阅读说明：本技术 印花机智能自动套位对版检测系统 (Intelligent automatic register detection system of printing machine ) 是由 李涛 张凯 于 2019-09-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了印花机智能自动套位对版检测系统,包括印头斜拉臂、印头悬梁、印头弹簧钢板座、外微调组件、内微调组件、视觉系统工业相机,印头斜拉臂的上端安装在印花机机架中间立柱的顶部上,印头斜拉臂的下端安装在印头悬梁上,印头弹簧钢板座的上端安装在印头悬梁的一端底部,印头弹簧钢板座的下端与设在椭圆形印花机机架中间的立柱座连接；本发明结构设计合理、快捷高效、提高产能、节能环保。(The invention discloses an intelligent automatic sleeve position register detection system of a printing machine, which comprises a printing head inclined pull arm, a printing head suspension beam, a printing head spring steel plate seat, an outer fine adjustment assembly, an inner fine adjustment assembly and a visual system industrial camera, wherein the upper end of the printing head inclined pull arm is arranged on the top of a middle upright post of a printing machine frame; the invention has reasonable structural design, is fast and efficient, improves the productivity, saves energy and protects the environment.)

印花机智能自动套位对版检测系统

技术领域

本发明涉及丝网印花行业的印花机智能自动套位对版检测系统。

背景技术

以20头椭圆形印花机为例，装20个网版套位印花，从调版对位到开始生产，基本上要调试四个小时左右，高难度复杂工艺的印花可能要调对七八个小时。截止目前国内所有的印花机生产厂家所出产品，皆为人工调节对版。传统印花机人工对版套位印花，需要操作人员从一号印刷头，一个接一个的一直调对到最后一个网，如20个印刷头的为例，会浪费很多浆料，布片、洗版水，而这些浪费掉的浆料试印的布片、擦洗网版的水，又间接的造成了环境污染。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供结构设计合理、快捷高效、提高产能、节能环保的印花机智能自动套位对版检测系统。

印花机智能自动套位对版检测系统，包括印头斜拉臂、印头悬梁、印头弹簧钢板座、外微调组件、内微调组件、视觉系统工业相机，印头斜拉臂的上端安装在印花机机架中间立柱的顶部上，印头斜拉臂的下端安装在印头悬梁上，印头弹簧钢板座的上端安装在印头悬梁的一端底部，印头弹簧钢板座的下端与设在椭圆形印花机机架中间的立柱座连接，外微调组件包括外微调安装法兰、外微调型材保护壳、Y轴伺服电机、Y轴伺服电机安装板、Y轴联轴器、Y轴微调滑杆、Y轴精密丝杆、Y轴精密丝杆螺母、Y轴滑杆导向固定座、位移传感器、位移传感刻度条、外微调升降滑台上平面固定板、外微调升降滑台下安装固定板、外微调第一型材、外微调第二型材、X1轴伺服电机、X1轴伺服电机安装法兰、X1轴联轴器、X1轴精密丝杆、X1轴丝杆螺母，外微调安装法兰的上下两端分别与印头悬梁、外微调型材保护壳连接，外微调型材保护壳与外微调升降滑台下安装固定板连接，外微调升降滑台上平面固定板与Y轴滑杆导向固定座连接，外微调升降滑台上平面固定板的中间由气缸推动升降，位移传感器安装在Y轴滑杆导向固定座上，位移传感刻度条一端***在位移传感器下面滑动感应，一端连接固定在外微调第一型材上，Y轴滑杆导向固定座的两端分别套接在两根Y轴微调滑杆上，两根Y轴微调滑杆的两端分别与外微调第一型材、Y轴伺服电机安装板连接，Y轴伺服电机安装在Y轴伺服电机安装板上，Y轴伺服电机的转动轴通过Y轴联轴器与Y轴精密丝杆连接，Y轴精密丝杆又通过Y轴精密丝杆螺母与Y轴滑杆导向固定座的中部连接，外微调第一型材与外微调第二型材活动连接，外微调第二型材通过X1轴丝杆螺母与X1轴精密丝杆连接，X1轴精密丝杆与X1轴联轴器连接，X1轴联轴器与X1轴伺服电机的转动轴连接，X1轴伺服电机安装在X1轴伺服电机安装法兰上，X1轴伺服电机安装法兰固定在外微调第一型材上，X1轴联轴器安装在X1轴伺服电机安装法兰内，内微调组件包括内微调安装法兰、内升降滑台上固定板、内升降滑台底板、固定铝块、内升降导柱、内微调第一型材、内微调第二型材、X2轴精密丝杆、X2轴联轴器、X2轴电机安装法兰、X2轴伺服电机，内微调安装法兰的上下两端分别与安装在印头悬梁下面的滑块、内升降滑台上固定板连接，内升降滑台上固定板通过两根内升降导柱和滑套与内升降滑台底板连接，内升降滑台上固定板的中间由气缸推动升降，内升降滑台底板通过固定铝块与内微调第一型材连接，内微调第一型材与内微调第二型材活动连接，内微调第二型材X2轴丝杆螺母连接，X2轴丝杆螺母与X2轴精密丝杆连接，X2轴精密丝杆通过X2轴联轴器与X2轴伺服电机的转动轴连接，X2轴伺服电机安装在X2轴电机安装法兰上，X2轴电机安装法兰安装在内微调第一型材上。

