一種彩色輪胎打印機及打印方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種彩色輪胎打印機機及打印方法。包含有XYZ結構的直線滑臺模組，同時在滑臺上裝配有具有多種可控組件的控制頭，打印頭，功能頭，通過對滑臺及多種可控組件的控制，使打印頭到達正確部位，完成打印任務。優(yōu)點：1.目前彩色輪胎打印方面的文獻較少，市面上彩色輪胎的成本較高。本文創(chuàng)新性地提出了一種彩色輪胎打印系統(tǒng)結構及打印方法，能快速、高效、低成本地打印出彩色輪胎。2.合理的支撐負重結構。X方向電機由X方向中間的支撐腳單獨支撐負重，Y方向電機及Z方向打印模組重量均勻分攤到X方向左右兩邊的支撐架上。使得系統(tǒng)工作時更加平穩(wěn)，減小了打印誤差，提高了優(yōu)等品的產出率。
【專利說明】一種彩色輪胎打印機及打印方法
[0001]

【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及輪胎制造【技術領域】，尤其是一種彩色輪胎打印機及打印方法。

【背景技術】
[0003]汽車輪胎的原材料是純凈的橡膠，它的顏色是白色或淡黃色的。這種橡膠彈性很好，但不耐磨，人們?yōu)榱嗽黾酉鹉z的耐磨性，經過探索后，就在純橡膠里加入了炭黑。這樣合成的橡膠就變得結實耐磨了，能很好滿足使用的要求。這就使得我們看到的輪胎多是黑色的。近年來，隨著人們對私家車時尚的追求和個性的彰顯，加之交通法規(guī)沒有明確的限制彩色輪胎的使用，彩色輪胎開始出現在市面上。彩色輪胎的制造方法有多種，但由于制作工藝繁瑣、成本高等原因，彩色輪胎沒有大范圍普及。本發(fā)明專利提出一種彩色輪胎打印機的結構以及打印方法，能實現低成本、高效率地打印出輪側彩色輪胎。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明主要是解決現有技術所存在的技術問題；提供了一種克服現有彩色輪胎制造的成本高、工藝復雜、效率低的缺陷以及環(huán)保節(jié)能方面的不足的一種彩色輪胎打印機及打印方法。
[0005]本發(fā)明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:
一種彩色輪胎打印機，其特征在于，包括有系統(tǒng)平臺，設置在系統(tǒng)平臺上的第一支撐支架，第二支撐支架，第三支撐架，設置在第一支撐支架上的X方向直線滑軌，設置在第二支撐支架上與X方向直線滑軌平行的滑軌、設置在第三支撐架上與X方向直線滑軌平行的滑臺模組，以及Y方向直線滑臺模組；所述X方向直線滑臺模組主要包含驅動電機組件，驅動滑塊在滑軌上往復運動。所述滑軌上設有相應的滑塊；所述Y方向直線滑臺模組包括驅動滑軌、滑塊以及驅動機構，Y方向直線滑臺模組兩端分別固定在X方向兩滑軌的滑塊上，并能在驅動電機和滑塊的帶動下做X方向往復運動；Y方向直線滑臺模組的滑塊上通過角塊懸掛有Z方向直線滑臺模組，Z方向直線滑臺模組上懸掛有低精度低分辨率模塊組件；低精度低分辨率模塊組件上搭載可移動的高精度高分辨率模塊組件；高精度高分辨率模塊組件協(xié)同低分辨率模塊組件固定著打印組件；該彩色輪胎打印機包括有空氣壓縮機、壓力儲料罐、匯流板、電磁閥、調壓閥、水油分離器、連接管等設備頭。打印頭上一共有4個噴頭，每一個噴頭分別受一條氣路控制，一共有4條氣路。所述的空氣壓縮機8個大氣壓與匯流板相連，4個噴頭共享一個匯流板。在一個噴頭的氣路控制中，從匯流板流出的3路氣體，經不同的路徑到達噴頭。一路經調壓閥、水油分離器、電磁閥后到達噴頭的一個接口，控制噴頭的開關；一路經調壓閥、水油分離器、電磁閥后到達噴頭的另一個接口，產生霧化效果；一路經調壓閥、壓力儲料罐到達噴頭的第三個接口，噴入顏料到噴頭里。
