一种全自动快速高效多色旋转曲面丝网印刷机的制作方法

本发明涉及一种全自动快速高效多色旋转曲面丝网印刷机，属于自动化印刷机械技术领域。

背景技术：

丝网印刷以其使用范围广、质量好、成本低等优点而受到广泛的应用。目前，丝网印刷从开始摆放至印刷工序等大都是由人工操作完成。因此，人工操作使得丝网印刷存在劳动强度高、生产效率低下、生产成本高等问题。

随着丝网印刷品种类的增多，丝网材料和丝网版的种类也与日俱增，而现有丝印设备也出现了一些自动化的丝网印刷设备，但大多数都是结构复杂，调试难度大，效率低，对调试人员的技术要求很高，且时间长，具体表现在一下几点：1、因为机械结构的联动只具有单向的往复运动。2、针对圆瓶成型不稳定，无法形成很好的定位口，所以现有丝印设备原有的定位方式无法满足圆瓶的定位印刷要求。3、传动工位较多，增加换瓶的成本及时间。4、印刷周期动作包括上料、前后顶夹料、印刷、前后顶松开、下料、动作多、影响速度。在我国丝网印刷被广泛应用，传统的丝网印刷机结构复杂、工作效率低，而且在印刷时经常出现印刷位置跑偏的现象。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种全自动快速高效多色旋转曲面丝网印刷机。主要解决了现有的丝网印刷机印刷速度慢，印刷质量不稳定的问题，该丝网印刷机结构简单合理，在印刷时能保持固定印刷介质，工作可靠性高、印刷速度快、印刷效果好、印刷质量稳定；可方便地添加或减少丝网网版组，满足多种油墨的组合需求，显著提高印刷质量。

本发明可以通过采取以下技术方案予以实现：

一种全自动快速高效多色旋转曲面丝网印刷机，该印刷机包括控制面板、印刷产品升降工作台、机械手系统、产品工装位夹紧系统、丝网控制系统，包括多组丝网网版控制系统、多组印刷刮刀控制系统，其中产品旋转及换面、印刷产品升降工作台驱动、表面光电除尘处理、上料下料工业机器人、产品转移机械手系统手动作均采用伺服电机及高精度丝杠螺母副控制，走位控制精确。本发明可对圆瓶、椭圆双面、方瓶多面产品多色丝网印刷，利用升降工作台的竖直方向运动、丝网印刷网版及刮刀的水平运动和产品的旋转运动使印刷产品可以贴紧丝网印刷网版进行印刷，该丝网印刷机印刷效果好、换瓶方便、周期短、效率高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种全自动快速高效多色旋转曲面丝网印刷机，包括控制面板、印刷产品升降工作台、机械手系统、产品工装位夹紧系统、丝网控制系统，包括多组丝网网版控制系统、多组印刷刮刀控制系统。

机械手系统，包括上料下料工业机器人5、产品转移机械手7。

产品工装位夹紧系统，包括控制上料位(上料夹住产品)、外表面光油除尘处理位1401、4个印刷位1402、1403、1405、1406；1个UV烘干固化处理位1404；下料位(松开产品下料)，所述的机产品工装位夹紧系统还设有第二伺服电机18，带动由夹具17夹住的印刷产品14旋转。

所述的机械手系统包括上料下料工业机器人5、产品转移机械手7，设有用于夹取待印刷产品的夹具17，所述的夹具17安装于上料下料工业机器人5上，所述的产品转移机械手7背面设有带动夹具在滑轨上升降滑动的触碰固件，所述的触碰固件在机械手转动至印刷位工位处与触碰浮动开关对接。

作为本发明的进一步改进，所述的产品印刷具体步骤如下：

所述印刷产品转移部分：所述的夹具固定在工业机器人5上用于夹取固定上料位上的待印刷产品，工业机器人5夹住印刷产品14将其送入产品表面光电除尘处理位1401，表面除尘处理后由工业机器人5夹住印刷产品14放入产品转移机械手7上，在由产品转移机械手7转移到印刷产品升降工作台12上。

所述的印刷产品14转移到印刷产品升降工作台12上后，夹具17夹住印刷产品14瓶底部分，产品旋转顶块13顶住印刷产品14瓶口部分，印刷产品14固定在印刷产品升降工作台12上，第二伺服电机18通过其电机主轴与夹具17连接，在第二伺服电机18的驱动下印刷产品14作旋转运动。