外微调第一型材、内微调第一型材上都设有燕尾凹槽，外微调第二型材、内微调第二型材上都设有与燕尾凹槽位置及形状相对应的燕尾凸槽，外微调第一型材通过燕尾凹槽、燕尾凸槽配合与外微调第二型材活动连接，内微调第一型材通过燕尾凹槽、燕尾凸槽配合与内微调第二型材活动连接，在外微调第一型材、内微调第一型材的中部各安装有一个位移传感器，在外微调第二型材、内微调第二型材的中部各安装有一条位移传感刻度条，两条位移传感刻度条的一面分别与外微调第二型材、内微调第二型材连接，两条位移传感刻度条的另一面的刻度上平面分别与两个位移传感器上的芯片的位置相对应。视觉系统工业相机通过相机固定架与椭圆形印花机机架连接，视觉系统工业相机通过千兆网路由器与视觉检测主机连接，视觉检测主机与视觉I/O模块及各个plc触控一体屏连接，各个plc触控一体屏分别与X1轴伺服电机、X2轴伺服电机、Y轴伺服电机、数码管、电路转换器、报警灯、位移传感器连接。位移传感器由STC单片机、显示数码管、A/D转换器、模拟量开关块、调制解调器放大电路、磁性传感条构成，STC单片机分别与显示数码管、A/D转换器连接，A/D转换器与模拟量开关块连接，模拟量开关块经调制解调器放大电路与磁性传感条感应连接。

本发明的有益效果是：本发明设计合理，仅需人工装好网版、刮刀、加好浆料，椭圆形印花机第一块印刷好的台板44运转到该印刷头时视觉系统智能识别，引导伺服电机智能对版，自动套位。由原来的人工调网对版4-5个小时的时间，缩短在四十分钟之内。按目前最常用的印胶浆工艺铺单片布，产量每小时保守450件为例（铺双件产量乘以２），按每件印花加工费保守2元计算，按四小时算，一次对网时间即可为该企业创造3600元产值。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明安装在椭圆形印花机上时的俯视图。

