一種自動曲面披覆設備的制作方法

專利名稱：一種自動曲面披覆設備的制作方法
一種自動曲面披覆設備
技術領域：
本發明屬于曲目披覆技術領域，尤其涉及可以自動完成曲面披覆過程的自動化曲面披覆設備。
背景技術：
水轉印技術是利用水壓將帶彩色圖案的轉印紙/塑料膜進行高分子水解的一種印刷。隨著人們對產品包裝與裝飾的要求的提高，水轉印的用途越來越廣泛。其間接印刷的原理及完美的印刷效果解決了許多產品表面裝飾的難題，主要用于各類塑膠、五金、陶瓷、 玻璃等的轉印。水轉印技術有兩類，一種是水標轉印技術，另一種是水披覆轉印技術。前者主要完成文字和寫真圖案的轉印，后者則傾向于在整個產品表面進行完整轉印。披覆轉印技術(CubicTransfer)使用一種容易溶解于水中的水性薄膜來承載圖文。由于水披覆薄膜張力極佳，很容易纏繞于產品表面形成圖文層，，產品表面就像噴漆一樣得到截然不同的外觀。披覆在任何形狀之工件上，為生產商解決立體產品印刷的問題。曲面披覆亦能在產品表面加上不同紋路，如皮紋.木紋.翡翠紋及云石紋等，同時亦可避免一般版面印花中常現的虛位。且在印刷流程中，由于產品表面不需與印刷膜接觸，可避免損害產品表面及其完整性。但是現在水轉印技術領域中，采用的設備只需幾個水盆、氣泵等設備即可進行生產， 而其中的技術技術實施完全由手工進行，導致其具有很多不確定因素，例如圖案位置不準確，圖案附著牢固程度不一等諸多質量問題。尤其重要的就是現在的水轉印行業中，產品的質量完全依靠操作者的自身熟練程度，因此無論是圖案印制的位置還是產品印制的質量， 均存在較大的差異。而這種差異則完全依靠委托生產方和客戶的容忍度來解決，因此也形成了現代大工業化產品中的一個畸形現象。而今年隨著人工成本的上升和大量產品需要使用曲面披覆工藝進行美化，曲面披覆的生產成本高及生產效率低的問題也顯得更加突出。 上述的技術問題一直存在與行業中，但是至今沒有一個非常有效的技術解決方案。

發明內容本發明的目的是提供一種可以自動生產方式進行素材(即需要進行曲面披覆的產品或者部件)曲面披覆的曲面披覆設備。該設備工業化產品共同具有的一致性，同時也具有非常準確的圖案印制位置和可靠的產品質量。為了達到上述的技術目的，本發明采用的技術解決方案包括以下技術內容一種自動曲面披覆設備，其特征在于所述的曲目披覆設備由安裝在機架上的素材輸送裝置和膜紙輸送裝置組成，所述的素材輸送裝置包括夾取素材的機械手和帶動機械手運動的機械手運動機構組成，膜紙輸送裝置由固定膜紙的膜紙框和帶動膜紙運動的膜紙水平運動機構組成，上述的素材輸送裝置和膜紙輸送裝置運動軌跡上設置有固定在機架上的位置測量裝置，所述的膜紙輸送裝置設置在水槽中，上述的素材輸送裝置、膜紙輸送裝置及測量裝置均與電腦控制裝置連接，并接受電腦控制裝置的控制，所述的機架上還設置有活化劑噴淋裝置。
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所述的機械手為氣動、電動或者液壓機械手，為與該機械手配合還需對應設置有氣動、電動或者液壓驅動裝置。所述的機械手運動裝置為具有至少具有水平和垂直兩個方向的運動裝置，帶動固定在該機械手運動裝置上的機械手移動。所述的機械手運動機構為導軌結構，且該導軌至少為兩個滑軌，且上述的滑軌至少包括一個水平滑軌和垂直滑軌，以保證滑軌帶動機械手做水平和垂直兩個方形的運動。