一种板材数码打印系统的制作方法

本发明涉及一种在板材进行数码打印的系统，应用于板材工业数码打印领域。

背景技术：

在板材工业数码打印领域中，使用数码打印技术在硅酸钙板、水泥压力板等(以下统称板材)的表面进行装饰，形成逼真丰富的图案。现有的少数生产线主要有两种形式的设备，分别为扫描式设置和涵道式设备，扫描式设备的优点是：成本相对较为低廉、生产灵活度大，但缺点是生产效率较低。涵道式设备的优点是：生产效率高、图案相对固定，但缺点是投资大。

同时，无论采用采用扫描式设备还是采用涵道式设备，为了达到最佳的产品效果，会根据不同的原料板材的花纹和图形，将相应的图案打印到板材上。不同的花纹和图形打印不同的图案，这样打印出来的图案不但有逼真的视觉效果，还会有逼真的触觉效果。因此，板材在进行打印前需要确定板材的花纹和板材上面的平面图形，然后在电脑中选择相应的图案。在目前的生产中，这个工作都是人工完成，比如人工确定须打印的材料是a，然后在电脑中，选取相应的图案pica，然后在材料a上打印图案pica，进行打印批量生产。

技术实现要素：

本发明的目的是：结合扫描式设备及涵道式设备的优点，同时，实现对板材的花纹和图形的自动识别。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种板材数码打印系统，其特征在于，包括位于前端的板材多图案变化打印智能识别系统及位于后端的打印系统，其中：

板材多图案变化打印智能识别系统包括：样本数据库，样本数据库中存储有：具有不同的花纹和/或图形的n种板材样本的m张特征区域图像，同一板材样本的m张特征区域图像为当前板材样本的m个不重叠且面积相等的局部区域的图像；每种板材样本相对应的打印图案；打印图案与相应的板材样本的m张特征区域图像的映射关系；

拍摄单元，用于拍摄n种板材样本的m张特征区域图像，及用于实时拍摄待打印的板材的m张与特征区域位置相对应的局部区域的局部图像；

匹配单元，用于将拍摄单元实时获得的m张局部图像与各板材样本的m张特征区域图像相匹配，根据样本数据库中的映射关系，将相匹配的板材样本对应的打印图案作为当前待打印的板材的打印图案发送给后端的打印系统；

打印系统包括由一个控制单元控制的扫描式平板打印机及涵道式高速打印生产线，扫描式平板打印机及涵道式高速打印生产线使用完全相同的油墨、喷头和颜色管理软件，其中：

控制单元控制扫描式平板打印机在待打印的板材上打印由板材多图案变化打印智能识别系统识别的图案，形成打印板材样品，将打印板材样品与预期设计的打印板材相比较，判断颜色差异及导致该颜色差异的设备诸元参数，由控制单元将设备诸元参数完整复制到涵道式高速打印生产线上；

涵道式高速打印生产线根据扫描式平板打印机确认的设备诸元参数，批量地在待打印的板材上打印由板材多图案变化打印智能识别系统识别的图案。

优选地，所述涵道式高速打印生产线包括打印模组，导带将位于进料口的待打印的板材经由打印模组运输至出料口，由打印模组在板材上打印图案；

在进料口设有板材打印对中挡料夹料装置，打印模组设有清洗打印喷头的装置，在出料口设有自动上胶清洗装置。

优选地，所述板材打印对中挡料夹料装置包括位于左、右两侧的侧板，两侧的侧板之间设有由前至后依次布置的转轴、轴及导轨；

转轴上沿轴向设有刮板组件，转轴的左、右两端各设有一驱动组件，两侧的驱动组件分别固定在两侧的侧板上，由驱动组件驱动转轴绕其中轴线转动；

轴上穿设有n个可自由滚动的太阳轮；在左、右两侧的侧板上分别设有可上下调节的调节螺母，左、右两侧的调节螺母的底部分别与轴的左、右两端相连，由调节螺母将轴固定在两侧的侧板之间，调节螺母上下调节时，带动轴上下移动；

