一种全自动丝网印刷机 |
|||||||
| 申请号 | CN201911004292.5 | 申请日 | 2019-10-22 | 公开(公告)号 | CN110605904B | 公开(公告)日 | 2024-04-26 |
| 申请人 | 中山市亿宝莱精密科技有限公司; | 发明人 | 高成文; 高成明; 陈云峰; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开一种全自动丝网印刷机，包括安装于 机架 上并与控制系统电联接的双平台印刷系统、印刷机头、机头升降系统和CCD对位系统，实现了印刷平台取放材料时印刷机头“零空闲”的追求，双平台印刷节省了印刷机头因印刷平台移动至放料区域取放材料和对位而搁置所浪费的时间，达到提高产能，加快工作效率的目标。取放材料方便CCD对位精准，配备六轴 机器人 取放料，取料时材 料堆 放稍微不平整也可以正确的完成抓取动作，整机精密全自动印刷，油墨印刷采用电气比例 阀 的数字恒压控制刮墨刀印刷压 力 的方式确保印刷膜厚均匀性，可直接与控制 触摸屏 中数字化显示可直观观察压力，横梁四柱电缸精准控制高度升降结构，印刷更稳定。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种全自动丝网印刷机，其特征在于：包括安装于机架上并与控制系统电联接的双平台印刷系统、印刷机头、机头升降系统和CCD对位系统， |
||||||
| 说明书全文 | 一种全自动丝网印刷机技术领域[0001] 本发明涉及印刷机技术领域，特别是涉及一种全自动丝网印刷机。 背景技术[0002] 目前国内FPC(软性线路板)印刷领域大多使用半自动设备印刷，或者全自动单平台印刷，工作效率低。 [0003] 常规机半自动型采用以电机传动印刷横梁，使机头网臂网框升降，单平台左右移动，平台移动放料位置固定制品，移动到印刷区域印刷，在把网框下降根据网版图案位置来微调平台的方式来完成定位程序，来达到印刷效果。印刷速度过慢，机头升降颤抖不稳定，定位精度不高等问题。 [0004] 现有丝网印刷机多为半自动印刷机或者全自动单平台印刷机操作麻烦，制品更换繁琐，工作效率底，定位不准确，印刷油墨不均匀，不良产品率高。 发明内容[0005] 本发明的目的是提供一种全自动丝网印刷机，以解决上述现有技术存在的问题，整机精密全自动印刷，定位准确、工作效率高、印刷油墨均匀，印刷更稳定。 [0006] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种全自动丝网印刷机，包括安装于机架上并与控制系统电联接的双平台印刷系统、印刷机头、机头升降系统和CCD对位系统， [0007] 所述双平台印刷系统包括印刷上平台装置和印刷下平台装置；安装在所述机架上并交叉工作的所述印刷上平台装置和印刷下平台装置处于上下两个平行面上； [0008] 所述机头升降系统包括升降机构和前后传动机构，所述升降机构包括四个电缸和伺服电机一，四个所述电缸分别固定安装在所述机架四个角的底部，所述伺服电机一用于通过传动杆和联轴器驱动四个所述电缸同步伸缩；所述前后传动机构包括同步轮、同步带和伺服电机二，所述伺服电机二与所述机架两侧的同步轮传动连接，所述机架两侧的另一端还安装有从动轮，同步带传动安装在所述同步轮与从动轮之间，所述印刷机头的两端通过连接板锁紧在所述机架两侧的所述同步带上；安装在所述机架上的所述CCD对位系统用于对所述印刷机头进行精准定位。 [0009] 优选的，所述印刷上平台装置的底部两侧与所述机架上对应位置的直线导轨滑动连接，且所述印刷上平台装置的底部任一侧通过设置于所述机架上的滚珠丝杠一进行驱动，伺服电机经过联轴器与所述滚珠丝杠一传动连接；可升降的所述印刷下平台装置的底部两侧与所述机架上对应位置的直线导轨滑动连接，且所述印刷下平台装置的底部任一侧通过设置于所述机架上的滚珠丝杠二进行驱动，伺服电机经过联轴器与所述滚珠丝杠二传动连接。 [0010] 优选的，所述印刷上平台装置包括上吸风印刷平台、对位平台一和滑行支架，所述滑行支架的顶部安装所述对位平台一，所述上吸风印刷平台安装在所述对位平台一上并随对位平台一移动；所述滑行支架的底部两侧连接导轨滑块，所述导轨滑块配合安装在所述直线导轨中；所述滑行支架的其中一侧还固定有丝杠螺母座一，所述丝杠螺母座一中的丝杠螺母一安装在所述滚珠丝杠一上。 [0011] 优选的，所述上吸风平台的两个相邻的直角侧边还安装有微调手柄一，所述微调手柄一内的螺杆顶住所述上吸风平台内的顶板。 [0012] 优选的，所述印刷下平台装置包括下吸风平台、对位平台二和平台升降组件，所述平台升降组件的顶部安装所述对位平台二，所述下吸风印刷平台安装在所述对位平台二上并随对位平台二移动；所述平台升降组件包括平台升降导轨板、平台升降侧板和滚珠丝杠三，矩形框状的所述平台升降导轨板的四个板面上对应安装有八组直线导轨，每组导轨带有两个滑块，所述滑块与矩形框状的所述平台升降侧板的内侧面固定相连；所述平台升降导轨板上安装有伺服电机三经直角减速机驱动的所述滚珠丝杠三，所述平台升降侧板上固定设置有与所述滚珠丝杠三相匹配安装的丝杠螺母三；所述平台升降侧板的底部两侧连接导轨滑块，所述导轨滑块配合安装在所述直线导轨中；所述平台升降侧板的其中一侧还固定有丝杠螺母座二，所述丝杠螺母座二中的丝杠螺母二安装在所述滚珠丝杠二上。 [0013] 优选的，所述下吸风平台的两个相邻的直角侧边还安装有微调手柄二，所述微调手柄二内的螺杆顶住所述下吸风平台内的顶板。 [0014] 优选的，所述伺服电机一的输出端设置有减速机，所述减速机通过联轴器和传动杆与任意相邻的两个所述电缸传动连接，其余两个电缸通过联轴器和传动杆与靠近所述伺服电机一侧的电缸传动连接，连接四个所述电缸和伺服电机一的传动杆在同一平面内形成U字型。 [0015] 优选的，安装在所述机架上并位于所述印刷上平台装置上的所述CCD对位系统包括矩形交叉设置的两个相机组和两个相机基座，两个相机组相互为对边，每个相机组上分别对应安装有两个CCD数字相机，每个数字相机对应设置两个微调平台，数字相机通过传动马达驱动的滚珠丝杠在相机组上实现往复运动；两个相机组的两端通过丝杠螺母与两侧的相机基座上的滚珠丝杠配合安装并沿相机基座往复运动。 [0016] 优选的，所述印刷机头上分别设置有印刷气缸、回墨气缸、电气比例阀和洗网气缸，分别用于驱动进行印刷、回墨、控制刮墨刀印刷压力和洗网，机头上在印刷气缸和回墨气缸底端处连接设置有墨刀和刮刀，且气缸与墨刀和刮刀的连接杆上还设置有平衡手柄；机头顶部还设置有用于调节气缸压力的压力调节手柄。 [0017] 本发明相对于现有技术取得了以下技术效果： [0018] 本发明中的全自动丝网印刷机，实现了印刷平台取放材料时印刷机头“零空闲”的追求，双平台印刷节省了印刷机头因印刷平台移动至放料区域取放材料和对位而搁置所浪费的时间，达到提高产能，加快工作效率的目标。取放材料方便CCD对位精准，配备六轴机器人取放料，取料时材料堆放稍微不平整也可以正确的完成抓取动作，整机精密全自动印刷，油墨印刷采用电气比例阀的数字恒压控制刮墨刀印刷压力的方式确保印刷膜厚均匀性，可直接与控制触摸屏中数字化显示可直观观察压力，横梁四柱电缸精准控制高度升降结构，印刷更稳定。附图说明 [0019] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0020] 图1为全自动丝网印刷机的整体结构示意图； [0021] 图2为为双平台交叉印刷机构的整体结构示意图； [0022] 图3为印刷上平台装置结构组成图； [0023] 图4为印刷下平台装置的结构示意图； [0024] 图5为平台升降组件布置图； [0025] 图6为上下平台左右穿梭示意图； [0026] 图7为印刷机头传动装置的整体结构示意图； [0027] 图8为CCD对位系统结构组成图； [0028] 图9为印刷机头结构组成图； [0029] 其中，1伺服电机二；2伺服电机一；3直线导轨；4印刷上平台装置；41上吸风平台；42UVW对位平台一；43滑行支架；44丝杠螺母座一；45微调手柄一；5印刷下平台装置；51下吸风平台；52UVW对位平台二；53平台升降导轨板；54平台升降侧板；55伺服电机三；56直角减速机；57丝杠螺母座二；58滚珠丝杠三；510平台升降丝杆座；511滑动底板；512平台升降横板；513UVW平台固定板；514平台丝杠螺母座；6跑台限位缓冲圈；7光电开关；8机架；9滚珠丝杠一；10联轴器；11导轨滑块；12滚珠丝杠二；13双同步带；14同步轮；15伺服电机三；16减速机；17传动杆；18机头；19连接板；20电缸；21伺服电机四；22相机基座；23传动马达；24微调平台；25数字相机；26镜头；27光源；30墨刀；31印刷气缸；32回墨气缸；33洗网气缸；34压力调节手柄；35刮刀；36取放料对位区域；37印刷区域；38机器人；39电气比例阀。 