CN114590046B - 一种异形锥体工件丝网印刷方法及其印刷设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种异形锥体工件丝网印刷方法及其印刷设备，该方法包括使锥形工件的侧表面与丝印网板的下表面相贴，刮刀与丝印网板的上表面到位贴合，用以刮油墨，进一步在丝印网板上设置印刷基线，通过第一执行机构驱动丝印网板在水平面内做弧线运动，而在丝印网板做弧线运动过程中，通过第二执行机构驱动锥形工件自转并使其与丝印网板以相同线速度同步运动，同时，通过第三执行机构驱动丝印网板水平自旋转，使印刷基线与锥形工件的母线时时重合，进而实现锥形工件的高精度印刷，起到很好的字体防变形效果，整个过程中刮刀无需移动，直接避免了采用传统印刷方式受工件形状影响造成设备体积过大的缺陷。

Description

一种异形锥体工件丝网印刷方法及其印刷设备

技术领域

本发明涉及丝网印刷技术领域，特别涉及一种异形锥体工件丝网印刷方法及其印刷设备。

背景技术

丝网印刷由五大要素构成，即丝网印版、刮印刮板、油墨、印刷台以及承印物。丝网印刷基本原理是：利用丝网印版图文部分网孔透油墨，非图文部分网孔不透墨的基本原理进行印刷，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。

近年来，锥形瓶因其有着独特的外形和一定的实用价值，被广大用户所喜爱，为了追求个性设计和品牌宣传，用户往往会在锥形瓶的瓶身上印刷各种各样的图案，然而，现有的丝网印刷机只能满足圆柱或平面物体的印刷，而对于锥形瓶，印刷在瓶身上的图案往往会被压缩或者拉伸，影响图案的印刷质量，目前，行业内对于圆锥形物体的表面印刷一般回采用刮刀偏摆的方式在网板上移动，而刮刀的偏摆一般是通过一摆臂绕定点旋转而实现，摆臂的长度和定点距离网板的距离取决于产品本身的锥度，这导致设备的兼容性低，而且设备体积庞大，占地宽，不利于企业用户的现场布局，为此，我们专门提出一种异形锥体工件丝网印刷方法及其印刷设备以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种异形锥体工件丝网印刷方法及其印刷设备,该异形锥体工件丝网印刷方法及其印刷设备可以很好地解决上述问题。

为达到上述要求本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种异形锥体工件丝网印刷方法，包括锥形工件的侧表面与丝印网板的下表面相贴，刮刀与所述丝印网板的上表面到位贴合；以所述丝印网板与锥形工件在任意时刻相切的切线为基准并将其标记为印刷基线；

通过第一执行机构驱动所述丝印网板在水平面内做弧线运动；

在所述丝印网板做弧线运动过程中，通过第二执行机构驱动锥形工件自转并使其与所述丝印网板以相同线速度同步运动，同时，通过第三执行机构驱动所述丝印网板水平自旋转，使所述印刷基线与锥形工件的母线时时重合。

