一种丝印机及凸面丝网印刷方法

文档序号:1280798 发布日期:2020-08-28 浏览:10次 >En<

阅读说明:本技术 一种丝印机及凸面丝网印刷方法 (Screen printing machine and convex screen printing method ) 是由 崔林军 吕冬芳 于 2020-06-03 设计创作,主要内容包括:本发明公开丝印机及凸面丝网印刷方法,该丝印机包括机架、丝印模具、控制单元、印刷执行机构以及旋转驱动机构,机架的台面底板上开设有模具活动口;印刷执行机构的X轴驱动机构用于驱动刮刀机构沿X轴移动;丝印模具与台面底板枢接且回转轴线与Y轴平行;丝印模具沿X轴分别形成第一模腔、避空部和/或曲状模腔、第二模腔;旋转驱动机构包括与丝印模具的一端相连的伸缩支撑件;伸缩支撑件在固定状态保持丝印模具固定;在驱动状态则驱动丝印模具绕回转轴线转动;控制单元用于使伸缩支撑件配合印刷执行机构的刮刀机构适时在固定状态与驱动状态之间切换以实现拱形工件的凸面印刷。丝印机的丝印模具转动平稳,刮刀与曲面易于适配,印刷效果好。(The invention discloses a screen printing machine and a convex screen printing method, wherein the screen printing machine comprises a frame, a screen printing die, a control unit, a printing actuating mechanism and a rotary driving mechanism, wherein a die moving opening is formed in a table-board bottom plate of the frame; an X-axis driving mechanism of the printing executing mechanism is used for driving the scraper mechanism to move along the X axis; the silk screen mould is pivoted with the table board bottom plate, and the rotation axis is parallel to the Y axis; the silk screen mould forms a first mould cavity, a clearance part and/or a curved mould cavity and a second mould cavity along the X axis respectively; the rotary driving mechanism comprises a telescopic support piece connected with one end of the screen printing mould; the telescopic supporting piece keeps the silk-screen mould fixed in a fixed state; in the driving state, the silk-screen printing mould is driven to rotate around the rotation axis; the control unit is used for switching the telescopic supporting piece and a scraper mechanism of the printing executing mechanism between a fixed state and a driving state timely so as to realize convex surface printing of the arched workpiece. The silk screen printing mould of silk screen printing machine rotates steadily, and the scraper is easily the adaptation with the curved surface, and printing effect is good.)

一种丝印机及凸面丝网印刷方法

技术领域

本发明涉及印刷设备技术领域,尤其涉及一种丝印机及凸面丝网印刷方法。

背景技术

丝网印刷属于孔版印刷,其工作原理是:先制作具有可通过油墨的孔眼的印版,然后在印刷时通过一定压力使油墨通过孔版的孔眼转移到承印物上。丝网印刷的工艺适应性较强,能够适应各种不同材料与表面形状不同的承印物。

对于拱形工件凸面的印刷,不能直接应用直线印刷或筒状工件的圆周面印刷技术。为了解决拱形工件凸面的印刷,现有技术提出了一种丝印机,该丝印机采用丝印模具承载拱形工件,并利用仿形驱动机构连接在丝印模具的中部,如此,仿形驱动机构通过多个独立驱动复合或通过仿形槽限位导向驱动丝印模具的转动以使拱形工件的凸面适应直线印刷,但是这种丝印机的驱动机构与丝印模具的连接点,以及任意时刻的传动连接点均沿印刷方向较为靠近丝印模具的中心,如此在慢速转动丝印模具时且丝印模具本身质量较大时容易出现颤动,并且在印刷拱形工件的两端而使丝印模具端部受压时由于产生的支撑力矩较小因此又难以稳定支撑丝印模具,最终导致印刷效果较差。

发明内容

基于上述现状,本发明的主要目的在于提供可平稳进行拱形工件凸面印刷并获取较好印刷效果的丝印机及凸面丝网印刷方法。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:

一种丝印机,应用于拱形工件的凸面印刷,所述拱形工件的凸面包括第一平面、第二平面,以及分别与所述第一平面和第二平面平滑连接的曲面,所述丝印机包括机架、丝印模具、控制单元、印刷执行机构以及旋转驱动机构,其中,

所述机架包括框体及设于所述框体的台面底板,所述台面底板上开设有模具活动口;所述印刷执行机构包括刮刀机构、丝印网版以及X轴驱动机构,所述X轴驱动机构用于驱动所述刮刀机构沿X轴移动;

所述丝印模具设置有枢接结构,所述枢接结构的回转轴线与Y轴平行,所述丝印模具安装在所述模具活动口处并通过所述枢接结构与所述台面底板枢接;所述丝印模具的顶部沿X轴分别形成第一模腔与第二模腔;所述第一模腔与第二模腔的相接处形成有避空部和/或与所述拱形工件的弯曲部位对应的曲状模腔,所述回转轴线邻近所述避空部和/或曲状模腔;

所述旋转驱动机构包括伸缩支撑件,所述伸缩支撑件与所述丝印模具的一端相连,所述伸缩支撑件具有固定状态与驱动状态,在所述固定状态,所述伸缩支撑件相对所述台面底板固定并保持所述丝印模具固定;在所述驱动状态,所述伸缩支撑件沿垂直于所述Y轴的竖直平面移动而驱动所述丝印模具绕所述回转轴线转动;所述Y轴、X轴以及对应于竖直方向的Z轴两两垂直;

