自动注墨设备的制作方法

本发明涉及自动化设备技术领域，特别涉及一种自动注墨设备。

背景技术：

在产品的表面刻字之后，为了使得字体容易显现出来，一般会在刻字的凹槽内涂上一层油墨，现有的涂油墨的方法都是通过喷枪进行喷涂，通过将产品放入遮蔽治具内，遮蔽治具将产品的外围遮蔽起来，只留有刻字部分，使用喷枪对着遮蔽治具喷涂油墨，取出产品后对治具进行清洗，产品流平干燥后对刻字部分以外的地方的表面飞油进行清除，最后放入烤箱内进行烘烤，使油墨固化。

现有工艺存在的缺陷是：喷涂过程除了刻字部分喷涂油墨外，大量的油墨喷涂到遮蔽治具上，油墨使用量大，浪费大量的油墨，喷涂后还需要对遮蔽治具用化学溶剂清洗，环境污染大，遮蔽治具的精度很难达到要求，喷涂质量往往较差。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种减少油墨浪费、环境污染小、注墨精度高的自动注墨设备。

为了实现上述目的，本发明提供一种自动注墨设备，包括注墨系统和控制系统，其中注墨系统包括移动平台、产品固定座、注墨针、针筒、激光测高仪和摄像头，针筒、激光测高仪和摄像头均安装在移动平台上，移动平台可驱动针筒、激光测高仪和摄像头在x轴、y轴和z轴方向移动，激光测高仪位于针筒相邻的一侧，注墨针设置在针筒的端部，注墨针朝向产品固定座，产品固定座上设置有产品安装位，摄像头正对产品安装位，摄像头和激光测高仪实时监测注墨针的针头与产品之间的距离；压力控制系统通过导管与针筒连接；控制系统向移动平台输出移动轨迹信号，控制系统向压力控制系统输出压力控制信号，激光测高仪向控制系统输出高度信号，摄像头向控制系统输出图像信号。

由上述技术方案可见，可以根据不同的产品的刻字凹槽形状预先编写相应的移动轨迹程序，将移动轨迹程序输入到控制系统中，控制系统向移动平台输出移动轨迹信号，移动平台沿着预设的移动轨迹移动，从而带动设置在移动平台上注墨针沿着预设的移动轨迹移动，通过压力控制系统控制针筒的注墨压力，将油墨涂覆到产品的刻字凹槽内，注墨针只在刻字凹槽内注墨，产品的其他位置没有多余的油墨，实现精准注墨，大大减少了油墨的浪费，使用本发明的自动注墨设备油墨的使用量仅为传统的喷涂方式的1%，环境污染大大降低。

进一步的方案是，压力控制系统包括气泵和调压阀，针筒与气泵之间连接有导管，调压阀设置在导管的管路上，调压阀用于调节气泵对针筒施加的压力。调压阀和针筒之间的导管上还设置有压力表。

可见，通过调压阀可以调节注墨压力，控制方法简单，通过压力表随时观察注墨压力，防止注墨压力过大或过小。

进一步的方案是，移动平台包括x轴移动平台、y轴移动平台和z轴移动平台，x轴移动平台与y轴移动平台连接，z轴移动平台与x轴移动平台连接，针筒、激光测高仪和摄像头均安装在z轴移动平台上。

进一步的方案是，x轴移动平台包括第一驱动电机、第一丝杆和第一滑块，第一丝杆沿x轴方向设置，第一驱动电机驱动第一丝杆转动，第一滑块套设在第一丝杆上并与第一丝杆螺纹配合，第一滑块固定在z轴移动平台上。

进一步的方案是，y轴移动平台包括第二驱动电机、第二丝杆、第二滑块、第一连接板和第二连接板，第二丝杆沿y轴方向设置，第二驱动电机驱动第二丝杆转动，第二滑块套设在第二丝杆上并与第二丝杆螺纹配合，第一连接板沿x轴方向与第二滑块固定连接，第一连接板的两端均连接有第二连接板，第二连接板沿z轴方向设置，x轴移动平台固定在第二连接板上；第二丝杆的两侧对称设置有平行于第二丝杆的第一滑轨和第二滑轨，第一滑轨上设置有第三滑块，第二滑轨上设置有第四滑块，第三滑块和第四滑块均与第一连接板固定连接。

进一步的方案是，z轴移动平台包括第三驱动电机、第三丝杆、第五滑块和安装板，第三丝杆沿z轴方向设置，第三驱动电机驱动第三丝杆转动，第五滑块套设在第三丝杆上并与第三丝杆螺纹配合，安装板固定在第五滑块上，针筒和激光测高仪均安装在安装板上，摄像头安装在z轴移动平台的侧壁上。

由此可见，通过x轴移动平台、y轴移动平台和z轴移动平台之间的配合，使得安装板可在x轴、y轴和z轴方向上移动，移动平台的结构简单，制造成本低，降低了自动注墨设备的整体成本。