所述印刷产品升降工作台12通过伺服电机驱动与高精度的丝杠螺母配合使用，控制印刷产品升降工作台12垂直升降运动，形成闭环控制系统，在丝网印刷过程中，印刷产品升降工作台12可以任意垂直升降及在产品转移机械手7的作用下带动印刷产品升降工作台12作横向水平运动，始终印刷产品14表面与印刷网版15贴紧印刷，以保证丝网印刷效果。

所述产品多色印刷工艺，包括产品表面光电除尘位1401、产品表面第一次丝网印刷位1402、产品表面第二次丝网印刷位1403、印刷产品表面UV烘干位1404、产品表面第三次丝网印刷位1405、产品表面第四次丝网印刷位1406、下料位(松开产品下料)。

所述产品旋转及换面、预定位动作、上料下料工业机器人、产品转移机械手、产品工装位夹紧系统的转换动作均采用伺服电机和高精度丝杠螺母副控制，走位控制精确，能达到±0.1mm套位精度。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

1、全伺服运动控制，伺服电机与滚珠丝杠配合使用，走位控制精确，能达到±0.1mm套位精度。直接用参数设定印刷产品的外形尺寸，圆瓶、椭圆瓶、方瓶曲面产品全由参数化设置，无需调整机械结构，可以做到椭圆瓶双面印刷、方瓶多面印刷。

2、激光影像定位，任何瓶型都适用，定位精确，解决了玻璃瓶不好定位的问题。

3、丝网印刷采用循环往复式结构，简单且容易调试，减少了产品丝网印刷过程的动作，满足了现有产品色彩丰富应刷问题。

4、直接在转动的工位上完成丝网印刷动作，丝网印刷周期短，丝网印刷效率高。

附图说明

附图中的标记为：如图1所示1-控制面板，2-可编程控制器(PLC)，3-第一伺服控制器，4-第二伺服控制器，5-上下料工业机器人，6-运动控制卡，7-产品转移机械手，8-UV烘干灯光，9-遮光板，10-第一伺服电机，11-第一滚珠丝杆，12-产品升降工作台，13-产品旋转顶块，14-印刷产品，15-多组印刷网版，16-多组印刷刮刀，17-产品旋转固定夹具，18-第二伺服电机，19-第二连杆，20-第一连杆，21-凸轮，22-第三传动轴，23-曲柄，24-传动皮带，25-第二传动轴，26-减速器，27-第一传动轴，28-三相异步电动机，1401-产品表面光油除尘处理位，1402-产品表面第一次丝网印刷位，1403-产品表面第二次丝网印刷位，1404-印刷产品表面UV烘干处理位，1405-产品表面第三次丝网印刷位，1406-产品表面第四次丝网印刷位。

