一种全自动六色十六工位数码旋转印刷检测一体机的制作方法

本实用新型涉及一种全自动六色十六工位数码旋转印刷检测一体机，属于自动化印刷检测机械技术领域。

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，只能满足圆瓶，椭圆瓶单面，方瓶单面的印刷。2、针对玻璃瓶成型不稳定，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玻璃瓶的定位印刷要求。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。

喷墨印刷机是一种“与物体非接触”的喷墨印刷型高科技数码印制设备，它可以不受任何材料限制，可以在木板，玻璃，金属板，地板砖，有机玻璃，皮革，布料，不干胶，石材等表面进行彩色照片级印刷，图案能够一次印刷完成，无需制版，无需晒版和重复套色，色彩靓丽，效果逼真，具有打印成本较低，清晰度高等优点，在现代社会得到广泛应用。

目前，大量企业使用传统的喷墨印刷机进行印刷，但是，传统的喷墨印刷机存在着下述缺陷：1、印刷速度慢：传统的喷墨印刷机采用喷墨头在传动装置的拖动下沿导轨作左右的直线间歇运动方式，它只能在步进的停顿间隙中对产品进行喷墨印刷，而不能连续对产品进行印刷，并且印刷的速度还受到往复运动速度的限制；2、分辨率和印刷速度相互影响：传统的喷墨印刷机采用喷墨头往复运动方式，要是将喷墨印刷机的输出分辨率设置过高的话，那么印相同幅面要喷墨的点数将大大增多，印刷速度自然就会受到影响；要是将输出分辨率设置太低的话，印刷速度虽然有所提高，不过喷墨印刷机的输出质量将有所降低。3、喷墨头机构设计复杂，使用寿命短：传统的喷墨印刷机采用喷墨头往复运动方式，所以在对喷墨头机构的设计时，需考虑喷墨头及其安装的重量和惯性等参数，结构复杂；往复运动机构因磨损和惯性冲击均比较大，故容易引起打印质量下降，机构维修量大，使用寿命短。4、同一时间集中喷墨影响印刷质量：现有的喷墨印刷机几乎在同一时刻将各种不同颜色的墨水喷射到产品的同一位置上，其不利于墨水的干燥和固化，影响印刷质量。5、添加或减少喷墨头不方便：现有的喷墨印刷机一经制成，其所使用的喷墨头数量及墨水颜色数量（如单色，四色等）就已确定，使用中无法再增加喷墨头及墨水颜色的数量，其不利于图像质量的提高。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种全自动六色十六工位数码旋转印刷检测一体机。主要解决了现有的喷墨印刷机印刷速度慢，印刷质量不稳定的问题，印刷产品缺陷检测系统具有快速准确、可重复性强以及自动化程度高的特点，极大的减轻了旋转印刷产品人工检测的压力，解决了传统旋转印刷产品人工检测中的许多问题，提高了旋转印刷产品的缺陷检测质量和检测速度，该印刷检测一体机结构简单合理，在印刷时能保持固定印刷介质，工作可靠性高、印刷速度快、喷墨效果好、印刷质量稳定；可方便地添加或减少喷墨头组，满足多种油墨的组合需求，显著提高印刷质量。

本实用新型使用产品旋转机械装置带动产品360度旋转，只需要一个CCD摄像机就可以满足旋转印刷产品缺陷检测的要求，本实用新型可以针对圆瓶、椭圆双面、方瓶多面、异形瓶多面和球形印刷产品缺陷进行检测，利用CCD相机及产品旋转机构的旋转运动可以使回转体印刷产品表面缺陷进行检测，该印刷检测装置还可以检测带有外凸台的回转体曲面产品，印刷产品质量检测效果良好，这种多色复杂曲面旋转印刷产品缺陷检测装置克服了目前单个CCD相机不能检测回转体复杂曲面印刷产品缺陷的问题，换瓶方便、周期短、效率高。