[0006]在上述的一種彩色輪胎打印機，Y方向直線滑臺模組，以及懸掛于其上的Z方向直線滑臺模組的重量均勻分攤到X方向直線滑軌和上，這樣Y方向直線滑臺模組在滑軌上往返滑動時，整個支架會十分平穩(wěn)，不會因為兩邊受力不均勻而產生形變或大幅振動、搖晃。
[0007]在上述的一種彩色輪胎打印機，位于X方向上的驅動電機由第三支撐架單獨支撐其負重，而不是放在直線滑軌或上，這樣減輕了 X方向直線滑軌的負重，也避免了兩邊滑軌受力不均勻而產生的不良影響。
[0008]在上述的一種彩色輪胎打印機，所述打印組件包含多個多功能機械臂，每個多功能機械臂上含有裝載及鎖定與卸載裝置；以及處理打印頭、功能頭與控制頭中的一個或多個的加載及卸載穩(wěn)定放置。
[0009]在上述的一種彩色輪胎打印機，所述高分辨率模塊組件包含一種高精度位移裝置和定位裝置，根據不同處理指令，產生不同的高精度位移，從而對裝載在其上的打印頭、功能頭或控制頭產生不同程度的高精度位移。
[0010]在上述的一種彩色輪胎打印機，所述的控制頭包含攝像、定位、幾何檢測、物理檢測、電性能檢測多種種類和不同分辨率，對打印機內部進行攝像獲取內部字車機構位置與被打印輪胎位置信息的第一攝像系統(tǒng)、第二攝像系統(tǒng)、第三攝像系統(tǒng)和獲取被打印輪胎數據第四攝像系統(tǒng)；控制頭上還包含設有能夠進行幾何檢測的自動聚焦系統(tǒng)和進行阻抗檢測的探針。
[0011]在上述的一種彩色輪胎打印機，所述功能頭有多種類型，涵蓋對被打印器件特定部位進行固化的聚焦紫外光頭、紅外光頭、電子束聚焦固化頭、超聲波頭。
[0012]在上述的一種彩色輪胎打印機，所述打印頭具有可控器件，能夠通過控制打印噴口產生形變，從而控制墨滴形態(tài)，提供不同打印顆粒度從而完成打印。
[0013]一種彩色輪胎打印機，其特征在于，包括以下步驟:
步驟1，將所需打印輪胎置于載物平臺上，控制頭上的第一攝像系統(tǒng)開始工作，同時打開自動聚焦系統(tǒng)，獲取圖像信息，并將圖像數據傳送至處理終端；
步驟2，處理終端利用所得圖像數據，進行圖像處理并做精度檢測，決定打印指令，確定所需打印部位與打印器件，同時根據打印器件的精度與分辨率要求，選擇相對的第一攝像系統(tǒng)、第二攝像系統(tǒng)、第三攝像系統(tǒng)、第四攝像系統(tǒng)進行圖像數據采集，并利用得到的圖像數據，確定具體的打印指令，分別調整X方向直線滑臺模組，Y方向直線滑臺模組，Z方向直線滑臺模組，使打印頭移動到需要打印的大概位置。調整相應高精度高分辨率模塊組件與低精度低分辨率模塊組件，先進行低精度低分辨率模塊組件的移動，然后在其基礎上，調整高精度高分辨率模塊組件上的位移裝置和定位裝置，從而使打印頭產生高精度位移，在打印頭到達正確位置后，調整打印頭可控器件，確定打印墨滴大小后，進行打??；