所述的膜紙框為方形，其上固定有膜紙，膜紙框邊緣設置有與膜紙水平運動裝置相配合的活動卡合結構。所述的膜紙水平運動機構為鏈條或者滑軌結構，其上設置有與膜紙框邊緣配合的活動卡合結構。所述的膜紙輸送裝置上方設置有膜紙自動添加架，其上設置有升降裝置，通過該升降裝置將膜紙框放置在膜紙水平運動機構上，并通過上述的活動卡合結構將膜紙框固定在膜紙水平運動機構上。所述的膜紙水平運動機構即可以位于水槽中的水平面之上，也可以位于水槽中的水平面之下，但需要通過調整膜紙框的形狀保證膜紙漂浮在水平面上。所述的測量裝置設置在膜紙水平運動裝置和設置在機械手運動裝置兩側，用于測量膜紙及膜紙框的位置，其設置數量需保證機械手運動裝置和水平運動裝置在做二維或者三維調整運動時，滿足保證具有足夠的測量精度。所述的電腦控制裝置通過有線或者無線方式與測量裝置連接，并接收測量裝置傳輸給電腦控制裝置的信息，電腦控制裝置還通過有線或者無線方式與膜紙水平運動裝置和設置在機械手運動裝置連接，并通對獲取的測量信息結合預先設置的程序，控制膜紙水平運動裝置的傳輸速度，以及機械手運動裝置的運動速度及機械手的開合和角度調整，由此控制膜紙和素材之間的同步運動，完成曲面披覆加工。通過采用上述的技術解決方案，本發明獲得了以下優點和積極的技術效果本發明通過采用在一個機架上設置素材輸送裝置和膜紙輸送裝置的結構，同時采用測量裝置配合對膜紙和機械手夾持的素材位置進行準確測量，然后通過電腦控制裝置的控制下，進行準確的曲面披覆加工。通過采用上述的這種結構設計，實現了對素材和膜紙相對位置的精確控制，徹底實現了全自動化的曲目披覆生產，這種生產方式，具有良好的一致性，由于其具有精確的披覆動作和準確的工作時間，其產品的質量也非常可靠，同時也大幅度的提高了產品的合格率；通過采用液壓、氣動或者電動方式來控制機械手及機械手運動機構的動作，主要是針對不同使用要求所設計的，如氣動驅動則動作迅速，液壓則動作精確；而機械手運動機構采用至少有兩個運動方向的運動裝置，可以保證機械手具有足夠的運動能力，當然如果進行的曲面披覆要求精度較高的時候，則需要采用具有三個運動方向的運動機構，達到進一步提高機械手的運動精度；本發明通過采用在膜紙輸送裝置上設置與膜紙框相配合的活動卡合結構，使膜紙輸送裝置與膜紙框可以靈活的自動固定及脫離，使膜紙的供應和膜紙框的脫離實現自動化，實現自動連續供應浸泡好的膜紙；通過采用在膜紙輸送裝置和機械手輸送裝置運動軌跡范圍內，均設置有測量裝置，通過這些測量裝置可以有效的向電腦控制裝置輸送準確的膜紙和素材的精確位置信息，由于上述的電腦控制裝置還同時連接膜紙水平運動裝置和設置在機械手運動裝置，電腦控制裝置安裝控制程序對收集到的測量信息進行分析后，對膜紙水平運動裝置和機械手運動裝置的速度和角度進行綜合調整，實現膜紙和素材的同步，有效的保證了曲面披覆加工的精度和加工質量。總之，本發明通過上述的一系列設計，提供了一種自動曲面披覆設備，使用該設備可以徹底改變現有曲面披覆全部手工操作的現狀，顯著提高曲面披覆的生產精度和產品質量，同時具有提高生產效率和降低生產成本的優點。

圖1為本發明的示意圖；圖2為本發明機械手的移動示意圖。圖3為本發明的夾具的移動示意圖。圖4為本發明的素材上掛示意圖；圖5為本發明的膜紙框的移動示意圖。圖6為本發明的水循環、水溫度自動控制示意圖。圖7為本發明的膜紙框的移動示意圖。