本发明所述的异形锥体工件丝网印刷印方法，其中，所述丝印网板在水平面内做弧线运动的运动轨迹由以下算法计算得出：

已知锥形工件的母线长N、侧面展开面形成的扇环的最大半径R、所述扇环的圆心角Φ，和所述扇环的外弧长L，以及所述印刷基线的中点D；

对所述中点D建立坐标轴并求出其XY轴的起始坐标Dx和Dy；设定锥形工件的单位自旋转角度I；

所述丝印网板在坐标轴内前后、左右移动的坐标计算公式分别为：

{[R-N/2]*cos[Φ/2-(L*I)/(R*3600)]}-Dy；

Dx-{[R-N/2]*sin[Φ/2-(L*I)/(R*3600)]}；

所述丝印网板在XY轴方向的自转角度计算公式分别为：

I/10；

(L*180*I)/(R*3600)。

本发明所述的异形锥体工件丝网印刷印方法，其中，所述方法还包括：

对锥形工件进行预定位以及表面印刷预处理。

本发明所述的异形锥体工件丝网印刷印方法，其中，所述方法还包括：

对锥形工件上的印刷图案进行一次固化。

本发明所述的异形锥体工件丝网印刷印方法，其中，所述方法还包括：

对完成一次固化的印刷图案进行二次印刷，以及二次固化。

此外，本发明还提供一种异形锥体工件丝网印刷设备，所述设备包括；

第一执行机构，用于驱动所述丝印网板旋转在水平面内做弧形运动；

第二执行机构，用于驱动锥形工件以相同的线速度与所述丝印网板同步运动；

第三执行机构，用于驱动所述丝印网板自旋转，使所述印刷基线与锥形工件的母线时时重合；

第四执行机构，用于调整所述刮刀的位置使其刀刃与所述印刷基线平行贴合。

本发明所述的异形锥体工件丝网印刷印刷设备，其中，所述第一执行机构、第三执行机构、所述丝印网板和所述刮刀组成一个单元，所述单元设有两个。

本发明所述的异形锥体工件丝网印刷印刷设备，其中，所述设备还包括：

第五执行机构，用于移动装载有锥形工件的所述第二执行机构横移，实现锥形工件的多次印刷工序。

本发明所述的异形锥体工件丝网印刷印刷设备，其中，所述设备还包括：

第六执行机构，用于调整锥形工件的倾斜程度，使锥形工件的侧表面与所述丝印网板的下表面平行相贴合。

本发明所述的异形锥体工件丝网印刷印刷设备，其中，所述第一执行机构和所述第三执行机构均设于网板上方，所述第二执行机构位于网板下方，所述第三执行机构的转轴竖直设置且位于所述印刷基线的中点正上方。

本发明的有益效果在于：通过在丝印网板上设置印刷基线，第一执行机构驱动丝印网板在水平面内做弧线运动，而在丝印网板做弧线运动过程中，通过第二执行机构驱动锥形工件自转并使其与丝印网板以相同线速度同步运动，进而实现丝印网板与锥形工件的侧面展开面可同步重合，同时，通过第三执行机构驱动丝印网板水平自旋转，使印刷基线与锥形工件的母线时时重合，以防止印刷在锥形工件较大端上的字体与较小端的字体由于存在角度偏转差造成的扭曲，进而实现锥形工件的高精度印刷，起到很好的字体防变形效果，同时，整个过程中刮刀无需移动，无需采用传统的摆臂驱动结构，直接避免了传统印刷方式受工件形状影响造成设备体积过大的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：

图1是本发明异形锥体工件丝网印刷设备的整体结构示意图。

图2是本发明异形锥体工件丝网印刷设备的第一执行机构结构图。

图3是本发明异形锥体工件丝网印刷设备的第二执行机构与第六执行机构位置关系图。

图4是本发明异形锥体工件丝网印刷设备的调整机构结构图。

图5是本发明异形锥体工件丝网印刷方法的D点的坐标建立示意图。。

图6是本发明异形锥体工件丝网印刷方法的步骤流程示意图。

具体实施方式

本发明的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

而且，表示方位的术语“上、下、左、右、上端、下端、纵向”等均以本方案所述的装置或设备在正常使用时候的姿态位置为参考。

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明较佳实施例的异形锥体工件丝网印刷方法，如图6所示，该方法包括下述步骤：

步骤S101：保证锥形工件300的侧表面与丝印网板的下表面相贴，刮刀400与丝印网板的上表面到位贴合，并以丝印网板与锥形工件300在任意时刻相切的切线为基准并将其标记为印刷基线500，以保持刮刀400的刀刃与印刷基线500上下平行重合，保证印刷基线500上处处的油墨均匀涂抹；

步骤S102：通过第一执行机构驱动丝印网板在水平面内做弧线运动，具体的，该弧线为锥形工件300的侧面在水平面内展开的扇环的内或外弧的弯曲方向；

步骤S103：在丝印网板做弧线运动过程中，通过第二执行机构驱动锥形工件300自转并使其的侧表面与丝印网板以相同线速度同步运动，以防止印刷错位，同时，通过第三执行机构驱动丝印网板水平自旋转，使印刷基线500与锥形工件300的母线时时重合，由于丝印网板的有效印刷区形状即为锥形工件300的侧面展开面的形状，所以在丝印网板做弧线运动的过程，需要保证沿印刷基线500长度方向分布的印刷点时刻与锥形工件300的母线平行同向，否则丝印网板仅与自转的锥形工件300接触一瞬间变分离，起到防止锥形工件300母线两端的字体发生错位，及保持印刷完成后，锥形工件300上的印刷图案的上下两端分别与锥形工件300的上下两端齐平。

优选的，丝印网板在水平面内做弧线运动的运动轨迹由以下算法计算得出：

已知锥形工件300的锥度M、母线长N、侧面展开面形成的扇环900(即对应丝印网板的有效印刷区800)的最大半径R(即外弧所对应的半径)、扇环的圆心角Φ，和扇环的外弧长L，以及印刷基线500的中点D，可知的，上述这些参数均可通过常规测量手段获取；