图2 图1中A处的放大图。

图3是本发明安装在椭圆形印花机上时的正视图。

图4 是图3中A处的放大图。

图5 是本发明安装在椭圆形印花机上时的右视图。

图6是本发明安装在椭圆形印花机上时的立体图。

图7是 图6中A处的放大图。

图8是本发明的立体图。

图9是图8中A处的放大图。

图10是图8中B处的放大图。

图11是外微调组件的俯视图。

图12是外微调组件的立体图。

图13是外微调组件的后视图。

图14是内微调组件的立体图。

图15是内微调组件的后视图。

图16是位移传感器的结构示意图。

图17是位移传感刻度条的结构示意图。

图18是外微调第一型材的结构示意图。

图19是外微调第二型材的结构示意图。

图20是发明的控制方框图。

图21是位移传感器的电路方框图。

具体实施方式

参照图1-图21，印花机智能自动套位对版检测系统，包括PLC触控一体屏1、印头斜拉臂2、印头悬梁3、印头弹簧钢板座4、外微调组件5、内微调组件6、视觉系统工业相机7，印头斜拉臂2的上端安装在印花机机架8中间立柱的顶部上，印头斜拉臂2的下端安装在印头悬梁3上，印头弹簧钢板座4的上端安装在印头悬梁3的一端底部，印头弹簧钢板座4的下端与设在椭圆形印花机机架8中间的立柱座连接，外微调组件5包括外微调安装法兰9、外微调型材保护壳10、Y轴伺服电机11、Y轴伺服电机安装板12、Y轴联轴器13、Y轴微调滑杆14、Y轴精密丝杆15、Y轴精密丝杆螺母16、Y轴滑杆导向固定座17、位移传感器18、位移传感刻度条19、外微调升降滑台上平面固定板21、外微调升降滑台下安装固定板22、外微调第一型材23、外微调第二型材24、X1轴伺服电机25、X1轴伺服电机安装法兰26、X1轴联轴器27、X1轴精密丝杆28、X1轴丝杆螺母29，外微调安装法兰9的上下两端分别与印头悬梁3、外微调型材保护壳10连接，外微调型材保护壳10与外微调升降滑台下安装固定板22连接，外微调升降滑台上平面固定板21与Y轴滑杆导向固定座17连接，外微调升降滑台上平面固定板21的中间由气缸40推动升降，位移传感器18安装在Y轴滑杆导向固定座17上，位移传感刻度条19一端***在位移传感器18下面滑动感应，一端连接固定在外微调第一型材23上的位移传感刻度条安装位46内，在外微调第一型材23上设有位移传感器安装位47，Y轴滑杆导向固定座17的两端分别套接在两根Y轴微调滑杆14上，两根Y轴微调滑杆14的两端分别与外微调第一型材23、Y轴伺服电机安装板12连接，Y轴伺服电机11安装在Y轴伺服电机安装板12上，Y轴伺服电机11的转动轴通过Y轴联轴器13与Y轴精密丝杆15连接，Y轴精密丝杆15又通过Y轴精密丝杆螺母16与Y轴滑杆导向固定座17的中部连接，外微调第一型材23与外微调第二型材24活动连接，外微调第二型材24通过X1轴丝杆螺母29与X1轴精密丝杆28连接，X1轴精密丝杆28与X1轴联轴器连接，X1轴联轴器与X1轴伺服电机25的转动轴连接，X1轴伺服电机25安装在X1轴伺服电机安装法兰26上，X1轴伺服电机安装法兰26固定在外微调第一型材23上，X1轴联轴器安装在X1轴伺服电机安装法兰26内，内微调组件6包括内微调安装法兰30、内升降滑台上固定板20、内升降滑台底板31、固定铝块32、内升降导柱33、内微调第一型材34、内微调第二型材35、X2轴精密丝杆36、X2轴联轴器37、X2轴电机安装法兰38、X2轴伺服电机39，内微调安装法兰30的上下两端分别与安装在印头悬梁3下面的滑块、内升降滑台上固定板20连接，内升降滑台上固定板20通过两根内升降导柱33和滑套与内升降滑台底板31连接，内升降滑台上固定板20的中间由气缸40推动升降，内升降滑台底板31通过固定铝块32与内微调第一型材34连接，内微调第一型材34与内微调第二型材35活动连接，内微调第二型材35X2轴丝杆螺母连接，X2轴丝杆螺母与X2轴精密丝杆36连接，X2轴精密丝杆36通过X2轴联轴器37与X2轴伺服电机39的转动轴连接，X2轴伺服电机39安装在X2轴电机安装法兰38上，X2轴电机安装法兰38安装在内微调第一型材34上。外微调第一型材23、内微调第一型材34上都设有燕尾凹槽41，外微调第二型材24、内微调第二型材35上都设有与燕尾凹槽41位置及形状相对应的燕尾凸槽42，外微调第一型材23通过燕尾凹槽41、燕尾凸槽42配合与外微调第二型材24活动连接，内微调第一型材34通过燕尾凹槽41、燕尾凸槽42配合与内微调第二型材35活动连接，在外微调第一型材23、内微调第一型材34的中部各安装有一个位移传感器18，在外微调第二型材24、内微调第二型材35的中部各安装有一条位移传感刻度条19，两条位移传感刻度条19的一面分别与外微调第二型材24、内微调第二型材35连接，两条位移传感刻度条19的另一面的刻度上平面分别与两个位移传感器18上的芯片的位置相对应。视觉系统工业相机7通过相机固定架43与椭圆形印花机机架8连接，视觉系统工业相机7通过千兆网路由器与视觉检测主机连接，视觉检测主机与视觉I/O模块及各个PLC触控一体屏1连接，各个PLC触控一体屏1分别与X1轴伺服电机25、X2轴伺服电机39、Y轴伺服电机11、数码管、电路转换器、报警灯、位移传感器18连接。位移传感器18由STC单片机、显示数码管、A/D转换器、模拟量开关块、调制解调器放大电路、磁性传感条构成，STC单片机分别与显示数码管、A/D转换器连接，A/D转换器与模拟量开关块连接，模拟量开关块经调制解调器放大电路与磁性传感条感应连接。位移传感器18把电磁信息转换成精确的数字信息，一是方便操作人员读取，二是便于PLC触控一体屏1精准控制各个伺服电机并提供运转参数。Y轴的刻度数字显示器安装在该印刷头外微调型材保护壳10上或该印刷头操作面板上。X１和X２轴的微调刻度显示器安装在微调装置右侧上方，方便读取数据。X1和X2轴的位移传感器组件，安装在微调燕尾槽组件内部。PLC触控一体屏1安装在印头斜拉臂2末端，方便自动对位后，该印刷头45实际印刷图案位置仍存在误差的，可人工输入参数对Y轴、X1和X2轴对位操作。