具體實施方式下面結合附圖對本發明進行進一步的說明如圖1-7本發明涉及一種自動曲面披覆設備，主要是針對現有技術中進行曲面披覆生產的專用自動化設備，該設備可以改變現有曲面披覆生產中全部采用手工進行操作的現狀。該設備主要有兩部分組成，即安裝在機架上的素材輸送裝置和膜紙輸送裝置，上述的這兩部分分別負責素材1和膜紙的輸送及控制。所述的素材輸送裝置包括夾取素材1的機械手3和帶動機械手運動的機械手運動機構4組成，機械手3負責夾持抓取素材1，也就是需要進行曲面披覆的產品，機械手3安裝在機械手運動機構4上，通過機械手運動機構4帶動將素材1輸送到指定位置，并由機械手3做出相應的動作，是素材1與溶解在水面的膜紙圖案接觸，完成曲面披覆加工。膜紙輸送裝置由固定膜紙的膜紙框2和帶動膜紙運動的膜紙水平運動機構組成，膜紙輸送裝置5的主要功能就是將膜紙輸送到指定的位置，與素材1 接觸后完成曲面披覆工作。為了了解和控制曲面披覆的操作過程，在上述的素材輸送裝置和膜紙輸送裝置運動軌跡上設置有固定在機架上的位置測量裝置，該測量裝置主要是為了確定和控制膜紙和素材1的位置，以便控制素材1與膜紙之間接觸時候的角度和位置，從而保證曲面披覆的加工質量。由于曲面披覆需要在水中進行披覆操作，故所述的膜紙輸送裝置設置在水槽6中。由于曲面披覆操作過程中素材1入水的角度、入水的時間、素材1與膜紙上圖案的相對位置等，均會影響到曲面披覆的質量，故上述的素材輸送裝置、膜紙輸送裝置及測量裝置均與電腦控制裝置連接，并接受電腦控制裝置的控制。所述的機架上還設置有活化劑噴淋裝置，這個噴淋裝置位于進行曲面披覆的工位之前，及有噴淋裝置向膜紙噴灑活化劑后，即可對素材1進行曲面披覆。機械手3的主要作用就是夾持抓取素材1，所以機械手部分為可以采用通用的機械手3。機械手3的驅動方式為氣動、電動或者液壓機械手，為與該機械手3配合還需對應設置有氣動、電動或者液壓驅動裝置。所述的機械手運動機構4為具有至少具有水平和垂直兩個方向的運動裝置，帶動固定在該機械手運動機構4上的機械手移動。但需要說的一點就是機械手3不但要有夾持功能，同時要具備角度翻轉調整功能，而這種翻轉也是至少有兩個方向，及旋轉和翻轉，這樣通過機械手3的旋轉和翻轉可以將素材1調整到任意角度入水。機械手3安裝在機械手運動機構4上，機械手運動機構4為導軌結構，且該導軌至少為兩個滑軌，且上述的滑軌至少包括一個水平滑軌和垂直滑軌，以保證滑軌帶動機械手做水平和垂直兩個方形的運動。其中的水平導軌的長度較長，因為這個導軌要保證其形成可以經過素材夾持區域、素材曲面披覆區域已經加工后素材放置區域。所述的膜紙框2為方形，其上固定有膜紙，膜紙上印制有需要進行曲面披覆的圖案。膜紙框2邊緣設置有與膜紙水平運動裝置相配合的活動卡合結構。膜紙框2通過膜紙水平運動機構帶動運動，所述的膜紙水平運動機構為鏈條或者滑軌結構，其上設置有與膜紙框2邊緣配合的活動卡合結構。這樣通過對膜紙水平運動結構運動速度的調整，就可以控制膜紙在水中的浸泡時間。為了進一步提高本發明的自動化程度，在所述的膜紙輸送裝置上方設置有膜紙自動添加架7，其上設置有升降裝置并可以根據需要調整升降角度，通過該升降裝置將膜紙框2放置在膜紙水平運動機構上，并通過上述的活動卡合結構將膜紙框 2固定在膜紙水平運動機構上。這個結構類似于電梯結構，膜紙框2在膜紙輸送裝置的帶動下，由上向下依次將一個個膜紙框2輸送過來，并由膜紙水平輸送裝置一個個的帶入水槽6 中，使膜紙框4在水中浸泡溶解的同時向前移動。