一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

立体物印刷装置的制作方法

2022-08-31 02:19:53 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及一种立体物印刷装置。


背景技术:

2.已知一种通过喷墨方式而在立体工件的表面上实施印刷的立体物印刷装置。例如,在专利文献1中,记载了一种在使用多关节机械臂来使被印刷体与打印头的相对位置变化的同时实施印刷的印刷装置。
3.在专利文献1所记载的印刷装置中,由于成为被印刷体的位置以及姿态被固定的状态,因此根据被印刷体的形状等而易于存在无法仅通过多关节机械臂的动作来使打印头接近被印刷体的区域。因此,在专利文献1所记载的印刷装置中,存在无法针对各种各样的形状的立体被印刷体来适当地进行印刷这样的课题。
4.专利文献1:日本特开2017-19183号公报


技术实现要素:

5.为了解决以上的课题,本发明所涉及的立体物印刷装置的一个方式具有:第一机械臂,其对具有喷出液体的喷嘴的头进行支承,并使所述头的位置以及姿态发生变化;第二机械臂,其对立体工件进行支承,并使所述工件的位置以及姿态发生变化。
附图说明
6.图1为表示第一实施方式所涉及的立体物印刷装置的概要的立体图。
7.图2为表示第一实施方式所涉及的立体物印刷装置的电气结构的框图。
8.图3为第一机械臂的立体图。
9.图4为表示液体喷出单元的概要结构的立体图。
10.图5为第一实施方式所涉及的立体物印刷装置的俯视图。
11.图6为表示第一实施方式所涉及的立体物印刷装置的动作的流程的流程图。
12.图7为用于对供材步骤进行说明的图。
13.图8为用于对第一印刷步骤中的第一机械臂的动作进行说明的图。
14.图9为用于对第一印刷步骤中的工件的印刷区域进行说明的图。
15.图10为用于对避让步骤进行说明的图。
16.图11为用于对移动步骤进行说明的图。
17.图12为用于对硬化步骤以及维护步骤进行说明的图。
18.图13为用于对除材步骤进行说明的图。
19.图14为表示第二实施方式所涉及的立体物印刷装置的动作的流程的流程图。
20.图15为表示变形例1所涉及的立体物印刷装置的动作的流程的流程图。
21.图16为变形例1所涉及的立体物印刷装置的俯视图。
具体实施方式
22.以下,在参照附图的同时对本发明所涉及的优选的实施方式进行说明。另外,在各附图中,各部分的尺寸或比例尺与实际情况适当地有所不同,并且还具有为了易于理解而示意性地示出的部分。此外,在以下的说明中,只要没有特别对本发明进行限定的记载,则本发明的范围并不限于这些方式。
23.以下的说明适当地使用相互交叉的x轴、y轴以及z轴来进行。此外,将沿着x轴的一个方向称为x1方向,并将与x1方向相反的方向称为x2方向。同样地,将沿着y轴而彼此相反的方向称为y1方向以及y2方向。此外,将沿着z轴而彼此相反的方向称为z1方向以及z2方向。
24.在此,x轴、y轴以及z轴为,被设定在设置有后文叙述的第一机械臂3以及第二机械臂4的空间内的通用坐标系的坐标轴。典型而言,z轴为铅直的轴,且z2方向相当于铅直方向中的下方向。以第一机械臂3以及第二机械臂4中的每一个的基部为基准的基座坐标系通过校准而与该通用坐标系被建立对应关系。在下文中,为了方便起见,对使用通用坐标系作为机械臂坐标系来对第一机械臂3以及第二机械臂4中的每一个的动作进行控制的情况进行例示。
25.另外,z轴也可以不为铅直的轴。此外,虽然x轴、y轴以及z轴典型而言为相互正交,但是并不限定于此,也存在不正交的情况。例如,x轴、y轴以及z轴只需以80
°
以上且100
°
以下的范围内的角度而相互交叉即可。
26.1.第一实施方式
27.1-1.立体物印刷装置的概要
28.图1为表示第一实施方式所涉及的立体物印刷装置1的概要的立体图。立体物印刷装置1为,使用第一机械臂3以及第二机械臂4并通过喷墨方式而在立体工件w的表面上实施印刷的装置。
29.在图1所示的示例中,工件w为呈椭球形状的橄榄球。另外,工件w的形状或大小等形态并不限定于图1所示的示例,而是为任意的形态。
30.如图1所示,立体物印刷装置1具有基台2、第一机械臂3、第二机械臂4、液体喷出单元5、油墨供给单元6、拍摄单元7、维护单元8、载置部9、硬化单元10、控制器11、控制模块12和计算机13。以下,首先对图1所示的立体物印刷装置1的各部分依次进行简单说明。
31.基台2为具有对第一机械臂3以及第二机械臂4进行支承的面2a的台。面2a为朝向z1方向的面。在本实施方式中,面2a除了对第一机械臂3以及第二机械臂4进行支承之外,还对油墨供给单元6、拍摄单元7、维护单元8、载置部9以及硬化单元10进行支承。在此,第一机械臂3、第二机械臂4、油墨供给单元6、拍摄单元7、维护单元8、载置部9以及硬化单元10中的每一个通过螺丝紧固等直接地、或经由其他部件而间接地相对于基台2被固定。
32.在图1所示的示例中,基台2呈箱状,且在基台2的内部收纳有控制器11以及控制模块12。此外,在基台2的面2a上设置有排气口2b。在排气口2b上连接有未图示的排气机构。该排气机构从排气口2b对面2a上的气体进行抽吸,并在对抽吸到的气体进行了净化处理等处理之后将该气体向外部排出。
33.虽然省略了详细的图示,但是如图1中的以双点划线所示的那样,在相对于基台2而靠z1方向的位置处配置有壳体20。壳体20为,在与面2a之间形成对基台2上所支承的第一
机械臂3以及第二机械臂4等结构物进行收纳的空间的结构体。壳体20例如具有由金属等所构成的多个柱以及多个梁、和由丙烯树脂等透明材料所构成的顶板以及壁板等多个板材。此外,在壳体20上,设置有用于进行向载置部9的工件w的供给以及取出的窗。
34.另外,基台2的结构并不限定于图1所示的示例,而是为任意的结构。此外,基台2只需根据需要来设置即可,也可以被省略。在这种情况下,立体物印刷装置1的各结构要素例如被设置在建筑物的地板、墙壁或顶棚等上。换而言之,基台2也可以并不为立体物印刷装置1的结构要素,而例如也可以为建筑物的地板、墙壁或顶棚等。虽然在本实施方式中,立体物印刷装置1的除基台2以外的各结构要素被支承在作为同一平面的面2a上,但是该各结构要素也可以被支承在朝向不同的方向的面上。例如,也可以使第一机械臂3被设置在地板、墙壁以及顶棚中的一个上,且使第二机械臂4被设置在其中的另一个上。此外,也可以使第一机械臂3被设置在朝向不同的方向的多个壁中的一个上,且使第二机械臂4被设置在其中的另一个上。
35.第一机械臂3为使通用坐标系中的液体喷出单元5的位置以及姿态发生变化的机械臂。在图1所示的示例中,第一机械臂3为所谓的六轴的垂直多关节机械臂,且在第一机械臂3的臂的顶端处,作为末端执行器而以通过螺丝紧固等被固定的状态安装有液体喷出单元5。另外,关于第一机械臂3的结构,会基于图3而在后文进行叙述。
36.液体喷出单元5为具有朝向工件w喷出作为“液体”的一个示例的油墨的头5a的设备。在本实施方式中,液体喷出单元5除了头5a之外还具有压力调节阀5b和预硬化用光源5c。另外,关于液体喷出单元5的结构,会基于图4而在后文进行叙述。
37.作为该油墨并未被特别限定,例如可列举出使染料或颜料等颜色材料溶解在水系溶剂中的水系油墨、紫外线硬化型等的使用了硬化性树脂的硬化性油墨、以及使染料或颜料等颜色材料溶解在有机溶剂中的溶剂类油墨等。其中,优选地使用硬化性油墨。虽然硬化性油墨并未被特别限定,其例如也可以为热硬化型、光硬化型、放射线硬化型以及电子束硬化型中的任意一种,但是优选为紫外线硬化型等光硬化型。另外,该油墨并不限定于溶液,也可以为使颜色材料等作为分散质而分散在分散剂中的油墨。此外,该油墨并不限定于包含颜色材料的油墨,例如也可以为作为分散质而包含用于形成配线等的金属粒子等导电性粒子的油墨,也可以为透明油墨,还可以为用于进行工件w的表面处理的处理液。
38.另一方面,第二机械臂4为使通用坐标系中的工件w的位置以及姿态发生变化的机械臂。在图1所示的示例中,第二机械臂4为六轴的垂直多关节机械臂,且在第二机械臂4的臂的顶端处,作为末端执行器而以通过螺丝紧固等被固定的状态安装有抓手机构40。
39.另外,第二机械臂4除了所安装的末端执行器不同以外,与第一机械臂3同样地被构成。但是,第一机械臂3以及第二机械臂4也可以是相互不同的结构,在本实施方式中,臂长或可搬重量等的结构根据需要而相互不同。此外,也可以使第一机械臂3以及第二机械臂4的关节数量相互不同。
40.抓手机构40为对工件w以能够装卸的方式进行保持的机械臂抓手。在此,“保持”是指包括吸附以及抓持双方的概念。在图1所示的示例中,抓手机构40为通过负压来对工件w进行吸附的机构。另外,抓手机构40的结构根据工件w的形状、大小或材质等而被适当地决定。抓手机构40并不限定于由负压实现的吸附机构,例如也可以为由磁力实现的吸附机构,还可以为具有多根指或爪等的抓持抓手机构。
41.油墨供给单元6为用于向液体喷出单元5供给油墨的机构。在图1所示的示例中,油墨供给单元6具有油墨罐6a、供给管6b、副罐6c和供给管6d。油墨罐6a为对油墨进行贮留的容器,且其例如由挠性的薄膜构成。供给管6b为对油墨罐6a和副罐6c进行连接的管体,且其例如由橡胶材料或弹性体材料构成。副罐6c为对从油墨罐6a经由供给管6b所供给的油墨进行贮留的容器,且其例如由树脂材料或金属材料等构成。例如通过被设置在供给管6b的中途处的未图示的泵等,从而能够从油墨罐6a向副罐6c供给油墨。供给管6d为对副罐6c和液体喷出单元5进行连接的管体,且其例如由橡胶材料或弹性体材料构成。通过使供给管6d具有挠性,从而容许液体喷出单元5的位置以及姿态的变化。
42.在此,副罐6c以位于与液体喷出单元5的移动区域相比靠铅直方向上的上方处的方式被固定在壳体20上。因此,由于副罐6c始终位于与液体喷出单元5相比靠z1方向上,因此即使不使用泵等机构,也能够以预定的加压力而从副罐6c向液体喷出单元5供给油墨。另外,也可以省略副罐6c。在这种情况下,例如只需使用泵并以预定的压力而向液体喷出单元5供给来自油墨罐6a的油墨即可。
43.拍摄单元7为用于对工件w的位置以及姿态进行检测的装置。拍摄单元7具有拍摄装置7a和照明部7b。拍摄装置7a一般情况下被称为视觉传感器,其为包括成像光学系统以及拍摄元件在内的摄像机,并对位于拍摄范围的内侧的物体进行拍摄。成像光学系统为包括至少一个成像透镜的光学系统,且其也可以包括棱镜等各种光学元件,也可以包括变焦透镜或聚焦透镜等。拍摄元件例如为ccd(charge coupled device:电子耦合组件)图像传感器或cmos(complementary mos:互补金属氧化物半导体)图像传感器等。在拍摄装置7a中,设定有以拍摄图像的任意的点为基准的两轴或三轴的成像坐标系。该成像坐标系通过校准而与前文所述的基座坐标系或通用坐标系被建立对应关系。照明部7b为包括led(light emitting diode:发光二极管)等发光元件的光源,且其朝向拍摄装置7a的拍摄范围而出射光。在通过这样的照明部7b的照明从而作为该物体而拍摄到了工件w的情况下,能够提高拍摄装置7a的拍摄图像的对比度。其结果为,能够提高基于拍摄装置7a的拍摄结果所获得的工件w的位置以及姿态的检测精度。另外,在照明部7b中,适当地设置有用于对光的出射方向或出射范围等进行调整的透镜或反射板等光学部件。另外,照明部7b的光的出射方向为y1方向,从照明部7b出射的光随着从照明部7b趋向于y1方向而向x方向、z方向扩散。