图1是本发明一种全自动快速高效多色旋转曲面丝网印刷机控制系统结构图。

图2是本发明一种全自动快速高效多色旋转曲面丝网印刷机印刷工艺示意图。

图3是本发明多色丝网印刷产品转移原理示意图。

图4是本发明椭圆瓶多色丝网印刷工作原理示意图。

图5是本发明六面体方瓶多色丝网印刷工作原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细描述。

本发明的工作原理：

如图1、图2、图3、图4，印刷的动作顺序为：首先操作人员把印刷产品14放至上料输送带上，上料输送带将印刷产品14输送到上料工业机器人5的夹瓶位置，工业机器人5夹住印刷产品14转位(顺时针旋转90度)，然后传送至产品表面光油除尘处理位1401，表面处理系统启动，对印刷产品进行外表面处理，再由工业机器人5夹住印刷产品14转位至产品第一次丝网印刷位1402,产品印刷升降台12在第一伺服电机10通过第一滚珠丝杆11的作用方向向上运动，使产品14外表面贴紧第一次丝网印刷位1402的印刷网版15的底面，印刷产品14通过第二伺服电机18的主轴与夹具17连接和顶块13共同作用顶紧印刷产品14，第二伺服电机18旋转作用下带着印刷产品14旋转，第一次丝网印刷位1402的印刷刮刀16对产品14进行丝网印刷，完成对产品14表面丝网印刷，丝网印刷完成后，接着产品印刷升降台12在第一伺服电机10通过第一滚珠丝杆11的作用方向向下运动，绕过遮光板9，再由产品转移机械手7水平移动表面UV烘干位1404，接着产品印刷升降台12在第一伺服电机10通过第一滚珠丝杆11的作用下，正向向上运动，靠近UV烘干位1404的烘干灯光8，对第一次丝网印刷产品14进行UV烘干处理，UV烘干处理完成后，产品升降工作台12绕过遮光板9，接着由产品转移机械手7带动产品升降工作台12向前运动，第一伺服电机10通过第一滚珠丝杆11的作用正向向上运动，带着印刷产品14靠近第二次丝网印刷位1403，在第二伺服电机18作用下带着印刷产品14旋转，第二次丝网印刷位1403的印刷刮刀16对产品14进行丝网印刷，如此往复循环4次，直到完成第四次丝网印刷位1406时，整个产品14外表面的丝网印刷完毕，由工业机器人5转位至松开产品下料位,工业机器人5夹住产品14，将产品14转送至下料输送带上，完成整个丝网印刷过程，设备在工作过程中通过无线触摸屏可以随时更改机器的相关参数,同时也可在线监控机器的工作状态。

如图1、图2、图3所示，包括控制面板、丝网印刷控制系统、印刷产品升降工作台、机械手系统、产品工装位夹紧系统。

如图1、图2、图3所示，印刷产品升降工作台12安装于机械手系统7上，由运动控制卡6，通过控制电缆与工业控制计算机连接，控制机械手7的运动，升降工作台12的升降运动由第一伺服电机10及第一滚珠丝杆11控制。

如图1、图2、图3所示，工业机器人5负责产品在表面光电除尘处理位1401，UV烘干处理位1404和多组丝网印刷位1402、1403、1405、1406之间动作的转换。

如图1、图2、图3所示，多组印刷刮刀16的运动由三相异步电动机28经过减速器26通过曲柄连杆机构带动其往复水平运动，使印刷刮刀16贴紧印刷网版15以便印刷产品14。

如图1、图2、图3所示，多组印刷网版15的运动由三相异步电动机28经过减速器26通过皮带及连杆机构带动其往复水平运动，使印刷网版15的底面能够贴紧印刷产品14表面，从而进行丝网印刷。

如图1、图2、图3所示，印刷产品14通过第二伺服电机18的主轴与夹具17连接和顶块13共同作用顶紧产品14，第二伺服电机18旋转作用下带着印刷产品14旋转，从而完成产品14表面印刷。

如图1、图2、图3所示，第一伺服电机10、第二伺服电机18分别通过伺服控制器4、伺服控制器3经通讯电缆与可编程控制器(PLC)2及计算机1连接，触摸屏及PLC启动后，从而可以对第一伺服电机10和第二伺服电机18进行精确控制。

如图1、图2、图3所示，产品转移机械手7经通讯电缆通过运动控制卡6与计算机1连接，计算机1启动后可以对产品转移机械手7进行控制。

如图1、图2、图3所示，产品工装位夹紧旋转机构主要用于固定印刷产品14并带动其旋转，其中一组工装位夹紧机构包括产品升降工作台12、第二伺服电机18、夹具17及产品旋转顶块13，产品升降工作台12与产品转移机械手7统一固定在水平移动的滑轨上，第二伺服电机20安装在产品升降工作台12，所述夹具17安装在第二伺服电机18的输出轴上，印刷产品14通过夹具17及产品旋转顶块13固定夹紧连接在第二伺服电机18的输出轴上，并随第二伺服电机18的输出轴转动而旋转。