所述控制单元用于:

在所述工件的所述第二平面与所述丝印网版绷平状态下的网面相平时,控制所述X轴驱动机构驱动所述刮刀机构沿X轴移动,并控制所述驱动机构使伸缩支撑件进入所述固定状态;

在所述刮刀结构的印刷点移动至所述第二平面与曲面的连接线时,控制所述旋转驱动机构使所述伸缩支撑件进入所述驱动状态,并使所述刮刀机构的移动速度与所述丝印模具的转动速度相互适配;

在所述刮刀结构的印刷点移动至所述曲面与第一平面的连接线,且所述丝印模具转动至使所述第一平面与所述丝印网版绷平状态下的网面相平时,控制所述驱动机构使所述伸缩支撑件再次进入所述固定状态。

优选地,所述丝印模具包括第一端与第二端,所述第一端与第二端位于所述X轴上,所述第一模腔与第二模腔分别邻近所述第一端与第二端;

所述回转轴线高于所述台面底板的上表面,所述伸缩支撑件与所述第一端连接,所述模具活动口至少用于供所述第一端活动。

优选地,所述机架还包括可拆卸地固定在所述连接板上枢接固定座,所述枢接结构通过所述枢接固定座与所述台面底板枢接。

优选地,所述枢接结构包括转轴和与所述丝印模具的本体固定的两个轴孔座,所述转轴可枢转地穿设于两个所述轴孔座的轴孔内;

所述枢接固定座设置有两个,两个所述枢接固定座位于所述丝印模具的在所述Y轴方向上的两侧,所述枢接固定座上端设有安装孔以及与所述安装孔连通的夹口;所述安装孔与所述转轴套接,所述固定座的上端侧面分别对应所述夹口的两侧开设有第一通孔与第一固定孔。

优选地,所述伸缩支撑件位于所述模具活动口的下方;在所述驱动状态,所述伸缩支撑件沿垂直于所述Y轴的竖直平面移动而远离或伸入所述模具活动口。

优选地,所述旋转驱动机构还包括第一连接件、连接座以及伸缩驱动机构,其中,

所述第一连接件包括间距为L1的第一连接结构与第二连接结构,所述第一连接件位于所述台面底板的下方,所述第一连接结构与所述台面底板固定连接,所述第二连接结构与所述连接座绕平行于所述Y轴的轴线枢接;

所述连接座上设有套孔,所述套孔与所述伸缩支撑件沿垂直于所述Y轴的直线可滑动配合,所述第二连接结构到所述套孔之间的垂直距离为L2;

所述伸缩驱动机构安装在所述连接座上用以驱动所述伸缩支撑件相对所述连接座作伸缩运动;

所述伸缩支撑件靠近所述丝印模具的一端与所述丝印模具绕平行于所述Y轴的轴线枢接,所述L1与L2均大于零;在所述驱动状态,所述伸缩支撑件与所述丝印模具之间的夹角逐渐变小。

优选地,所述旋转驱动机构还包括固定连接于所述第一端下表面的第二连接件,所述丝印模具下表面平行于所述第一模腔的底面,所述第二连接件的下端与所述伸缩支撑件靠近所述丝印模具的一端绕平行于所述Y轴的轴线枢接;所述伸缩驱动机构相对所述连接座固定的直线驱动所述连接座作伸缩运动。

优选地,所述固定状态包括第一固定状态,以及第二固定状态;在所述第一固定状态,所述工件的所述第二平面与所述丝印网版绷平状态下的网面相平;在所述第二固定状态,所述工件的所述第一平面与所述丝印网版绷平状态下的网面相平;

所述丝印机还包括辅助支撑件,所述辅助支撑件用于在所述第一固定状态时,移动至所述丝印模具的下方并固定支撑所述第二端,并在所述驱动状态避位所述第二端。

优选地,还包括第一Z轴驱动机构,所述第一Z轴驱动机构用于驱动所述印刷执行机构沿所述Z轴升降,所述第一Z轴驱动机构包括第一电机、丝杠轴、以及螺母座,所述第一电机用于驱动所述丝杠轴转动,所述丝杠轴与所述螺母座传动配合;所述机架还包括多根沿所述Z轴延伸的导向柱;

所述印刷执行机构还包括与所述螺母座固定连接的活动框,所述活动框与所述导向柱沿所述Z轴可滑动配合;所述刮刀机构、丝印网版以及X轴驱动机构均安装在所述活动框上。

优选地,所述刮刀机构包括刮刀以及第二Z轴驱动机构,所述第二Z轴驱动机构用于驱动所述刮刀沿所述Z轴移动。

所述印刷执行机构还包括刷墨机构以及第四Z轴驱动机构,所述刷墨机构包括刷墨板及第三Z轴驱动机构,所述第三Z轴驱动机构用于驱动所述刷墨板沿所述Z轴移动;所述X轴驱动机构还用于驱动所述刷墨机构沿所述X轴移动;所述第四Z轴驱动机构用于驱动所述丝印网版沿所述Z轴移动。