44.维护单元8为用于实施液体喷出单元5的头5a的维护的机构。在图1所示的示例中,维护单元8被划分为单元8a和单元8b。虽然并未图示,但是单元8a具有盖、擦拭器和抽吸机构。该盖由橡胶等弹性部件形成,且其通过对后文叙述的头5a的喷嘴以及喷嘴面进行覆盖,来防止头5a的喷嘴附近的油墨的干燥。此外,该盖在油墨为光硬化型的情况下,通过对头5a的喷嘴面进行覆盖来隔断外部光,从而防止头5a的喷嘴附近的油墨的增粘或固化。该擦拭器通过对头5a的喷嘴面进行擦拭来清扫该喷嘴面。该抽吸机构通过从喷嘴面被该盖覆盖的状态下的头5a的喷嘴而对油墨进行抽吸,来刷新该喷嘴内的油墨。单元8b为用于对头5a的油墨喷出功能进行检查的机构。例如,单元8b对用于印刷检查用的图案的纸张或薄膜等介质进行支承。另外,维护单元8的结构并不限定于前文所述的结构,例如也可以省略单元8b。
45.载置部9为为了实施供材以及除材而具有对工件w进行载置的面9a的台。载置部9被配置在能够从壳体20的外部进行工件w的供给以及取出的位置处。在图1所示的示例中,
面9a能够对两个工件w进行载置。如此,通过使面9a能够对多个工件w进行载置,从而能够在面9a上,在空出了用于取出处于印刷中的工件w的区域的状态下预先对用于进行接下来的印刷的工件w进行载置。虽然并未图示,但是在面9a上适当地形成有用于使所载置的工件w的位置以及姿态稳定的凹部或凸部等的形状。另外,载置部9的结构并不限定于图1所示的示例,而是为任意的结构。
46.硬化单元10为用于使工件w上的油墨发生硬化或固化的机构。在图1所示的示例中,硬化单元10具有遮光部件10a和光源10b。遮光部件10a为,为了使工件w能够进入而形成在z1方向上开口的箱状的遮光性的部件,且其例如由树脂材料或金属材料构成。在遮光部件10a的内侧处配置有光源10b。光源10b发射出用于使油墨发生硬化或固化的光、热、电子束或放射线等能量。例如,在油墨为紫外线硬化型的情况下,该能量为紫外线,且该光源10b由发射出紫外线的led(light emitting diode)等发光元件等构成。另外,光源10b也可以具有用于对能量的出射方向或出射范围等进行调整的透镜等光学部件等。此外,在遮光部件10a的内侧处,除了光源10b之外也可以设置有用于对来自光源10b的光进行反射的镜子等。
47.控制器11为对第一机械臂3以及第二机械臂4的驱动进行控制的机械臂控制器。控制模块12为,与控制器11以能够通信的方式相连接、并对液体喷出单元5进行控制的电路模块。在控制器11以及控制模块12上,以能够通信的方式连接有计算机13。虽然在图1所示的示例中计算机13为笔记本式,但是并不限定于此,例如也可以使计算机13为台式等。以下,基于图2来对立体物印刷装置1的电气结构进行说明。
48.1-2.立体物印刷装置的电气结构
49.图2为表示第一实施方式所涉及的立体物印刷装置1的电气结构的框图。在图2中,示出了立体物印刷装置1的结构要素中的电气结构要素。另外,图1所示的各电气结构要素既可以适当地被分割,也可以使其一部分被包括在其他结构要素中,还可以与其他结构要素以一体的方式而构成。例如,控制器11或控制模块12的功能的一部分或全部既可以通过计算机13来实现,也可以通过经由lan(local area network:局域网)或互联网等网络而与控制器11相连接的pc(personal computer:个人计算机)等其他外部装置来实现。
50.控制器11具有对第一机械臂3以及第二机械臂4的驱动进行控制的功能、和生成用于使液体喷出单元5中的油墨的喷出动作与第一机械臂3的动作同步的信号d3的功能。控制器11具有存储电路11a和处理电路11b。
51.存储电路11a对处理电路11b所执行的各种程序、和处理电路11b所处理的各种数据进行存储。存储电路11a例如包括ram(random access memory:随机存取存储器)等易失性的存储器和rom(read only memory:只读存储器)、eeprom(electrically erasable programmable read-only memory:电可擦可编程只读存储器)或prom(programmable rom:可编程只读存储器)等非易失性存储器中的一方或双方的半导体存储器。另外,存储电路11a的一部分或全部也可以被包括在处理电路11b中。
52.在存储电路11a中存储有路径信息da和路径信息db。路径信息da为表示液体喷出单元5应当移动的路径和该路径上的液体喷出单元5的姿态的信息。路径信息db为表示抓手机构40应当移动的路径和该路径上的抓手机构40的姿态的信息。这些信息中的每一个例如使用基座坐标系或通用坐标系的坐标值来表示。此外,这些信息中的每一个基于工件w的形
状等来决定。工件w的形状例如通过将表示工件w的三维形状的cad(computer-aided design:计算机辅助设计)数据而获得。
53.在此,在路径信息db中包含有与印刷时的工件w的位置以及姿态相关的信息。此外,在路径信息da中包含有与印刷时的液体喷出单元5的位置以及姿态相关的信息。印刷时的液体喷出单元5的位置以及姿态基于工件w的cad数据等信息、和印刷时的工件w的位置以及姿态来决定。以上的路径信息da以及路径信息db中的每一个从计算机13被输入至存储电路11a。
54.处理电路11b基于路径信息da来对第一机械臂3的臂驱动机构3a的动作进行控制,并且生成信号d3。此外,处理电路11b基于路径信息db来对第二机械臂4的臂驱动机构4a的动作进行控制。在此,处理电路11b基于拍摄单元7的拍摄结果而对印刷时的臂驱动机构3a以及臂驱动机构4a中的至少一方的动作进行补正。在本实施方式中,处理电路11b基于拍摄单元7的拍摄结果来对印刷时的臂驱动机构4a的动作进行补正。处理电路11b例如包括一个以上的cpu(central processing unit:中央处理器)等处理器。另外,处理电路11b也可以代替cpu或除cpu以外还包括fpga(field-programmable gate array:现场可编程逻辑门阵列)等可编程逻辑器件。
55.臂驱动机构3a具有用于对第一机械臂3的各关节进行驱动的电机、和对第一机械臂3的各关节的旋转角度进行检测的编码器。同样地,臂驱动机构4a具有用于对第二机械臂4的各关节进行驱动的电机、和对第二机械臂4的各关节的旋转角度进行检测的编码器。
56.处理电路11b实施将路径信息da转换为第一机械臂3的各关节的旋转角度以及旋转速度等的动作量的运算、即逆运动学计算。而且,处理电路11b基于来自臂驱动机构3a的各编码器的输出d1而输出控制信号sk1,以使该各关节的实际的旋转角度以及旋转速度等的动作量成为前文所述的运算结果。控制信号sk1对臂驱动机构3a的电机的驱动进行控制。
57.同样地,处理电路11b实施将路径信息db转换为第二机械臂4的各关节的旋转角度以及旋转速度等的动作量的运算、即逆运动学计算。而且,处理电路11b基于来自臂驱动机构4a的各编码器的输出d2而输出控制信号sk2,以使该各关节的实际的旋转角度以及旋转速度等的动作量成为前文所述的运算结果。控制信号sk2对臂驱动机构4a的电机的驱动进行控制。
58.在此,处理电路11b基于拍摄单元7的拍摄装置7a的拍摄结果,而对印刷时的工件w的位置以及姿态进行检测。而且,处理电路11b基于该检测结果以及路径信息db而对印刷时的控制信号sk2进行补正,以使该检测结果与路径信息db所表示的位置以及姿态的差减少。工件w的位置以及姿态例如通过将拍摄装置7a的拍摄图像内的工件w的位置以及姿态从成像坐标系转换为通用坐标系而获得。此外,成像坐标系中的工件w的位置以及姿态例如基于该拍摄图像内的工件w的特征点的位置和工件w的形状信息而被计算出。另外,基于拍摄装置7a的拍摄结果所获得的工件w的位置以及姿态的检测既可以由拍摄装置7a中所包括的图像处理电路来实施,也可以由计算机13来实施。
59.此外,处理电路11b基于来自臂驱动机构3a的多个编码器中的至少一个的输出d1而生成信号d3。例如,处理电路11b作为信号d3而生成包含来自该多个编码器中的一个的输出d1成为预定值的定时的脉冲在内的触发信号。
60.控制模块12为基于从控制器11所输出的信号d3和来自计算机13的印刷数据来对
液体喷出单元5中的油墨的喷出动作进行控制的电路。控制模块12具有定时信号生成电路12a、电源电路12b、控制电路12c和驱动信号生成电路12d。
61.定时信号生成电路12a基于信号d3而生成定时信号pts。定时信号生成电路12a例如由以信号d3的检测为契机而开始进行定时信号pts的生成的计时器构成。
62.电源电路12b从未图示的商用电源接受电力的供给,并生成预定的各种电位。所生成的各种电位适当地被供给至控制模块12以及液体喷出单元5的各部分。电源电路12b例如生成电源电位vhv和偏移电位vbs。偏移电位vbs被供给至液体喷出单元5。此外,电源电位vhv被供给至驱动信号生成电路12d。
63.控制电路12c基于定时信号pts而生成控制信号si、波形指定信号dcom、锁存信号lat、时钟信号clk和交换信号cng。这些信号与定时信号pts同步。这些信号中的波形指定信号dcom被输入至驱动信号生成电路12d,除此以外的信号被输入至液体喷出单元5的开关电路5d。
64.控制信号si为用于对液体喷出单元5的头5a所具有的驱动元件的动作状态进行指定的数字的信号。具体而言,控制信号si对是否向该驱动元件供给后文叙述的驱动信号com进行指定。通过该指定,例如对是否从与该驱动元件相对应的喷嘴喷出油墨进行指定,或者对从该喷嘴所喷出的油墨的量进行指定。波形指定信号dcom为用于对驱动信号com的波形进行规定的数字信号。锁存信号lat以及交换信号cng通过与控制信号si并用地对该驱动元件的驱动定时进行规定,从而对来自该喷嘴的油墨的喷出定时进行规定。时钟信号clk为成为与定时信号pts同步的基准的时钟信号。
65.以上的控制电路12c例如包括一个以上的cpu(central processing unit)等处理器。另外,控制电路12c也可以代替cpu或除cpu以外还包括fpga(field-programmable gate array)等可编程逻辑器件。
