一种高效全自动视觉定位印刷机的制作方法

1.本实用新型涉及自动化印刷设备相关技术领域，具体涉及一种高效全自动视觉定位印刷机。


背景技术：

2.当前产线对自动化印刷设备的工作效率和印刷质量的要求越来越高，因此当前亟需设计一种新型的自动印刷机来满足需求。


技术实现要素：

3.为了解决上述内容中提到的问题，本实用新型提供了一种高效全自动视觉定位印刷机，其利用高速搬运平台配合高精度视觉对位印刷机构，既提高了设备的工作效率又提高了印刷质量，满足了当前产线的需求。
4.其技术方案是这样的：
5.一种高效全自动视觉定位印刷机，其特征在于：所述印刷机包括搬运平台、视觉对位印刷机构和控制器；
6.所述搬运平台包括固定座、两组搬运机构和上下料流道；
7.所述视觉对位印刷机构包括对位机构、刮刀水平运动直线模组、刮刀回墨刀升降机构、产品对位相机和网板定位相机；
8.所述控制器与搬运平台和视觉对位印刷机构电性连接。
9.进一步的，所述搬运机构包括水平平移台底座、竖直移动块和水平搬运台面；所述固定座顶部两侧分别固定安装水平平移台底座，两个所述水平平移台底座上均滑动连接竖直移动块，两个所述竖直移动块的顶部均连接水平搬运台面，两个所述水平平移台底座内均设置有直线电机，所述直线电机用于驱动竖直移动块在水平平移台底座上水平移动，两个所述竖直移动块内均设置有升降驱动机构，所述升降机构用于驱动水平搬运台面上下移动；所述固定座顶部两端还固定安装有上下料流道，所述水平搬运台面上开设有凹槽，所述凹槽与上下料流道相配合；两个所述水平搬运台面用于当其中一个水平搬运台面处于升起后印刷状态时，另一个水平搬运台面处于上下料状态或者处于降下后搬运状态。
10.进一步的，所述水平搬运台面上设置有背光源。
11.进一步的，所述升降机构包括伺服电机、丝杠和导轨。
12.进一步的，所述对位机构包括对位机构外壳，所述对位机构外壳上表面固定安装刮刀水平运动直线模组，所述刮刀水平运动直线模组连接刮刀回墨刀升降机构；所述对位机构外壳下表面通过连接件固定安装有x1对位机构电机、x2对位机构电机和y对位机构电机，所述x1对位机构电机、x2对位机构电机和y对位机构电机的输出轴均通过丝杆连接至对应的平移机构，所述平移机构分别固定安装在丝网固定架上表面的边角上。
13.进一步的，所述x1对位机构电机和x2对位机构电机的输出轴方向相平行，且均与y对位机构电机的输出轴方向相垂直；所述平移机构中滑块的移动方向与其对应的丝杆轴向
方向相垂直。
14.进一步的，所述刮刀回墨刀升降机构包括升降机构外壳，所述升降机构外壳与刮刀水平运动直线模组相连接，所述升降机构外壳上固定安装有刮刀升降伺服电机和回墨刀升降伺服电机，所述刮刀升降伺服电机下方连接有刮刀升降模组，所述刮刀升降模组上固定安装有滑台气缸，所述滑台气缸的输出轴上固定有刮刀；所述回墨刀升降伺服电机下方连接有回墨刀升降模组，所述回墨刀升降模组下方固定有回墨刀。
15.进一步的，所述产品对位相机设置于上下料流道上方，所述产品对位相机中间设置有四个对位相机，所述四个对位相机用于获取产品的位置信息。
16.进一步的，所述网板定位相机设置于对位机构下方的固定座上，所述网板定位相机的数量为2，所述两个网板定位相机用于获取网板的位置信息。
17.进一步的，所述产品对位相机中间还设置有第五相机，所述第五相机用于检测产品外观。
18.本实用新型的有益效果为：
