印花，市场适用范围较窄。未能成功开发多套色平网印花机主要是存在以下一些技术难题：

（1）模辊经过不同套色工位时基准位置的一致性：

在传统的单色曲面印花中，不存在重复定位的问题，仅需确保图案完整的印制至承印物上即可；

众所周知，在多套色印花中，支承承印物的模辊不仅仅是需要转动实现曲面印花的，还需要能够整体在同一平面上按圆形或椭圆形轨迹平移依次经过多个丝网印花工位的丝网进行套色，若当前的承印物及模辊在移动至各丝网下方进行印花时，模辊上承印物与各对应工位上丝网的基准位置变化超过了要求的误差范围，那么就会造成套色不准的问题，直接造成不合格品，只能应用于印花要求非常低的产品。

（2）多套色印花机中，模辊众多，每个模辊都需要旋转驱动机构来驱动模辊及其上承印物旋转；若采用一个或少量电机通过传动带、传动轴的方式来共同驱动各模辊，那么就需要考虑各模辊、旋转驱动机构整体按圆形或椭圆形轨迹平移，且不能与其他机械部件发生干涉，显然不太合理。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、安全系数高且印花质量好的多套色平型网板曲面印花机。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种多套色平型网板曲面印花机，其特征在于：包括机架，具有若干用于实现多套色的印花工位；印花工位，所述印花工位包括设置在机架上的平型网板、刮印组件，所述刮印组件位于平型网板上方，用于将平型网板内的油墨透过平型网板的网眼吸附在承印物上；若干曲面台板组件，所述曲面台板组件包括台板支架以及用于支承承印物的旋转轴，所述旋转轴通过轴承组件可旋转的安装在台板支架上，所述旋转轴上安装有用于固定承印物的曲面模辊或夹持器；台板轨迹驱动机构，与各所述曲面台板组件连接，用于驱动各曲面台板组件的旋转轴在同一平面上按封闭式轨迹循环平移，且所述封闭式轨迹具有一段依次经过各印花工位平型网板下方的直线段；网板随动驱动机构，所述网板随动驱动机构设置在机架上并与各平型网板连接，用于驱动各平型网板同步平移；模辊旋转驱动机构，用于驱动位于各印花工位的旋转轴同步转动，且固定在曲面模辊或夹持器的承印物外表面旋转线速度与各平型网板的平移速度相同；所述模辊旋转驱动机构具有一离合驱动组件，用于驱动模辊旋转驱动机构远离或靠近旋转轴实现扭矩的传递或脱开；模辊角度锁定机构包括移动锁紧组件和固定解锁组件，所述移动锁紧组件安装在各曲面台板组件上，用于锁紧旋转轴相对台板支架的旋转；所述固定解锁组件设置在各印花工位对应的机架上，可驱动移动锁紧组件动作实现对锁紧后旋转轴的解锁。

进一步的，所述模辊旋转驱动机构包括传动副第一端结构、传动副第二端结构、第二端结构同步驱动机构和离合驱动组件，

传动副第一端结构，与旋转轴数量对应，所述传动副第一端结构安装在旋转轴上；

传动副第二端结构，与印花工位对应，所述传动副第二端结构通过输出端同步驱动机构设置在印花工位对应的机架上；

各所述传动副第一端结构中的任意一个在与各所述传动副第二端结构中的任意一个相互啮合形成一可实现传动副第一端结构转动的单级或多级旋转传动副；

第二端同步驱动机构，用于驱动各所述传动副第二端结构同步动作并带动与所述传动副第二端结构啮合的传动副第一端结构同步旋转；

所述离合驱动组件用于驱动传动副第二端结构远离或靠近传动副第一端结构实现旋转轴与第二端同步驱动机构之间扭矩的传递或脱开。

进一步的，所述传动副第一端结构为第一传动带轮；

所述传动副第二端结构为传动带，所述传动带为内、外周均具有齿形槽或链槽的双面传动结构，传动带的外周齿形槽或链槽可与第一传动带轮啮合；

所述第二端同步驱动机构包括第二端同步驱动支架、第二传动带轮、旋转轴驱动电机，第二端同步驱动支架通过离合驱动组件安装在机架上，第二传动带轮及用于驱动第二传动带轮转动的旋转轴驱动电机安装在第二端同步驱动支架上，传动带安装在第二传动带轮上，且传动带的内周齿形槽或链槽与第二传动带轮啮合。