66.驱动信号生成电路12d为生成用于对液体喷出单元5的头5a所具有的各驱动元件进行驱动的驱动信号com的电路。具体而言,驱动信号生成电路12d例如具有da转换电路和放大电路。在驱动信号生成电路12d中,通过该da转换电路将来自控制电路12c的波形指定信号dcom从数字信号转换为模拟信号,且该放大电路使用来自电源电路12b的电源电位vhv将该模拟信号放大,从而生成驱动信号com。在此,驱动信号com中所包含的波形中的、实际被供给至该驱动元件的波形的信号为驱动脉冲pd。驱动脉冲pd经由液体喷出单元5的开关电路5d而从驱动信号生成电路12d被供给至该驱动元件。开关电路5d基于控制信号si,而对是否将驱动信号com中所包含的波形中的至少一部分作为驱动脉冲pd来供给进行切换。
67.计算机13具有向控制器11供给路径信息da以及路径信息db等信息的功能、和向控制模块12供给印刷数据等信息的功能。另外,前文所述的拍摄装置7a也可以经由计算机13而与控制器11相连接。在这种情况下,计算机13既可以将拍摄装置7a的拍摄结果就此输入至控制器11,也可以基于拍摄装置7a的拍摄结果来对工件w的位置以及姿态进行计算,并将表示其计算结果的信息输入至控制器11。
68.1-3.第一机械臂的结构
69.图3为第一机械臂3的立体图。以下,对第一机械臂3的结构进行说明。另外,关于第二机械臂4的结构,由于除了所安装的末端执行器不同以外与第一机械臂3同样,因此省略其说明。但是,也可以像已叙述的那样使第一机械臂3以及第二机械臂4的结构相互不同,关
于这一点,会在后文叙述的1-5.等中适当地进行说明。
70.如图3所示,第一机械臂3具有作为“第一基部”的一个示例的基部310、和臂320。
71.基部310为对臂320进行支承的台。在图3所示的示例中,基部310相对于前文所述的基台2的面2a而被安装在z方向上,并通过螺丝紧固等而被固定。
72.臂320为,具有被安装在基部310上的基端、和使位置以及姿态相对于该基端而三维地发生变化的顶端的六轴的机械臂。具体而言,臂320具有臂321、322、323、324、325以及326,且它们按照此顺序而被连结。
73.臂321以能够围绕转动轴o1进行转动的方式经由关节部330_1而与基部310连结在一起。臂322以能够围绕转动轴o2进行转动的方式经由关节部330_2而与臂321连结在一起。臂323以能够围绕转动轴o3进行转动的方式经由关节部330_3而与臂322连结在一起。臂324以能够围绕转动轴o4进行转动的方式经由关节部330_4而与臂323连结在一起。臂325以能够围绕转动轴o5进行转动的方式经由关节部330_5而与臂324连结在一起。臂326以能够围绕转动轴o6进行转动的方式经由关节部330_6而与臂325连结在一起。
74.关节部330_1至330_6中的每一个为使基部310以及臂321至326中的相邻的两个部件中的一方相对于另一方以能够转动的方式进行连结的机构。虽然在图3中并未图示,但是在关节部330_1至330_6中的每一个上设置有使该相邻的两个部件中的一方相对于另一方而进行转动的驱动机构。该驱动机构例如具有产生用于进行该转动的驱动力的电机、对该驱动力进行减速并输出的减速器、和对该转动的角度等的动作量进行检测的旋转式编码器等编码器。另外,关节部330_1至330_6的该驱动机构的集合体相当于前文所述的图2所示的臂驱动机构3a。
75.转动轴o1为相对于固定有基部310的面2a而垂直的轴。转动轴o2为相对于转动轴o1而垂直的轴。转动轴o3为相对于转动轴o2而平行的轴。转动轴o4为相对于转动轴o3而垂直的轴。转动轴o5为相对于转动轴o4而垂直的轴。转动轴o6为相对于转动轴o5而垂直的轴。
76.另外,对于这些转动轴而言,“垂直”除了两个转动轴所成的角度严格为90
°
的情况之外,也包括两个转动轴所成的角度从90
°
起而在
±5°
左右的范围内发生偏移的情况。同样地,“平行”除了两个转动轴严格地平行的情况之外,也包括两个转动轴中的一方相对于另一方而在
±5°
左右的范围内倾斜的情况。
77.在以上的臂320的位于最顶端的臂、即臂326上,作为末端执行器而安装有液体喷出单元5。
78.1-4.液体喷出单元的结构
79.图4为表示液体喷出单元5的概要结构的立体图。以下的说明适当地使用相互交叉的a轴、b轴以及c轴来进行。此外,将沿着a轴的一个方向称为a1方向,并将与a1方向相反的方向称为a2方向。同样地,将沿着b轴而彼此相反的方向称为b1方向以及b2方向。此外,将沿着c轴而彼此相反的方向称为c1方向以及c2方向。
80.在此,a轴、b轴以及c轴为在液体喷出单元5中所设定的工具坐标系的坐标轴,并且其与前文所述的x轴、y轴以及z轴的相对位置以及姿态的关系根据前文所述的第一机械臂3的动作而发生变化。在图4所示的示例中,c轴为与前文所述的第六转动轴o6平行的轴。另外,虽然a轴、b轴以及c轴典型而言相互正交,但是并不限定于此,例如只需以80
°
以上且100
°
以下的范围内的角度而交叉即可。另外,工具坐标系与前文所述的基座坐标系通过校
准而被建立对应关系。此外,工具坐标系例如以使后文叙述的喷嘴面f的中心成为基准(工具中心点)的方式而被设定。
81.如前文所述,液体喷出单元5具有头5a、压力调节阀5b和预硬化用光源5c。它们被图4中的以双点划线所示的支承体5e支承。另外,虽然在图4所示的示例中,液体喷出单元5所具有的头5a以及压力调节阀5b中的每一方的数量为一个,但是该数量并不限定于图4所示的示例,也可以为两个以上。此外,压力调节阀5b的设置位置并不限定于臂326,例如也可以为其他臂等,还可以为相对于基部310而固定的位置。
82.支承体5e例如由金属材料等构成,且为实质上的刚体。另外,虽然在图4中支承体5e呈扁平的箱状,但是支承体5e的形状并未被特别限定而是为任意的形状。
83.以上的支承体5e被安装在前文所述的臂326上。如此,头5a、压力调节阀5b以及预硬化用光源5c通过支承体5e而被整体地支承在臂326上。因此,头5a、压力调节阀5b以及预硬化用光源5c中的每一方相对于臂326的相对位置被固定。
84.头5a具有喷嘴面f、和在喷嘴面f上开口的多个喷嘴n。在图4所示的示例中,喷嘴面f的法线方向为c2方向,且该多个喷嘴n被划分为在沿着a轴的方向上以相互隔开间隔的方式而排列的第一喷嘴列la和第二喷嘴列lb。第一喷嘴列la以及第二喷嘴列lb中的每一个为在沿着b轴的方向上排列成直线状的多个喷嘴n的集合。在此,头5a中的与第一喷嘴列la的各喷嘴n相关联的要素和与第二喷嘴列lb的各喷嘴n相关联的要素为在沿着a轴的方向上相互大致对称的结构。
85.但是,第一喷嘴列la中的多个喷嘴n和第二喷嘴列lb中的多个喷嘴n在沿着b轴的方向上的位置既可以相互一致也可以相互不同。此外,也可以省略与第一喷嘴列la以及第二喷嘴列lb中的一方的各喷嘴n相关联的要素。在下文中,对第一喷嘴列la中的多个喷嘴n和第二喷嘴列lb中的多个喷嘴n在沿着b轴的方向上的位置相互一致的结构进行例示。
86.虽然并未图示,但是头5a针对每个喷嘴n而具有作为驱动元件的压电元件、和对油墨进行收纳的空腔。在此,该压电元件通过使与该压电元件相对应的空腔的压力变化,来使油墨从与该空腔相对应的喷嘴喷出。这样的头5a例如通过利用粘合剂等将采用蚀刻等方式进行了适当加工的硅基板等的多个基板贴合在一起而得到。另外,作为用于使油墨从喷嘴喷出的驱动元件,也可以代替该压电元件而使用对空腔内的油墨进行加热的加热器。
87.在图4所示的示例中,压力调节阀5b相对于头5a而位于c1方向上。预硬化用光源5c相对于头5a而位于a2方向上。
88.压力调节阀5b经由前文所述的油墨供给单元6的供给管6d而与副罐6c相连接。压力调节阀5b为根据头5a内的油墨的压力而进行开闭的阀机构。通过该开闭,从而即使头5a与副罐6c的位置关系发生变化,也使得头5a内的油墨的压力被维持为预定范围内的负压。因此,实现了形成在头5a的喷嘴n中的油墨的弯液面的稳定化。其结果为,防止了气泡进入喷嘴n内、或者油墨从喷嘴n溢出的情况。另外,来自压力调节阀5b的油墨会经由未图示的分支流道而被适当地分配至头5a的多个部位。
89.预硬化用光源5c发射出用于使工件w上的油墨半硬化或半固化的光、热、电子束或放射线等能量。“半硬化”是指并未达到完全硬化而是局部性地发生硬化的状态。同样地,“半固化”是指并未达到完全固化而是局部性地发生固化的状态。预硬化用光源5c与前文所述的硬化单元10的光源10b同样地例如由发射出紫外线的led(light emitting diode)等
发光元件等构成。另外,预硬化用光源5c也可以具有用于对能量的出射方向或出射范围等进行调整的透镜等光学部件等。另外,预硬化用光源5c只需根据需要来设置即可,也可以被省略。此外,也可以使用预硬化用光源5c而使工件w上的油墨完全硬化。
90.1-5.硬化单元以及维护单元的配置
91.图5为第一实施方式所涉及的立体物印刷装置1的俯视图。在图5中,示出了在z2方向上进行观察时的立体物印刷装置1。
92.如前文所述,第一机械臂3具有被固定在基台2上作为“第一基部”的一个示例的基部310、和臂320,且在臂320的顶端处安装有头5a。另一方面,如图5所示,第二机械臂4具有被固定在基台2上作为“第二基部”的一个示例的基部410、和臂420,且在臂420的顶端处安装有对工件w进行支承的抓手机构40。另外,基部410与基部310同样地相对于基台2的面2a而被安装在z方向上,并通过螺丝紧固等而被固定。
93.在基台2的俯视观察时,沿着x轴的方向上的基部310以及基部410的位置相互不同,基部310位于与基部410相比靠x1方向上。因此,在基台2的俯视观察时,连结基部310与基部410的假想线段lv主要沿着x轴而延伸。另外,假想线段lv只需在基台2的俯视观察时连结基部310的任意的位置与基部410的任意的位置即可。在图5所示的示例中,假想线段lv穿过第一机械臂3以及第二机械臂4中的每一个的、作为最靠近基台2的关节的转动轴的第一轴。
94.但是,在图5所示的示例中,沿着y轴的方向上的基部310以及基部410的位置相互有少许不同,基部310位于与基部410相比靠y1方向上。因此,在基台2的俯视观察时,假想线段lv相对于x轴而略微倾斜。另外,在本实施方式中,也可以视为在基台2的俯视观察时假想线段lv与x轴平行。此外,也可以使假想线段lv在基台2的俯视观察时与x轴平行。
95.在相对于假想线段lv而靠y1方向的位置处配置有维护单元8。另一方面,在相对于假想线段lv而靠y2方向的位置处配置有油墨供给单元6、拍摄单元7、维护单元8以及载置部9。
96.因此,在基台2的俯视观察时,假想线段lv从硬化单元10与维护单元8之间通过。此外,在基台2的俯视观察时,假想线段lv从拍摄范围ri通过。因此,能够通过拍摄单元7而对接近于假想线段lv的位置的物体进行拍摄。
