一种圆管数码印刷设备及其印刷方法与流程

本发明属于喷墨印刷设备，具体涉及一种圆管数码印刷设备及其印刷方法。

背景技术：

1、圆管印刷广泛应用于各种领域，从平面印刷到立体物件，从简单文字到复杂图案，它都能呈现出独特的美感，在纸质、纺织品、玻璃、陶瓷、木板等材质上均得到应用。

2、现有圆管印刷机大多采用转盘式输送机构，即在水平面内设置可旋转的转盘，转盘上沿周向均布多个用于装夹圆管的夹具，印刷组件（如喷头）固定于转盘上方一侧，通过转盘间歇分度旋转，将待印刷圆管依次送至喷头下方进行印刷。然而，该转盘式结构存在以下不足：一方面，转盘必须水平放置，其直径决定了整机的横向尺寸，导致设备占地面积大，难以在有限车间内进行多机并排布置；另一方面，转盘的回转运动与圆管自身旋转分别由不同驱动系统控制，在印刷过程中，喷头固定而圆管需在夹具驱动下自转以实现周面图案覆盖，若圆管自转的线速度、旋转角度与喷墨时序配合不当，极易出现多色套印时的图案接缝错位、起始线偏移等问题，影响印刷质量。此外，现有设备在印刷完成后，通常仅依靠一组设置于印刷工位后方的固化灯对圆管表面的油墨进行最终固化处理。由于从喷墨完成到进入最终固化工位之间存在一定的输送距离和时间间隔，在此期间，尚未完全固化的墨滴在圆管表面尚未固定，容易因重力作用、圆管旋转离心力或输送振动而产生流动、扩散、晕染等现象，导致图文边界模糊、线迹变粗、小网点丢失或变形，尤其在高精度文字、细线条或高饱和度实地图案的印刷中表现尤为突出。同时，墨滴在未固化状态下的流动性还会导致不同颜色墨滴在交界处发生混色，进一步降低多色套印的清晰度和色彩饱和度。为至少解决上述一种技术问题，有必要提供一种保证印刷图案印刷效果的圆管数码印刷机。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种圆管数码印刷设备及其印刷方法，以至少解决一种上述技术问题，本技术在位于印刷装置下方的工位台上设置有预固化灯，且预固化灯的照射方向朝向圆管。在喷头对圆管表面喷墨印刷的同时或紧随其后，预固化灯即可对刚喷印在圆管表面的墨滴进行初步固化处理，使墨滴在圆管表面迅速定型且通过设置与圆管同步运动的编码器配合下方的读头传感器，设备能实时、连续地获取圆管自转的实际线速度和旋转角度。色标传感器检测圆管色标的位置以确定初始位置并与编码器实时检测圆管转动的角度共同确定喷墨位置，通过两者配合协同工作，从根本上解决了多色套印时图案接缝错位、起始线偏移的行业难题。

2、为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

3、一种圆管数码印刷设备，包括：机架、环形轨道系统以及印刷装置，所述环形轨道系统安装在所述机架上的一侧，所述印刷装置与所述环形轨道系统同侧设置在所述机架上且位于所述环形轨道系统的上方；

4、所述环形轨道系统包括设置在所述机架两侧的第一支撑板，所述第一支撑板的一侧安装有导轨座，所述导轨座上设置有环形导轨，所述环形导轨上滑动连接有多组工装承托架，所述工装承托架上安装有用于安装圆管的装载台；所述导轨座的一侧转动连接有主动链轮，所述导轨座的另一侧转动连接有从动链轮，所述主动链轮和从动链轮之间设有链带，多组所述工装承托架的一端分别安装在所述链带上，所述导轨座的另一侧设置有驱动电机，所述驱动电机与所述主动链轮连接；

5、所述装载台上安装有编码器，所述机架设置有与所述编码器相配合的读头传感器，所述编码器与所述圆管同步运动，所述读头传感器用于读取所述编码器转动的线速度和旋转角度；

6、所述机架上还设置有工位台且所述工位台位于所述印刷装置下方，所述工位台上设置色标传感器，当所述圆管运输至印刷位置后，所述色标传感器检测所述圆管上色标。

7、优选的，所述工装承托架包括安装板、设置在所述安装板一端的第一连接板和设置在所述安装板另一端的第二连接板，所述安装板的一侧设置有滑轮，所述滑轮与所述环形导轨上的第一导向槽相互配合，所述第一连接板与所述装载台可拆卸连接，所述第二连接板上开设有两个第一通槽，所述第一通槽上安装有外链板且所述外链板通过销轴安装在所述链带上。

8、优选的，所述装载台包括底座，所述底座与所述第一连接板连接，所述底座上设置有通孔，所述通孔上设置有转轴，所述转轴的一端设置有呈圆柱状用于与圆管配合的套管，所述套管的两侧间距设置有挡板且所述挡板安装在所述底座上，所述转轴的另一端设置有第一磁性联轴器，所述编码器套设在所述转轴沿远离所述第一磁性联轴器的一侧，所述底座顶部设置有限位座；沿所述主动链轮轴向方向投影上，所述工位台位于所述挡板移动路径的内部，且设置于所述印刷装置的下方，以印刷装置为初始点沿其打印方向所在的竖线为中线，其中色标传感器、预固化灯分别设置于中线的两侧。

9、优选的，所述机架上还设置有限位装置，所述限位装置包括设置在所述机架上的安装座，所述安装座内设置有转动件，所述转动件的输出端设置有第二磁性联轴器，所述第一磁性联轴器与所述第二磁性联轴器相配合，所述安装座的顶部设置有可与所述限位座抵接的伸缩气缸。