导轨的中部设有具有左、右两个输出轴的夹紧气缸组件，夹紧气缸组件的左、右两侧分别设有一个穿设在导轨上的夹紧轮组件，两个夹紧轮组件分别与夹紧气缸组件的两个输出轴固定连接。

优选地，所述驱动组件包括设于所述侧板上的挡料气缸，挡料气缸的输出臂与连接件的一端铰接，连接件的另一端套设于所述转轴的左端部或右端部。

优选地，在所述侧板上设有标尺，在所述调节螺母上设有跟随其上下移动的指示板，指示板与标尺相配合。

优选地，所述清洗打印喷头的装置包括带有减速机的电机，电机通过减速机驱动传动轴转动，减速机位于传动轴的中部，传动轴的左、右两端分别设有一个同步轮，在每一侧同步轮的下方设有两个间隔一定距离的从动轮，一根同步带绕经同侧的同步轮及从动轮，使得同侧的同步轮及从动轮带动同侧的同步带转动，在左右两侧的同步带之间设有至少一组清洗装置，每组清洗设备的左、右两端与同侧的同步带连接固定，其中：

每组清洗设备包括位于喷头下方的吸风盒，吸风盒与负压发生设备相连通，吸风盒的左、右两端与同侧的同步带连接固定，吸风盒顶面开有孔并设有吸嘴，负压发生设备通过吸嘴产生抽吸风，吸风盒的顶面边缘设有刮片。

优选地，所述打印导带自动上胶清洗装置包括布置于导带卷曲端的上胶装置及刮胶装置，上胶装置位于导带的上方，刮胶装置位于导带的下方，上胶装置及刮胶装置均在宽度方向上横跨整根导带，其中：

上胶装置包括固定于导带上方的支撑管，支撑管在宽度方向上横跨整根导带，支撑管上设有齿条及导轨，导轨上设有可沿导轨移动的滑块，伺服电机及喷胶桶固定在滑块上，伺服电机的输出轴上设有齿轮，齿轮与齿条相啮合；

刮胶装置包括位于导带下方的漏斗，漏斗在宽度方向上横跨整根导带，漏斗上方设有清洗水管及刮片角度调节组件，清洗水管上开有细孔，清洗水管与外部的清洗液供给装置相连，清洗液供给装置供给的清洗液通过清洗水管的细孔喷射在导带的表面，由刮片角度调节组件将导带表面的胶水挂落至漏斗内。

优选地，所述刮片角度调节组件包括位于左、右两侧的调节螺母，每个调节螺母穿设于一个螺纹块内，调节螺母与螺纹块螺纹配合，每个调节螺母的前端与一个连接件的一端铰接，左、右两侧的两个连接件的另一端分别固定在刮片固定架的左、右两侧，刮片设于刮片固定架上。

优选地，在所述漏斗及所述刮片角度调节组件的左右两侧分别设有一块侧板，每块侧板上设有一个可自由滚动的导带压轮，导带压轮与所述导带紧密贴合。

本发明具有如下优点：

(1)本发明结合扫描式和涵道式的设备特点，使一家大型的打印生产厂家能够在高产量的同时，保证生产的灵活性。

(2)本发明针对目前在板材打印领域的实际生产要求，能够在生产时，脱离人工的识别干预，在线快速识别待打印板材的图案，将所需要打印的图案快速输入到设备中。以达到在生产过程，不间断而实时切换打印图案。

(3)本发明中的多片板需要同时进入打印区域，而材料又先后到达打印入口处的时候，可快速精准地定位，并且通过一套简单的“太阳轮压轮”组件，保证多片板材不拱起。

(4)清洗打印喷头的装置将吸风与刮片相结合，不仅增加了覆盖面积，而且通过刮片能够将喷头上无法被吹落的油墨挂落，增加了清洗效果，能够实现打印喷头的喷嘴的全面、彻底地清洗，确保打印效果，显著提高打印机的寿命。