97.此外,维护单元8位于第一机械臂3的动作范围rr1的内侧处,且位于第二机械臂4的动作范围rr2的外侧。在此,由于第一机械臂3为了实施头5a的维护而使用维护单元8,因此需要使维护单元8位于第一机械臂3的动作范围rr1的内侧。另一方面,由于第二机械臂4并不使用维护单元8,因此无需使维护单元8位于第二机械臂4的动作范围rr2的内侧。另外,在对第二机械臂4的动作没有妨碍的情况下,也可以使维护单元8位于第二机械臂4的动作范围rr2的内侧。
98.在此,动作范围rr1为,在基台2的俯视观察时以基部310的任意的部位为中心、并以臂320的长度lr1为半径的圆的内侧的区域。长度lr1为直线状地延伸的状态的臂320的两端间的距离。同样地,动作范围rr2为,在基台2的俯视观察时以基部410的任意的部位为中心、并以臂420的长度lr2为半径的圆的内侧的区域。长度lr2为直线状地延伸的状态的臂420的两端间的距离。
99.长度lr1以及长度lr2既可以互为相等也可以互为不同。在图5所示的示例中,第一
机械臂3的臂320的长度lr1与第二机械臂4的臂420的长度lr2相比而较短。这是为了在提高由第二机械臂4实现的工件w的抓持的自由度的同时减少第一机械臂3的动作时的振动。在此,从减少第一机械臂3的动作时的振动的观点出发,优选为,使第一机械臂3的可搬重量与第二机械臂4的可搬重量相比而较大。
100.此外,维护单元8位于拍摄范围ri的外侧。这是由于如果通过拍摄装置7a对维护单元8进行拍摄会导致使用拍摄装置7a的拍摄结果的处理复杂化,因此要防止此情况的缘故。此外,维护单元8位于照明部7b的照明范围rl的外侧。这是为使来自照明部7b的光免于被由维护单元8实施的维护过程中的头5a挡住的缘故。另外,本实施方式中的照明范围rl是指,相对于照明部7b而位于y1方向侧的范围。
101.此外,虽然在基台2的俯视观察时载置部9相对于假想线段lv而位于与维护单元8相同的一侧,但是其被配置在拍摄范围ri的外侧。这不仅是由于无需通过拍摄装置7a对位于载置部9上的工件w进行拍摄,还由于如果被拍摄到会导致使用拍摄装置7a的拍摄结果的处理复杂化,因此要防止此情况的缘故。
102.此外,在基台2的俯视观察时,硬化单元10以及维护单元8中的每一个位于穿过第一机械臂3的基部310而与假想线段lv正交的第一直线ls1、与穿过第二机械臂4的基部410而与假想线段lv正交的第二直线ls2之间。这是为了实现立体物印刷装置1的小型化。
103.1-6.立体物印刷装置的动作
104.图6为表示第一实施方式所涉及的立体物印刷装置1的动作的流程的流程图。如图6所示,立体物印刷装置1依次执行供材步骤s10、信息取得步骤s20、调整步骤s30、第一印刷步骤s40、避让步骤s50、移动步骤s60、第二印刷步骤s70、后处理步骤s80和除材步骤s90。
105.在此,供材步骤s10包括保持步骤s11。此外,后处理步骤s80包括硬化步骤s81以及维护步骤s82,硬化步骤s81包括第一硬化步骤s81a以及第二硬化步骤s81b。以下,对各步骤依次进行说明。
106.1-6-1.供材步骤s10
107.图7为用于对供材步骤s10进行说明的图。在供材步骤s10中,首先,执行保持步骤s11。在保持步骤s11中,如图7中的以实线所示的那样,在第二机械臂4使抓手机构40靠近于载置部9的状态下,抓手机构40对位于载置部9上的工件w进行保持。由此,抓手机构40从载置部9接受工件w的供给。此后,如图7中的以双点划线所示的那样,第二机械臂4使工件w从拍摄范围ri的外侧向内侧移动。
108.在本步骤中,第一机械臂3的动作状态并未被特别限定,而是为任意的动作状态。此外,在本步骤中,虽然拍摄单元7以及硬化单元10中的每一方的动作状态均并未被特别限定,但是在头5a并未被维护单元8覆盖的情况下,优选为,根据头5a的位置或姿态而使拍摄单元7的照明部7b熄灭、或者使硬化单元10的光源10b熄灭。
109.1-6-2.信息取得步骤s20
110.信息取得步骤s20为,在第二机械臂4如图7中的以双点划线所示的那样对工件w进行保持的状态下,由控制器11基于拍摄装置7a的拍摄结果而取得与工件w相对于基台2的相对位置相关的信息。
111.在本步骤中,使照明部7b点亮。因此,从防止喷嘴n附近的油墨因来自照明部7b的光而发生硬化或固化的观点出发,优选为,第一机械臂3使喷嘴面f位于照明部7b的照明范
围rl的外侧、或使喷嘴面f朝向成为来自照明部7b的光的背光处的方向。出于同样的观点,在本步骤中优选为,喷嘴n通过维护单元8而被覆盖。
112.此外,在本步骤中,从提高与基于拍摄装置7a的拍摄结果所获得的位置相关的信息的精度的观点出发,优选为,头5a位于拍摄范围ri的外侧。在此,在本步骤中,也可以使第一机械臂3以及第二机械臂4中的至少一方具有位于拍摄范围ri的内侧的部分。但是,在这种情况下,从提高与该位置相关的信息的精度的观点出发,优选为,使工件w的颜色与第一机械臂3以及第二机械臂4的该部分的颜色相互不同。例如,通过将第一机械臂3以及第二机械臂4的该部分涂饰成与工件w不同的颜色,从而能够在由拍摄装置7a得到的拍摄图像中于工件w与成为其背景的该部分之间提高对比度。由此,由于使得处理电路11b中的拍摄结果的处理较为容易,因此提高了与该位置相关的信息的精度。另外,如果将该部分设为黑色,则在由于工件w而使得颜色不同的情况下也易于维持拍摄图像中的对比度。
113.1-6-3.调整步骤s30
114.在调整步骤s30中,控制器11通过基于在信息取得步骤s20中所取得的信息而对第二机械臂4的动作进行控制,来调整位于拍摄范围ri的内侧的工件w的位置。
115.由本步骤实施的调整后的工件w的位置以及姿态为第一状态,且为第一印刷步骤s40的执行时的工件w的位置以及姿态。在此,在基台2的俯视观察时,由本步骤实施的调整后的工件w的位置与前文所述的保持步骤s11的执行时的工件w的位置相比更接近于假想线段lv。此外,在基台2的俯视观察时,由本步骤实施的调整后的工件w的位置与硬化步骤s81以及维护步骤s82的执行时相比更接近于假想线段lv。
116.1-6-4.第一印刷步骤s40
117.图8为用于对第一印刷步骤s40中的第一机械臂3的动作进行说明的图。在第一印刷步骤s40中,如图8所示,在第二机械臂4将工件w的位置以及姿态固定为第一状态的状态下,在由第一机械臂3来使头5a以及工件w于拍摄范围ri的内侧进行相对移动的同时,头5a向工件w喷出油墨。在图8所示的示例中,第一机械臂3使头5a在沿着工件w的长轴的方向上移动。另外,第一印刷步骤s40中的工件w的姿态并未被特别限定,而是为任意的姿态。
118.如此,在本步骤中,在第二机械臂4不进行动作的条件下,第一机械臂3进行动作。因此,能够防止工件w的振动。另外,该振动由于工件w通过抓手机构40以能够装卸的方式被保持从而易于产生,且在第一印刷步骤中由第二机械臂4进行动作的情况下会变得显著,从而使得油墨滴的喷落位置发生偏移而牵连到画质的降低。此外,在工件w的刚性以材质或形状为原因而降低的情况下,也会使得工件w的振动变得显著,从而同样地会牵连到画质的降低。与此相对,被安装在第一机械臂上的头5a并未通过抓手机构等来被保持,从而与工件w相比而难以产生振动。因此,在本步骤中,通过在使第二机械臂4不进行动作的条件下使第一机械臂3进行动作,从而能够抑制由以上这样的振动带来的画质的降低。在此,从减少头5a的移动路径的蜿蜒行进的观点出发,使本步骤中的第一机械臂3的进行动作的关节的数量尽可能较少为好,此外,优选为,通过相互平行的三个转动轴的关节的动作来使第一机械臂3进行动作。在图8所示的示例中,该三个转动轴为转动轴o2、转动轴o3以及转动轴o5。
119.在本步骤中,从防止喷嘴n附近的油墨因来自照明部7b的光而发生硬化或固化的观点出发,优选为使照明部7b熄灭。
120.图9为用于对第一印刷步骤s40中的工件w的印刷区域进行说明的图。如图9所示,
在本步骤中,在由第一机械臂3使头5a沿着工件w的不同的第一区域rp1以及第二区域rp2中的第一区域rp1进行扫描的同时,头5a向第一区域rp1喷出油墨。在图9所示的示例中,第一区域rp1与第二区域rp2的一部分彼此重叠。另外,也可以使第一区域rp1与第二区域rp2不重叠。例如,也可以使第一区域rp1以及第二区域rp2为表背的关系。
121.在本步骤中,也可以使预硬化用光源5c点亮。在这种情况下,能够使工件w上的油墨预硬化。另外,也可以在本步骤之后,在不使油墨从头5a喷出的状态下,在由第一机械臂3使预硬化用光源5c沿着第一区域rp1进行扫描的同时使预硬化用光源5c点亮。
122.1-6-5.避让步骤s50
123.图10为用于对避让步骤s50进行说明的图。在避让步骤s50中,如图10所示,由第一机械臂3而使头5a与工件w之间的距离与第一印刷步骤s40的执行时相比而增大。在图10所示的示例中,例示出了头5a被维护单元8覆盖的状态。另外,在本步骤中,也可以使头5a并不被维护单元8覆盖。但是,在这种情况下,优选为,根据头5a的位置或姿态而使拍摄单元7的照明部7b熄灭、或者使硬化单元10的光源10b熄灭。
124.1-6-6.移动步骤s60
125.图11为用于对移动步骤s60进行说明的图。在移动步骤s60中,第二机械臂4使工件w的位置以及姿态从第一状态变化为与第一状态有所不同的第二状态。在图11所示的示例中,该第一状态为图11中的以双点划线所示的状态,该第二状态为图11中的以实线所示的状态。该第二状态为第二印刷步骤s70的执行时的工件w的位置以及姿态的状态。另外,也可以使本步骤包括对工件w的位置与前文所述的调整步骤s30同样地进行调整的步骤。
126.1-6-7.第二印刷步骤s70
127.在第二印刷步骤s70中,如图11所示,除了对第二区域rp2实施印刷以外,以与前文所述的第一印刷步骤s40同样的方式而实施印刷。在此,在第二印刷步骤s70中,在第二机械臂4将工件w的位置以及姿态固定为第二状态的状态下,在由第一机械臂3使头5a以及工件w于拍摄范围ri的内侧进行相对移动的同时,头5a向工件w喷出油墨。此外,本步骤中的第一机械臂3的动作与前文所述的第一印刷步骤s40中的第一机械臂3的动作相同。
128.在本步骤中,也可以使预硬化用光源5c点亮。在这种情况下,能够使工件w上的油墨预硬化。另外,也可以在本步骤之后,在并不使油墨从头5a喷出的状态下,在由第一机械臂3使预硬化用光源5c沿着第二区域rp2进行扫描的同时,使预硬化用光源5c点亮。
129.1-6-8.后处理步骤s80
130.图12为用于对硬化步骤s81以及维护步骤s82进行说明的图。如所记述的那样,后处理步骤s80包括硬化步骤s81以及维护步骤s82。
131.在硬化步骤s81中,如图12所示,在第二机械臂4使工件w靠近于硬化单元10的状态下,硬化单元10向工件w上的油墨照射能量。在此,在本实施方式中,如所记述的那样,硬化步骤s81包括第一硬化步骤s81a以及第二硬化步骤s81b。