具体实施方式[0030] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0031] 本发明的目的是提供一种全自动丝网印刷机，以解决上述现有技术存在的问题，整机精密全自动印刷，定位准确、工作效率高、印刷油墨均匀，印刷更稳定。 [0032] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 [0033] 如图1‑所示，本发明提供一种全自动丝网印刷机，包括安装于机架上并与控制系统电联接的双平台印刷系统、印刷机头、机头升降系统和CCD对位系统。 [0034] 双平台印刷系统： [0035] 在机架8上安装的印刷上平台装置4和印刷下平台装置5处于同一平行线上。伺服电机一2输出动力，经过联轴器10连接滚珠丝杆一，滚珠丝杆一传动印刷上平台装置4在直线导轨3上左右运动，每根直线导轨3上安装有三个滑块使平台左右往返运动时更加平稳。同理，伺服电机二1输出动力，经过联轴器10连接滚珠丝杆二，滚珠丝杆二传动印刷下平台装置5在直线导轨3上左右运动。 [0036] 印刷上平台装置4主要有上吸风平台41、UVW对位平台一42、微调手柄一45、滑行支架43、导轨滑块11和丝杆螺母座一组成。丝杆螺母座一和多个导轨滑块11用于装配传动印刷上平台装置4的滚珠丝杆一和直线导轨3，使印刷上平台装置4精密、平稳传动，往复左右直线运动。 [0037] 滑行支架43用于安装UVW对位平台一42和连接支撑导轨滑块11、丝杆螺母一的作用。UVW对位平台的作用是配合CCD相机拍摄印刷材料当前位置，平台根据当前位置进行平移和旋转动作即平台的x移动和角度旋转的功能，移动到一个正确的姿态从而实现全自动印刷材料对位。上吸风平台41安装在UVW对位平台一42上，随着UVW对位平台一42上的平移和旋转而移动。它的作用是吸附印刷材料进行印刷的工作台。 [0038] 微调手柄一45安装在上吸风平台41的两个相邻的直角侧边，它的工作原理是通过人工旋转微调手柄，手柄内的螺杆顶住吸风印刷平台内的顶板从而驱动平台的前后左右移动，主要作用是根据产品的不同印刷工艺，在产品对网板的位置初步调试时，使单个网框对双平台的位置大概一致。 [0039] 印刷下平台装置5主要有下吸风平台51、UVW对位平台二52、微调手柄二59、直线导轨3、平台升降导轨板53、平台升降侧板54、导轨滑块11、伺服电机三55、直角减速机56、滚珠丝杆三和丝杆螺母座二组成。 [0040] 丝杆螺母座二和多个导轨滑块11用于装配传动印刷下平台装置5的滚珠丝杆二和直线导轨3，使印刷下平台装置5精密、平稳传动，往返左右直线运动。 [0041] 伺服电机三55和直角减速机56作为平台升降输出动力，经过联轴器10连接滚珠丝杆三，滚珠丝杆三传动平台在导轨上上下运动。印刷平台装置四面侧壁的平台升降导轨板53安装有八组直线导轨3，每组导轨带有两个滑块，每边两组导向导轨可保证印刷平台达到精准平稳升降。 [0042] 伺服电机三55和直角减速机56接收升降指令后输出动力，直角减速机56连接平台升降丝杆座510和滑动底板511，滑动底板511和平台升降侧板54固定连接，平台升降时平台升降侧板54和滑动底板511固定不动。伺服电机三55输出动力经过联轴器10连接丝杆，丝杆旋转运动，与此同时丝杆的旋转带动丝杆螺母座三的升降。丝杆螺母座三和平台升降横板512、平台升降导轨板53、UVW平台固定板513依次固定连接安装，所以当丝杆的旋转带动着平台丝杠螺母座514升降，同时与之相关联固定连接的部件随着一起升降。 [0043] 机头升降系统： [0044] 包括升降机构和前后传动机构，升降机构包括四个电缸20和伺服电机四21，四个电缸20分别固定安装在机架8四个角的底部，伺服电机四21用于通过传动杆17和联轴器10驱动四个电缸20同步伸缩；前后传动机构包括机头18、同步轮14、同步带和伺服电机三15，伺服电机三15的输出端连接有减速机16，减速机16通过联轴器10和传动杆17与机架8两侧的同步轮14传动连接，机架8两侧的另一端还安装有从动轮，同步带传动安装在同步轮14与从动轮之间，机头18的两端通过连接板19锁紧在机架8两侧的同步带上，机头18顶部与印刷机主体连接。 [0045] 伺服电机四21的输出端设置有减速机16，减速机16通过联轴器10和传动杆17与任意相邻的两个电缸20传动连接，其余两个电缸20通过联轴器10和传动杆17与靠近伺服电机四21侧的电缸20传动连接，连接四个电缸20和伺服电机四21的传动杆17在同一平面内形成U字型。 [0046] 升降机构中，伺服电机四21和减速机16作为动力输入，经过联轴器10和传动杆17连接四个电缸20，四个电缸20和电机的组装成U字形且处于同一平面，可最大限度节省空间，不影响其余部件安装，四个电缸20连接机架8的四个角保证平稳升降，电缸20的传动可以保证机头18升降实现精确速度控制，精确位置控制，运动平稳，低噪音的目的。同时，电缸20传动的结构有易维护且寿命长的优势。四个电缸20连接机头18机架8的四个角保证平稳升降。印刷网框，由电缸20锁紧，为自动气动锁紧网板，直接连接固定在横梁上面，独立气动离网，比常规移动网臂，网框固定的方式定位更准确调整更方便，固定在横梁上面。使印刷更加稳定，减少颤抖等不良影响。 [0047] 进一步地，前后传动机构中机架8的两侧与同步带对应的位置还设置有直线导轨3，直线导轨3上滑动安装的滑块与连接板19固定连接。安装在机头18方形机架8上的伺服电机三15和减速机16作为动力输入，经过联轴器10和传动杆17连接同步轮14和双同步带13，把横向力的输入改为纵向输入。机头18的两端通过连接板19锁紧双同步带13在导轨滑块上，使机头18的两端受力均衡，带动机头18在导轨上平稳前后运动。伺服电机的作用是驱动控制对象，被控对象的转距和转速受脉冲信号电压控制，脉冲信号电压的大小和极性改变时，电机的转动速度和方向也跟着变化。 [0048] CCD对位系统： [0049] 安装在机架8上并位于印刷上平台装置4上的CCD对位系统包括矩形交叉设置的两个相机组和两个相机基座22，两个相机组相互为对边，每个相机组上分别对应安装有两个CCD数字相机25，每个数字相机25对应设置有两个微调平台24，数字相机25通过传动马达23驱动的滚珠丝杠在相机组上实现往复运动；两个相机组的两端通过丝杠螺母与两侧的相机基座22上的滚珠丝杠配合安装并沿相机基座22往复运动。数字相机25的镜头26处设置有光源27。 [0050] 相机前后左右传动为滚珠丝杆传动，伺服电机为动力，采用4个数字相机25来抓mark点，微调平台24可调节相机分辨率和微调整作用，相机画面可在电脑显示屏直接显示对位情况，四点对位可更精准的确保材料印刷精度，CCD自动对位比人为对位更加精准快速，可做到全自动精准对位。 [0051] 印刷机头： [0052] 机头18上分别设置有印刷气缸31、回墨气缸32和洗网气缸33，分别用于驱动进行印刷、回墨和洗网，机头18上在印刷气缸31和回墨气缸32底端处连接设置有墨刀30和刮刀35，且气缸与墨刀30和刮刀35的连接杆上还设置有平衡手柄36；机头18顶部还设置有用于调节气缸压力的压力调节手柄34。机头18从印刷平台的一侧运动到另一侧进行印刷动作时，印刷气缸31控制刮刀35伸出状态，墨刀30处于初始缩状态，电气比例阀39控制刮刀35印刷压力。刮刀35完成印刷动作后气缸控制它回到初始状态，而回墨气缸32控制墨刀30把油墨从现在位置刮回平台的初始位置，然后墨刀30回到初始位置，依次循环。在安装网板或者需要清洗网板时洗网气缸33控制机头18向上运动，使机头18和网板间隔开足够空间去安装或者清洗网板。油墨印刷采用电气比例阀39的数字恒压控制刮墨刀印刷压力的方式确保印刷膜厚均匀性，可达到精密印刷要求。 [0053] 前后固定式印刷机头，以滑块和导轨连接皮带传动。