本发明还提供一种凸面丝网印刷方法,应用于如上所述的丝印机,所述拱形工件的凸面包括第一平面、第二平面,以及分别与所述第一平面和第二平面平滑连接的曲面,所述凸面丝网印刷方法包括:

步骤S100:将拱形工件定位安装至丝印模具顶部,并使所述第一平面、第二平面分别对应所述第一模腔及第二模腔设置;

步骤S200:调节印刷执行机构及丝印模具至预印刷状态,在所述预印刷状态,丝印网版被固定且所述第二平面与所述丝印网版绷平状态下的网面相平,所述刮刀机构位于靠近所述第二平面的一侧且所述丝印网版的网面与所述第二平面之间保持适合印刷的距离;

步骤S300:通过伸缩支撑件停止移动并支撑所述丝印模具的第一端使所述第二平面保持与所述丝印网版绷平状态下的网面相平,并通过X轴驱动机构使刮刀机构沿X轴向靠近所述第一平面的一侧移动;

步骤S400:在所述刮刀机构的印刷点到达所述第二平面与所述曲面的连接线时,通过所述伸缩支撑件向上推动所述丝印模具的第一端以使所述曲面适配所述刮刀机构的移动;

步骤S500:在所述刮刀机构的印刷点到达所述曲面与所述第一平面的连接线,且所述丝印模具转动至使所述第一平面与所述丝印网版绷平状态下的网面相平时,通过伸缩支撑件再次停止移动并支撑所述丝印模具的第一端使所述第一平面保持与所述丝印网版绷平状态下的网面相平;

步骤S600:使所述刮刀机构沿X轴继续向前移动,直至所述刮刀机构的印刷点离开所述第一平面。

优选地,所述步骤S400具体包括:

在所述刮刀机构的印刷点到达所述第二平面与所述曲面的连接线时,通过所述伸缩支撑件一边被伸缩驱动机构沿直线斜向上推动所述丝印模具的第一端,一边相对所述丝印模具摆动以使所述曲面适配所述刮刀机构的移动。

优选地,所述步骤S300还包括:将辅助支撑件移动至所述丝印模具的下方并向上支撑所述第二端;

所述步骤S400还包括:将辅助支撑件移出所述丝印模具的下方以避位所述第二端。

优选地,所述步骤S200中所述的调节印刷执行机构具体包括:

步骤S210:所述第一Z轴驱动机构以先快后慢的速度控制曲线控制印刷执行结构下降至预印刷位置。

优选地,所述步骤S200还包括:

在所述步骤210之前实施的:

步骤201:通过第三Z轴驱动机构使刷墨板下降至刷墨初始位置;

步骤202:通过X轴驱动机构使刷墨板沿X轴运动至刷墨结束位置;

步骤203:通过第三Z轴驱动机构使刷墨板上升复位;

在所述步骤210之后实施的:

步骤211:通过第二Z轴驱动机构使刮刀下降至与丝印网版的网面接触。

本发明的丝印机的机架采用框架结构,并通过台面底板供丝印模具枢接首先可以为丝印模具提供良好的支撑;另外,由于旋转驱动机构的伸缩支撑件与丝印模具的一端相连,伸缩支撑件与丝印模具的连接点到丝印模具的回转轴线之间的距离较大,因此,在伸缩支撑件处于固定状态时,可以形成较大的支撑力臂,从而平稳支撑该丝印模具;而在伸缩支撑件处于驱动状态时,伸缩支撑件更易于驱动丝印模具转动,并且伸缩件以较大的伸缩位移仅转换成丝印模具相对较小的转动角度,如此保证了丝印模具低速转动的平稳性,从而刮刀机构可以平稳地在第二平面与曲面,以及曲面与第一平面之间过渡印刷,特别是在印刷该拱形工件的曲面时,刮刀机构的运动与曲面的印刷位置变化可以严格地相互适配,进而取得较好的凸面印刷效果。

本发明的其他有益效果,将在

具体实施方式

中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述,本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍,应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。

附图说明

以下将参照附图对根据本发明的丝印机及凸面丝网印刷方法的优选实施方式进行描述。图中:

图1为根据本发明的丝印机一种优选实施方式的主视图;

图2为图1中的丝印机的立体结构视图;

图3为图2中A处的局部放大示意图;

图4为本发明的丝印机的印刷过程的示意图;

图5为本发明的丝印机的印刷过程另一状态示意图;

图6为图1中丝印模具的立体结构示意图;

图7为图1中的机架的部分结构示意图;

图8为图1中的印刷执行机构的部分结构示意图;

图9为图1中的X轴驱动机构的部分结构示意图;

图10为图1中枢接固定座的剖面结构示意图;

图11为图1中旋转驱动机构的结构示意图;

图12为图11中结构的立体结构示意图;

图13为图11中结构的爆炸结构示意图;

图14为图1中第一Z轴驱动机构的结构示意图;

图15为本发明的丝印机对拱形工件的曲面进行印刷时的动态位移分析示意图;

图16为图15中B处的局部放大结构示意图;

图17为本发明凸面丝网印刷方法的一优选实施例的流程示意图。

附图标号:

标号 名称 标号 名称 标号 名称
100 丝印机 211 转轴 40 旋转驱动机构
10 机架 212 轴孔座 41 伸缩支撑件
11 框体 22 第一模腔 42 第一连接件
12 台面底板 23 第二模腔 421 第一连接结构
121 模具活动口 24 避空部 422 第二连接结构
121a 第一活动口 25 第一端 43 连接座
121b 第二活动口 26 第二端 431 套孔
122 连接板 30 印刷执行机构 44 伸缩驱动机构
13 枢接固定座 31 刮刀机构 45 第二连接件
131 安装孔 311 刮刀 50 第一Z轴驱动机构
132 夹口 312 第二Z轴驱动机构 51 第一电机
133 第一通孔 32 丝印网版 52 丝杠轴
134 第一固定孔 33 X轴驱动机构 53 螺母座
135 凸耳 34 活动框 200 工件
136 第二通孔 35 刷墨机构 201 第一表面
14 导向柱 351 刷墨板 202 第二表面
20 丝印模具 352 第三Z轴驱动机构 203 曲面
21 枢接结构 36 第四Z轴驱动机构

具体实施方式

请参照图1至图3,以及图6至图9,本发明提供一种丝印机100,应用于拱形工件200的凸面印刷,拱形工件200的凸面包括第一平面201、第二平面202,以及分别与第一平面201和第二平面202平滑连接的曲面203,丝印机100包括机架10、丝印模具20、控制单元(图未示)、印刷执行机构30以及旋转驱动机构40,其中,

机架10包括框体11及设于框体11的台面底板12,台面底板12上开设有模具活动口121;印刷执行机构30包括刮刀机构31、丝印网版32以及X轴驱动机构33,X轴驱动机构33用于驱动刮刀机构31沿X轴移动;

丝印模具20设置有枢接结构21,枢接结构21的回转轴线与Y轴平行,丝印模具20安装在模具活动口121处并通过枢接结构21与台面底板12枢接;丝印模具20的顶部沿X轴分别形成第一模腔22与第二模腔23;第一模腔22与第二模腔23的相接处形成有避空部和/或与拱形工件200的弯曲部位对应的曲状模腔,回转轴线邻近避空部和/或曲状模腔;

旋转驱动机构40包括伸缩支撑件41,伸缩支撑件41与丝印模具20的一端相连,伸缩支撑件41具有固定状态与驱动状态,在固定状态,伸缩支撑件41相对台面底板12固定并保持丝印模具20固定;在驱动状态,伸缩支撑件41沿垂直于Y轴的竖直平面移动而驱动丝印模具20绕回转轴线转动;Y轴、X轴以及对应于竖直方向的Z轴两两垂直;

请一并参照图4及图5,控制单元用于:

在工件的第二平面202与丝印网版32绷平状态下的网面相平时,控制X轴驱动机构33驱动刮刀机构31沿X轴移动,并控制驱动机构使伸缩支撑件41进入固定状态;

在刮刀311结构的印刷点移动至第二平面202与曲面203的连接线时,控制旋转驱动机构40使伸缩支撑件41进入驱动状态,并使刮刀机构31的移动速度与丝印模具20的转动速度相互适配;

在刮刀311结构的印刷点移动至曲面203与第一平面201的连接线,且丝印模具20转动至使第一平面201与丝印网版32绷平状态下的网面相平时,控制驱动机构使伸缩支撑件41再次进入固定状态。

本实施例中,拱形工件200可以为薄壁工件,例如曲面203玻璃;另外该拱形工件200也可以为其他截面形状的待印刷工件;丝印模具20的顶部的模腔与拱形工件200的局部或全部结构适配。拱形工件200的曲面203可以为单曲率的凸弧面,也可以为多曲率的凸弧面,可以理解的是,由于第一平面201与第二平面202之间通常为钝角,丝印模具20的枢接结构21形成在丝印模具20的中部,因此,在优选的实施例中,无论拱形工件200的曲面203为单曲率还是多曲率的凸弧面,丝印模具20的回转轴线到拱形工件200曲面203任意一点的距离小于拱形工件200曲面203任意一处的曲率半径。如此,相比将回转中心邻近或重合于拱形工件200曲面203各处对应的曲率中心,丝印模具20与旋转驱动机构40的结构都将更为紧凑。

机架10采用框架机构有利于采用较少的材料保证足够的结构强度,并且也有利于安装各种非标准配件。台面底板12的设置可以提供支撑平台,并对台面底板12上下两侧的机构进行区隔,避免两侧的部件彼此妨碍。

执行机构的刮刀机构31、丝印网版32,以及X轴驱动均可以采用现有的机构,例如刮刀311结构至少包括刮刀311,丝印网版32包括网框与绷紧铺张于网框的网面,刮刀311在印刷时需要对网面施加一定的压力,以使油墨透过孔版的网孔。X驱动可以采用气缸、皮带、齿轮齿条、丝杠轴52等传动。

旋转驱动机构40的伸缩支撑件41为伸缩运动的执行部件,该伸缩支撑件41可以通过伸缩运动进入驱动状态带动丝印模具20转动,伸缩支撑件41的伸缩运动可以直接通过直线传动机构实现,例如齿轮齿条等;也可以通过连杆滑块机构实现。该伸缩支撑件41还可以通过保持自身的固定而进入固定状态,进而支撑丝印模具20使丝印模具20也保持固定。