132.在第一硬化步骤s81a中,在第二机械臂4使硬化单元10以及工件w的相对位置以及姿态发生变化的同时,硬化单元10向第一区域rp1上的油墨照射能量。在第二硬化步骤s81b中,在第二机械臂4使硬化单元10以及工件w的相对位置以及姿态发生变化的同时,硬化单元10向第二区域rp2上的油墨照射能量。在这些步骤中只要能够向油墨照射能量即可,并不会产生像第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70那样的因工件w的振动而引起的课题。在此,
优选为,第一硬化步骤s81a以及第二硬化步骤s81b按照此顺序而被执行。这是由于,通过在第一区域rp1上的油墨与第二区域rp2上的油墨之间减少在分别被喷出油墨之后而被照射能量之前的时间的差,从而能够减少第一区域rp1的画质与第二区域rp2的画质之间的差的缘故。另外,第一硬化步骤s81a以及第二硬化步骤s81b也可以实质上被同时实施。
133.在维护步骤s82中,如图12所示,在由第一机械臂3使头5a靠近于维护单元8的状态下,进行由维护单元8实施的头5a的维护。另外,维护是指,通过单元8a的盖对喷嘴以及喷嘴面进行覆盖、从喷嘴以及喷嘴面被该盖覆盖的状态的头5a的喷嘴而对油墨进行抽吸、通过单元8a的擦拭器而对头5a的喷嘴面进行清扫、在单元8b中由头5a而对检查用的图案进行印刷等。然而,在于维护步骤s82的执行过程中照明部7b或硬化单元10发光的情况下,优选为,该维护为喷嘴以及喷嘴面通过盖而被覆盖的动作。在此,从处理时间的缩短的观点等出发,优选为,维护步骤s82在第一硬化步骤s81a的执行过程中被执行。
134.此外,从通过使工件w上的油墨立刻硬化来减少由工件w上的油墨的流动所导致的图像的渗洇的观点出发,优选为,硬化步骤s81的执行时的工件w的位置与第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70的执行时的工件w的位置接近。因此,优选为,工件移动距离dw与头移动距离dh相比而较短,所述工件移动距离dw为,为了从第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70向硬化步骤s81转移而所需的工件w的移动距离,所述头移动距离dh为,为了从第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70向维护步骤s82转移而所需的头5a的移动距离。
135.另外,工件移动距离dw为,在基台2的俯视观察时第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70的执行时的工件w与硬化步骤s81的执行时的工件w之间的距离。头移动距离dh为,在基台2的俯视观察时第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70的执行时的头5a与维护步骤s82的执行时的头5a之间的距离。
136.1-6-9.除材步骤s90
137.图13为用于对除材步骤s90进行说明的图。在除材步骤s90中,首先,如图13所示,由第二机械臂4而使工件w移动至载置部9。在该状态下,通过由抓手机构40来使工件w脱离,从而将已印刷的工件w载置于载置部9上。被载置于载置部9上的已印刷的工件w例如由用户来被取出至壳体20的外部。
138.在本步骤中,第一机械臂3的动作状态并未被特别限定,而是为任意的动作状态。此外,在本步骤中,拍摄单元7以及硬化单元10中的每一方的动作状态也并未被特别限定,但是在头5a并未被维护单元8覆盖的情况下,优选为,根据头5a的位置或姿态而使拍摄单元7的照明部7b熄灭、或者使硬化单元10的光源10b熄灭。另外,也可以在本步骤中也执行维护步骤s82。
139.如上文所述,立体物印刷装置1对立体工件w实施印刷。在此,如前文所述,立体物印刷装置1具有拍摄装置7a、第一机械臂3和第二机械臂4。拍摄装置7a被固定在基台2上,并对位于拍摄范围ri的内侧的物体进行拍摄。第一机械臂3对具有喷出作为“液体”的一个示例的油墨的喷嘴n的头5a进行支承,并使头5a的位置以及姿态发生变化。第二机械臂4对工件w进行支承,并使工件w的位置以及姿态发生变化。
140.而且,如前文所述,立体物印刷装置1执行供材步骤s10、和作为“印刷步骤”的一个示例的第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70。在供材步骤s10中,第二机械臂4使工件w从拍摄范围ri的外侧向内侧移动。在第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70中,在第一机械臂3以
及第二机械臂4中的至少一方使头5a以及工件w于拍摄范围ri的内侧进行相对移动的同时,头5a向工件w喷出油墨。
141.在以上的立体物印刷装置中,通过使用第一机械臂3以及第二机械臂4,从而能够使头5a以及工件w中的每一个的位置以及姿态独立地变化。因此,与仅使头5a以及工件w中的一方的位置以及姿态发生变化的结构相比,能够使头5a跨及工件w的较大范围地与之接近。其结果为,即使工件w为各种各样的立体形状,也能够适当地对工件w进行印刷。
142.在此基础上,在第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70中,由第一机械臂3以及第二机械臂4中的至少一方来使头5a以及工件w于拍摄装置7a的拍摄范围ri的内侧进行相对移动。因此,能够基于拍摄装置7a的拍摄结果,来对第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70的执行时的工件w的位置以及姿态进行检测。因此,在第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70中,即使由第二机械臂4实现的工件w的支承位置发生偏移,也能够通过基于拍摄装置7a的拍摄结果对第一机械臂3以及第二机械臂4中的至少一方的动作进行控制,从而利用补正来减少头5a以及工件w的相对位置以及姿态的关系中所产生的误差。根据以上方式,与在第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70中在并不使用拍摄装置7a的拍摄结果的条件下对第一机械臂3以及第二机械臂4的动作进行控制的结构相比,能够减少画质降低。
143.如前文所述,第二机械臂4具有对工件w以能够装卸的方式进行保持的抓手机构40。当在第二机械臂中使用抓手机构40的情况下,由第二机械臂4实现的工件w的支承位置易于从所需的位置发生偏离。因此,在这种情况下,使得通过基于拍摄装置7a的拍摄结果来对第一机械臂3以及第二机械臂4中的至少一方的动作进行控制所获得的效果较为显著。
144.此外,如前文所述,第一机械臂3以及第二机械臂4中的每一个为垂直多关节机械臂。因此,与使用水平多关节机械臂等其他机构的结构相比,能够对头5a以及工件w的位置以及姿态进行各种各样的变更。
145.在此,如前文所述,优选为,第一机械臂3的臂320的长度lr1与第二机械臂4的臂420的长度lr2相比而较短。在这种情况下,具有易于使第一机械臂3的动作时的振动与第二机械臂4相比而较小这样的优点。该优点有助于画质的提高。此外,通过使第二机械臂4的臂420的长度与第一机械臂3的臂320的长度相比而较长,从而能够增大第二机械臂4的动作范围。因此,能够在广阔范围内的任意的地点来实施工件w的供材或除材、或者实施使工件w上的油墨发生硬化或固化的处理。
146.此外,如前文所述,优选为,第一机械臂3的可搬重量与第二机械臂4的可搬重量相比而较大。在这种情况下,具有易于使第一机械臂3的动作时的振动与第二机械臂4相比而较小这样的优点。该优点有助于画质的提高。特别是,第一机械臂3的末端执行器的重量越大,则通过该优点所获得的效果越显著。
147.如前文所述,立体物印刷装置1还具有载置部9。载置部9被配置在拍摄范围ri的外侧,并能够对工件w进行载置。抓手机构40从载置部9接受工件w的供给。如此,由于载置部9被配置在拍摄装置7a的拍摄范围ri的外侧,因此防止了由载置部9上的工件w的有无或变更等导致的拍摄装置7a的拍摄条件的变动。因此,与载置部9被配置在拍摄范围ri的内侧的结构相比,能够对使用拍摄装置7a的拍摄结果的处理进行简化。另外,虽然在本实施方式中例示出了在工件w的供给以及取出双方中使用载置部9的结构,但是并不限定于该结构,例如也可以将载置部9仅用于进行工件的供给。在这种情况下,例如,区别于载置部9而设置有能
够对工件w进行载置的台或输送带等。
148.此外,如前文所述,立体物印刷装置1在供材步骤s10与第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70之间执行信息取得步骤s20。在信息取得步骤s20中,基于拍摄装置7a的拍摄结果而取得与工件w相对于基台2的相对位置相关的信息。因此,能够基于在信息取得步骤s20中所取得的信息来对供材步骤s10之后的工件w的位置进行检测,并基于该检测位置而执行调整步骤s30、以及第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70。
149.在此,如前文所述,在信息取得步骤s20中,头5a位于拍摄范围ri的外侧。因此,在信息取得步骤s20中,无需为了取得与工件w相对于基台2的相对位置相关的信息而对头5a的存在进行考虑。其结果为,与头5a位于拍摄装置7a的拍摄范围ri的内侧的结构相比,能够对信息取得步骤s20中的处理进行简化、或提高在信息取得步骤s20中所取得的信息的精度。
150.此外,如前文所述,立体物印刷装置1还具有对喷嘴n进行覆盖的维护单元8。维护单元8位于拍摄范围ri的外侧。因此,由于维护单元8不会被拍摄装置7a拍摄到,因此能够对使用拍摄装置7a的拍摄结果的处理进行简化。此外,在信息取得步骤s20中,喷嘴n通过维护单元8而被覆盖。因此,能够防止由拍摄装置7a的用于进行拍摄的照明所导致的喷嘴n附近的油墨的硬化或固化。
151.在此,如前文所述,维护单元8位于第一机械臂3的动作范围rr1的内侧、且位于第二机械臂4的动作范围rr2的外侧。因此,能够防止维护单元8成为第二机械臂4的动作的障碍。此外,还具有易于防止喷嘴n附近的油墨由于硬化步骤s81的执行时的来自硬化单元10的能量而发生硬化或固化这样的优点。
152.此外,如前文所述,立体物印刷装置1在信息取得步骤s20与第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70之间还执行调整步骤s30。在调整步骤s30中,对位于拍摄范围ri的内侧的工件w的位置进行调整。在此,在调整步骤s30中,基于在信息取得步骤s20中所取得的信息来对第二机械臂4的动作进行控制。因此,即使由第二机械臂4实现的工件w的支承位置从所需的位置发生偏离,也能够对该偏离进行补正。另外,也可以使前文所述的移动步骤s60包括与调整步骤s30同样的处理。