本实用新型可以通过采取以下技术方案予以实现：

一种全自动六色十六工位数码旋转印刷检测一体机，其特征在于包括机座(1)、分割器(2)、数码印刷装置，包括数码喷头(5)、数码印刷水平移动伺服电机(6)、数码印刷竖直移动伺服电机(7)；CCD检测装置，包括线阵CCD相机(10)，光学镜头(11)，缺陷检测竖直移动伺服电机(8)，缺陷检测水平移动伺服电机(9)；上料机械手系统包括上料机械手(13)、上料输送带(16)；下料机械手系统包括下料机械手(32)、下料输送带(31)；产品工装位夹紧机构(3)，包括：固定架(301)、伺服电机(302)、夹具(303)、顶块(304)。其中产品旋转及换面、预定位动作、上下料机械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，本实用新型可以针对圆瓶、椭圆双面、方瓶多面、异形瓶多面和球形曲面产品数码多色印刷，且换瓶方便、周期短、效率高。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种全自动六色十六工位数码旋转印刷检测一体机，包括机座(1)、分割器(2)、数码印刷装置，包括数码喷头(5)、数码印刷水平移动伺服电机(6)、数码印刷竖直移动伺服电机(7)；CCD检测装置，包括线阵CCD相机(10)，光学镜头(11)，缺陷检测竖直移动伺服电机(8)，缺陷检测水平移动伺服电机(9)；上料机械手系统包括上料机械手(13)、上料输送带(16)；下料机械手系统包括下料机械手(32)、下料输送带(31)；产品工装位夹紧机构(3)，包括：固定架(301)、伺服电机(302)、夹具(303)、顶块(304)；产品印刷检测工位，包括：夹住产品的上料位(14)、外表面火焰处理位(15)、6个印刷位(17)、(19)、(21)、(23) 、(25) 、(27)，6个UV固化处理位(18)、(20)、(22)、(24) 、(26) 、(28)，产品缺陷检测位(29)，松开产品的下料位(30)。

上料机械手系统包括上料输送带(16)及上料机械手(13)、下料机械手系统包括下料输送带(31)，下料机械手(32)。

产品印刷检测工位，包括夹住产品的上料位(14)、外表面火焰处理位(15)、6个印刷位(17)、(19)、(21)、(23) 、(25) 、(27)，6个UV固化处理位(18)、(20)、(22)、(24) 、(26) 、(28)，产品缺陷检测位(29)，松开产品的下料位(30)。

数码印刷装置，包括数码喷头(5)、数码印刷水平移动伺服电机(6)、数码印刷竖直移动伺服电机(7)。

CCD检测装置，包括线阵CCD相机(10)，光学镜头(11)，缺陷检测竖直移动伺服电机(8)，缺陷检测水平移动伺服电机(9)。

为了使转盘(12)旋转精度更高更加可靠，旋转式印刷装置安装了凸轮分割器(2)，凸轮分割器(2)安装在机座(1)上，转盘(12)安装在分割器(2)上。

上料机械手(13)，下料机械手(32)设有用于夹取待印刷产品的夹具，所述的夹具安装于上料机械手(13)及下料机械手(32)上，所述的机械手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。

作为本实用新型的进一步改进，所述的产品印刷具体步骤如下：

所述定位部分：所述的夹具夹取固定上料位上的待印刷产品，机械手背面的触碰固件嵌入触碰上下开关，升降组件带动夹具在滑轨上升降，机械手抓住印刷产品顺时针旋转90度后，安装在上料位上，旋转分割器旋转从上料位转到外表面火焰处理位，旋转分割器旋转从外表面火焰处理位到产品定位位，待印刷产品旋转到一定部位后进行定位。

所述数码印刷装置通过伺服电机驱动与高精度的丝杠螺母配合使用，控制数码印刷数码印刷装置垂直升降及水平运动，数码印刷装置，包括数码喷头(5)、数码印刷水平移动伺服电机(6)、数码印刷竖直移动伺服电机(7)，形成闭环控制系统，在数码印刷过程中，数码装置可以任意垂直升降及横向水平运动，始终保持与印刷产品的保持一致距离，以便保证数码印刷效果。

所述CCD检测装置通过伺服电机驱动与高精度的丝杠螺母配合使用，控制CCD检测装置垂直升降及水平运动，包括线阵CCD相机(10)、光学镜头(11)、缺陷检测竖直移动伺服电机(8)，缺陷检测水平移动伺服电机(9)，形成闭环控制系统，在数码印刷过程中，数码装置可以任意垂直升降及横向水平运动，始终保持与印刷产品的保持一致距离，以便保证数码印刷效果。

所述产品印刷检测工位，包括夹住产品的上料位(14)、外表面火焰处理位(15)、6个印刷位(17)、(19)、(21)、(23) 、(25) 、(27)，6个UV固化处理位(18)、(20)、(22)、(24) 、(26) 、(28)，产品缺陷检测位(29)，松开产品的下料位(30)的转换动作，能达到±0.1mm套位精度。

与现有技术相比，本实用新型的优势在于：

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、异形瓶和球形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、异形瓶多面印刷和球形曲面产品印刷及印刷产品缺陷图像检测。