机头18有升降功能采用滑轨连接气缸传动，目的是因为网框结构与机头结构是平行的，为了网板拆卸方便使机头可上升，使刮墨刀高于网板边框的高度，设计人性化。 [0054] 本发明中的全自动丝网印刷机的工作步骤如下： [0055] 步骤1： [0056] 开机后首先需要系统复位，所有动作归回设定原点位置， [0057] 上印刷平台初始位置在取放料对位区域36， [0058] 下印刷平台初始位置位于印刷区域37位置下方， [0059] CCD对位系统原点位于取放料区域的左侧，目的就是为了不影响人工取放料或者机器人38自动取放料。 [0060] 放置好材料后吸风平台系统开始自动吸风固定，然后CCD视觉对位系统控制相机进入材料对位区域，对位区采用4个高清相机镜头四角对位，系统可控制每个相机单独动作，UVW对位平台配合CCD相机拍摄印刷材料当前位置，平台根据当前位置进行平移和旋转动作，移动到一个正确的姿态从而实现全自动印刷材料对位，方便不同规格的材料进行对位，首次微调完成后可在系统内保存位置，然后在系统自动模式下每次自动回到调节位置对位，重复对位误差不超过±0.02，对位更精准，四点对位情况可直接显示在CCD显示屏上观察对位情况。 [0061] 步骤2：自动对位完成后，CCD镜头回原点，系统自动启动印刷命令，[0062] 上吸风平台41会进行左移动前往印刷区域37进行印刷， [0063] 同时，下吸风平台51右移动穿过上吸风平台41到达放料区域下方，系统控制自动上升， [0064] 上吸风平台41到达印刷区域37后，上平台固定不动横梁下降机头印刷，[0065] 在上吸风平台41印刷的同时，下吸风平台51同时运动到取放料对位区域，放料完成后进行CCD对位。 [0066] 步骤3：当上吸风平台41印刷完成，下吸风平台51也对位完成后， [0067] 下吸风平台51开始下降，下降到可移动位置后， [0068] 上印刷平台41向右移动到取放料区域，开始取放料动作。 [0069] 同时下吸风平台51左移穿过上吸风平台41到达印刷位置下方， [0070] 然后下吸风平台51上升到待印位置，四柱横梁开始下降，机头18开始印刷动作。 [0071] 如此循环。放料位置可配置自动上下料机器人38，可做到全自动化智能生产。 [0072] 本发明的全自动丝网印刷机具有如下优点： [0073] 1、选用四柱电缸20升降，比横梁升降结构的印刷机更加稳定，可精准控制印刷机头的升降高度和升降速度还有噪音低的优势。 [0074] 2、印刷平台通过升降平台的方式达到双平台交叉印刷的目的，印刷平台位置分为印刷区域37和取放料对位区域36，分工明确的区域划分使印刷更为高效。 [0075] 3、采用CCD全自动精准对位，配合UVW对位平台，完成全自动操作，工作原理为印刷平台初始位置在印刷区的右侧上下料位置，放置好材料后平台的吸风系统吸附固定材料CCD相机在滚珠丝杆及私服电机的控制下进入CCD视觉对位区，采用4个高清相机镜头进行拍照执行至少两个标记点的精准对位，四点对位可实现更精准保证高精度印刷要求，对位实况可直接显示在显示器上便于观察。自动对位完成后，自动启动印刷命令，印刷平台会下降到机腹内并在滚珠丝杆及伺服电机的动力下精准传送到印刷区进行印刷作业。 [0076] 4、CCD镜头回到待命原点，其位于取放料对位区域的左侧不影响人工取放料或者(取放料及下料加装自动上下料机构及)智能六轴机器人完成印刷制品的取放动作，以达到高效自动化生产的效果。 [0077] 5、油墨印刷采用电气比例阀的数字恒压控制刮墨刀印刷压力的方式确保印刷膜厚均匀性，可达到精密印刷要求。 [0078] 6、平台在放料位置放好材料完成对位，然后平台下降进入机腹在左右移动，这样确保平台移动过程中不会对其他部位造成影响，在印刷位上升到网版位置进行印刷，印刷完毕下降回放料位置此动作防止印刷面造成污染。 [0079] 7、系统可保存多种生产产品所设置的参数，后续在生产同一料号的产品时可直接调取参数，或者以料号编辑的二维码直接扫取二维码选择保存或者调出使用，通过对接MES系统逐步实现智能化制造管理。 [0080] 本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