153.并且,如前文所述,立体物印刷装置1还具有照亮拍摄范围ri的内侧的照明部7b。在此,在信息取得步骤s20中,使照明部7b点亮。因此,在信息取得步骤s20中,由于通过照明部7b的照明提高了工件w的对比度,因此能够提高在信息取得步骤s20中所获得的信息的精度。与此相对,在第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70中,使照明部7b熄灭。因此,在第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70中,能够防止由照明部7b的照明所导致的喷嘴n附近的油墨的硬化或固化。
154.在此,如前文所述,维护单元8位于照明部7b的照明范围rl的外侧。因此,能够防止由照明部7b的照明导致的喷嘴n附近的油墨的硬化或固化。
155.此外,如前文所述,头5a具有设置有喷嘴n的喷嘴面f。喷嘴面f在照明部7b的点亮时位于照明部7b的照明范围rl的外侧、或朝向成为来自照明部7b的光的背光处的方向。因此,能够防止由照明部7b的照明所导致的喷嘴n附近的油墨的硬化或固化。
156.在此,如前文所述,在信息取得步骤s20中,优选为,位于拍摄范围ri的内侧的第一机械臂3的至少一部分的颜色与工件w的颜色有所不同。在这种情况下,在信息取得步骤s20
中,由于通过照明部7b的照明而提高了工件w的对比度,因此能够提高在信息取得步骤s20中所获得的信息的精度。
157.同样地,在信息取得步骤s20中,优选为,位于拍摄范围ri的内侧的第二机械臂4的至少一部分的颜色与工件w的颜色有所不同。在这种情况下,在信息取得步骤s20中,由于通照明部7b的照明提高了工件w的对比度,因此能够提高在信息取得步骤s20中所获得的信息的精度。
158.此外,如前文所述,第一机械臂3具有作为被固定在基台2上的“第一基部”的一个示例的基部310。同样地,第二机械臂4具有作为被固定在基台2上的“第二基部”的一个示例的基部410。在此,在基台2的俯视观察时,连结基部310和基部410的假想线段lv从拍摄范围ri通过。因此,与在基台2的俯视观察时假想线段lv不从拍摄范围ri通过的情况相比,能够提高拍摄范围ri内的工件w以及头5a中的每一个的位置以及姿态的自由度。
159.如前文所述,第一机械臂3的基部310和第二机械臂4的基部410相对于基台2的该安装方向并不限定于本实施方式的示例,而是能够进行适当变更。例如,也可以将第一机械臂3和第二机械臂4的双方或一方以使之从沿着x方向或y方向设置的顶棚或梁等吊下来的方式进行固定、或者将第一机械臂3和第二机械臂4的双方或一方固定在沿着z方向设置的壁面等上。
160.在此,对“基台2的俯视观察”进行说明。在如本实施方式的那样使第一机械臂3的基部310和第二机械臂4的基部410相对于基台2以相同的安装方向被固定的情况下,“基台2的俯视观察”是指在沿着该安装方向的方向上进行观察时的状态。例如,在本实施方式中,该安装方向为z方向,“基台2的俯视观察”是指在z方向上进行观察时的状态。另一方面,在与本实施方式不同地使第一机械臂3的基部310和第二机械臂4的基部410相对于基台2而以不同的安装方向被固定的情况下,“基台2的俯视观察”是指在沿着第一机械臂3以及第二机械臂4中的任意选择出的一方的机械臂的该安装方向的方向上进行观察时的状态。
161.此外,如前文所述,在从头5a所喷出的油墨具有光硬化性的情况下,能够通过使用硬化单元10等使工件w上的油墨发生硬化来使之停留在所需的位置。其结果为,能够在立体工件w上高精度地实施印刷。
162.如前文所述,立体物印刷装置1执行第一印刷步骤s40。在第一印刷步骤s40中,在第一机械臂3使头5a沿着工件w的第一区域rp1进行扫描的同时,头5a向第一区域rp1喷出油墨。因此,能够在工件w的第一区域rp1实施印刷。在此,在第一印刷步骤s40中,第二机械臂4将工件w的位置以及姿态固定为第一状态。因此,防止了第一印刷步骤s40中的工件w的振动。其结果为,与使第二机械臂4在第一印刷步骤s40中进行动作的结构相比,能够提高画质。
163.此外,如前文所述,立体物印刷装置1还具有硬化单元10。硬化单元10被固定在基台2上,并出射使来自头5a的油墨发生硬化或固化的能量。立体物印刷装置1在第一印刷步骤s40的执行之后执行第一硬化步骤s81a。在第一硬化步骤s81a中,在第二机械臂4使硬化单元10以及工件w的相对位置以及姿态发生变化的同时,硬化单元10向第一区域rp1上的油墨照射能量。因此,在第一硬化步骤s81a中,能够利用来自硬化单元10的能量而使在第一印刷步骤s40中被喷出至工件w上的油墨发生硬化或固化。
164.在此,在第一硬化步骤s81a中,由于由第二机械臂4来使硬化单元10以及工件w的
相对位置以及姿态发生变化,因此即使硬化单元10被固定在基台2上,也能够适当地向工件w上的油墨照射来自硬化单元10的能量。另外,在第一硬化步骤s81a中,即使工件w产生振动也不会发生印刷时的那样的问题。此外,第一硬化步骤s81a中的工件w的位置以及姿态的控制精度与第一印刷步骤s40中的头5a的位置以及姿态的控制精度相比而较低。
165.如前文所述,优选为,立体物印刷装置1在第一硬化步骤s81a的执行过程中执行维护步骤s82。在维护步骤s82中,进行由维护单元8实施的头5a的维护。如此,通过使硬化步骤s81的执行期间和维护步骤s82的执行期间中的至少一部分相互重叠,从而与在第一硬化步骤s81a的执行过程中并不执行维护步骤s82的情况相比,能够缩短这些步骤所需的时间。
166.在此,第一硬化步骤s81a在并不使用第一机械臂3的条件下使用第二机械臂4来实施,与此相对,维护步骤s82在并不使用第二机械臂4的条件下使用第一机械臂3来实施。因此,能够在第一硬化步骤s81a的执行过程中执行维护步骤s82。此外,由于在维护步骤s82的执行时头5a被维护单元8覆盖,因此也能够防止喷嘴n附近的油墨由于第一硬化步骤s81a中的来自硬化单元10的能量而发生硬化或固化的情况。
167.此外,如前文所述,立体物印刷装置1在第一印刷步骤s40的执行之后执行移动步骤s60。在移动步骤s60中,第二机械臂4使工件w的位置以及姿态从前文所述的第一状态变化为与第一状态不同的第二状态。因此,能够在移动步骤s60的执行之后,向与工件w的第一印刷步骤s40的印刷区域不同的区域,以与第一印刷步骤s40相同的第一机械臂3的动作而实施印刷。另外,在移动步骤s60中,根据需要而实施有与前文所述的调整步骤s30同样的工件w的位置调整。
168.在此,如前文所述,立体物印刷装置1在移动步骤s60的执行之后执行第二印刷步骤s70。在第二印刷步骤s70中,在第一机械臂3使头5a沿着工件w的与第一区域rp1不同的第二区域rp2进行扫描的同时,头5a向第二区域rp2喷出油墨。因此,能够在工件w的第二区域实施印刷。在此,在第二印刷步骤s70中,第二机械臂4将工件w的位置以及姿态固定为前文所述的第二状态。因此,防止了第二印刷步骤s70中的工件w的振动。其结果为,与使第二机械臂4在第二印刷步骤s70中进行动作的结构相比,能够提高画质。
169.在本实施方式中,如前文所述,第一印刷步骤s40中的第一机械臂3的动作和第二印刷步骤s70中的第一机械臂3的动作互为相同。因此,与使这些步骤中的第一机械臂3的动作相互不同的情况相比,能够减少这些步骤中的头5a的移动路径的差。这是由于,通过使第一机械臂3反复进行相同的动作,能够提高头5a的移动路径的再现性的缘故。如此,通过较少这些步骤中的头5a的移动路径的差,从而能够提高由第一印刷步骤s40以及第二印刷步骤s70所实现的画质。
170.在此,通过利用相互平行的三个转动轴的关节的动作来使第一机械臂3进行动作,也能够减少头5a的移动路径的蜿蜒行进。
171.此外,如前文所述,立体物印刷装置1在第二印刷步骤的执行之后执行第二硬化步骤s81b。在第二硬化步骤s81b中,在第二机械臂4使硬化单元10以及工件w的相对位置以及姿态发生变化的同时,硬化单元10向第二区域rp2上的油墨照射能量。因此,在第二硬化步骤s81b中,能够利用来自硬化单元10的能量而使在第二印刷步骤s70中被喷出至工件w上的油墨发生硬化或固化。
172.在此,在第二硬化步骤s81b中,由于由第二机械臂4来使硬化单元10以及工件w的
相对位置以及姿态发生变化,因此即使硬化单元10被固定在基台2上,也能够适当地向工件w上的油墨照射来自硬化单元10的能量。另外,在第二硬化步骤s81b中,即使工件w产生振动也不会发生印刷时的那样的问题。此外,第二硬化步骤s81b中的工件w的位置以及姿态的控制精度与第二印刷步骤s70中的头5a的位置以及姿态的控制精度相比而较低。
173.如前文所述,优选为,立体物印刷装置1在第二硬化步骤s81b的执行过程中执行维护步骤s82。在维护步骤s82中,进行由维护单元8实施的头5a的维护。如此,通过使硬化步骤s81的执行期间和维护步骤s82的执行期间中的至少一部分相互重叠,从而与在第二硬化步骤s81b的执行过程中并不执行维护步骤s82的情况相比,能够缩短这些步骤所需的时间。
174.在此,第二硬化步骤s81b在并不使用第一机械臂3的条件下使用第二机械臂4来实施,与此相对,维护步骤s82在并不使用第二机械臂4的条件下使用第一机械臂3来实施。因此,能够在第二硬化步骤s81b的执行过程中执行维护步骤s82。此外,由于在维护步骤s82的执行时头5a被维护单元8覆盖,因此也能够防止喷嘴n附近的油墨由于第二硬化步骤s81b中的来自硬化单元10的能量而发生硬化或固化的情况。
175.如前文所述,优选为,立体物印刷装置1依次执行第一印刷步骤s40、第二印刷步骤s70、第一硬化步骤s81a以及第二硬化步骤s81b。在这种情况下,能够连续地实施第一印刷步骤s40以及第二印刷步骤s70。因此,具有易于减少第一印刷步骤s40以及第二印刷步骤s70中的头5a的移动路径的差这样的优点。此外,通过依次执行第一硬化步骤s81a以及第二硬化步骤s81b,从而与以相反顺序来执行的情况相比,能够减少在于各印刷步骤中被喷出油墨之后于各硬化步骤中被照射能量之前的时间的差。由此,能够减少在不同的印刷步骤中所形成的图像之间的画质的差。另外,第一硬化步骤s81a以及第二硬化步骤s81b也可以是实质上同时的。
176.此外,如前文所述,立体物印刷装置1在第一印刷步骤s40与移动步骤s60之间执行避让步骤s50。在避让步骤s50中,第一机械臂3使头5a与工件w之间的距离与第一印刷步骤s40的执行时相比而增大。因此,具有易于在避让步骤s50的执行之后使第二机械臂4在不会干涉到第一机械臂3的条件下进行动作这样的优点。此外,也能够在避让步骤s50的执行之后,在与第一印刷步骤s40的执行时相比而进行了避让的位置实施头5a的维护等。