进一步的，所述第二端同步驱动机构还包括可与各第一传动带轮对应的第三传动带轮，所述第三传动带轮安装在第二端同步驱动支架上，并设置在传动带的内周侧与传动带内周齿形槽或链槽啮合；

第二端同步驱动支架可由离合驱动组件驱动向曲面台板组件靠近使得传动带的外周齿形槽或链槽与第一传动带轮啮合，并由第三传动带轮将传动带的外周压紧在第一传动带轮上。

进一步的，所述传动副第一端结构为齿轮；

所述传动副第二端结构为齿条；

所述第二端同步驱动机构为齿条直线驱动机构。

进一步的，所述齿条直线驱动机构包括旋转轴驱动电机和齿轮，所述齿轮与齿条啮合，且齿轮与旋转轴驱动电机的输出轴连接。

进一步的，所述齿条直线驱动机构为旋转轴驱动电机驱动的丝杆螺母副。

进一步的，所述齿条直线驱动机构为电动推杆。

进一步的，所述传动副第一端结构为内花键结构与外花键结构中的一个；

所述传动副第二端结构为内花键结构与外花键结构中的另一个；

所述第二端同步驱动机构为驱动传动副第二端结构旋转的花键旋转驱动机构。

进一步的，所述离合驱动组件为一直线驱动机构，用于驱动传动副第二端结构沿水平方向或垂直方向移动远离或靠近传动副第一端结构。

进一步的，所述模辊角度锁定机构的移动锁紧组件包括一配备有复位弹簧的锁紧块，旋转轴或传动副第一端结构上具有沿圆周向呈环形均匀分布的定位槽孔，所述锁紧块在复位弹簧作用下嵌入定位槽孔内。

进一步的，所述模辊角度锁定机构的固定锁紧组件为安装在各印花工位处的气缸或电动推杆或电磁铁组件。

进一步的，还包括一用于对曲面台板组件进行二次定位的机构，曲面台板组件定位机构包括定位轮、定位基准杆、基准杆驱动机构，所述定位轮有一对，设置在曲面台板组件的台板支架上，该对所述定位轮的旋转轴线垂直设置，且该对定位轮之间具有一个刚好容定位基准杆嵌入的缝隙，所述定位基准杆和基准杆驱动机构安装在印花工位处的机架上，定位基准杆可由基准杆驱动机构驱动嵌入或脱离所述缝隙。

进一步的，所述网板随动驱动机构包括用于对平型网板进行直线移动的网板直线驱动机构，以及用于对平型网板移动方向进行导向限位的水平滑块导轨组件。

进一步的，所述网板直线驱动机构包括若干与平型网板数量对应且相互之间连接成一体的齿条，以及一可与齿条啮合的齿轮，所述齿轮由网板驱动电机驱动转动，各所述齿条与各平型网板连接固定。

进一步的，所述网板直线驱动机构包括第四传动带轮、网板驱动电机、传动带，至少两个第四传动带轮安装在机架上，传动带设置在第四传动带轮上，传动带具有至少一个传动带直线段，该传动带直线段与各平型网板连接固定。

进一步的，所述平型网板上设置有高度调节机构，以及用于对平型网板的升降进行导向限位的垂直滑块导轨组件。

本发明的优点在于：

理论上，直接采用多个独立的伺服电机来进行各模辊的独立控制，不但能够利用伺服电机的制动或自锁模块来解决基准位置一致性的问题，还能顺利实现各模辊的同步旋转；但是由于圆形、椭圆形印花机的模辊数量众多，使得成本直线上升，不具有竞争力；更重要的是，由于圆形、椭圆形印花机中，模辊是需要在同一平面上按圆形或椭圆形轨迹运行的，那么对于随其移动的伺服电机供电必须采用滑触线，在对于防火要求极高的纺织品印刷行业，存在很大的安全隐患。而本发明中利用模辊旋转驱动机构、模辊角度锁定机构对旋转轴的角度及位置精确控制，解决多套色在曲面丝网印花中由于定位无法实现的问题；而模辊旋转驱动机构配备用于驱动模辊旋转驱动机构远离或靠近旋转轴实现扭矩的传递或脱开的离合驱动组件，既能够采用集中同步驱动的方式来实现旋转轴的转动，又避免旋转轴驱动机构的移动干涉问题，进而顺利的实现在椭圆形丝网印花机上进行多套色高精度印花。

模辊角度锁定机构采用分体式设计，既能够满足模辊在承印过程中的位置定位要求，又能够避免一体化结构中移动锁紧组件和固定解锁组件需要满足模辊移动要求造成的结构过于复杂或供电的问题。