进一步的方案是，第三丝杆的两侧对称设置有平行于第三丝杆的第三滑轨和第四滑轨，第三滑轨上设置有第六滑块，第四滑轨上设置有第七滑块，第六滑块和第七滑块均与安装板固定连接。

可见，通过第三滑轨与第六滑块配合、第四滑轨与第七滑块配合，使得安装板的移动过程更加稳定，提高注墨的稳定性。

更进一步的方案是，激光测高仪设置在针筒和摄像头之间，摄像头位于注墨针的移动方向的上游。

可见，摄像头可观察注墨针的注墨效果，及时发现异常。

进一步的方案是，z轴移动平台的侧壁上安装有固定块，固定块上设置有沿z轴方向延伸的滑槽，固定螺栓穿过滑槽将摄像头安装在固定块上。

由此可见，可以通过滑槽调整摄像头的高度，可以根据不同产品的产品固定座的高度调整摄像头的高度，使得摄像头能清晰的成像。

附图说明

图1是本发明自动注墨设备实施例的结构图。

图2是本发明自动注墨设备实施例的注墨系统的结构图。

图3是本发明自动注墨设备实施例的x轴移动平台的部分结构分解图。

图4是本发明自动注墨设备实施例的y轴移动平台的部分结构分解图。

图5是本发明自动注墨设备实施例的z轴移动平台的部分结构分解图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明提供的自动注墨设备包括注墨系统和控制系统，注墨系统包括移动平台、产品固定座、注墨针、针筒、激光测高仪和摄像头，针筒、激光测高仪和摄像头均安装在移动平台上，移动平台可驱动针筒、激光测高仪和摄像头在x轴、y轴和z轴方向移动，注墨针安装在针筒的端部，控制系统向移动平台输出移动轨迹信号，移动平台沿着预设的移动轨迹移动，从而驱动注墨针沿着预设的轨迹移动。针筒通过导管与压力控制系统连接，从而控制针筒的注墨压力，针筒内装有调配好的油墨。随着注墨针的移动，将针筒内的油墨注入产品上刻字的凹槽内，实现了精准的注墨，油墨只会注入凹槽内，而不会转移到产品上的其他地方，避免了浪费，油墨的使用量仅为传统的喷涂方式的1%，环境污染大大降低。

参见图1，图1是本发明自动注墨设备实施例的结构图。在本实施例中，自动注墨设备包括支架1和设置在支架内的注墨系统2和控制系统，支架1具有上下两层，上层用于安装注墨系统2，下层设置有输入设备3、操作面板4、主机箱5等，主机放置在主机箱5内。支架1上还设置有显示设备6。

参见图2，图2是本发明自动注墨设备实施例的注墨系统的结构图。注墨系统2包括移动平台、产品固定座20、工作台30和注墨组件40，移动平台包括x轴移动平台100、y轴移动平台200和z轴移动平台300，x轴移动平台100与y轴移动平台200连接，z轴移动平台300与x轴移动平台100连接。注墨组件40安装在z轴移动平台300上，产品固定座20设置在工作台30上，产品固定座20上设置有产品安装位21，产品22安装在产品安装位21上。

参见图3，图3是本发明自动注墨设备实施例的x轴移动平台的部分结构分解图。在本实施例中，x轴移动平台100包括第一驱动电机101、第一丝杆102和第一滑块103，第一丝杆102沿x轴方向设置，第一滑块103套设在第一丝杆102上并与第一丝杆102螺纹配合，第一驱动电机101驱动第一丝杆102转动时，套设在第一丝杆102上的第一滑块103沿着第一丝杆102在x轴方向往复移动。第一驱动电机101、第一丝杆102和第一滑块103设置在一端开口的长方体形的盒体110内，盒体110的开口端设置有盖板111，盖板111固定在第一丝杆102两端的轴承112和轴承113上，盖板111与盒体110之间留有间隙，第一滑块103上设置有固定部1030，固定部1030从盖板111与盒体110之间间隙穿出并固定在z轴移动平台300上，第一滑块103带动z轴移动平台300在x轴方向移动。

参见图4，图4是本发明自动注墨设备实施例的y轴移动平台的部分结构分解图。在本实施例中，y轴移动平台200包括第二驱动电机201、第二丝杆202、第二滑块203、第一连接板204和第二连接板205，第二丝杆202沿y轴方向设置，第二滑块203套设在第二丝杆202上并与第二丝杆202螺纹配合，第一连接板204沿x轴方向与第二滑块203固定连接，第一连接板204的两端均连接有第二连接板205，第二连接板205沿z轴方向设置，x轴移动平台100固定在第二连接板205上。第二驱动电机201驱动第二丝杆202转动时，第二滑块203沿着第二丝杆202在y轴方向往复移动，第二滑块203带动第一连接板204和第二连接板205移动，从而带动x轴移动平台100在y轴方向移动，x轴移动平台100的移动带动z轴移动平台300跟着移动。