177.此外,在立体物印刷装置1中,在基台2的俯视观察时,假想线段lv从硬化单元10与维护单元8之间通过。也就是说,硬化单元10被配置在由假想线段lv所划分出的两个区域中的一方的区域内,而维护单元8被配置在另一方的区域内。因此能够在同时进行由硬化单元10以及维护单元8实施的处理的情况下,防止第一机械臂3以及第二机械臂4的干涉。如果进行具体说明,则第一机械臂3以及第二机械臂4在从第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70转移至硬化步骤s81的情况下,使头5a以及工件w向相互分离的方向移动。因此,能够在第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70的执行之后防止第一机械臂3以及第二机械臂4的干涉。另外,在本实施方式中,如前文所述,硬化步骤s81包括第一硬化步骤s81a以及第二硬化步骤s81b。
178.在此,如前文所述,优选为,在基台2的俯视观察时,作为印刷步骤的第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70的执行时的工件w的位置与硬化步骤s81的执行时相比更接近于假想线段lv。工件w的位置越接近于假想线段lv,则第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70的执行时的第一机械臂3以及第二机械臂4的动作的自由度越高。因此,通过使第一印刷步骤s40
或第二印刷步骤s70的执行时的工件w的位置与硬化步骤s81的执行时相比更接近于假想线段lv,从而能够提高第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70中的工件w以及头5a的姿态的自由度。
179.出于同样的观点,如前文所述,优选为,在基台2的俯视观察时,第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70的执行时的工件w的位置与维护步骤s82的执行时的工件w的位置相比更接近于假想线段lv。在这种情况下,也能够提高第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70中的工件w以及头5a的姿态的自由度。
180.此外,如前文所述,在立体物印刷装置1中,工件移动距离dw与头移动距离dh相比而较短。另外,工件移动距离dw为,在基台2的俯视观察时,第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70的执行时的工件w与硬化步骤s81的执行时的工件w之间的距离。头移动距离dh为,在基台2的俯视观察时,第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70的执行时的头5a与维护步骤s82的执行时的头5a之间的距离。
181.如此,通过使工件移动距离dw与头移动距离dh相比而较短,从而即使并不加快工件w的移动速度,也能够迅速地实施从第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70向硬化步骤s81的转移。其结果为,能够实现画质以及生产率的兼顾。此外,由于并不加快工件w的移动速度,因此即使工件w通过抓手机构40被支承在第二机械臂4上,也能够防止工件w从第二机械臂4上的脱离或位置偏移等。另外,由于头5a通过螺丝紧固等而被固定在第一机械臂3上,因此即使加快头5a的移动速度也没有问题。因此,即使头移动距离dh较长,也能够通过加快头5a的移动速度来迅速地实施从第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70向维护步骤s82的转移。
182.此外,如前文所述,在基台2的俯视观察时,载置部9以及维护单元8相对于假想线段lv而位于相同侧。即,在基台2的俯视观察时,载置部9以及维护单元8被配置在由假想线段lv所划分出的两个区域中的一方的区域内。因此,与在基台2的俯视观察时载置部9以及维护单元8相对于假想线段lv而相互位于相反侧的结构相比,易于使装置整体小型化。
183.此外,如前文所述,立体物印刷装置1执行抓手机构40从载置部9接受工件w的供给的保持步骤s11。在此,在基台2的俯视观察时,第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70的执行时的工件w的位置与保持步骤s11的执行时的工件w的位置相比更接近于假想线段lv。工件w的位置越接近于假想线段lv,则第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70的执行时的第一机械臂3以及第二机械臂4的动作的自由度越高。因此,通过使第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70的执行时的工件w的位置与保持步骤s11的执行时相比更接近于假想线段lv,从而能够提高第一印刷步骤s40或第二印刷步骤s70中的工件w以及头5a的姿态的自由度。另外,如前文所述,保持步骤s11被包括在供材步骤s10中。
184.并且,如前文所述,在立体物印刷装置1中,在基台2的俯视观察时,硬化单元10以及维护单元8中的每一个位于穿过第一机械臂3的基部310而与假想线段lv正交的第一直线ls1、与穿过第二机械臂4的基部410而与假想线段lv正交的第二直线ls2之间。因此,能够实现立体物印刷装置1整体的小型化。
185.2.第二实施方式
186.以下,对本发明的第二实施方式进行说明。在以下所例示的方式中,对于作用或功能与第一实施方式同样的要素而沿用在第一实施方式的说明中所使用的符号,并适当地省
略各自的详细说明。
187.图14为表示第二实施方式所涉及的立体物印刷装置1的动作的流程的流程图。本实施方式除了第一硬化步骤s81a、第二硬化步骤s81b以及维护步骤s82的执行顺序有所不同以外,其他方式与前文所述的第一实施方式同样。
188.在本实施方式中,在第一印刷步骤s40与避让步骤s50之间,会执行包括第一硬化步骤s81a以及维护步骤s82在内的后处理步骤s80a。此外,在第二印刷步骤s70与除材步骤s90之间,会执行包括第二硬化步骤s81b以及维护步骤s82在内的后处理步骤s80b。另外,既可以由避让步骤s50的一部分来兼任后处理步骤s80a,也可以省略避让步骤s50。
189.通过以上的第二实施方式,也与前文所述的第一实施方式同样地,即使工件w为各种各样的立体形状也能够适当地对工件w进行印刷。在本实施方式中,立体物印刷装置1依次执行第一印刷步骤s40、第一硬化步骤s81a、第二印刷步骤s70以及第二硬化步骤s81b。因此,能够连续地实施第一印刷步骤s40以及第一硬化步骤s81a。其结果为,由于能够在第一硬化步骤s81a中使在第一印刷步骤s40中喷出至工件w上的油墨立刻硬化,因此能够减少由工件w上油墨流动导致的图像的渗洇。同样地,能够连续地实施第二印刷步骤s70以及第二硬化步骤s81b。其结果为,由于能够在第二硬化步骤s81b中使在第二印刷步骤s70中喷出至工件w上的油墨立刻硬化,因此能够减少由工件w上油墨流动所导致的图像的渗洇。
190.3.变形例
191.以上的例示中的各方式可以进行多种多样的变形。在下文中,对可应用于前文所述的各方式中的具体的变形方式进行例示。另外,从以下的示例中被任意地选出的两种以上的方式可以在相互不矛盾的范围内适当地进行合并。
192.3-1.变形例1
193.图15为表示变形例1所涉及的立体物印刷装置1的动作的流程的流程图。变形例1除了省略调整步骤s30并且代替第一印刷步骤s40以及第二印刷步骤s70而执行第一印刷步骤s40a以及第二印刷步骤s70a以外,与前文所述的第一实施方式同样。
194.在第一印刷步骤s40以及第二印刷步骤s70中的每一个中,基于在信息取得步骤s20中所取得的信息来对第一机械臂3使头5a移动的路径进行调整。因此,即使由第二机械臂4实现的工件w的支承位置从所需的位置发生偏移,也能够通过该调整来减少头5a以及工件w的相对位置以及姿态的关系中所产生的误差。通过以上的变形例1,也与前文所述的第一实施方式同样地,即使工件w为各种各样的立体形状也能够适当地对工件w进行印刷。
195.3-2.变形例2
196.图16为变形例2所涉及的立体物印刷装置1a的俯视图。立体物印刷装置1a除了拍摄单元7的数量为三个以外,其他结构与前文所述的第一实施方式的立体物印刷装置1同样。具体而言,立体物印刷装置1a除了与第一实施方式同样地具有朝向y1方向进行拍摄的拍摄单元7之外,还具有朝向z1方向进行拍摄的拍摄单元7、和朝向x1方向进行拍摄的拍摄单元7。
197.通过以上的变形例2,也与前文所述的第一实施方式同样地,即使工件w为各种各样的立体形状也能够适当地对工件w进行印刷。在变形例2中,由于与第一实施方式相比而拍摄单元7的数量较多,因此具有易于提高由拍摄单元7的拍摄结果所获得的工件w的位置以及姿态的检测精度这样的优点。在此,优选为,印刷时的工件w位于这些拍摄单元7的拍摄
装置7a的拍摄范围重叠的区域的内侧。
198.3-3.变形例3
199.虽然在前文所述的方式中作为移动机构而对使用六轴的垂直多轴机械臂的结构进行了例示,但是并不限定于该结构。移动机构只需能够相对于工件而使液体喷出头的相对位置以及姿态三维地发生变化即可。因此,移动机构例如也可以为六轴以外的垂直多轴机械臂,还可以为水平多轴机械臂。此外,机械臂也可以除具有由转动机构所构成的关节部之外还具有伸缩机构等。但是,从印刷动作下的印刷品质与非印刷动作下的移动机构的动作的自由度的平衡的观点出发,优选为移动机构为六轴以上的多轴机械臂。此外,也可以使用双臂机械臂,在这种情况下,能够将一方的臂作为第一机械臂、并将另一方的臂作为第二机械臂来使用。
200.3-4.变形例4
201.虽然在前文所述的方式中对使用螺丝紧固等来作为头相对于第一机械臂的固定方法的结构进行了例示,但是并不限定于该结构。例如,也可以通过利用作为第一机械臂的末端执行器所安装的抓手等抓持机构而对头进行抓持,来相对于第一机械臂而对头进行固定。
202.3-5.变形例5
203.虽然在前文所述的方式中对使用一种油墨来实施印刷的结构进行了例示,但是并不限定于该结构,也能够将本发明应用于使用两种以上的油墨来实施印刷的结构中。
204.3-6.变形例6
205.本发明的立体物印刷装置的用途并不限定于印刷。例如,喷出颜色材料的溶液的立体物印刷装置可作为形成液晶显示装置的滤色器的制造装置而被利用。此外,喷出导电材料的溶液的立体物印刷装置可作为形成配线基板的配线或电极的制造装置而被利用。此外,立体物印刷装置也能够作为将粘合剂等液体涂敷到工件上的喷射分配器来进行利用。
206.符号说明
[0207]1…
立体物印刷装置;1a