附图说明

图1为本发明多套色平型网板曲面印花机主视图。

图2为本发明多套色平型网板曲面印花机俯视图。

图3为本发明多套色平型网板曲面印花机侧视图。

图4为本发明局部示意图。

图5为本发明模辊旋转驱动机构第一种实施例结构示意图。

图6为本发明模辊旋转驱动机构第二种实施例结构示意图。

图7为本发明模辊角度锁定机构结构示意图。

图8为本发明网板直线驱动机构结构示意图。

图9为本发明曲面台板组件定位机构结构示意图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，包括机架1、印花工位2、曲面台板组件3、台板轨迹驱动机构、网板随动驱动机构5、模辊旋转驱动机构6、模辊角度锁定机构7。

机架1上具有若干个用于实现多套色的印花工位2，多个印花工位2可连续设置，也可间隔设置，在间隔设置时，可在各印花工位2的下一个或两个工位设置烘干工位或其他作用的工位。

印花工位2，如图4所示，印花工位包括设置在机架1上的平型网板21、刮印组件22，刮印组件22位于平型网板21上方，用于将平型网板21内的油墨透过平型网板21的网眼吸附在承印物上。刮印组件22为印花机上的传统组件，其通常包括可切换的刮刀和回墨刀，并具有上下移动功能，这里就不再赘述了。平型网板21上还可设置有高度调节机构，以及用于对平型网板21的升降进行驱动、导向限位的驱动缸23、垂直滑块导轨组件24，用于控制平型网板21上下移动靠近或远离下方的曲面台板组件3；此外，平型网板21在印花工位2上的相对空间位置是可以进行微调的，以便各平型网板21相对各印花工位2的位置一致。

若干曲面台板组件3，如图4所示，曲面台板组件3包括台板支架31以及用于支承承印物的旋转轴32，旋转轴32通过轴承组件33可旋转的安装在台板支架31上，旋转轴32上安装有用于固定承印物的曲面模辊34或夹持器，曲面模辊需要具有一个圆弧形外表面。

台板轨迹驱动机构，与各曲面台板组件3连接，用于驱动各曲面台板组件3的旋转轴在同一平面上按封闭式轨迹循环平移，且该封闭式轨迹具有一段依次经过各印花工位平型网板21下方的直线段，该直线段覆盖多个印花工位，以便一个模辊旋转驱动机构6在顺利的驱动多个印花工位上的旋转轴，同时降低结构复杂性。本发明的实施例中为椭圆形轨迹，即目前印花行业常说的椭圆机，当然，椭圆形轨迹并不是完全椭圆的，其是矩形的两个对边改为弧形构成。

网板随动驱动机构5，网板随动驱动机构5设置在机架1上并与各平型网板21连接，用于驱动各平型网板21同步平移。

模辊旋转驱动机构6，用于驱动位于各印花工位的旋转轴同步转动，且固定在曲面模辊或夹持器的承印物外表面旋转线速度与各平型网板的平移速度相同。且模辊旋转驱动机构6具有一离合驱动组件64，用于驱动模辊旋转驱动机构远离或靠近旋转轴实现扭矩的传递或脱开。当然，安装在机架1上的模辊旋转驱动机构6可以是一个，也可以是多个的。

模辊角度锁定机构7包括移动锁紧组件71和固定解锁组件72，所述移动锁紧组件71安装在各曲面台板组件3上，用于锁紧旋转轴相对台板支架的旋转；所述固定解锁组件设置在各印花工位对应的机架上，可驱动移动锁紧组件动作实现对锁紧后旋转轴的解锁。

本发明的模辊旋转驱动机构6中，

模辊旋转驱动机构6包括传动副第一端结构、传动副第二端结构、第二端结构同步驱动机构和离合驱动组件；

传动副第一端结构，与旋转轴32数量对应，传动副第一端结构安装在旋转轴32上；

传动副第二端结构，与印花工位2对应，传动副第二端结构通过输出端同步驱动机构设置在印花工位对应的机架1上；

各传动副第一端结构中的任意一个在与各传动副第二端结构中的任意一个相互啮合形成一可实现传动副第一端结构转动的单级或多级旋转传动副；

第二端同步驱动机构，用于驱动各传动副第二端结构同步动作并带动与传动副第二端结构啮合的传动副第一端结构同步旋转；

而离合驱动组件不仅仅用于驱动传动副第二端结构远离或靠近传动副第一端结构实现旋转轴32与第二端同步驱动机构之间扭矩的传递或脱开，同时，能够避免曲面台板组件3在移动过程中，不会与模辊旋转驱动机构6中除传动副第一端结构以外的其他部件发生相互干涉。

