专利名称：台式热转印机的制作方法
技术领域：
本实用新型专利是在塑料或皮革制品的表面(平面或圆柱面)热转印(烫金)各种文字图案的印刷机械。
本实用新型专利是从日本大平株式会社1988年所公开的“升降式平压烫印机”中所公开的一类印刷机发展而来的。
在众知的热转印机中，没有同时具备对平面和圆柱面工作进行热转印的功能，尤其是无法对单开口的中空软瓶的外表面进行热转印。它的卷箔机构采用步进电机驱动，造价高，工作点不稳定。工作台不具备在水平面上旋转及平移的调整功能，在印刷时要调整印刷图案在工件上的相对位置比较困难。它的水平运动靠燕尾槽机构，制造困难，运动精度低。因此，这样的热转印机印刷功能简单，结构复杂，造价高，不易于操作使用。
本实用新型专利的任务是设计一种能对平面工件、圆柱面工件，尤其是对单开口中空软瓶进行热转印(烫金)的印刷机，它采用台式整机结构，齿轮一齿条回程卷箔机构，可回转及平移工作台，可充气顶夹机构，双电热丝恒温平板印头，双圆柱导轨水平行走装置。这样的热转印机具有印刷功能丰富，印刷精度高，温控精度高，结构简单，操作方便，运行可靠，造价低等优点。
本实用新型专利的任务是以如下方式实现的(1)在方形台座前部安装有工作台，后部是两根立式圆柱导轨，立式圆柱导轨的滑座上安有升降丝杆，垂直气缸，平板式热转印头，恒温系统、电子控制系统和齿轮－齿条回程卷箔机构。工作台上安装有水平圆柱导轨，水平气缸和可充气顶夹机构，工作台通过两个互相垂直的燕尾槽及一个回转付与台座相连。这样的台式布局使整机具有结构简单、零件轻巧、重量轻、体积小等优点。(2)当印刷单开口中空软瓶时采用可充气顶夹机构，进行充气顶夹印刷既保证工件回转自如又有足够的强度承受热转印的搓压力。(3)齿轮－齿条回程卷箔机构是在滑块右侧安装一齿条，在热转印头右侧安装有齿轮、棘轮、棘爪、卷箔轮、压紧轮、箔带回收轮等。齿轮与齿条啮合，由于棘轮、棘爪的单向作用，当垂直气缸驱动热转印头向下伸出时，齿轮空转，垂直气缸驱动热转印头回程时，齿轮带动卷箔轮将箔带卷过一个印刷长度，调整齿条的垂直位置，改变齿轮与齿条的啮合长度，就能方便地调整走箔长度。这种机构比起步进电机走箔机构具有结构简单，工作可靠，操作方便，造价低等优点。(4)工作台通过一个回转副与两个互相垂直的燕尾槽与台座相连，它使得工作台能在水平面上旋转及平移，便于调整工件与热转印头的相对位置。(5)水平运动由水平气缸驱动可充气顶夹机构沿水平圆柱导轨往复运动，这样的结构具有结构简单、运动精度高，造价低等优点。(6)平板式热转印头采用双电热丝恒温系统，在热转印头内安装有一个热传感器和两组电热丝，一组为供初始升温的大功率电热丝，其端点接在下限温度继电器上，一组为提供恒温热源的小功率电热丝，其端点接在上限温度继电器上。开机时，热转印头温度低于设置值，上下限继电器均闭合，两组电热丝均得电，对热转印头加热，当温度传感器测得热转印头温度升至下限温度时，系统断开下限温度继电器，使大功率电热丝失电，热转印头进入工作温区，这时小功率电热丝仍然得电，当温度传感器测得热转印头温度升至上限温度时，系统切断上限温度继电器，小功率电热丝失电，停止对热转印头加热。由于采用小功率电热丝作恒温热源，热转印头的加热惯性小，因此具有优良的恒温特性和很高的温控精度。
台式热转印机的工作过程是准备工作，首先在工作台上安好工件夹具，将硅胶印模粘贴在热转印头上，根据工件所印图案的周长调整齿轮与齿条的啮合长度，使卷箔长度等于印刷长度。设定印头的上下限温度，通电，使热转印头温度升至工作温度。开启空气压缩机向气动系统供气。印刷过程置两位两通阀于通的位置，压缩空气经分水气器、调压阀、油雾器、两位两通阀进入气动系统，这时两个电磁阀均处于失电状态，垂直气缸缩至最上端，并触上行程开关使之闭合，水平气缸缩至最右端，并触右行程开关使之闭合，顶夹气缸缩回，松夹。机器处于待印状态，当触发印刷动作选择开关(连续循环档)时，控制电路给驱动电路1发出信号，驱动电路1使电磁阀1加电切换，垂直气缸动杆伸出，连接在气缸动杆上的热转印头下降，同时，将待印工件装上顶夹机构，顶夹气缸动杆伸出夹紧工件并对工件充气。