立体物印刷装置;2

基台;2a

面;2b

排气口;3

第一机械臂;3a

臂驱动机构;4

第二机械臂;4a

臂驱动机构;5

液体喷出单元;5a

头;5b

压力调节阀;5c

预硬化用光源;5d

开关电路;5e

支承体;6

油墨供给单元;6a

油墨罐;6b

供给管;6c

副罐;6d

供给管;7

拍摄单元;7a

拍摄装置;7b

照明部;8

维护单元;8a

单元;8b

单元;9

载置部;9a

面;10

硬化单元;10a

遮光部件;10b

光源;11

控制器;11a

存储电路;11b

处理电路;12

控制模块;12a

定时信号生成电路;12b

电源电路;12c

控制电路;12d

驱动信号生成电路;13

计算机;20

壳体;40

抓手机构;310

基部;320

臂;321

臂;322

臂;323

臂;324

臂;325

臂;326

臂;330_1

关节部;330_2

关节部;330_3

关节部;330_4

关节部;330_5

关节部;330_6

关节部;410

基部;420

臂;clk

时钟信号;cng

交换信号;com

驱动信号;d1

输出;d2

输出;d3

信号;dh

头移动距离;dw

工件移动距离;da

路径信息;db

路径信息;f

喷嘴面;lat

锁存信号;ls1

第一直线;ls2

第二直线;lv

假想线段;la

第一喷嘴列;lb

第二喷嘴列;n

喷嘴;o1

转动轴;o2

转动轴;o3

转动轴;o4

转动轴;o5

转动轴;o6

转动轴;pd

驱动脉冲;pts

定时信号;ri

拍摄范围;rl

照明范围;rp1

第一区域;rp2

第二区域;rr1

动作范围;rr2

动作范围;s10

供材步骤;s11

保持步骤;
s20

信息取得步骤;s30

调整步骤;s40

第一印刷步骤;s40a

第一印刷步骤;s50

避让步骤;s60

移动步骤;s70

第二印刷步骤;s70a

第二印刷步骤;s80

后处理步骤;s80a

后处理步骤;s80b

后处理步骤;s81

硬化步骤;s81a

第一硬化步骤;s81b

第二硬化步骤;s82

维护步骤;s90

除材步骤;si

控制信号;sk1

控制信号;sk2

控制信号;vbs

偏移电位;vhv

电源电位;w

工件;dcom

波形指定信号。
再多了解一些

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