至噴墨位置后靜止，并在噴墨過程中保持噴頭靜止不動；供墨系統(tǒng)包括依次相連的墨盒、連接管、真空泵、過濾器、墨泵、墨罐，以及安裝在連接管上的壓力表和調壓閥。壓力表、調壓閥分別與供墨控制器相連，供墨控制器根據(jù)壓力表的壓力值對調壓閥進行調節(jié)，為噴頭提供穩(wěn)定的噴墨壓力；
[0032]承印臺包括承印物運動臺和相連的電機，用于固定承印物的夾具。電機、傳感器分別與運動控制器相連；干燥系統(tǒng)和固化系統(tǒng)分別與干燥固化控制器相連，用于在干燥固化控制器控制下對承印物上的噴墨材料進行干燥和固化；
[0033]監(jiān)測系統(tǒng)包括圖像采集與分析軟件、照相機、放大鏡頭、光源和顯示器。照相機用于在放大鏡和光源的輔助下獲取墨滴的噴墨、干燥、固化圖像和承印物的圖像，圖像采集與分析軟件用于按照預定的規(guī)則對照相機獲取的圖像進行數(shù)據(jù)采集、分析與質量檢測，并將分析結果反饋給監(jiān)控控制器與顯示器；指示與報警系統(tǒng)包括電源指示燈、工作狀態(tài)指示燈和蜂鳴器，用于根據(jù)數(shù)據(jù)采集與控制器采集的設備工作狀態(tài)指示相應設備的運行狀態(tài)以及出錯報警。
[0034]例如，噴頭組中噴頭的噴墨方式為按需噴墨或連續(xù)噴墨。
[0035]例如，常規(guī)噴頭為尺寸在厘米級，具有多個噴孔的噴頭；毛細噴頭為長度在毫米至厘米級，截面尺寸在微米至毫米級，有一個或多個噴孔，噴孔直徑在微米級的噴頭。
[0036]例如，毛細噴頭采用壓電振動、熱發(fā)泡、超聲振動、磁致伸縮或電磁閥控制方式驅動；毛細噴頭的材料為玻璃、石英、硅、碳、銅、鋁合金、不銹鋼、陶瓷或塑料。
[0037]例如，噴頭運動臺為電動直線運動臺或電動旋轉運動臺。
[0038]例如，電機為步進電機或伺服電機；傳感器為直線位移傳感器、角位移傳感器和位置傳感器中的至少一種，直線位移傳感器、角位移傳感器和位置傳感器可以是光柵尺，編碼器、行程開關等。
[0039]例如，承印物運動臺能作具有五個運動自由度的曲面運動，包括X軸直線運動臺、Y軸直線運動臺、Z軸直線運動臺、A向旋轉臺(繞Z軸旋轉)以及B向旋轉臺(繞Z軸法線旋轉)。運動臺可以分別單獨運動、部分聯(lián)動和全部聯(lián)動。
[0040]圖2、圖3分別示出了一種承印運動臺的結構示意圖。
[0041]圖2為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的彩色三維曲面噴墨印刷設備承印運動臺結構示意圖；如圖所不，承印運動臺中X軸運動臺11的底座111固定在機座I上，Y軸運動臺12的底座121固定在滑板112上、Z軸運動臺13的底座131固定在滑板122上、B向旋轉臺
14的底座141固定在滑板132上，A向旋轉臺15的底座151固定在轉臺142上，承印物固定在轉臺152上，當11、12、13、14和15聯(lián)動時，形成承印物曲面運動；
[0042]噴頭直線運動臺2固定在機座I上；噴頭31-38均固定在滑臺21上；
[0043]噴頭組包括青色常規(guī)噴頭31，品紅色常規(guī)噴頭32，黃色常規(guī)噴頭33，黑色常規(guī)噴頭34，以及青色毛細噴頭35，品紅色毛細噴頭36，黃色毛細噴頭37，黑色毛細噴頭38。
[0044]圖3為根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的彩色三維曲面噴墨印刷設備承印運動臺結構不意圖。如圖所不，該例中承印運動臺中Z軸運動臺61的底座611固定在機座5上，X軸運動臺62的底座621固定在滑板612上、Y軸運動臺63的底座631固定在滑板622上、A向旋轉臺64的底座641固定在滑板632上，B向旋轉臺65的底座651固定在轉臺642上，承印物固定在轉臺652上，當61、62、63、64和65聯(lián)動時，形成承印物曲面運動；