当箔带及印头模版触及工件表面时停止，并触下行程开关，控制电路驱动电路2发出信号，驱动电路2使电磁阀2加电切换，水平气缸右腔进气，连接在水平气缸动杆上的拖板在水平圆柱导轨上自右向左运动，工件在齿轮、齿条的作用下紧贴箔带和模版搓滚，实现了图案的热转印。当拖板行至左端点时热转印完毕，并能左行程开关，两个电磁阀同时切换，水平气缸缩回，工件随拖板自左向右回到右端点。垂直气缸缩回，热转印头上伸，此时由于棘轮棘爪的作用，卷箔机构将箔带卷过一个印刷长度，顶夹气缸停止对工件充气并缩回卸下工件，完成一个工件的印刷。
附图描述了本实用新型专利的一个实施例；
图1台式热转印机侧视图图5可充气顶夹机构图2台式热转印机正视图图6电－气联动控制系统(电子部分)图图3齿轮－齿条回程走箔机主视图图7电－气联动控制系统(气动部分)图图4齿轮－齿条回程走箔机俯视图图8热转印头恒温系统图
以下结合附图详细叙述本实用新型专利的一个实施例。上述附图中描述的台式热转印机，其台座(1)后部并排安装二个立式圆柱(2、2′)，前部安装有装夹工件的可回转工作台(11)。立式圆柱(2、2′)上安装能沿其上下移动的滑座(3)，有一丝杆(4)一端固定在立式圆柱(2、2′)的顶端，一端与滑座(3)上的螺母(5)啮合，若转动丝杆(4)顶端的手轮(6)，则滑座(3)沿立柱(2、2′)上下移动，以改变热转印头(8)与可充气顶夹机构(15)之间的空间大小，以适应印刷不同大小工件的需要。滑座(3)上安装着垂直气缸(7)，卷箔机构(34)，热转印头(8)，电子恒温系统(36)，电子控制系统(47)。热转印头(8)安在垂直气缸(7)的动杆上，工作时，垂直气缸(7)驱动热转印头(8)做上下往复运动，提供印刷所需要的垂直动作。
电子恒温系统(36)由装在热转印头(8)中大功率电热丝(37)、小功率电热丝(39)、温度传感器(40)及上限温度电位器(41)、下限温度电位器(42)、恒温控制电路(36)、上限温度继电器(43)、下限温度继电器(44)、恒温系统总开关(45)组成。工作时，根据不同型号的箔带，调节上、下限温度设置电位器(41、42)的工作点，以求热转印头(8)工作温度在最佳点上。开印前，合上恒温系统总开关(45)，恒温电路(36)通过温度传感器(40)测得热转印头(8)温度低于设定的上、下限温度时，上、下限温度继电器(43、44)闭合，大、小电热丝(37、39)通电，热转印头(8)温度上升，当热传感器(40)测得热转印头(8)温度升至设定的下限温度之上时，恒温电路(36)断开下限温度继电器(44)触点，大功率电热丝(37)断电，但上限温度继电器(43)触点仍然闭合，小功率电热丝(39)仍然对热转印头(8)加热，当热转印头(8)温度升至设定的上限温度时，恒温电路(36)断开上限温度继电器(43)触点，小功率电热丝(39)也停止对热转印头(8)加热，但由于热惯性作用，热转印头(8)仍在上限温度点保持若干时间，其后由于热转印头(8)的散热作用，使温度下降，当温度传感器(40)测得热转印头(8)温度降至上限温度设定值之下时，恒温电路(36)使上限温度继电器(43)触点闭合，小功率电热丝(39)又通电对热转印头(8)加温。如此循环动作，使热转印头(8)温度恒定在设定的上下限温度之间。本专利的恒温系统(36)由于采用大、小功率两组电热丝(37、39)，分别作初升温热源和恒温热源，因此具有初升温时间短，恒温热惯性小、恒温精度高等优点。