控制单元可以通过与各个驱动机构的电机,以及必要的位置检测传感器电连接,位置检测传感器可以提供反馈信号用于控制相应电机的启停。优选地的,为了简化电路驱动以及更改控制程序,控制单元采用PLC控制器。

本发明的丝印机100的机架10采用框架结构,并通过台面底板12供丝印模具20枢接首先可以为丝印模具20提供良好的支撑;另外,由于旋转驱动机构40的伸缩支撑件41与丝印模具20的一端相连,伸缩支撑件41与丝印模具20的连接点到丝印模具20的回转轴线之间的距离较大,因此,在伸缩支撑件41处于固定状态时,可以形成较大的支撑力臂,从而平稳支撑该丝印模具20;而在伸缩支撑件41处于驱动状态时,伸缩支撑件41更易于驱动丝印模具20转动,并且伸缩件以较大的伸缩位移仅转换成丝印模具20相对较小的转动角度,如此保证了丝印模具20低速转动的平稳性,从而刮刀机构31可以平稳地在第二平面202与曲面203,以及曲面203与第一平面201之间过渡印刷,特别是在印刷该拱形工件200的曲面203时,刮刀机构31的运动与曲面203的印刷位置变化可以严格地相互适配,进而取得较好的凸面印刷效果。

进一步地,丝印模具20包括第一端25与第二端26,第一端25与第二端26位于X轴上,第一模腔22与第二模腔23分别邻近第一端25与第二端26;

回转轴线高于台面底板12的上表面,伸缩支撑件41与第一端25连接,模具活动口121至少用于供第一端25活动。

本实施例中,丝印模具20的回转轴线高于台面底板12的上表面,这样丝印模具20的主要的活动空间位于台面底板12的上侧,如此可以方便地在台面底板12的上侧更换拱形工件200或对丝印模具20进行检修。

进一步地,请一并参照图10,在一实施例中,为了方便拆卸、更换丝印模具20,机架10还包括可拆卸地固定在连接板122上枢接固定座13,枢接结构21通过枢接固定座13与台面底板12枢接。具体的,为方便枢接固定座13与台面底板12相连,枢接固定座13下端形成有与台面底板12贴合的凸耳135,凸耳135上开设有第二通孔136,台面底板12上开设有与第二通孔136适配的第二固定孔(未标示)。

进一步地,请再次参照图6及图10,在一实施例中,枢接结构21包括转轴211和与丝印模具20的本体固定的两个轴孔座,转轴211可枢转地穿设于两个轴孔座的轴孔内;

枢接固定座13设置有两个,两个枢接固定座13位于丝印模具20的在Y轴方向上的两侧,枢接固定座13上端设有安装孔以及与安装孔连通的夹口;安装孔与转轴211套接,固定座的上端侧面分别对应夹口的两侧开设有第一通孔与第一固定孔。

本实施例中,枢接固定座13设置两个并于丝印模具20的两侧支撑丝印模具20如此增加了支撑的稳定性,或增加了枢接的强度。枢接固定座13上端的安装孔与丝印模具20的转轴211连接,有利于增大丝印模具20与台面底板12之间的距离,从而丝印模具20的活动空间与台面底板12重叠的部位,也就是模具活动口121可以设置得更小,而更小的模具活动口121可以更好地保证台面底板12自身的支撑强度,如此在保证结构紧凑的前提下可以更为平稳地支撑丝印模具20。另外,由于枢接固定座13还设有与安装孔连接的夹口,因此,一方面,该安装口可以适配更大外径范围的转轴211,即提升了适配丝印模具20的灵活性;另一方面,结合枢接固定座13与台面底板12的可拆卸固定,即枢接固定座13可以方便地既与台面底板12拆离,又与丝印模具20拆离,如此,通过更换枢接固定座13可以方便地调节丝印模具20与台面底板12之间的距离,进而改变丝印模具20与伸缩支撑件41的连接属性,即联动地改变了丝印模具20与伸缩支撑件41之间的运动参数。

进一步地,请再次参照图4及图5,在一实施例中,伸缩支撑件41位于模具活动口121的下方;在驱动状态,伸缩支撑件41沿垂直于Y轴的竖直平面移动而远离或伸入模具活动口121。

本实施例中,伸缩支撑件41位于模具活动口121的下方,从而可以很好地在利用台面底板12下侧空间的同时避免与印刷执行机构30的各组成部分发生干涉。

进一步地,请参照图11至图13,在一实施例中,旋转驱动机构40还包括第一连接件42、连接座43以及伸缩驱动机构,其中,

第一连接件42包括间距为L1的第一连接结构421与第二连接结构422,第一连接件42位于台面底板12的下方,第一连接结构421与台面底板12固定连接,第二连接结构422与连接座43绕平行于Y轴的轴线枢接;

连接座43上设有套孔431,套孔431与伸缩支撑件41沿垂直于Y轴的直线可滑动配合,第二连接结构422到套孔431之间的垂直距离为L2;

伸缩驱动机构安装在连接座43上用以驱动伸缩支撑件41相对连接座43作伸缩运动;