[0045]該例中噴頭旋轉運動臺7固定在機座5上；噴頭81-88均固定在轉臺71上；
[0046]該例中噴頭組包括青色常規(guī)噴頭81，品紅色常規(guī)噴頭82，黃色常規(guī)噴頭83，黑色常規(guī)噴頭84，以及青色毛細噴頭85，品紅色毛細噴頭86，黃色毛細噴頭87，黑色毛細噴頭88。
[0047]例如，干燥系統(tǒng)包括吹風機、電熱器、紅外燈、白熾燈中的至少一種，并延伸到各種干燥裝置。
[0048]例如，固化系統(tǒng)包括普通UV燈、LED UV燈、紅外燈、日光燈、電熱器中的至少一種，并延伸到各種固化裝置。
[0049]在上述實施例中，通過控制噴墨與承印物曲面運動同步，在承印物常規(guī)曲面部分采用常規(guī)噴頭和在復雜曲面部分采用毛細噴頭依次進行CMYK四色噴墨印刷；噴頭噴墨過程中靜止，避免了噴頭運動對噴墨過程的干擾，提高噴墨印刷精度；毛細噴頭可實現(xiàn)大深徑t匕、毫米級小尺寸、變曲率、凹面等復雜曲面印刷；常規(guī)噴頭多孔噴墨，可有效提高噴墨印刷速度，縮短印刷時間，提高曲面印刷效率，獲得高的彩色三維曲面噴墨印刷質量。本領域普通技術人員可以理解:附圖只是一個實施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實施本發(fā)明所必須的。
[0050]本領域普通技術人員可以理解:實施例中的裝置中的模塊可以按照實施例描述分布于實施例的裝置中，也可以進行相應變化位于不同于本實施例的一個或多個裝置中。上述實施例的模塊可以合并為一個模塊，也可以進一步拆分成多個子模塊。
[0051]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種彩色三維曲面噴墨印刷設備，其特征在于，用于三維物體曲面彩色噴墨印刷，包括:控制系統(tǒng)、噴墨系統(tǒng)、供墨系統(tǒng)、承印臺、干燥系統(tǒng)、固化系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、指示與報警系統(tǒng)，其中: 所述控制系統(tǒng)包括控制軟件、數(shù)據(jù)采集與控制器、供墨控制器、噴墨控制器、干燥固化控制器、運動控制器和監(jiān)測控制器；所述控制軟件用于設定設備運行規(guī)則、對數(shù)據(jù)采集與控制器采集的數(shù)據(jù)進行實時信號顯示，向所述供墨控制器、所述噴墨控制器、所述運動控制器、所述監(jiān)測控制器和所述干燥固化控制器分別發(fā)送相應的控制信號； 所述噴墨系統(tǒng)包含依次相連的信號放大器、噴墨電源、噴頭組，以及安裝所述噴頭組的噴頭運動臺；所述信號放大器與所述噴墨控制器相連，接收所述噴墨控制器發(fā)送的噴墨控制信號，實現(xiàn)噴墨功能；所述噴頭運動臺與所述運動控制器相連，接收所述運動控制器發(fā)送的嗔頭運動臺控制彳目號，實現(xiàn)嗔頭運動定位功能；所述嗔頭組包括多個CMYK單色常規(guī)嗔頭和多個CMYK單色毛細嗔頭；在每一顏色印刷如，所述嗔頭運動臺根據(jù)所述嗔頭運動臺控制信號將對應的噴頭移動至噴墨位置后靜止，并在噴墨過程中保持噴頭靜止不動； 所述供墨系統(tǒng)包括依次相連的墨盒、連接管、真空泵、過濾器、墨泵、墨罐，以及安裝在所述連接管上的壓力表和調壓閥；所述壓力表、所述調壓閥分別與所述供墨控制器相連，所述供墨控制器根據(jù)所述壓力表的壓力值對所述調壓閥進行調節(jié)，為噴頭提供穩(wěn)定的噴墨壓力； 所述承印臺包括承印物運動臺和相連的電機、用于固定承印物的夾具；電機、傳感器分別與運動控制器相連； 所述干燥系統(tǒng)和所述固化系統(tǒng)分別與所述干燥固化控制器相連，用于在所述干燥固化控制器控制下對所述承印物上的噴墨材料進行干燥和固化； 