10、优选的，所述工位台上设置有色标传感器，所述机架顶部设置有第二支撑板，所述第二支撑板上设置有多组升降机构，所述升降机构包括安装顶板，所述安装顶板底部相隔安装有第一气缸和第一支撑座，所述第一支撑座的一侧安装在所述第二支撑板上，所述第一支撑座的另一侧设置有滑板，所述滑板朝向所述工位台的一侧与所述印刷装置连接，所述滑板的一侧与所述第一气缸相连接。

11、优选的，所述第一支撑座的侧边开设有第二通槽，所述第二通槽的槽底设置有第二导向槽，所述滑板上设置有与所述第二导向槽相配合的凸出部，所述滑板的另一侧设置有感应片，所述第一支撑座的外侧设置有与所述感应片相配合的光电传感器。

12、优选的，所述印刷装置包括与所述滑板相连接的固定板，所述固定板上端安装有控制箱，所述固定板的下端设置有喷头底板，所述喷头底板上安装有喷头。

13、优选的，所述第二支撑板上还设置有固化装置，所述固化装置沿链带输送的方向设置在所述印刷装置之后，所述固化装置包括设置在所述第二支撑板上的第二支撑座，所述第二支撑座的顶部设置有手轮，所述第二支撑座内设置有丝杆，所述手轮与所述丝杆相连接，所述丝杆上套设有升降台，所述升降台上安装有固化灯。

14、优选的，所述机架的外侧分别设置有上料装置和下料装置，所述上料装置设置在沿靠近所述从动链轮的一侧，所述下料装置设置在沿靠近所述主动链轮的一侧，所述下料装置包括设置在机架上的第一机座，所述第一机座上设置有第一直型滑轨，所述第一直型滑轨上设置有用于控制第一滑块运动的第二气缸，所述第一滑块上设置有用于控制第一夹持件的第三气缸；所述上料装置包括设置在所述机架上的第二机座，所述第二机座上设置有限位台，所述第二机座上位于所述限位台的一侧设置有第二直型滑轨，所述第二直型滑轨上设置有滑轨座，所述滑轨座的顶部设置有第四气缸，所述滑轨座上设置有夹持座，所述夹持座上设置有所述第二夹持件和用于控制所述第二夹持件运动的第五气缸。

15、本发明还提供一种如上述所述圆管数码印刷设备的印刷方法，包括以下步骤：

16、步骤s1：通过上料装置将圆管套设于装载台的套管上，完成上料；

17、步骤s2：启动驱动电机，驱动主动链轮转动，通过链带带动工装承托架沿环形导轨运动，将装载台上的圆管输送至工位台处的印刷位置；当装载台运动至工位台处时，伸缩气缸伸出并抵接装载台的限位座，同时第一磁性联轴器与第二磁性联轴器相互吸合，使装载台定位固定；

18、步骤s3：伺服电机驱动转动件转动，通过第一磁性联轴器与第二磁性联轴器的配合带动转轴转动，进而带动套设于套管上的圆管同步转动；此时编码器随转轴同步转动，读头传感器读取编码器转动的线速度和旋转角度，并将数据反馈至控制系统，同时色标传感器检测圆管表面的色标位置，将检测信号反馈至控制系统，控制系统根据色标传感器反馈的色标位置信号确定打印的起始位置，并结合读头传感器实时反馈的编码器的线速度和旋转角度数据，共同确定喷墨触发时机和喷墨位置，并且在印刷的过程中预固化灯对圆管进行预固化工作；

19、步骤s4：控制系统根据步骤s3确定的喷墨触发时机，控制升降机构的第一气缸驱动滑板沿第一支撑座下降，带动印刷装置下降至设定的印刷高度，同时控制箱控制喷头喷墨进而在圆管的表面进行印刷；

20、步骤s5：待圆管印刷完成后，伸缩气缸缩回，第一磁性联轴器与第二磁性联轴器断开连接，驱动电机继续驱动链带运动，将完成印刷的圆管输送至固化装置的下方，固化灯对圆管表面的印刷油墨再次进行固化处理；

21、步骤s6：完成固化后，链带继续将装载台上的圆管输送至下料装置处，通过下料装置将圆管从装载台上取下，完成下料。

22、与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：

23、1、在位于印刷装置下方的工位台上设置有预固化灯，且预固化灯的照射方向朝向圆管。在喷头对圆管表面喷墨印刷的同时或紧随其后，预固化灯即可对刚喷印在圆管表面的墨滴进行初步固化处理，使墨滴在圆管表面迅速定型，有效消除了从喷墨完成到进入固化工位之间的时间间隔内，墨滴因重力、圆管旋转离心力或输送振动而产生的流动、扩散、晕染等问题，显著改善了图文边界的清晰度，避免了线迹变粗、小网点丢失或变形以及多色交界处混色等现象。

24、2、通过设置与圆管同步运动的编码器配合下方的读头传感器，设备能实时、连续地获取圆管自转的实际线速度和旋转角度。色标传感器检测圆管色标的位置以确定初始位置并与编码器实时检测圆管转动的角度共同确定喷墨位置，通过两者配合协同工作，从根本上解决了多色套印时图案接缝错位、起始线偏移的行业难题。

25、3、通过设置环形轨道系统替代了现有技术中的转盘机构，将圆管的输送路径由横向平面旋转变为纵向立体循环，且将印刷装置设置在位于环形轨道上方，充分利用了立体空间，使得印刷机整机的占地面积大幅缩减，尤其适合在空间有限的车间内进行多机并排布置。