实施案例一：

参考图4，椭圆瓶多色丝网印刷：所述的椭圆瓶14放至上料输送带上，上料输送带将椭圆瓶14输送到上料工业机器人5的夹瓶位置，工业机器人5夹住椭圆瓶14转位(顺时针旋转90度)，然后传送至产品表面光油除尘处理位1401，表面处理系统启动，对印刷产品进行外表面处理，再由工业机器人5夹住椭圆瓶产品14转位至产品第一次丝网印刷位1402,产品印刷升降台12在第一伺服电机10通过第一滚珠丝杆11的作用方向向上运动，使椭圆瓶外表面贴紧第一次丝网印刷位1402的印刷网版15的底面，椭圆瓶14通过第二伺服电机18的主轴与夹具17连接和顶块13共同作用顶紧椭圆瓶14，第二伺服电机18旋转作用下带着椭圆瓶14旋转，产品第一次丝网印刷位1402的印刷刮刀16对椭圆瓶14进行丝网印刷，完成对椭圆瓶14表面丝网印刷，丝网印刷完成后，接着产品印刷升降台12在第一伺服电机10通过第一滚珠丝杆11的作用方向向下运动，绕过遮光板9，再由产品转移机械手7水平移动到产品表面UV烘干位1404，接着产品印刷升降台12在第一伺服电机10通过第一滚珠丝杆11的作用下正向向上运动，靠近UV产品表面烘干位1404的烘干灯光8，对第一次丝网印刷椭圆瓶14进行UV烘干处理，UV烘干处理完成后，产品升降工作台12绕过遮光板9，接着由产品转移机械手7带动产品升降工作台12向前运动，第一伺服电机10通过第一滚珠丝杆11的作用正向向上运动，带着椭圆瓶14靠近第二次丝网印刷位1403，在第二伺服电机18作用下带着椭圆瓶14旋转，第二次丝网印刷位1403的印刷刮刀16对椭圆瓶14进行丝网印刷，如此往复循环4次，直到完成第四次丝网印刷位1406时，整个椭圆瓶14外表面的丝网印刷完毕，由工业机器人5转位至松开产品下料位,工业机器人5夹住椭圆瓶14，将椭圆瓶14转送至下料输送带上，完成整个丝网印刷过程，设备在工作过程中通过无线触摸屏可以随时更改机器的相关参数,同时也可在线监控机器的工作状态。

实施案例二：

参考图5，六面体方瓶多色丝网印刷：所述的六面体方瓶14放至上料输送带上，上料输送带将六面体方瓶14输送到上料工业机器人5的夹瓶位置，工业机器人5夹住六面体方瓶产品14转位(顺时针旋转90度)，然后传送至产品表面光油除尘处理位1401，表面处理系统启动，对六面体方瓶进行外表面处理，再由工业机器人5夹住六面体方瓶14转位至产品第一次丝网印刷位1402,产品印刷升降台12在第一伺服电机10通过第一滚珠丝杆11的作用方向向上运动，使六面体方瓶外表面贴紧第一次丝网印刷位1402的印刷网版15的底面，六面体方瓶14通过第二伺服电机18的主轴与夹具17连接和顶块13共同作用顶紧六面体方瓶14，第二伺服电机18旋转作用下带着六面体方瓶14旋转，第一次丝网印刷位1402的印刷刮刀16对六面体方瓶14进行丝网印刷，完成对六面体方瓶14表面丝网印刷，丝网印刷完成后，接着产品印刷升降台12在第一伺服电机10通过第一滚珠丝杆11的作用方向向下运动，绕过遮光板9，再由产品转移机械手7水平移动到产品表面UV烘干位1404，接着产品印刷升降台12在第一伺服电机10通过第一滚珠丝杆11的作用下，正向向上运动，靠近UV烘干位1404的烘干灯光8，对第一次丝网印刷六面体方瓶14进行UV烘干处理，UV烘干处理完成后，产品升降工作台12绕过遮光板9，接着由产品转移机械手7带动产品升降工作台12向前运动，第一伺服电机10通过第一滚珠丝杆11的作用正向向上运动，带着六面体方瓶14靠近第二次丝网印刷位1403，在第二伺服电机18作用下带着六面体方瓶14旋转，第二次丝网印刷位1403的印刷刮刀16对六面体方瓶14进行丝网印刷，如此往复循环4次，直到完成第四次丝网印刷位1406时，整个六面体方瓶14外表面的丝网印刷完毕，由工业机器人5转位至松开产品下料位,工业机器人5夹住六面体方瓶14，将六面体方瓶14转送至下料输送带上，完成整个丝网印刷过程，设备在工作过程中通过无线触摸屏可以随时更改机器的相关参数，同时也可在线监控机器的工作状态。

综上所述，结合较佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。