(5)能够根据设定的保养时间，对导带自动涂抹清洗胶，并自动将导带上固化的uv胶刮除，提高清洗效率的同时，确保了清洗效果。

附图说明

图1为本发明中板材多图案变化打印智能识别系统所使用的相机拍摄示意图；

图2为本发明中打印系统的总体结构示意图；

图3为板材打印对中挡料夹料装置的装配图；

图4为板材打印对中挡料夹料装置的爆炸图；

图5为清洗打印喷头的装置的应用示意图；

图6为清洗打印喷头的装置的爆炸图；

图7为打印导带自动上胶清洗装置的总体结构示意图；

图8为打印导带自动上胶清洗装置的侧视图；

图9为上胶装置的结构示意图；

图10为刮胶装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

本发明提供了一种板材数码打印系统包括位于前端的板材多图案变化打印智能识别系统及位于后端的打印系统。

如图1所示，板材多图案变化打印智能识别系统实现板材多图案变化打印的智能识别方法主要包括材料图案登录和在线图案识别两个步骤，具体为：

步骤1、材料图案登录

获得某台打印设备可以打印的所有类型的板材的板材样本，不同的板材样本具有不同的花纹和图形。将所有板材样本在“材料登录系统”上进行登记。登记某个板材样本时，如图1所示，采用500万像素的灰度工业相机41，灰度工业相机41悬挂在板材样本42的上方，灰度工业相机41与板材样本42之间相距500mm。使用纯白色(单色光)led43持续光作为照明，截取板材样本42上6个不小于120mm*90mm的特征区域44，相邻两个特征区域44之间间隔200mm。将此6个特征区域44的图像作为该板材样本的“特征图像”(考虑材料本身客观存在的色差，特征图像只取灰度特征，不做颜色的定义)。即每个板材样本有6张“特征图像”。将每个板材样本的“特征图像”与电脑中的相应板材样本的打印图案进行关联，并形成相应的文件。

步骤2：在线图案识别

在打印设备上，安装与“材料登录系统”相同的工业相机和光源，做到两个相机系统的外部条件的相同。

将待打印的板材放置到打印设备上，相机以1/5000的曝光时间捕捉图像，在步骤1中截取特征图像的相同位置，实时截取相应的6张图像，将本步骤获得的6图像与“材料登录系统”预先登记的各板材样本的特征图像进行匹配。匹配时，每个特征图像与位置相应的实时获得的图像必须在特征匹配度上达到95％以上的高匹配度，如果没有达到这个“识别阈值”，则匹配失败，系统报警。反之，匹配成功后，系统在电脑中找到相应关联的打印文件，输入该文件到打印设备中工作，此过程会在0.1秒内完成。

如图2所示，打印系统包括由一个控制单元pc控制的扫描式平板打印机及涵道式高速打印生产线。扫描式平板打印机及涵道式高速打印生产线使用完全相同的油墨、喷头和颜色管理软件。

控制单元pc控制扫描式平板打印机在待打印的板材上打印由板材多图案变化打印智能识别系统识别的图案，形成打印板材样品，将打印板材样品与预期设计的打印板材相比较，判断颜色差异及导致该颜色差异的设备诸元参数，由控制单元将设备诸元参数完整复制到涵道式高速打印生产线上。涵道式高速打印生产线根据扫描式平板打印机确认的设备诸元参数，批量地在待打印的板材上打印由板材多图案变化打印智能识别系统识别的图案。

扫描式平板打印机包括打印平台4及打印小车3，箭头1及箭头2分别示意出了打印方向及步进方向。

涵道式高速打印生产线包括打印模组7，导带8将位于进料口5的待打印的板材经由打印模组7运输至出料口6，由打印模组7在板材上打印图案。箭头45示意出了进料方向。在进料口5设有板材打印对中挡料夹料装置，打印模组7设有清洗打印喷头的装置，在出料口6设有自动上胶清洗装置。