所述的膜紙水平運動機構即可以位于水槽6中的水平面之上，也可以位于水槽6 中的水平面之下，這里需要說明的一點就是膜紙水平運動機構未必一定要設置在水中，也可以設置在水槽6的上方。但是考慮膜紙框2和膜紙一定要在水中進行浸泡溶解，故當膜紙水平運動機構位于水面上方的時候，則需要改變膜紙框2的結構，例如增加兩個伸向上方的固定片，在固定片上方設置活動卡合結構與膜紙水平運動機構連接，這樣通過固定片使膜紙框2位置向下延伸了一段距離，保證了膜紙框2和膜紙同樣可以位于水中。采用這種結構的優點就是可以有效的避免膜紙水平運動機構受到水的腐蝕，延長其使用壽命。另外在上述的水槽下部還設置有過濾裝置和循環泵、水溫度自動控制器，該過濾裝置和循環泵可以過濾清除膜紙進行曲面披覆之后的殘留物，使水槽中的水保持清潔、溫度一致，便于曲面披覆的持續工作。由于曲面披覆對素材1與膜紙之間的位置要求非常高，所以需要在素材1和膜紙通過位置設置多個測量裝置8，來隨時反饋上述二者的準確位置。故所述的測量裝置8設置在膜紙水平運動裝置兩側，用于測量膜紙及膜紙框2的位置。所述的測量裝置8設置在機械手3運動裝置兩側，其設置數量需保證機械手3在做二維或者三維調整運動時，均可保證具有足夠的測量精度。總之，根據曲面披覆生產的精度要求，需要素材1和膜紙經過的運動路徑上設置測量裝置8，當加工要求非常高的時候，甚至需要在每一個運動方向的路徑上均設置測量裝置8，一般控制電腦可以獲得盡可能多的準確位置信息。在上述的結構可知，本發明的曲面披覆設備在工作過程中，尤其是對膜紙和素材1 之間位置控制要求精度非常高，故本發明通過電腦及控制程序來實現對設備的控制。所述的電腦控制裝置通過有線或者無線方式與測量裝置連接，并接收測量裝置傳輸給電腦控制裝置的信息，電腦控制裝置還通過有線或者無線方式與膜紙水平運動裝置和設置在機械手運動裝置4連接，并通對獲取的測量信息結合預先設置的程序，控制膜紙水平運動裝置的傳輸速度，以及機械手運動裝置4的運動速度及機械手3的開合和角度調整，由此控制膜紙和素材1之間的同步運動，完成曲面披覆加工。為了使上述的曲面披覆設備可以適應各種不同的素材1，上述的電腦控制裝置中設置有參數修改功能，包括膜紙水平運動裝置的傳輸速度、活化劑的噴灑時間和噴灑量，機械手3運動裝置的運動距離、運動速度、機械手的開合時間、開合角度以及在不同位置上的的旋轉角度等等參數設置，以保證上述的曲面披覆設備可以適應多種不同的素材1進行曲面披覆加工。如圖2-7所示，下面對本發明的曲目披覆設備的工作過程進行詳細描述。描述按照曲目披覆設備的兩個主要組成部分分別進行描述。首先是素材輸送裝置的運動過程。素材輸送裝置的起始位置位于夾具放置區域上方，該素材1放置區域為設置在輸送裝置起始位置的下方，并固定在機架上。這是機械手3開始打開并抓緊一個用于固定素材的夾具，抓緊夾具之后，機械手3在素材輸送裝置水平方向導軌的作用下繼續向前移動，并到達素材放置區域的上方，素材放置區同樣位于素材輸送裝置的下方，并固定在機架上的一個放置平臺，水平方向的運動停止，這是機械手3在垂直方向的導軌作用下向下移動，利用夾具拾取素材1。使用夾具拾取素材1可以采用在夾具上設置雙面膠的方式。另外也可以直接夾取素材1，實際使用時根據素材1的不同而選用不同方式，利用雙面膠將素材1粘住后提起。 在拾取素材1之后。在拾取素材1之后，機械手3在素材輸送裝置的水平方向導軌帶動下運動到曲面披覆工位上方。