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、为六色十六工位转盘式结构，简单且容易调试，减少了产品数码印刷、产品缺陷检测过程动作，满足了现有旋转印刷产品缺陷图像检测问题。

4、直接在转动的工位上完成数码印刷动作，数码印刷及产品缺陷图像检测周期短，数码印刷及产品缺陷图像检测效率高。

附图说明

附图中的标记为：如图1所示1-机座，2-分割器，3-产品工装位夹紧机构，包括：301-固定架、302-伺服电机、303-夹具、304-顶块；4-产品，5-数码喷头，6-数码印刷水平移动伺服电机，7-数码印刷竖直移动伺服电机，8-缺陷检测竖直移动伺服电机，9-缺陷检测水平移动伺服电机，10-线阵CCD相机，11-光学镜头，12-转盘，13-上料机械手，14-产品上料位，15-产品预处理位，16-上料输送带，17-1号颜色印刷位，18-1号UV固化处理位，19-2号颜色印刷位，20-2号UV固化处理位，21-3号颜色印刷位，22-3号UV固化处理位，23-4号颜色印刷位，24-4号UV固化处理位，25-5号颜色印刷位，26-5号UV固化处理位，27-6号颜色印刷位，28-6号UV固化处理位，29-产品缺陷检测位，30-产品下料位，31-下料输送带，32-下料机械手。

图1是本实用新型的一种全自动六色十六工位数码旋转印刷检测一体机的结构示意图。

图2是本实用新型的一种全自动六色十六工位数码旋转印刷检测一体机产品印刷检测工位示意图。

图3是本实用新型的产品工装位夹紧旋转系统工作原理示意图。

图4是本实用新型产品数码印刷工作原理示意图。

图5是本实用新型产品缺陷检测工作原理示意图。

图6是本实用新型椭圆瓶数码印刷工作原理示意图。

图7是本实用新型椭圆瓶印刷缺陷检测工作原理示意图。

图8是本实用新型异形瓶数码印刷工作原理示意图。

图9是本实用新型异形瓶印刷缺陷检测工作原理示意图。

图10是本实用新型球形产品数码印刷工作原理示意图。

图11是本实用新型球形产品印刷缺陷检测工作原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细描述。

本实用新型的工作原理：

如图1、图2、图3、图4及图5，印刷的动作顺序为：首先操作人员把印刷产品放至上料输送带16上，上料输送带16将印刷产品输送到上料机械手13夹瓶位置，上料机械手13夹住印刷产品转位，顺时针旋转90度，然后由伺服电机传送至产品上料位14，工装位夹紧气缸夹紧产品，分割器2启动带动产品由上料位14顺时针转过22.5度后至表面处理位15，表面处理系统启动，对产品进行外表面处理，分割器2启动带动产品再顺时针转过22.5度后转位至1号颜色印刷位17，数码印刷装置通过竖直移动伺服电机7垂直下降直到接近产品外表面，产品4在伺服电机302的带动下旋转运动一周，结合数码印刷水平移动伺服电机6水平移动，数码喷头5水平移动进行1号颜色喷墨印刷, 数码印刷装置通过竖直移动伺服电机7垂直上升直到接近上限位开关，印刷完成后，分割器2启动带动产品再顺时针转过22.5度后转位至1号UV固化处理位18，产品4在伺服电机302的带动下旋转运动一周，进行UV固化处理，UV固化处理完成后；分割器2启动带动产品再顺时针转过22.5度后转位至2号颜色印刷位19，数码印刷装置通过竖直移动伺服电机7垂直下降直到接近产品外表面，产品4在伺服电机302的带动下旋转运动一周，结合数码印刷水平移动伺服电机6水平移动，数码喷头5水平移动喷墨进行2号颜色印刷, 数码印刷装置通过竖直移动伺服电机7垂直上升直到接近上限位开关，印刷完成后，分割器2启动带动产品再顺时针转过22.5度后转位至2号UV固化处理位20，产品4在伺服电机302的带动下旋转运动一周，进行UV固化处理，UV固化处理完成后；分割器2启动带动产品再顺时针转过22.5度后转位至3号颜色印刷位21，如此循环6次，直至完成6次数码印刷和6次UV固化处理，分割器2启动带动产品再顺时针转过22.5度后转位至产品缺陷检测位29，产品缺陷检测装置通过缺陷检测竖直移动伺服电机8垂直下降直到接近产品外表面，产品4在伺服电机302的带动下旋转运动一周，结合缺陷检测水平移动伺服电机9水平移动，光学镜头11水平移动检测印刷颜色, 缺陷检测装置通过竖直移动伺服电机7垂直上升直到接近上限位开关，缺陷检测完成后，分割器2启动带动产品再顺时针转过22.5度后转位至产品下料位30，下料机械手32夹住产品, 工装位气缸松开产品, 下料机械手32将产品转送至下料输送带31上，完成整个数码印刷过程，然后操作人员卸料。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。