进一步对基准线的中点D建立坐标轴并求出其XY轴的起始坐标Dx和Dy，具体的，上述扇环的圆心位于XY轴坐标的X轴上，当然，也可位于Y轴上，以方便计算，进一步设定锥形工件300的单位自旋转角度I，该自旋转角度的精度为0.1°；

进而：

丝印网板在坐标轴内前后、左右移动的坐标计算公式分别为：

{[R-N/2]*cos[Φ/2-(L*I)/(R*3600)]}-Dy；

Dx-{[R-N/2]*sin[Φ/2-(L*I)/(R*3600)]}；

丝印网板在XY轴方向的自转角度计算公式分别为：

I/10；

(L*180*I)/(R*3600)。

需要说明的是：符号“*”为乘号，“/”为除号；

进一步的，设备执行上述方法中对应的算法的步骤为：

Cam网板旋转X轴分量：I/10；

Cam网板旋转y轴分量：(L*180*I)/(R*3600)；

Cam网板左右移动时X轴分量：I/10；

Cam网板旋转X轴分量：Dx-{[R-N/2]*sin[Φ/2-(L*I)/(R*3600)]}；

Cam网板前后移动时y轴分量：I/10；

Cam网板旋转X轴分量：{[R-N/2]*cos[Φ/2-(L*I)/(R*3600)]}-Dy；

锥形工件展开后，得出其展开面BCFG区域范围扇环图案，找出图案中心点D，所以，印刷完整个产品图案，D点就需要从D1走弧线到D2，所以XY轴，也会通过公式计算，由直线运行换算为角度，简单点来说:也就是X轴从D1到D2的直线移位对应于网板的自旋转轴的360°，Y轴从D1到D2所走的弧线对应于网板的自旋转轴的360°

优选的，本方法还包括：

对锥形工件300进行预定位以及表面印刷预处理，印刷预处理一般包括灰尘杂物清理和火焰表面处理，以保证印刷质量。

优选的，本方法还包括：

对锥形工件300上的印刷图案进行一次固化，进一步的，对完成一次固化的印刷图案进行二次印刷，以及二次固化，以保证印刷图案或者字体的品质，也可满足不同印刷要求的产品印刷。

本发明较佳实施例的异形锥体工件丝网印刷设备，如图1-5所示，该设备包括第一执行机构1，用于驱动丝印网板100旋转在水平面内做弧形运动，具体的，第一执行机构1为XY轴直线模组，当然，也可采用多轴机械手臂来实现，处于成本和控制的难易程度，本方案优先采用前者，具体安装到位后，第一执行机构1的X轴实现左右移动，Y轴实现前后移动；

该设备还包括第二执行机构2，用于驱动锥形工件300以相同的线速度与丝印网板100同步运动，一般的，第二执行机构2包括自转电机2a，以及用于夹持锥形瓶两端的夹持治具2c，为了方便上下料以及供工件旋转，该夹持治具2c的两夹持端2c1均通过轴承设置有可旋转的活动板200，当工件夹持到位后通过自转电机2a来带动夹持治具2c的活动板200旋转，便可实现工件的自旋转；

该设备还包括第三执行机构3，用于驱动丝印网板100自旋转，使印刷基线500与锥形工件300的母线时时重合，实际中，第三执行机构3设于第一执行机构1的前后活动端上，具体的，第三执行机构3包括旋转电机3a，和将丝印网板100固定在该旋转电机3a的转轴上的固定架3b，为了方便添加油墨，固定架3b设计呈n字形，丝印网板100的两端分别固定在固定架3b的两臂上，旋转电机3a的转轴设置在固定架3b的上端中部，实际安装时，锥形瓶的较小端朝向设备前方，丝印网板100移动轨迹的内弧也朝向设备的前方；

该设备还包括第四执行机构4，用于调整刮刀400的位置使其刀刃与印刷基线500平行贴合，一般的，第四执行机构4采用升降气缸实现，方便控制，结构简单，维护也方便，当然也可采用丝杆电机或者直线电机等模组来实现。

优选的，第一执行机构1、第三执行机构3、丝印网板100和刮刀400组成一个单元，单元设有两个，以满足产品的多重印刷工序要求，也可根据使用者的需求配置相应的数量。

优选的，本设备还包括第五执行机构5，用于移动装载有锥形工件300的第二执行机构2横移，实现锥形工件300的多重印刷工序，具体的，第五执行机构5可通过电机配合皮带，或者电机配合齿条来实现。500