齿轮－齿条回程卷箔机构由箔带轮(25)、箔带回收轮(26)、张紧轮(27、27′)、卷箔轮(28)、压紧轮(29)、棘爪(30)、棘轮(31)、齿轮(32)、齿条(33)、卷箔支架(34)、螺母(35、35′)组成。齿条(33)的上端车制成螺杆，通过螺母(35、35′)固定在滑座(3)的右侧，调节螺母(35、35′)可改变齿条(33)与齿轮(32)的啮合长度，从而改变卷箔长度。箔带轮(25)安装在热转印头(8)左上侧，张紧轮(27、27′)分别安装在热转印头(8)下方两侧，卷箔支架(34)安装在热转印头(8)右侧。齿轮(32)、棘轮(31)、棘爪(30)、卷箔轮(28)同轴安装在卷箔支架(34)下方，箔带回收轮(26)安装在卷箔支架(34)的上方，压紧轮(29)安装在卷箔支架(34)中间，并将箔带紧压在卷箔轮(28)上，箔带依次绕行在箔带轮(25)、张紧轮(27、27′)、热转印头(8)、卷箔轮(28)、箔带回收轮(26)之间。工作时，若热转印头(8)下降，齿轮(32)与齿条(33)啮合并做顺时针转动，由于棘轮(31)－棘爪(30)的单向作用，仅齿轮(32)空转，卷箔轮(28)不动。若热转印头(8)上升(回程)，齿轮(32)与齿条(33)啮合并做逆时针转动，这时由于棘轮(31)－棘爪(30)的单向作用，卷箔轮(28)与齿轮(32)同步转动，带动箔带卷过一个印刷长度，卷过的箔带由箔带回收轮(26)回收。这样的卷箔方式比采用步进电机的卷箔方式具有结构简单、造价低、工作可靠、操作方便的优点。
可回转工作台(11)由回转副(9)、双燕尾槽(10)、凹形台板(11)、水平气缸(12)、水平圆柱导轨(13)、拖板(14)、可充气顶夹机构(15)、齿轮(16)、齿条(17)、齿条支架(18、18′)组成。凹形台板(11)通过回转副(9)与双燕尾槽(10)固定在台座(1)上，并能在水平面上平移、旋转，以调整图案在工件上的印刷位置，提高印刷精度，方便工人操作。凹形台板(11)上安装两根水平圆柱导轨(13、13′)，拖板(14)可沿水平圆柱导轨(13、13′)做左右往复运动，凹形台板(11)的右侧安装着水平气缸(12)，水平气缸(12)的动杆与拖板(14)相联，水平气缸(12)驱动拖板(14)上的可充气顶夹机构(15)做左右往复运动，提供印刷所需的水平动作。拖板(14)上的可充气顶夹机构(15)由前后支架(19、20)、顶针(21)、顶夹头(22)、顶夹气缸(23)、支撑轮(24、24′、24″、24″′)组成，顶夹气缸(23)固定在前支架(19)上，顶夹头(22)固定在顶夹气缸(23)的动杆上，工作时，顶夹气缸(23)后腔进气，动杆伸出，使工件(单开口中空塑料软瓶)处于顶夹状态，在顶夹头(22)上还钻有气孔，可对工作进行充气印刷，保证印刷时有足够的强度。为保证印刷精度，顶针(21)后端装一节圆直径与圆柱形工件外周直径相等的齿轮(16)，该齿轮(16)与齿条(17)啮合，齿条(17)被齿条支架(18、18′)固定在凹形台板(11)上，当拖板(14)运动时，齿轮(16)带动工件同步回转，保证印刷图案清晰。
电子－气动联动控制系统由稳定电源(46)、电子控制系统(47)、驱动电路Ⅰ、Ⅱ(48、48′)、电磁阀Ⅰ、Ⅱ(49、49′)、两位两通阀(50)、两位五通阀(51)、行程开关Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ(52、52′、52″、52″′)、总控开关(53)、印刷动作选择开关(54)组成。
以下以印刷一个中空单开口塑料软瓶为例阐述本机的工作过程(一)、准备工作(1)在顶夹机构(15)的顶针(21)轴上安装一个节圆直径与软瓶外圆直径相等的齿轮(16)，并使之与齿条(17)平稳啮合；(2)将印刷模版用粘合剂粘贴在热转印头(8)上；(3)根据工件所印图象长度调节齿条(33)与齿轮(32)的啮合长度，使卷箔长度等于印刷长度；(4)调节上、下限温度电位器(41、42)，设定热转印头(8)的工作温区；(5)开启空气压缩机(55)向气动系统供气。