所述監(jiān)測系統(tǒng)包括圖像采集與分析軟件、照相機、放大鏡頭、光源和顯示器；所述照相機用于在所述放大鏡和所述光源的輔助下獲取墨滴的噴墨、干燥、固化圖像和所述承印物的圖像；所述圖像采集與分析軟件用于按照預定的規(guī)則對噴墨印刷過程實時顯示與觀測，并對照相機獲取的圖像進行數(shù)據(jù)采集、分析與質量檢測，并將分析結果反饋給所述監(jiān)控控制器與顯示器； 所述指示與報警系統(tǒng)包括電源指示燈、工作狀態(tài)指示燈和蜂鳴器，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集與控制器采集的設備工作狀態(tài)指示相應設備的運行狀態(tài)以及出錯報警。
2.根據(jù)權利要求1所述的三維曲面噴墨印刷設備，其特征在于: 所述噴頭組包括多個CMYK單色常規(guī)噴頭和CMYK單色毛細噴頭；所述噴頭組中噴頭的噴墨方式為按需噴墨或連續(xù)噴墨。
3.根據(jù)權利要求1所述的三維曲面噴墨印刷設備，其特征在于: 所述常規(guī)噴頭為尺寸在厘米級，具有多個噴孔的噴頭。
4.根據(jù)權利要求1所述的三維曲面噴墨印刷設備，其特征在于: 所述毛細噴頭為具有細長結構，長度在毫米至厘米級，截面尺寸在微米至毫米級，具有一個或多個噴孔，噴孔直徑在微米級的噴頭； 所述毛細噴頭采用壓電振動、熱發(fā)泡、超聲振動、磁致伸縮或電磁閥控制方式驅動； 所述毛細噴頭的材料為玻璃、石英、硅、碳、銅、鋁合金、不銹鋼、陶瓷或塑料。
5.根據(jù)權利要求1所述的三維曲面噴墨印刷設備，其特征在于: 所述噴頭運動臺為電動直線運動臺或電動旋轉運動臺。
6.根據(jù)權利要求1所述的三維曲面噴墨印刷設備，其特征在于: 所述電機為步進電機或伺服電機； 所述傳感器為直線位移傳感器、角位移傳感器和位置傳感器中的至少一種。
7.權利要求1所述的三維曲面噴墨印刷設備，其特征在于: 所述承印物運動臺作具有五個運動自由度的曲面運動，包括X軸直線運動臺、Y軸直線運動臺、Z軸直線運動臺、A向旋轉臺以及B向旋轉臺；其中，A向旋轉為繞Z軸旋轉,B向旋轉為繞Z軸法線旋轉，所述運動臺分別作單獨運動、部分聯(lián)動或全部聯(lián)動。
8.根據(jù)權利要求1所述的三維曲面噴墨印刷設備，其特征在于: 所述干燥系統(tǒng)包括風機、電熱器、紅外燈、白熾燈中的至少一種。
9.根據(jù)權利要求1所述的三維曲面噴墨印刷設備，其特征在于: 所述固化系統(tǒng)包括普通UV燈、LED UV燈、紅外燈、日光燈、電熱器中的至少一種。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種彩色三維曲面噴墨印刷設備，用于三維物體彩色曲面噴墨印刷。設備主要包括：控制系統(tǒng)、噴墨系統(tǒng)、供墨系統(tǒng)、承印臺、干燥系統(tǒng)、固化系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、指示與報警系統(tǒng)。噴頭在噴墨過程中靜止不動，可有效提高噴墨印刷精度；通過噴墨過程與承印物曲面運動同步，在承印物常規(guī)曲面部分采用常規(guī)噴頭和在復雜曲面部分采用毛細噴頭依次進行CMYK四色噴墨印刷。本設備組合噴墨印刷的方式不僅能實現(xiàn)復雜曲面噴墨印刷，而且能有效提高曲面噴墨印刷質量和速度，縮短印刷時間，獲得高質量彩色三維承印物彩色噴墨印刷效果。
【IPC分類】B41J2-21
【公開號】CN104553342
【申請?zhí)枴緾N201310473901
【發(fā)明人】蔣小珊, 褚庭亮, 龐也馳
【申請人】中國印刷科學技術研究所
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月11日