优选的，本设备还包括第六执行机构6，实际安装时，第二执行机构2设于第六执行机构6上，第六执行机构6设于第五执行机构5上，以简化工件的对位步骤，第六执行机构6用于调整锥形工件300的倾斜程度，使锥形工件300的侧表面与丝印网板100的下表面平行相贴合，以保证精度，具体的，第六执行机构一般由推动气缸6a和配合推动气缸6a抬升锥形工件300的前端的滑动抬升底座6b，推动气缸动作，滑动抬升底座朝后或者朝前便可将工件的前端上顶或者下放，当然，也可采用丝杆电机或者升降气缸直接太对工件的前端。

此外，本设备还包括用于调整锥形工件300的预定位置的调整机构7，该调整机构7可采用具有夹持旋转功能的7a，以及将锥形瓶从料带上送至该7a上的上料臂7b组成，以及还包括上料机构600和下料机构700，上料机构和下料机构均可采用上料皮带或者夹取机械手实现，进而可实现自动上料调整的目的，提升设备的整体自动化程度。

优选的，第一执行机构1和第三执行机构3均设于网板上方，第二执行机构2位于网板下方，第三执行机构3的转轴竖直设置且位于印刷基线500的中点正上方，以达到优化布局，方便生产加工和调试的目的。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种异形锥体工件丝网印刷方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

锥形工件的侧表面与丝印网板的下表面相贴，刮刀与所述丝印网板的上表面到位贴合；以所述丝印网板与锥形工件在任意时刻相切的切线为基准并将其标记为印刷基线；

通过第一执行机构驱动所述丝印网板在水平面内做弧线运动；

在所述丝印网板做弧线运动过程中，通过第二执行机构驱动锥形工件自转并使其侧表面与所述丝印网板以相同线速度同步运动，同时，通过第三执行机构驱动所述丝印网板水平自旋转，使所述印刷基线与锥形工件的母线时时重合；

其中，所述丝印网板在水平面内做弧线运动的运动轨迹由以下算法计算得出：

已知锥形工件的母线长N、侧面展开面形成的扇环的最大半径R、所述扇环的圆心角Φ，和所述扇环的外弧长L，以及所述印刷基线的中点D；

对所述中点D建立坐标轴并求出其XY轴的起始坐标Dx和Dy；设定锥形工件的单位自旋转角度I；

所述丝印网板在坐标轴内前后、左右移动的坐标计算公式分别为：

{[R-N/2]*cos[Φ/2-(L*I)/(R*3600)]}-Dy；

Dx-{[R-N/2]*sin[Φ/2-(L*I)/(R*3600)]}；

所述丝印网板在XY轴方向的自转角度计算公式分别为：

I/10；

(L*180*I)/(R*3600)。

2.根据权利要求1所述的异形锥体工件丝网印刷方法，其特征在于，所述方法还包括：

对锥形工件进行预定位以及表面印刷预处理。

3.根据权利要求1所述的异形锥体工件丝网印刷方法，其特征在于，所述方法还包括：

对锥形工件上的印刷图案进行一次固化。

4.根据权利要求3所述的异形锥体工件丝网印刷方法，其特征在于，所述方法还包括：

对完成一次固化的印刷图案进行二次印刷，以及二次固化。

5.一种异形锥体工件丝网印刷设备，用于根据权利要求1-4任意一项所述的异形锥体工件丝网印刷方法印刷异形锥体工件，其特征在于，所述设备包括；

第一执行机构，用于驱动所述丝印网板旋转在水平面内做弧形运动；

第二执行机构，用于驱动锥形工件以相同的线速度与所述丝印网板同步运动；

第三执行机构，用于驱动所述丝印网板自旋转，使所述印刷基线与锥形工件的母线时时重合；

第四执行机构，用于调整所述刮刀的位置使其刀刃与所述印刷基线平行贴合。

6.根据权利要求5所述的异形锥体工件丝网印刷设备，其特征在于，所述第一执行机构、第三执行机构、所述丝印网板和所述刮刀组成一个单元，所述单元设有两个。

7.根据权利要求6所述的异形锥体工件丝网印刷设备，其特征在于，所述设备还包括：

第五执行机构，用于移动装载有锥形工件的所述第二执行机构横移，实现锥形工件的多次印刷工序。

8.根据权利要求5所述的异形锥体工件丝网印刷设备，其特征在于，所述设备还包括：

第六执行机构，用于调整锥形工件的倾斜程度，使锥形工件的侧表面与所述丝印网板的下表面平行相贴合。

9.根据权利要求5所述的异形锥体工件丝网印刷设备，其特征在于，所述第一执行机构和所述第三执行机构均设于网板上方，所述第二执行机构位于网板下方，所述第三执行机构的转轴竖直设置且位于所述印刷基线的中点正上方。