作为本发明模辊旋转驱动机构6中第一种更具体的结构：如图4、5所示，

传动副第一端结构为第一传动带轮61；

传动副第二端结构为传动带62，传动带62为内、外周均具有齿形槽或链槽的双面传动结构，传动带62的外周齿形槽或链槽可与第一传动带轮61啮合；当然，本领域技术人员应当了解，传动带轮通常采用同步带轮或链轮，而传动带可以是与之配合的同步带或链条；而传送带与平型网板21同步平移的方向及速度显然是需要一致的，这里就不再赘述。

第二端同步驱动机构包括第二端同步驱动支架631、第二传动带轮632、旋转轴驱动电机633，第二端同步驱动支架631通过离合驱动组件64安装在机架1上，第二传动带轮632及用于驱动第二传动带轮632转动的旋转轴驱动电机633安装在第二端同步驱动支架631上，传动带62安装在第二传动带轮632上，且传动带62的内周齿形槽或链槽与第二传动带轮63啮合；

为了确保传动带62与第一传动带轮61更好的啮合进行传动，第二端同步驱动机构还包括可与各第一传动带轮61位置对应的第三传动带轮634，第三传动带轮634安装在第二端同步驱动支架631上，并设置在传动带62的内周侧与传动带内周齿形槽或链槽啮合。第二端同步驱动支架631可由离合驱动组件64驱动向曲面台板组件3靠近使得传动带62的外周齿形槽或链槽与第一传动带轮61啮合，并由第三传动带轮634将传动带62的外周压紧在第一传动带轮61上。为了让第三传动带轮634将传动带62更好的压紧在第一传动带轮61上，第三传动带轮634配备有压缩弹簧635。

离合驱动组件64为一直线驱动机构，用于驱动传动副第二端结构沿水平方向或垂直方向移动远离或靠近传动副第一端结构。直线驱动机构结构为机械行业公知技术，其结构多种多样，这里就不再赘述。

当然，本发明模辊旋转驱动机构6不局限于上述更具体的结构，还可以是如图6所示的第二种结构：

传动副第一端结构为齿轮65；

传动副第二端结构为齿条66，齿条66的运动方向需要与与平型网板21同步平移的方向是需要一致的；齿条66可以是多个分别设置在各印花工位2上的齿条分段，齿条分段通过支架连接固定实现联动，以便分别与移动至各印花工位2的齿条65配合，也可以采用通长的一根齿条；

第二端同步驱动机构为齿条直线驱动机构67，齿条直线驱动机构67选择较多，例如：包括旋转轴驱动电机和齿轮，所述齿轮与齿条啮合，且齿轮与旋转轴驱动电机的输出轴连接；或者齿条直线驱动机构为旋转轴驱动电机驱动的丝杆螺母副。又或者齿条直线驱动机构为电动推杆。

离合驱动组件64这里不再赘述。

作为本发明模辊旋转驱动机构6的第三种更具体的结构：

传动副第一端结构为内花键结构与外花键结构中的一个；

传动副第二端结构为内花键结构与外花键结构中的另一个；

第二端同步驱动机构为驱动传动副第二端结构旋转的花键旋转驱动机构，第二端同步驱动机构可以采用同步带传动或链条传动的方式进行同步驱动，例如本发明模辊旋转驱动机构6中第一种更具体的结构所采用的，这里不再赘述。

本发明中，较具体的模辊角度锁定机构如下：如图7所示，

模辊角度锁定机构7的移动锁紧组件71是随曲面台板组件3一起移动的，包括一配备有复位弹簧的锁紧块，旋转轴或传动副第一端结构上具有沿圆周向呈环形均匀分布的定位槽孔，锁紧块在复位弹簧作用下嵌入定位槽孔内。当锁紧块嵌入定位槽孔后，即可将旋转轴锁紧，避免旋转轴的转动。

若传动副第一端结构采用同步带轮、链轮又或花键，则直接将其作为沿圆周向呈环形均匀分布的定位槽孔，锁紧块嵌入定位槽孔的方向为旋转轴轴向或旋转轴径向，也可以采用杠杆式的倾斜插入。

模辊角度锁定机构7的固定锁紧组件72为固定安装在各印花工位处的气缸或电动推杆或电磁铁组件。固定锁紧组件72可在移动锁紧组件71移动至印花工位上后进行动作，推开锁紧块，即可实现旋转轴的解锁。