這里需要說明的是這是的運動即可以向前運動，也可以向后運動，具體運動方向取決于素材放置平臺、夾具放置平臺和曲目披覆工位三者之間的相對位置。如圖_所示，機械手3開始向后運動，并越過素材放置平臺和夾具放置平臺后到達曲面披覆工位，然后由機械手3開始調整素材1入水的角度，可以通過機械手3在水平和垂直方向兩種運動進行素材1角度調整。之后素材輸送裝置的垂直導軌帶動機械手3下降， 使素材1進入水槽6中，將浸泡好并且噴淋活化劑的圖案披覆到素材1上。在經過設定的浸泡時間之后，機械手3在垂直導軌帶動下降素材1提出水面，在有水平導軌帶動機械手到素材下掛區域，將素材1及夾具放下。需要說明的一點是，在拾取夾具、素材1及到達曲面披覆工位時，需要通過測量裝置8對機械手的位置進行檢測，并將該信息反饋至控制電腦， 以保證位置的準確。而機械手3進行素材1入水角度調整時，則可以依靠控制電腦中設定的程序和參數來控制。下面描述膜紙的輸送加工過程。首先將膜紙固定在膜紙框2上，然后將膜紙框2 依次放置到膜紙自動添加架7上，膜紙自動添加架7上的升降裝置帶動膜紙框2下降，并將膜紙框2放置到膜紙輸送裝置上，膜紙輸送裝置可以采用鏈條結構。并由膜紙框2邊緣的活動卡合結構將其固定在輸送裝置的鏈條上。通常采用的膜紙輸送裝置位于水槽6的水面下方，所以此時膜紙已經浸泡到水中，在輸送裝置的鏈條帶動下相曲面披覆工位移動。由于不同膜紙的浸泡時間決定曲面披覆的質量，故膜紙在水中的浸泡時間是由膜紙輸送裝置的運動速度決定的，故通過調整膜紙輸送裝置的運動速度，即可實現對膜紙浸泡時間的控制。 在膜紙框2運動到接近曲面披覆工位的時候，由設置在這個位置上方的活化劑噴淋裝置向膜紙噴淋活化劑，膜紙框2繼續向前移動到曲面披覆工位的時候，膜紙輸送設備停止運動， 并等待上方機械手3進行曲面披覆。之后膜紙框2隨著膜紙輸送裝置繼續先前移動，直至到達水槽6邊緣，這時活動卡合結構放開膜紙框2，由人工取出上述的膜紙框2。這里需要說明的一定就是，在膜紙框2固定到膜紙輸送裝置上、到達活化劑噴淋裝置下方及到達曲面披覆工位的時候，均需要測量裝置8對其進行位置檢測，并將該信息反饋控制電腦。
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通過上述的描述以基本了解了本發明的主要運動過程。而上述的膜紙輸送裝置和素材輸送裝置之間需要精確控制的關鍵，就是同時到達曲面披覆工位，并且將素材1和膜紙之間的準確位置反饋給控制電腦，再由控制電腦控制機械手3調整素材1的入水角度和位置。從而保證了素材1和膜紙之間具有精確的定位。因此通過上述曲面披覆設備生產的產品，具有良好的產品一致性，有效的保證了曲面披覆加工的質量。上述優選實施例的描述使得本領域技術人員能夠制造和利用本發明。本領域技術人員不需要付出創造性勞動就可以根據這里給出的一般原則實現對本實施例的各種修改。 因此，本發明并不局限于本文所示的實施例，而是與在此所附的權利要求的最大保護范圍一致。
權利要求
1.一種自動曲面披覆設備，其特征在于所述的曲目披覆設備由安裝在機架上的素材輸送裝置和膜紙輸送裝置組成，所述的素材輸送裝置包括夾取素材的機械手和帶動機械手運動的機械手運動機構組成，膜紙輸送裝置由固定膜紙的膜紙框和帶動膜紙運動的膜紙水平運動機構組成，上述的素材輸送裝置和膜紙輸送裝置運動軌跡上設置有固定在機架上的位置測量裝置，所述的膜紙輸送裝置設置在水槽中，上述的素材輸送裝置、膜紙輸送裝置及測量裝置均與電腦控制裝置連接，并接受電腦控制裝置的控制，所述的機架上還設置有活化劑噴淋裝置。