伸缩支撑件41靠近丝印模具20的一端与丝印模具20绕平行于Y轴的轴线枢接,L1与L2均大于零;在驱动状态,伸缩支撑件41与丝印模具20之间的夹角逐渐变小。

本实施例中,旋转驱动机构40通过第一连接件42、连接座43以及伸缩支撑件41搭建了连杆滑块机构,而伸缩驱动机构可以提供动力输入,从而伸缩支撑件41可以一边在伸缩驱动机构的驱动做伸缩运动,一边又可以通过连接座43与第一连接件42之间枢接,以及伸缩支撑件41与丝印模具20之间的枢接做平面摆动。由于在驱动状态,伸缩支撑件41与丝印模具20之间的夹角逐渐变小,因此,伸缩支撑件41的伸缩位移在丝印模具20对应端部的切向位移分量也将逐渐减小,如此可以进一步降低丝印模具20的转动速度,进而更好地保证丝印模具20转动的平稳性。

进一步地,旋转驱动机构40还包括固定连接于第一端25下表面的第二连接件45,丝印模具20下表面平行于第一模腔22的底面,第二连接件45的下端与伸缩支撑件41靠近丝印模具20的一端绕平行于Y轴的轴线枢接,伸缩驱动机构相对连接座43固定的直线驱动连接座43作伸缩运动。

本实施例中,由于丝印模具20的第一端25才需要运动至更低的位置,因此,通过在第一端25固定连接第二连接件45,则以更为紧凑的结构提供了丝印模具20的第一端25与伸缩支撑件41之间的连接。

进一步地,固定状态包括第一固定状态,以及第二固定状态;在第一固定状态,工件的第二平面202与丝印网版32绷平状态下的网面相平;在第二固定状态,工件的第一平面201与丝印网版32绷平状态下的网面相平;

由于在印刷第二平面202时,特别是刮刀机构31的印刷点刚进入第二平面202时,刮刀311的压力作用点到回转轴线之间的距离同样比较大,因此,为了更好地支撑丝印模具20,保证在印刷第二平面202时丝印模具20支撑的稳定性,丝印机100还包括辅助支撑件(图未示),辅助支撑件用于在第一固定状态时,移动至丝印模具20的下方并固定支撑第二端26,并在驱动状态避位第二端26。为了充分利用台面底板12上下两侧的空间,并保证台面底板12的支撑强度,模具活动口121包括沿X轴间隔布置的第一活动口121a与第二活动口121b,台面底板12包括形成在第一活动口121a与第二活动口121b之间的连接板122;第一活动口121a用于供第一端25活动,第二活动口121b用于供辅助支撑件活动。可以理解的是,为了方便进入下一道印刷工序,可以设置复位状态,即在伸缩支撑件进入第二固定状态且第一平面完成印刷后,在旋转驱动机构的驱动下,伸缩支撑件推动丝印模具逆向转动,从而快速地切换到第一固定状态。

进一步地,图1、图2、图7以及图14,在一实施例中,丝印机还包括第一Z轴驱动机构50,第一Z轴驱动机构50用于驱动印刷执行机构30沿Z轴升降,第一Z轴驱动机构50包括电机51、丝杠轴52、以及螺母座53,电机51用于驱动丝杠轴52转动,丝杠轴52与螺母座53传动配合;机架10还包括多根沿Z轴延伸的导向柱14;

印刷执行机构30还包括与螺母座53固定连接的活动框34,活动框34与导向柱14沿Z轴可滑动配合;刮刀机构31、丝印网版32以及X轴驱动机构33均安装在活动框34上。

本实施例中,第一Z轴驱动机构50可以通过活动框34统一的升降刮刀机构31、丝印网版32以及X轴驱动机构33,从而可以快速的拉大丝印网版32与丝印模具20之间的距离,方便进行不同的工艺步骤,并且由于第一Z轴驱动的行程可以由刮刀机构31与丝印网版32共用,因此可以精简刮刀机构31与丝印网版32在Z轴方向的驱动。

进一步地,请参照图15及图16,在一实施例中,回转轴线相较曲面203任意一处的曲率中心更为靠近曲面203。优选地,拱形工件200的曲面203为单曲率的凸弧面,曲率中心为C1,曲率半径为R1,曲率中心C1落在丝印模具20的外侧,回转轴线对应的位置为C2则在丝印模具20高度方向上相对居中设置。在图16中,丝印网版32的网面虚线表示变形前的位置,即处于绷平状态下的位置;丝印网版32的网面实线表示变形后的位置。那么,工件与丝印网版32之间适合印刷的距离,为工件当前被印刷的点到丝印网版32的绷平状态下的网面的垂直距离。由于回转轴线的位置C2相较C1更为靠近拱形工件200的曲面203,那么,在t1时刻被印刷的点为P1,待印刷的点为P2;在t2时刻,待印刷的点P2移动至P2',此时,将产生一个额外的距离Δd,若Δd完全在适合印刷的距离D的公差范围内,则无需适应工件的曲面203而调整刮刀311沿Z轴方向的位置。若Δd可能超出距离D的公差范围,则可以通过第一Z轴驱动机构50来动态调整刮刀311沿Z轴的位置。

进一步地,请一并参照图4、图5,以及图15和图16,在一实施例中,刮刀机构31包括刮刀311以及第二Z轴驱动机312构,第二Z轴驱动机312构用于驱动刮刀311沿Z轴移动。