第二丝杆202的两侧对称设置有平行于第二丝杆202的第一滑轨206和第二滑轨207，第一滑轨206有第三滑块208，第二滑轨207上设置有第四滑块209，第三滑块208和第四滑块209均与第一连接板204固定连接，这样设置的好处是提高了第一连接板204移动的稳定性。

参见图5，图5是本发明自动注墨设备实施例的z轴移动平台的部分结构分解图。在本实施例中，z轴移动平台300包括第三驱动电机301、第三丝杆302、第五滑块303和安装板304，第三丝杆302沿z轴方向设置，第三驱动电机301驱动第三丝杆302转动，第五滑块303套设在第三丝杆302上并与第三丝杆302螺纹配合，安装板304固定在第五滑块303上。第三驱动电机301驱动第三丝杆302转动时，第五滑块303沿着第三丝杆302在z轴方向往复移动，第五滑块303移动的同时带动安装板304在z轴方向往复移动。第三丝杆302的两侧对称设置有平行于第三丝杆302的第三滑轨305和第四滑轨306，第三滑轨305上设置有第六滑块307，第四滑轨306上设置有第七滑块308，第六滑块307和第七滑块308均与安装板304固定连接，这样设置的好处是提高了安装板304移动的稳定性。第三驱动电机301、第三丝杆302、第五滑块303、安装板304、第三滑轨305、第四滑轨306、第六滑块307和第七滑块308设置在一端开口的长方体形的盒体310内，盒体310的开口端设置有盖板311，盖板311固定在第三丝杆302两端的轴承312和轴承313上，盖板311与盒体310之间留有间隙，安装板304套设在盖板311上，安装板304的内侧设置有与第五滑块303固定安装的安装部（图5中未示出）。

注墨组件40包括注墨针41、针筒42、激光测高仪43和摄像头44，注墨针41设置在针筒42的端部，针筒42和激光测高仪43均安装在安装板304上，摄像头44安装在z轴移动平台300的盒体310的侧壁上。激光测高仪43设置在针筒42和摄像头44之间，摄像头44位于注墨针41的移动方向的上游，在本申请中，当注墨针41从左向右移动时，上游是指注墨针41的左侧；当注墨针41从右向左移动时，上游是指注墨针41的右侧。在本实施例中，注墨针41从右向左移动，因此摄像头44位于注墨针41的右侧。z轴移动平台300的盒体310的侧壁上安装有固定块320，固定块320上设置有沿z轴方向延伸的滑槽321，固定螺栓穿过滑槽321将摄像头44安装在固定块320上，通过滑槽321可以调整摄像头44的高度。注墨针41朝向产品固定座20（参见图2），摄像头44正对产品安装位21，摄像头44和激光测高仪43实时监测注墨针41的针头与产品之间的距离。

压力控制系统50通过导管51与针筒42连接，压力控制系统50包括气泵和调压阀52，针筒42与气泵之间连接有导管51，调压阀52设置在导管51的管路上，调压阀52用于调节气泵对针筒42施加的压力，从而控制注墨量。调压阀52和针筒42之间的导管51上还设置有压力表53，通过压力表53实时监测注墨压力。

下面结合图1至图5详细说明本发明自动注墨设备的工作过程。

在注墨前，首先要确定注墨针的起始注墨位置，即对注墨针进行对针，对针方法如下：1、预定位设置区域，在自动对针过程中，对x轴时针头会先向x轴负方向运动，对y轴时针头会先向y轴负方向运动，连续两次扫描到信号后停止。2、快速设置预定位，在进入设置预定位界面后，针头第一次触碰x、y轴方向的激光束时，对应的轴均会停止运动，将z轴下移确保针头低于xoy平面的激光束，控制x轴向x轴负方向点动，触碰激光束后x轴会自动停止，此时朝x轴正方向移动动1mm至2mm即可，再控制y轴向y轴负方向点动，触碰激光束后y轴会自动停止，此时朝y轴正方向点动1mm至2mm即可。3、针头倾斜度，自动对针过程中，对完z轴后，z轴会下移0.5mm后再去对x、y轴，如果针头未垂直于xoy平面，则会产生较大误差。

确定好注墨针41的起始注墨位置后，通过控制系统向x轴移动平台100、y轴移动平台200和z轴移动平台300输出移动轨迹信号，注墨针41根据移动轨迹移动，控制系统向压力控制系统50输出压力控制信号，压力控制系统50控制针筒42的注墨压力，油墨通过注墨针41涂覆在产品22的刻字的凹槽内，激光测高仪43向控制系统输出高度信号，摄像头44向控制系统输出图像信号，通过显示设备6随时观察注墨的效果，及时发现异常。

注墨完成后，将产品从产品固定座上取下，转移至烘箱中进行烘干，油墨牢固的附着在产品的刻字凹槽中。

当然，上述实施例仅是本发明较佳的实施方案，实际应用时还可以有更多的变化，例如，移动平台结构及位置简单的变化等。这些改变同样可以实现本发明的目的，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。