实施案例一：

参考图6、图7，椭圆瓶数码印刷：所述操作人员把椭圆瓶放至上料输送带16上，上料输送带16将椭圆瓶输送到上料机械手13夹瓶位置，上料机械手13夹住椭圆瓶转位，顺时针旋转90度，然后由伺服电机传送至产品上料位14，工装位夹紧气缸夹紧椭圆瓶，分割器2启动带动产品由上料位14顺时针转过22.5度后至表面处理位15，表面处理系统启动，对椭圆瓶进行外表面处理，分割器2启动带动椭圆瓶再顺时针转过22.5度后转位至1号颜色印刷位17，数码印刷装置通过竖直移动伺服电机7垂直下降直到接近椭圆瓶外表面，椭圆瓶在伺服电机302的带动下旋转运动一周，结合数码印刷水平移动伺服电机6水平移动，数码喷头5水平移动喷墨进行1号颜色印刷, 数码印刷装置通过竖直移动伺服电机7垂直上升直到接近上限位开关，印刷完成后，分割器2启动带动椭圆瓶再顺时针转过22.5度后转位至1号UV固化处理位18，椭圆瓶在伺服电机302的带动下旋转运动一周，进行UV固化处理，UV固化处理完成后；分割器2启动带动椭圆瓶再顺时针转过22.5度后转位至2号颜色印刷位19，数码印刷装置通过竖直移动伺服电机7垂直下降直到接近椭圆瓶外表面，椭圆瓶在伺服电机302的带动下旋转运动一周，结合数码印刷水平移动伺服电机6水平移动，数码喷头5水平移动喷墨进行2号颜色印刷, 数码印刷装置通过竖直移动伺服电机7垂直上升直到接近上限位开关，印刷完成后，分割器2启动带动椭圆瓶再顺时针转过22.5度后转位至2号UV固化处理位20，椭圆瓶在伺服电机302的带动下旋转运动一周，进行UV固化处理，UV固化处理完成后，分割器2启动带动椭圆瓶再顺时针转过22.5度后转位至3号颜色印刷位21，如此循环6次，直至完成6次数码印刷和6次UV固化处理，分割器2启动带动椭圆瓶再顺时针转过22.5度后转位至产品缺陷检测位29，产品缺陷检测装置通过缺陷检测竖直移动伺服电机8垂直下降直到接近椭圆瓶外表面，椭圆瓶在伺服电机302的带动下旋转运动一周，结合缺陷检测水平移动伺服电机9水平移动，光学镜头11水平移动检测印刷颜色, 缺陷检测装置通过竖直移动伺服电机7垂直上升直到接近上限位开关，缺陷检测完成后，分割器2启动带动椭圆瓶再顺时针转过22.5度后转位至椭圆瓶下料位30，下料机械手32夹住椭圆瓶, 工装位气缸松开椭圆瓶, 下料机械手32将椭圆瓶转送至下料输送带31上，完成整个椭圆瓶数码印刷检测过程。