印刷执行机构30还包括刷墨机构35以及第四Z轴驱动机构36,刷墨机构35包括刷墨板351及第三Z轴驱动机构352,第三Z轴驱动机构352用于驱动刷墨板351沿Z轴移动;X轴驱动机构33还用于驱动刷墨机构35沿X轴移动;第四Z轴驱动机构36用于驱动丝印网版32沿Z轴移动。

本实施例中,刮刀311与刷墨板351均可以在Z轴上独立驱动,但又能共用X轴驱动机构33,如此实现刷墨与刮墨的两道工序的运动机构相对精简。具体到其中给的挂墨工序,该工序可以在印刷执行机构30下降完成;例如,

在进行刷墨工序时,第二Z轴驱动机312构驱动刮刀311上升,而第三Z轴驱动机构352驱动刷墨板351下降至距离网框的网面合适的位置,与此同时还可以利用第四Z驱动机构驱动丝印网版32上升来配合刷墨板351,使两者更快地达到合适的距离。

在完成刷墨后,在第一Z轴的驱动下印刷执行机构30整体下降,在下降至丝印网版32的网面与拱形工件200的待印刷表面之间的距离满足预设的条件时,则停止下降;

在刷墨完成时,或在印刷执行机构30下降的过程中,第三Z轴驱动机构352驱动刷墨板351上升,而第二Z轴驱动机312构驱动刮刀311下降至与网框的网面接触,并且与刷墨工序相似,可以利用第四Z驱动机构驱动丝印网版32上升来配合刮刀311,使两者尽快以合适的压力接触。

在印刷拱形工件200的曲面203时,结合到上一个实施例中适应额外的距离Δd超出距离D的公差范围,也可以同时利用第二Z轴驱动与第四Z轴驱动,调整刮刀311印刷点的高度来适配曲面203各处沿Z轴的高度变化,进而取得更好的印刷效果。并且,相比直接利用第一Z轴驱动整体驱动印刷执行机构30沿Z轴移动,由于所需要提升或下降的质量更小,因此利用第二Z轴驱动与第四Z轴驱动在Z轴上调整刮刀311的印刷点所需的功耗更小。

本发明还提供一种凸面丝网印刷方法,应用于如上所述的丝印机,所述拱形工件的凸面包括第一平面、第二平面,以及分别与所述第一平面和第二平面平滑连接的曲面,请参照图17,图17为本发明凸面丝网印刷方法的一优选实施例的流程示意图,所述凸面丝网印刷方法包括:

步骤S100:将拱形工件定位安装至丝印模具顶部,并使所述第一平面、第二平面分别对应所述第一模腔及第二模腔设置;

在该步骤中,拱形工件的第一平面对应第一模腔是指位置上有对应关系,例如,第一平面沿其法向的朝向丝印模具的投影落在该第一模腔内。定位包括高度与侧向的定位,例如拱形工件可以直接利用第一模腔与第二模腔的侧壁面进行侧向定位,并利用两模腔的底壁面进行高度上的定位。为了更好地安装拱形工件,还可以采用真空吸附装置从拱形工件的底部吸附固定该拱形工件。当然当拱形工件为可磁性吸附材质时,也可采用磁力吸附装置。

步骤S200:调节印刷执行机构及丝印模具至预印刷状态,在所述预印刷状态,丝印网版被固定且所述第二平面与所述丝印网版绷平状态下的网面相平,所述刮刀机构位于靠近所述第二平面的一侧且所述丝印网版的网面与所述第二平面之间保持适合印刷的距离;

在该步骤中,由于首先需要印刷的为第二平面,因此需要预先将刮刀机构移动至靠近第二平面的一侧,并且,具体地,位于第二平面待印刷区域之外。若拱形工件的第二平面一开始未与绷平状态下的网面相平,则可以通过转动丝印模具来调整至两者相平。丝印网版的网面与第二平面之间的适合印刷的距离的确定可以参照现有技术,该距离通常与网面的材质,印刷图案网孔的目数,丝印油墨的性质等相关。可以理解的是,为了保证印刷的一致性,丝印网版的网面与第二平面之间的距离,等于在印刷第一平面时丝印网版的网面与第一平面之间的距离。并且该距离可以通过位置传感器进行检测,也可以通过根据电机的驱动行程推算。

步骤S300:通过伸缩支撑件停止移动并支撑所述丝印模具的第一端使所述第二平面保持与所述丝印网版绷平状态下的网面相平,并通过X轴驱动机构使刮刀机构沿X轴向靠近所述第一平面的一侧移动;

在该步骤中,伸缩支撑件停止移动即自身保持固定,如此便可利用伸缩支撑件来固定丝印模具,从而使得拱形的第二平面适于被印刷。刮刀机构沿X轴移动的过程则将丝印油墨透过丝印网版上的印刷图案转移至第二平面各个位置,从而实现第二平面的印刷。由于伸缩支撑件连接与丝印模具的一端,相较枢接结构的回转轴线较远,因此,可以理解的是,在支撑的方向与丝印模具端部到回转轴线的连线等于90度或接近90度时,以较小的力也可以平稳地固定丝印模具。

步骤S400:在所述刮刀机构的印刷点到达所述第二平面与所述曲面的连接线时,通过所述伸缩支撑件向上推动所述丝印模具的第一端以使所述曲面适配所述刮刀机构的移动;