步驟3，在一次彩色輪胎打印任務完成后，利用控制頭上的探針對目標進行檢測，確認滿足要求后再利用功能頭上具有的固化系統(tǒng)，完成對剛剛打印的輪胎油墨面的固化工作，然后將輪胎推向優(yōu)等品的存儲倉庫；如果檢測目標不能滿足要求，則將輪胎推送到次等品的存儲倉庫。至此，一次彩色輪胎打印過程結束，若需進行其它輪胎的打印，重復進行步驟I至步驟2，直至輪胎全部打印完畢。
[0014]因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:1.創(chuàng)新性地提出了一種彩色輪胎打印系統(tǒng)結構及打印方法，能快速、高效、低成本地打印出彩色輪胎。2.合理的支撐負重結構。X方向電機由X方向中間的支撐腳單獨支撐負重，Y方向電機及Z方向打印模組重量均勻分攤到X方向左右兩邊的支撐架上。使得系統(tǒng)工作時更加平穩(wěn)，減小了打印誤差，提高了優(yōu)等品的產出率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是彩色輪胎打印機結構原理示意圖。
[0016]圖2是圖1中打印組件功能示意圖。
[0017]圖3是圖1中高精度模塊功能示意圖。
[0018]圖4是圖2中控制頭功能示意圖。
[0019]圖5是圖2中功能頭功能示意圖。
[0020]圖6是圖2中打印頭功能示意圖。
[0021]圖7是本發(fā)明中打印機一種側視結構示意圖。
[0022]圖8是本發(fā)明中一個噴頭的氣路控制示意圖。

【具體實施方式】
[0023]下面通過實施例，并結合附圖，對本發(fā)明的技術方案作進一步具體的說明。圖中，系統(tǒng)平臺I，第一支撐支架2，X方向直線滑軌3，第二支撐支架4，X方向直線滑軌5，Y方向直線滑臺模組6，第三支撐架7，X方向直線滑臺模組8，Z方向直線滑臺模組9，低精度低分辨率模塊組件10，高精度高分辨率模塊組件11，打印組件12，多功能機械臂13，裝載及鎖定卸載裝置14，打印頭15，功能頭16，控制頭17，位移裝置和定位裝置18，第一攝像系統(tǒng)19，第二攝像系統(tǒng)20，第三攝像系統(tǒng)21，第四攝像系統(tǒng)22，自動聚焦系統(tǒng)23，探針24，聚焦紫外光頭25，紅外光頭26，電子束聚焦固化頭27，超聲波頭28，可控器件29，載物平臺30，處理終端31。
[0024]實施例:
首先介紹一下本發(fā)明的系統(tǒng)概況，圖中系統(tǒng)的組成部分有，系統(tǒng)平臺1，第一支撐支架2，X方向直線滑軌3，第二支撐支架4，X方向直線滑軌5，Y方向直線滑臺模組6，第三支撐架7，X方向直線滑臺模組8，Z方向直線滑臺模組9，低精度低分辨率模塊組件10，高精度高分辨率模塊組件11，打印組件12，多功能機械臂13，裝載及鎖定卸載裝置14，打印頭15，功能頭16，控制頭17，位移裝置和定位裝置18，第一攝像系統(tǒng)19，第二攝像系統(tǒng)20，第三攝像系統(tǒng)21，第四攝像系統(tǒng)22，自動聚焦系統(tǒng)23，探針24，聚焦紫外光頭25，紅外光頭26，電子束聚焦固化頭27，超聲波頭28，可控器件29，載物平臺30，處理終端31。