实施案例二：

参考图8、图9，异形瓶数码印刷：所述操作人员把异形瓶放至上料输送带16上，上料输送带16将异形瓶输送到上料机械手13夹瓶位置，上料机械手13夹住异形瓶转位，顺时针旋转90度，然后由伺服电机传送至产品上料位14，工装位夹紧气缸夹紧异形瓶，分割器2启动带动产品由上料位14顺时针转过22.5度后至表面处理位15，表面处理系统启动，对异形瓶进行外表面处理，分割器2启动带动异形瓶再顺时针转过22.5度后转位至1号颜色印刷位17，数码印刷装置通过竖直移动伺服电机7垂直下降直到接近异形瓶外表面，异形瓶在伺服电机302的带动下旋转运动一周，结合数码印刷水平移动伺服电机6水平移动，数码喷头5水平移动喷墨进行1号颜色印刷, 数码印刷装置通过竖直移动伺服电机7垂直上升直到接近上限位开关，印刷完成后，分割器2启动带动异形瓶再顺时针转过22.5度后转位至1号UV固化处理位18，异形瓶在伺服电机302的带动下旋转运动一周，进行UV固化处理，UV固化处理完成后；分割器2启动带动异形瓶再顺时针转过22.5度后转位至2号颜色印刷位19，数码印刷装置通过竖直移动伺服电机7垂直下降直到接近异形瓶外表面，异形瓶在伺服电机302的带动下旋转运动一周，结合数码印刷水平移动伺服电机6水平移动，数码喷头5水平移动喷墨进行2号颜色印刷, 数码印刷装置通过竖直移动伺服电机7垂直上升直到接近上限位开关，印刷完成后，分割器2启动带动异形瓶再顺时针转过22.5度后转位至2号UV固化处理位20，异形瓶在伺服电机302的带动下旋转运动一周，进行UV固化处理，UV固化处理完成后；分割器2启动带动异形瓶再顺时针转过22.5度后转位至3号颜色印刷位21，如此循环6次，直至完成6次数码印刷和6次UV固化处理，分割器2启动带动异形瓶再顺时针转过22.5度后转位至产品缺陷检测位29，产品缺陷检测装置通过缺陷检测竖直移动伺服电机8垂直下降直到接近异形瓶外表面，异形瓶在伺服电机302的带动下旋转运动一周，结合缺陷检测水平移动伺服电机9水平移动，光学镜头11水平移动检测印刷颜色, 缺陷检测装置通过竖直移动伺服电机7垂直上升直到接近上限位开关，缺陷检测完成后，分割器2启动带动异形瓶再顺时针转过22.5度后转位至异形瓶下料位30，下料机械手32夹住异形瓶, 工装位气缸松开异形瓶, 下料机械手32将异形瓶转送至下料输送带31上，完成整个异形瓶数码印刷检测过程。

实施案例三：

参考图10、图11，球形产品数码印刷：所述操作人员把球形产品放至上料输送带16上，上料输送带16将球形产品输送到上料机械手13夹瓶位置，上料机械手13夹住球形产品转位，顺时针旋转90度，然后由伺服电机传送至产品上料位14，工装位夹紧气缸夹紧球形产品，分割器2启动带动产品由上料位14顺时针转过22.5度后至表面处理位15，表面处理系统启动，对球形产品进行外表面处理，分割器2启动带动球形产品再顺时针转过22.5度后转位至1号颜色印刷位17，数码印刷装置通过竖直移动伺服电机7垂直下降直到接近球形产品外表面，球形产品在伺服电机302的带动下旋转运动一周，结合数码印刷水平移动伺服电机6水平移动，数码喷头5水平移动喷墨进行1号颜色印刷, 数码印刷装置通过竖直移动伺服电机7垂直上升直到接近上限位开关，印刷完成后，分割器2启动带动球形产品再顺时针转过22.5度后转位至1号UV固化处理位18，球形产品在伺服电机302的带动下旋转运动一周，进行UV固化处理，UV固化处理完成后；分割器2启动带动球形产品再顺时针转过22.5度后转位至2号颜色印刷位19，数码印刷装置通过竖直移动伺服电机7垂直下降直到接近球形产品外表面，球形产品在伺服电机302的带动下旋转运动一周，结合数码印刷水平移动伺服电机6水平移动，数码喷头5水平移动喷墨进行2号颜色印刷, 数码印刷装置通过竖直移动伺服电机7垂直上升直到接近上限位开关，印刷完成后，分割器2启动带动球形产品再顺时针转过22.5度后转位至2号UV固化处理位20，球形产品在伺服电机302的带动下旋转运动一周，进行UV固化处理，UV固化处理完成后；分割器2启动带动球形产品再顺时针转过22.5度后转位至3号颜色印刷位21，如此循环6次，直至完成6次数码印刷和6次UV固化处理，分割器2启动带动球形产品再顺时针转过22.5度后转位至产品缺陷检测位29，产品缺陷检测装置通过缺陷检测竖直移动伺服电机8垂直下降直到接近球形产品外表面，球形产品在伺服电机302的带动下旋转运动一周，结合缺陷检测水平移动伺服电机9水平移动，光学镜头11水平移动检测印刷颜色, 缺陷检测装置通过竖直移动伺服电机7垂直上升直到接近上限位开关，缺陷检测完成后，分割器2启动带动球形产品再顺时针转过22.5度后转位至球形产品下料位30，下料机械手32夹住球形产品, 工装位气缸松开球形产品, 下料机械手32将球形产品转送至下料输送带31上，完成整个球形产品数码印刷检测过程。

综上所述，结合较佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。根据本实用新型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，均属于本实用新型所保护的范围。