结合图3及图4，板材打印对中挡料夹料装置包括位于左、右两侧的侧板10，两侧的侧板10之间设有由前至后依次布置的转轴21、轴22、型材26及导轨23。

转轴21上沿轴向设有刮板组件9。转轴21的左、右两端上分别套设有一个连接件24。每一侧的连接件24均与一个挡料气缸14的输出臂铰接。挡料气缸14固定在同侧的侧板10上，由挡料气缸14驱动转轴21绕其中轴线转动。

轴22上穿设有n个可自由滚动的太阳轮17，太阳轮17安装在深沟球轴承16上，深沟球轴承16通过锁块15固定在轴22上。

在本发明中，太阳轮17的位置是可以上下调节的，具体实现方式为：

在每一侧的侧板10上都固定有一块螺纹块25，每块螺纹块25内穿设有一个调节螺母11，调节螺母11与螺纹块25螺纹配合，使得调节螺母11可以上下调节。左、右两侧的调节螺母11的底部分别与轴22的左、右两端相连，由调节螺母11将轴22固定在两侧的侧板10之间，调节螺母11上下调节时，带动轴22上下移动。为了准确观察太阳轮17位置的上下调节幅度，在侧板10上设有标尺12，在调节螺母11上设有跟随其上下移动的指示板13，指示板13与标尺12相配合，从而可以根据指示板13在标尺12上的位置确认螺母11上下移动的距离。

在型材26上设有进料光眼组件18。

导轨23包括前、后布置的两根圆柱形导轨，导轨23的中部设有具有左、右两个输出轴的夹紧气缸组件19。夹紧气缸组件19的两个输出轴分别位于两根圆柱形导轨之间。导轨23上穿设有两个夹紧轮组件20，两个夹紧轮组件20位于夹紧气缸组件19的左右两侧，两个夹紧轮组件20分别与夹紧气缸组件19的两个输出轴固定连接。

板材打印对中挡料夹料装置的工作过程为：当打印介质进入进料光眼组件18下方，进料光眼组件18接收到信号，通过时间延迟精确计算，将信号发送给控制元器件，控制元器件控制挡料气缸14的收缩，转动刮板组件9，刮板转下，挡住打印介质。根据打印介质的厚度，调节调节螺母11，根据指示板13在标尺12上的读数，将太阳轮17调节至合适的高度，以适应不同厚度的打印介质。太阳轮17的圆弧面与打印介质的上表面软接触，压实打印介质，保证夹紧轮组件20在夹紧打印介质的过程中不会出现凸起不平的现象。动作完成后，控制元器件再控制夹紧气缸组件19收缩，两个夹紧轮组件20向中间移动，夹紧打印介质的两侧，确保打印介质居中打印。控制元器件控制夹紧气缸组件19伸长，夹紧轮组件20向两侧移动，松开打印介质。控制元器件再控制挡料气缸14的伸长，将刮板组件9升起，打印介质随导带进入打印区域。

结合图5及图6，本发明中的清洗打印喷头的装置包括带有减速机29的电机30，电机30通过减速机29驱动传动轴28转动。减速机29位于传动轴28的中部，传动轴28的左、右两端分别设有一个同步轮27。在每一侧同步轮27的下方设有两个间隔一定距离的从动轮37，一根同步带31绕经同侧的同步轮27及从动轮37，使得同侧的同步带31形成一端竖直段及一段水平段。同步带31由同侧的同步轮27及从动轮37带动转动。

在左右两侧的同步带31之间设有两组清洗装置，每组清洗设备的左、右两端与同侧的同步带31的水平段连接固定。当同步带31转动后，带动清洗装置移动。每组清洗设备包括位于喷头下方的吸风盒33。吸风盒33与外部的负压发生设备38相连通。吸风盒33的左、右两端与同侧的同步带31连接固定，使得同步带31可以带动吸风盒33移动。吸风盒33顶面开有孔并设有吸嘴34，同时，在吸风盒33的顶面边缘处设有在长度方向上横跨整个吸风盒33的刮片35。吸风盒33上还固定有波纹管32。