传统印花机人工对版工作流程简述：装好网版、刮刀、浆料，铺上布，依第一个网版为基准，印出若干片，用于对网，然后运转到第二号印刷头45，调试网版套位，然后试印，印出图案后，发现印刷图案位置不对，再次调节再次试印，位置仍然不对，需再次调节，再次试印，图案仍有误差，则再次调节，再次试印。反复数十次，甚至几十次，才能套位精准。对好第二个印刷头45的网版后，再运转到第三个印刷头45，然后再重复上述操作数十次，对位套印好第三个版，直至对好最后一个印刷头网版。不但浪费时间，还浪费人力物力，浪费资源，污染环境。而本发明的智能对版套位检测系统，仅需操作人员装好印花网版，刮刀、所需浆料或油墨后，可直接启动印花机自动模式，无需再人工一个网版，一个网版的对位试印，无需再千百次的试印，来来回回的调节，反反复复的枯燥工作。当第一号印刷头网版印出图案，作为基准，运转至第二号印刷头45的前一块台板44时，视觉系统工业相机7拍摄影像，回传至视觉检测主机，视觉检测主机图像对比，智能识别，计算出精准定位，规划Y轴、X１和Ｘ２轴参数，精准引导伺服电机运转，位移传感器装置反馈实际位移动量，精确对正网版图案位置。当印花基准板运转至三号印刷头台板时，则自动如上所述动作，智能自动套位对版，直至对正最后一个印刷头网版，印花基准台板运转至收布位置，即可收取。若在正常印花生产中，某号印刷头网版因受热（每个印刷头配一台烘干机），静电、刮印磨擦，涨力回弹等因素，导致印刷图案有轻微误差的，操作人员可在该印刷头的PLC触控一体屏1微调操作，调节Y轴、X１和X２轴参数，校正印刷图案。当印花机正常运转一周后，智能套位对版系统，自动转换为智能检测系统。拍摄影像后图像处理检测对比，检测每一个印刷头的每一块台板44上的印刷图案的品质、颜色、边缘尺寸、套位精度等等设定检测项。若出现品质问题，系统则自动调节，若非套位精度引起的品质（如色差，网版破损等）系统自动精准提示，触发印花机暂停，并声光报警，该印头提示灯闪烁，引领导操作人员来前来处理。处理好后在该印刷头即可一键启动，无需返回机头主操作屏。

本发明具有如下优点：1.快捷高效：以20头椭圆形印花机为例，装20个网版套位印花，从调版对位到开始生产，基本上要四个小时左右，高难度复杂工艺的印花可能要调对七八个小时。截止目前国内所有的印花机生产厂家所出产品，皆是人工调节对版。而本发明的印花机智能自动套位对版检测系统，仅需人工装好网版、刮刀、加好浆料，椭圆机台板44运转到该印刷头时视觉系统智能识别，引导伺服电机自动对版，自动套位。2.提高产能：本发明智能自动套位对版系统，由原来的人工调网对版4-5个小时的时间，缩短在四十分钟之内。按目前椭圆形印花机印胶浆，铺单片布产量每小时保守450件为例（铺双件产量X2），按每件印花加工费保守2元计算，按四小时算，一次对网时间即可为该企业创造3600元产值，如若每两三天换一次网，那么年产值将非常庞大。3.节能环保，传统印花机人工对版套位印花，需要操作人员从一号印刷头，一个接一个的一直对到最后一个网，如20印刷头为例，会浪费很多浆料，布片，洗版水，而这些浪费掉的浆料、试印的布片、洗版水，又间接的造成了环境污染。 小订单也可上机：传统人工对版套位的印花机，两千件以下的订单，几乎不敢上机印，因为调机时间而浪费的成本太高，印花生产时间没有调机器时间长，小订单印花不赚钱，甚至亏本。 而本发明智能套位对版系统，40分钟内即可完成（包括装网版、刮刀、浆料等准备工作），大大提高工作效率。