19.本实用新型首先通过搬运平台，实现了两个搬运机构可以同时在一个印刷搬运平台上进行搬运工作，大大提高了设备的生产效率；并且本实用新型通过视觉对位印刷机构，首先利用两个网板定位相机获取网板的位置信息，再利用四个对位相机获取产品的位置信息，控制器再根据上述两个位置信息之间的偏差值控制对位机构调整网板的位置，实现网板和产品之间的高精度对位，最终完成印刷工作，从而提高了设备的印刷质量；进而本实用新型通过搬运平台配合视觉对位印刷机构，既提高了设备的工作效率又提高了印刷质量，满足了当前产线的需求。
附图说明
20.图1为本实用新型的整体结构示意图。
21.图2为本实用新型中高速搬运平台的结构示意图。
22.图3为本实用新型中视觉对位印刷机构的部分结构示意图。
23.图4为本实用新型中刮刀回墨刀升降机构的示意图。
24.图5为本实用新型中对位机构的示意图。
25.图6为本实用新型中平移机构的示意图。
26.附图标记说明：1-对位机构；11-对位机构外壳；12-x1对位机构电机；13-x2对位机构电机；14-y对位机构电机；15-连接件；16-丝杆；17-平移机构；18-丝网固定架；19-滑块；20-滑块座；2-刮刀水平运动直线模组；3-刮刀回墨刀升降机构；31-升降机构外壳；32-刮刀升降伺服电机；33-回墨刀升降伺服电机；34-刮刀升降模组；35-滑台气缸；36-刮刀；37-回墨刀升降模组；38-回墨刀；39-调平螺丝；4-网板；5-搬运平台；51-固定座；52-水平搬运台面；53-竖直移动块；54-水平平移台底座；55-升降驱动机构；56-上下料流道；57-凹槽；58-搬运机构；59-上下料机构；6-产品对位相机；61-对位相机；62-第五相机；7-网板定位相机；8-视觉对位印刷机构。
具体实施方式
27.下面结合实施例对本实用新型做进一步的描述。
28.以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，在本实用新型的构思前提下对本实用新型的方法简单改进都属于本实用新型要求保护的范围。
29.如图1-6所示，一种高效全自动视觉定位印刷机，所述印刷机包括搬运平台5、视觉对位印刷机构8和控制器（未在图中示出）。所述搬运平台5包括固定座51、两组搬运机构58和上下料机构59；所述视觉对位印刷机构8包括对位机构1、刮刀水平运动直线模组2、刮刀回墨刀升降机构3、网板4、产品对位相机6和网板定位相机7；所述控制器与高速搬运平台5和视觉对位印刷机构8电性连接。
30.所述搬运机构58包括水平平移台底座54、竖直移动块53和水平搬运台面52；所述固定座51顶部两侧分别固定安装水平平移台底座54，两个所述水平平移台底座54上均滑动连接竖直移动块53，两个所述竖直移动块53的顶部均连接水平搬运台面52。
31.两个所述水平平移台底座54内均设置有直线电机（未在图中示出），所述直线电机用于驱动竖直移动块53在水平平移台底座54上水平移动，所述水平平移台底座54、直线电机和竖直移动块53构成的水平平移台为本领域内常规设备，在此不做赘述。
32.两个所述竖直移动块53内均设置有升降驱动机构55，所述升降机构55用于驱动水平搬运台面52上下移动；所述升降机构55具体为伺服电机、丝杠和导轨，伺服电机通过丝杠驱动水平搬运台面52延导轨上下移动。此处的伺服电机、丝杆和导轨的具体连接结构为领域内常规设置，因此均未在图中做标示，在此不做赘述。
33.所述固定座51顶部两端还固定安装有上下料流道56，所述水平搬运台面52上开设有凹槽57，所述凹槽57与上下料流道56相配合；当水平搬运台面52升起后，上下料流道56位于凹槽57内。
34.所述水平搬运台面52上设置有背光源（未在图中示出），所述背光源为拍照提供光源。背光源为领域内常规设置，在此不做赘述。