在每组清洗设备上设有光眼反射板36，在每组清洗设备运动的极限位置设有与光眼反射板36相配合的光眼。光眼与控制器相连，控制器连接电机30。

清洗打印喷头的装置工作时，电机30通过减速机29驱动传动轴28转动，传动轴28转动的同时，通过同步轮27及从动轮37带动同步带31转动，从而使得吸风盒33在喷头下方移动。吸风盒33在移动过程中，负压发生设备38通过吸嘴34产生抽吸风，将将喷头下方的油墨点吸入吸风盒33中，同时在喷头的下方形成一层油膜。吸风盒33上的刮片35将喷头下方的油膜刮落至吸风盒33顶面再经由吸风盒33顶面的孔流入吸风盒33内。当清洗设备移动至光眼反射板36触发光眼后，光眼反馈信号给控制器，控制器反馈信号给电机30，电机30停止转动，吸风盒33停止前进。随后，电机30反转，同步带31反向转动，吸风盒33反向移动至初始位置。

如图7所示，本发明中的打印导带自动上胶清洗装置包括布置于导带8卷曲端的上胶装置39及刮胶装置40，上胶装置39位于导带8的上方，刮胶装置40位于导带8的下方，上胶装置39及刮胶装置40均在宽度方向上横跨整根导带8。

结合图8及图9，上胶装置39包括固定于导带8上方的支撑管39-1，支撑管39-1在宽度方向上横跨整根导带8。支撑管39-1的左右两端分别设有一个安装座39-2，两个安装座39-2分别固定在导带8的左、右两侧。支撑管39-1上设有齿条39-3及导轨39-4。导轨39-4上设有可沿导轨39-4移动的滑块39-5，滑块39-5上安装有l型安装板39-8，伺服电机39-6设于l型安装板39-8的水平部上，喷胶桶39-7通过环抱在其外部的u型安装板39-11固定在l型安装板39-8的竖直部上。齿轮39-9通过胀套39-10固定在伺服电机39-6的输出轴上，齿轮39-9与齿条39-3相啮合。

结合图8及图10，刮胶装置40整体通过位于左、右两侧的侧板40-9固定在打印机上。刮胶装置40包括位于导带8下方的漏斗40-1，漏斗40-1在宽度方向上横跨整根导带8。漏斗40-1上方设有清洗水管40-2及刮片角度调节组件。清洗水管40-2上开有细孔，清洗水管40-2通过水阀40-3与外部的清洗液供给装置相连，清洗液供给装置供给的清洗液通过清洗水管40-2的细孔喷射在导带8的表面，由刮片角度调节组件将导带表面的胶水挂落至漏斗40-1内。每块侧板40-9上设有一个可自由滚动的导带压轮40-10，导带压轮40-10与所述导带8紧密贴合。

刮片角度调节组件包括位于左、右两侧的调节螺母40-4，每个调节螺母40-4穿设于一个螺纹块40-5内，调节螺母40-4与螺纹块40-5螺纹配合，每个调节螺母40-4的前端与一个连接件40-6的一端铰接，左、右两侧的两个连接件40-6的另一端分别固定在刮片固定架40-7的左、右两侧，刮片40-8设于刮片固定架40-7上。

打印导带自动上胶清洗装置工作时，打开水阀40-3，清洗水管40-2上的细孔将清洗液喷在导带外表面，通过刮片角度调节组件，调节刮片40-8与导带接触的角度与力度，通过导带的高速转动，刮片40-8将导带外表面的胶水刮掉，胶水流入漏斗40-1内，漏斗40-1通过波纹管与废桶连接，导带外表面的清洗工作完成后，可将废桶中的胶水环保处理。漏斗40-1通过4个插销与侧板40-9连接，方便拆卸清洗。