作为本发明更具体的实施方式：网板随动驱动机构5包括用于对平型网板21进行直线移动的网板直线驱动机构51，以及用于对平型网板21移动方向进行导向限位的水平滑块导轨组件52。这里需要注意的是，平型网板21直线移动的方向与放置在曲面台板组件3上承印物承印表面的最高点的旋转方向显然是一致的，当然，通常情况下，其移动速度也需要一致。

其中，如图8所示，网板直线驱动机构51包括第四传动带轮514、网板驱动电机、传动带515，至少两个第四传动带轮514安装在机架1上，传动带515套装在第四传动带轮514上，传动带515具有至少一个传动带直线段，该传动带直线段与各平型网板21通过连接件连接固定。传动带直线段的延伸方向与曲面台板组件3上承印物承印表面的最高点的旋转方向是一致的。

本实施例中,网板直线驱动机构51不仅仅局限于同步带同步轮配合的同步传动结构，还可以是其他同步直接驱动结构；例如网板直线驱动机构51包括若干与平型网板21数量对应且相互之间连接成一体的齿条，以及至少一可与齿条啮合的齿轮，齿轮由网板驱动电机驱动转动，各齿条与各平型网板21连接固定。当然，齿条的延伸方向与曲面台板组件3上承印物承印表面的最高点的旋转方向是一致的。

为了进一步的确保多套色的曲面印花精度，曲面台板组件3在停留在印花工位2上的位置也需要精确定位：

本发明还包括一用于对曲面台板组件3进行二次定位的机构，如图9所示，曲面台板组件定位机构包括定位轮81、定位基准杆82、基准杆驱动机构83，定位轮81有一对，设置在曲面台板组件3的台板支架31上，该对定位轮81的旋转轴线垂直设置，且该对定位轮81之间具有一个刚好容定位基准杆82嵌入的缝隙，定位基准杆82和基准杆驱动机构83安装在印花工位2处的机架1上，定位基准杆82可由基准杆驱动机构83驱动嵌入或脱离缝隙。

工作原理：

初始状态下，移动锁紧组件71的锁紧块在复位弹簧的作用下嵌入定位槽孔内，锁紧旋转轴相对台板支架的旋转，将待承印物固定放置在各曲面模辊表面，若为硬质圆柱体或待印花区域具有圆弧形外圆周面，也可通过夹持器固定在旋转轴上；

台板轨迹驱动机构驱动各曲面台板组件3在同一平面上按封闭式轨迹循环平移，并依次移动至各印花工位的平型网板21下方；

模辊旋转驱动机构的离合驱动组件驱动各传动副第二端结构靠近传动副第一端结构，并使得传动副第一端结构、传动副第二端结构啮合；同时，模辊角度锁定机构7的固定锁紧组件动作实现对锁紧后旋转轴的解锁，即气缸推动锁紧块克服复位弹簧的形变力离开定位槽孔，并保持该状态；

解锁后，传动副第二端结构同步驱动机构工作，驱动各传动副第二端结构带动与之啮合的传动副第一端结构同步旋转，进而使得各对应的曲面台板组件同步转动一定的角度，使得曲面台板组件上的待承印物承印面朝上实现印花前的定位；

平型网板通过高度调节机构和垂直滑块导轨配合下降，使得平型网板靠近曲面台板组件上的待承印物，并保持一定的网距；且刮印组件22的刮刀正对旋转轴的轴线，并下降一定的高度，使得平型网板贴住待承印物；

网板随动驱动机构带动平型网板同步平移，同时，曲面台板组件在模辊旋转驱动机构的驱动下转动，且确保待承印物表面线速度与平型网板的移动速度一致，利用静止的刮刀将平型网板21内的油墨透过平型网板21的网眼刮涂在正下方的待承印物上，完成印花；

当完成印花后，模辊角度锁定机构7的固定锁紧组件72动作，使得移动锁紧组件71的锁紧块在复位弹簧的作用下复位重新嵌入定位槽孔内，使得旋转轴相对台板支架锁紧；离合驱动组件驱动传动副第二端结构远离传动副第一端结构实现旋转轴32与第二端同步驱动机构之间脱开；刮印组件和平型网板依次上移复位；

台板轨迹驱动机构驱动各曲面台板组件3继续前移，使得刚印花后的承印物进入下一工位，对承印物进行表面烘干或第二次的印花，如此循环动作实现对承印物的多套色印花。