(二)、印刷过程合上总控开关(53)，置两位两通阀(50)在通的位置，机器进入开印状态，从空压机(55)出来的压缩空气经分水气器(56)、调压阀(57)、油雾器(58)、两位两通阀(50)进入气动系统。这时，由于没有任何控制信号进入电子控制系统(47)，电磁阀Ⅰ、Ⅱ(49、49′)均处于失电状态，垂直气缸(7)缩至最上方，并碰行程开关Ⅰ(52)使之闭合，水平气缸(12)缩至最右方，并碰行程开关Ⅲ(52″)使之闭合。顶夹气缸(23)缩回松夹并停止充气，机器处于待印状态。当触发印刷动作选择开关(54)(本开关共分单循环、连续循环、中止三个档位)连续循环档时，电子控制系统(47)给驱动电路Ⅰ(48)发出信号，驱动电路Ⅰ(48)使电磁阀Ⅰ(49)切换，垂直气缸(7)动杆伸出，驱动热转印头(8)下降，同时，顶夹气缸(23)伸出夹紧工件并对工件充气，热转印头(8)下降过程，齿轮(32)齿条(33)啮合，但齿轮(33)空转。当热转印头(8)模版接触工件表面时，磁行程开关Ⅱ(52′)，电子控制系统(47)给驱动电路Ⅱ(48′)发出信号，驱动电路Ⅱ(48′)使电磁阀Ⅱ(49′)切换，水平气缸(12)动杆伸出，驱动装夹在拖板(14)上的工件自右向左运动，在齿轮(16)－齿条(17)的搓动下，工件紧箔带模版滚动，将图案转印在工件上，当拖板(14)行至左端点，印刷完毕，拖板(14)触行程开关Ⅳ(52″′)，电子控制系统(47)给驱动电路Ⅰ(48)发出信号，电磁阀Ⅰ(49)切换，垂直气缸(7)缩回，热转印头(8)上升，齿轮(32)与齿条(33)啮合，并逆时针转动，这时由于棘轮(31)、棘爪(30)的单向作用，卷箔轮(28)与齿轮(32)同步转印，将箔带卷过一个印刷长度，卷过的箔带由箔带回收轮(26)回收。同时，顶夹气缸(23)缩回，停止充气，卸下印好的工件，当热转印头(8)升至上端点时触行开关Ⅰ(52)，电子控制系统(47)给驱动电路Ⅱ(48′)发出信号，电磁阀Ⅱ(49′)切换，水平气缸(12)缩回，拖板(14)返回右端点。完成一次热转印的循环动作。
若印刷平面工件只需卸下可充气顶夹机构(15)换上工作台即可。
权利要求1.由台座(1)、立柱(2、2′)、滑座(3)、垂直气缸(7)、热转印头(8)、工作台(11)、水平气缸(12)、卷箔机构(34)、丝杆(4)、手轮(6)、恒温系统(36)、电子控制系统(47)组成的热转印机，其特征是在台座(1)前部安装有工作台(11)、后部安有两个立柱(2、2′)，安装在滑座(3)上的垂直气缸(7)，恒温系统(36)、电子控制系统(47)、热转印头(8)能沿立柱(2、2′)上下移动的台式布局，工作台(11)上安装可充气顶夹机构(15)实现对单开口中空软瓶的热转印(烫金)。
2.根据权利要求1的台式热转印机，其特征在于卷箔机构是由齿轮(32)－齿条(33)、棘轮(31)－棘爪(30)、卷箔支架(34)、箔带轮(25)、箔带回收轮(26)、张紧轮(27，27′)、卷箔轮(28)、压紧轮(29)组成。
3.根据权利要求1的台式热转印机，其特征在于热转印头(8)为大功率电热丝(37)做初始升温热源，小功率电热丝(39)做恒温热源的平板式双电热丝恒温热转印头(8)。
4.根据权利要求1的台式热转印机，其特征在于工作台(11)由两个互相垂直的燕尾槽(10)和一个回转副(9)组成可回转及平移的工作台(11)。
5.根据权利要求1的台式热转印机，其特征是在工作台(11)上安装着水平圆柱导轨(13)、水平气缸(12)、拖板(14)组成的水平行走装置。
专利摘要台式热转印机，可对塑料或皮革制品表面(平面或圆柱面)上热转印(烫金)各种图案、文字，尤其可对单开口中空软瓶表面进行热转印(烫金)。本印刷机由台座(1)、立柱(2，2′)、滑座(3)、垂直气缸(7)、热转印头(8)、工作台(11)、水平圆柱导轨(13)、水平气缸(12)、工件顶夹充气机构(15)、回程卷箔机构、热转印头恒温系统(36)、电子控制系统(47)组成。它采用电子控制系统(47)控制水平气缸(12)、垂直气缸(7)运动、驱动工件在箔带、印模表面搓滚，实现对圆柱体工件的热转印(烫金)。
文档编号B41M5/26GK2184555SQ91224199
公开日1994年12月7日 申请日期1991年8月28日 优先权日1991年8月28日
发明者陈永木, 陈玉锁, 陈祥基, 郑爱珠, 林铬勋, 黄双溪, 陈学兴, 黄幼波, 扬信和 申请人:福州大学机械厂