35.两个所述水平搬运台面52用于当其中一个水平搬运台面52处于升起后印刷状态时，另一个水平搬运台面52处于上下料状态或者处于降下后搬运状态
36.所述对位机构1包括对位机构外壳11，所述对位机构外壳11上表面固定安装刮刀水平运动直线模组2，所述刮刀水平运动直线模组2连接刮刀回墨刀升降机构3；所述刮刀水平运动直线模组2用于带动刮刀回墨刀升降机构3进行水平运动，完成印刷工作。
37.所述刮刀回墨刀升降机构3包括升降机构外壳31，所述升降机构外壳31与刮刀水平运动直线模组2相连接，所述升降机构外壳31上固定安装有刮刀升降伺服电机32和回墨刀升降伺服电机33。
38.所述刮刀升降伺服电机32下方连接有刮刀升降模组34，所述刮刀升降模组34上固定安装有滑台气缸35，所述滑台气缸35的输出轴上固定有刮刀36，所述刮刀36具体为悬浮自平衡刮刀。所述刮刀升降伺服电机32驱动刮刀升降模组34上下运动，进而带动滑台气缸35和刮刀36上下运动；并且通过调整滑台气缸35的输出压力，实现针对不同产品采用不同压力来印刷。
39.所述回墨刀升降伺服电机33下方连接有回墨刀升降模组37，所述回墨刀升降模组37下方固定有回墨刀38。所述回墨刀38上设置有调平螺丝39，实现均匀回墨控制。所述回墨刀升降伺服电机33驱动回墨刀升降模组37上下运动，进而带动回墨刀38上下运动。
40.所述刮刀水平运动直线模组2所采用的水平运动直线模组、刮刀升降模组34所采用的升降模组、回墨刀升降模组37所采用的升降模组、滑台气缸35均为本领域中的常规设置，在此对其具体结构不做赘述。
41.所述对位机构外壳11下表面通过连接件15固定安装有x1对位机构电机12、x2对位机构电机13和y对位机构电机14，所述x1对位机构电机12、x2对位机构电机13和y对位机构电机14的输出轴（输出轴在图中被连接件15遮挡，未作标示）均通过丝杆16连接至对应的平移机构17，所述平移机构17分别固定安装在丝网固定架18上表面的边角上。所述x1对位机构电机12和x2对位机构电机13的输出轴方向（该方向设为x轴）相平行，且均与y对位机构电机14的输出轴方向（该方向设为y轴）相垂直。所述丝网固定架18底部固定连接网板4.
42.所述产品对位相机6设置于上下料流道56上方，所述产品对位相机6包括四个对位相机61。所述四个对位相机61用于获取产品的位置信息，所述四个对位相机61分布在四个角上，分别拍摄产品上的标记点或者产品边缘，再发送至控制器，控制器中程序通过算法得到产品的位置信息。此处的算法和控制器中的程序可通过本领域内的常规算法和编程手段实现，在此不做赘述。
43.所述网板定位相机7设置于对位机构下方的固定座51上，所述网板定位相机7的数量为2。所述两个网板定位相机7用于获取网板4的位置信息，所述两个网板定位相机7分别拍摄网板4上的标记点，再发送至控制器，控制器中程序通过算法得到网板4的位置信息。此处的算法和控制器中的程序也可通过本领域内的常规算法和编程手段实现，在此不做赘述。
44.所述产品对位相机6中间还设置有第五相机62，所述第五相机62用于检测产品外观。所述第五相机62拍摄产品表面，再发送至控制器，控制器中程序通过算法得到产品外观是否存在缺陷。此处的算法和控制器中的程序也可通过本领域内的常规算法和编程手段实现，在此不做赘述。