2.根據權利要求1所述的一種自動曲面披覆設備，其特征在于所述的機械手為氣動、 電動或者液壓機械手，為與該機械手配合還需對應設置有氣動、電動或者液壓驅動裝置。
3.根據權利要求1所述的一種自動曲面披覆設備，其特征在于所述的機械手運動機構為具有至少具有水平和垂直兩個方向的運動裝置，帶動固定在該機械手運動裝置上的機械手移動。
4.根據權利要求3所述的一種自動曲面披覆設備，其特征在于所述的機械手運動裝置為導軌結構，且該導軌至少為兩個滑軌，且上述的滑軌至少包括一個水平滑軌和垂直滑軌，以保證滑軌帶動機械手做水平和垂直兩個方形的運動。
5.根據權利要求1所述的一種自動曲面披覆設備，其特征在于所述的膜紙框為方形， 其上固定有膜紙，膜紙框邊緣設置有與膜紙水平運動裝置相配合的活動卡合結構。
6.根據權利要求1所述的一種自動曲面披覆設備，其特征在于所述的膜紙水平運動機構為鏈條或者滑軌結構，其上設置有與膜紙框邊緣配合的活動卡合結構。
7.根據權利要求1所述的一種自動曲面披覆設備，其特征在于所述的膜紙輸送裝置上方設置有膜紙自動添加架，其上設置有升降裝置，通過該升降裝置將膜紙框放置在膜紙水平運動機構上，并通過上述的活動卡合結構將膜紙框固定在膜紙水平運動機構上。
8.根據權利要求1所述的一種自動曲面披覆設備，其特征在于所述的膜紙水平運動機構即可以位于水槽中的水平面之上，也可以位于水槽中的水平面之下，但需要通過調整膜紙框的形狀保證膜紙漂浮在水平面上。
9.根據權利要求1所述的一種自動曲面披覆設備，其特征在于所述的測量裝置設置在膜紙水平運動裝置和設置在機械手運動裝置兩側，用于測量膜紙及膜紙框的位置，其設置數量需保證機械手運動裝置和水平運動裝置在做二維或者三維調整運動時，滿足保證具有足夠的測量精度。
10.根據權利要求1所述的一種自動曲面披覆設備，其特征在于所述的電腦控制裝置通過有線或者無線方式與測量裝置連接，并接收測量裝置傳輸給電腦控制裝置的信息，電腦控制裝置還通過有線或者無線方式與膜紙水平運動裝置和設置在機械手運動裝置連接， 并通對獲取的測量信息結合預先設置的程序，控制膜紙水平運動裝置的傳輸速度，以及機械手運動裝置的運動速度及機械手的開合和角度調整，由此控制膜紙和素材之間的同步運動，完成曲面披覆加工。
全文摘要
本發明屬于曲目披覆技術領域，尤其涉及可以自動完成曲面披覆過程的自動化曲面披覆設備。一種自動曲面披覆設備，曲目披覆設備由安裝在機架上的素材輸送裝置和膜紙輸送裝置組成，素材輸送裝置包括夾取素材的機械手和帶動機械手運動的機械手運動機構組成，膜紙輸送裝置由固定膜紙的膜紙框和帶動膜紙運動的膜紙水平運動機構組成，素材輸送裝置和膜紙輸送裝置運動軌跡上設置有固定在機架上的位置測量裝置，膜紙輸送裝置設置在水槽中，上述的素材輸送裝置、膜紙輸送裝置及測量裝置均與電腦控制裝置連接，并接受電腦控制裝置的控制，機架上還設置有活化劑噴淋裝置。本發明可以提供一種可以自動生產方式進行素材曲面披覆的曲面披覆設備。
文檔編號B65C3/00GK102424162SQ20111024036
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月19日 優先權日2011年8月19日
發明者賴萬明 申請人:賴萬明