在该步骤中,对于曲面的印刷,则需要丝印模具的转动来使拱形工件的曲面各个位置与印刷图案的对应位置依次保持接触。与固定支撑同理,伸缩支撑件在丝印模具的一端推动丝印模具,一方面所需的推力较小,另一方面转换的丝印模具的角速度也较小,从而丝印模具得以在低速下转动,拱形工件的曲面更易于与丝印网版的网面保持同步。

步骤S500:在所述刮刀机构的印刷点到达所述曲面与所述第一平面的连接线,且所述丝印模具转动至使所述第一平面与所述丝印网版绷平状态下的网面相平时,通过伸缩支撑件再次停止移动并支撑所述丝印模具的第一端使所述第一平面保持与所述丝印网版绷平状态下的网面相平;

在该步骤中,刮刀机构的印刷点既可以直接通过位置检测传感器检测,可以根据相应驱动机构的驱动行程计算获取。与第二平面的印刷过程一样,通过伸缩支撑件连接与丝印模具的一端,以较小的力也可以平稳地固定丝印模具。可以理解的是,第一平面与丝印网版绷平状态下的网面相平时,第一平面与网面之间的距离适合印刷,这样刮刀机构可以连续地依次印刷第一平面、曲面以及第二平面。

步骤S600:使所述刮刀机构沿X轴继续向前移动,直至所述刮刀机构的印刷点离开所述第一平面。

在该步骤中,刮刀机构的印刷点离开第一平面,应该理解成需要离开第一平面,例如刮刀机构的印刷点刚好走出第一平面最后一个印刷区域,或刚好走出印刷区域的最边缘的位置。在刮刀机构的印刷点离开第一平面即意味着已经完成一轮印刷,这样可以进行下一轮的印刷或者下一个拱形工件的印刷。

本发明的凸面丝网印刷方法通过利用伸缩支撑件支撑或推动丝印模具的一端,如此既可以平稳支撑该丝印模具,又更易于驱动丝印模具转动,并且伸缩件以较大的伸缩位移仅转换成丝印模具相对较小的转动角度,如此保证了丝印模具低速转动的平稳性,从而刮刀机构可以平稳地在第二平面与曲面,以及曲面与第一平面之间过渡印刷,特别是在印刷该拱形工件的曲面时,刮刀机构的运动与曲面的印刷位置变化可以严格地相互适配,进而取得较好的凸面印刷效果。

进一步地,所述步骤S400具体包括:

在所述刮刀机构的印刷点到达所述第二平面与所述曲面的连接线时,通过所述伸缩支撑件一边被伸缩驱动机构沿直线斜向上推动所述丝印模具的第一端,一边相对所述丝印模具摆动以使所述曲面适配所述刮刀机构的移动。

在本实施例中,通过伸缩支撑件直线伸缩与摆动复合运动,且在该过程中伸缩支撑件与丝印模具之间的夹角将在摆动的过程中逐渐变小,伸缩支撑件的伸缩位移在丝印模具对应端部的切向位移分量也将逐渐减小,如此可以进一步降低丝印模具的转动速度,进而更好地保证丝印模具转动的平稳性。

进一步地,所述步骤S300还包括:将辅助支撑件移动至所述丝印模具的下方并向上支撑所述第二端;

所述步骤S400还包括:将辅助支撑件移出所述丝印模具的下方以避位所述第二端。

本实施例中,由于在印刷第二平面时,特别是刮刀机构的印刷点刚进入第二平面时,刮刀机构的印刷点到回转轴线之间的距离同样比较大,因此,通过适时将辅助支撑件移动丝印模具,可以更好地支撑丝印模具,保证在印刷第二平面时丝印模具支撑的稳定性;并且为了不妨碍拱形工件曲面的印刷,在印刷该曲面时,及时地将辅助支撑件移走以避位第二端。当然作为替换的实施例,也可通过拉大辅助支撑件与第二端沿Z轴之间的距离来避位第二端。

进一步地,所述步骤S200中所述的调节印刷执行机构具体包括:

步骤S210:所述第一Z轴驱动机构以先快后慢的速度控制曲线控制印刷执行结构下降至预印刷位置。

本实施例中,通过先快后慢的方式控制印刷执行机构下降,可以兼顾下降的效率与位置精度。

进一步地,所述步骤S200还包括:

在所述步骤210之前实施的:

步骤201:通过第三Z轴驱动机构使刷墨板下降至刷墨初始位置;

步骤202:通过X轴驱动机构使刷墨板沿X轴运动至刷墨结束位置;

步骤203:通过第三Z轴驱动机构使刷墨板上升复位;

在所述步骤210之后实施的:

步骤211:通过第二Z轴驱动机构使刮刀下降至与丝印网版的网面接触。

本实施例中,在使刮刀下降至与网面接触之前,设置刷墨的工序提醒了丝网印刷的效率,两者交替上升与下降则避免彼此工作的干涉。

本领域的技术人员能够理解的是,在不冲突的前提下,上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解,上述的实施方式仅是示例性的,而非限制性的,在不偏离本发明的基本原理的情况下,本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换,都将包含于本发明的权利要求范围内。

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