45.所述控制器分别电性连接搬运平台中的直线电机、升降机构、真空吸附机构以及视觉对位印刷机构中的刮刀水平运动直线模组、刮刀回墨刀升降机构、x1对位机构电机12、x2对位机构电机13、y对位机构电机14、对位相机61、网板定位相机7和第五相机62。进而控制器可以通过程序来控制上述各个部件工作。所述控制器还用于根据网板定位相机7获取的网板位置信息和对位相机61获取的产品位置信息之间的偏差值来控制对位机构1调整网板4的位置，实现网板4和产品之间的高精度对位。此处控制器中的程序可通过本领域内的常规编程手段实现，在此不做赘述。
46.本实用新型的工作原理：
47.所述搬运平台5的工作原理：待印刷的产品运送到一端的上下料流道56上，此时第一个水平搬运台面52在升降机构55的作用下升起，将产品托起；然后触发对位相机61和第五相机62拍照，拍照完成在后该水平搬运台面52在直线电机的作用下将产品搬运至网板4下方进行印刷；印刷完成后，该水平搬运台面52将产品搬运至另一端的上下料流道56，该水平搬运台面52下降，产品被放置在另一端的上下料流道56上，完成了一轮的搬运；由于第二个水平搬运台面52也执行上述过程，那么通过程序设计，使得当第一个水平搬运台面52完成了一轮的搬运时第二个水平搬运台面52正在网板4下方进行印刷，处于升起状态，而第一个水平搬运台面52处于降下状态，其可以途径第二个水平搬运台面52下方回到初始的上下
料流道56下方，开始新一轮的搬运；进而实现了两个水平搬运台面52可以同时在一个搬运平台5上进行搬运工作。
48.所述对位机构1的工作原理：x1对位机构电机12、x2对位机构电机13和y对位机构电机14的输出轴旋转带动丝杆16旋转，进而丝杆16带动平移机构17整体延丝杆16轴向方向运动。由于所述平移机构17中滑块19的移动方向与其对应的丝杆16轴向方向相垂直；那么保证了当x1对位机构电机12、x2对位机构电机13对应的平移机构17整体延x轴移动时，y对位机构电机14对应的平移机构17中滑块座20也延x轴移动；当y对位机构电机14对应的平移机构17整体延y轴移动时，x1对位机构电机12、x2对位机构电机13对应的平移机构17中滑块座20也延x轴移动；又由于平移机构17与丝网固定架18固定连接，那么x1对位机构电机12、x2对位机构电机13和y对位机构电机14相互配合就能够使得丝网固定架18在x、y轴平面上进行平移或者偏转。具体的,x1对位机构电机12、x2对位机构电机13同向运动时，平移机构17带动丝网固定架18、丝网固定架18带动网板4在x轴方向上做平移调整；x1对位机构电机12、x2对位机构电机13反向运动时，平移机构17带动丝网固定架18、丝网固定架18带动网板4做θ角度调整，θ角度为网板4与x-y轴坐标系的偏转角度；y对位机构电机14运动时，平移机构17带动丝网固定架18、丝网固定架18带动网板4在y轴方向上做平移调整。
49.所述视觉对位印刷机构8的工作原理：首先待印刷的产品放置到上下料流道56上，控制器先利用第五相机62来检测产品外观，然后利用四个对位相机61获取产品的位置信息，以及利用两个网板定位相机7获取网板4的位置信息作为基准位置，再根据上述两个位置信息之间的偏差值控制对位机构1调整调整网板4在x、y、θ轴的偏移位置，然后水平搬运台面52将产品搬运至网板4下方，控制器再控制刮刀回墨刀升降机构3下降，刮刀36在刮刀水平运动直线模组2的作用下水平运动，进行印刷工作。
50.综上所述，本实用新型的印刷机既能通过搬运平台，实现了两个搬运机构可以同时在一个印刷搬运平台上进行搬运工作，大大提高了设备的生产效率；又能通过视觉对位印刷机构，实现网板和产品之间的高精度对位，最终完成印刷工作，从而提高了设备的印刷质量。
51.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。