[0025]接著介紹一下該打印機組成結構細節(jié)，包括有系統(tǒng)平臺1、設置在系統(tǒng)平臺I上的第一支撐支架2、第二支撐支架4、第三支撐架7、設置在第一支撐支架2上的X方向直線滑軌3、設置在第二支撐支架4上與X方向直線滑軌3平行的滑軌5、設置在第三支撐架7上與X方向直線滑軌3平行的滑臺模組8，以及Y方向直線滑臺模組6 ;所述X方向直線滑臺模組8主要包含驅動電機組件，驅動滑塊在滑軌上往復運動。所述滑軌3和5上設有相應的滑塊；所述Y方向直線滑臺模組6包括驅動滑軌、滑塊以及驅動機構，Y方向直線滑臺模組6兩端分別固定在滑軌3和5的滑塊上，并能在驅動電機和滑塊的帶動下做X方向往復運動；Y方向直線滑臺模組6的滑塊上通過角塊懸掛有Z方向直線滑臺模組9，Z方向直線滑臺模組9上懸掛有低精度低分辨率模塊組件10 ;低精度低分辨率模塊組件10上搭載可移動的高精度高分辨率模塊組件11;高精度高分辨率模塊組件11協(xié)同低分辨率模塊組件10固定著打印組件12。
[0026]打印組件12包含多個多功能機械臂13，每個多功能機械臂13上含有裝載及鎖定與卸載裝置14 ;以及處理打印頭15、功能頭16與控制頭17中的一個或多個的加載及卸載穩(wěn)定放置。
[0027]高分辨率模塊組件11包含一種高精度位移裝置和定位裝置18，根據的不同處理指令，產生不同的高精度位移，從而對裝載在其上的打印頭15、功能頭16或控制頭17的產生不同程度的高精度位移。
[0028]控制頭17包含攝像、定位、幾何檢測、物理檢測、電性能檢測等多種種類和不同分辨率，對打印機內部進行攝像獲取內部字車機構位置與被打印線路板位置信息的第一攝像系統(tǒng)19、第二攝像系統(tǒng)20、第三攝像系統(tǒng)21和獲取被打印線路板數據第四攝像系統(tǒng)22 ;控制頭17上還包含設有能夠進行幾何檢測的自動聚焦系統(tǒng)23和進行阻抗檢測的探針24。
[0029]功能頭16有多種類型，涵蓋對被打印器件特定部位進行固化的聚焦紫外光頭25、紅外光頭26、電子束聚焦固化頭27、超聲波頭28等。
[0030]打印頭15具有可控器件29，能夠通過控制打印噴口產生形變，從而控制墨滴形態(tài)，提供不同打印顆粒度從而完成打印。
[0031]最后，本發(fā)明還包括有空氣壓縮機、壓力儲料罐、匯流板、電磁閥、調壓閥、水油分離器、連接管等設備頭；打印頭上一共有4個噴頭，每一個噴頭分別受一條氣路控制，一共有4條氣路；所述的空氣壓縮機與匯流板相連，4個噴頭共享一個匯流板；在一個噴頭的氣路控制中，從匯流板流出的3路氣體，經不同的路徑到達噴頭；一路經調壓閥、水油分離器、電磁閥后到達噴頭的一個接口，控制噴頭的開關；一路經調壓閥、水油分離器、電磁閥后到達噴頭的另一個接口，產生霧化效果；一路經調壓閥、壓力儲料罐到達噴頭的第三個接口，噴入顏料到噴頭里。
[0032]下面介紹一下本實施例采用的打印方法，包括以下步驟:
步驟1，將所需打印輪胎置于載物平臺30上，控制頭17上的第一攝像系統(tǒng)19開始工作，同時打開自動聚焦系統(tǒng)23，獲取圖像信息，并將圖像數據傳送至處理終端31 ；
步驟2，處理終端31利用所得圖像數據，進行圖像處理并做精度檢測，決定打印指令，確定所需打印部位與打印器件，同時根據打印器件的精度與分辨率要求，選擇相對的第一攝像系統(tǒng)19、第二攝像系統(tǒng)20、第三攝像系統(tǒng)21、第四攝像系統(tǒng)22進行圖像數據采集，并利用得到的圖像數據，確定具體的打印指令，分別調整X方向直線滑臺模組8，Y方向直線滑臺模組6，Z方向直線滑臺模組9，使打印頭15移動到需要打印的大概位置。調整相應高精度高分辨率模塊組件11與低精度低分辨率模塊組件10，先進行低精度低分辨率模塊組件10的移動，然后在其基礎上，調整高精度高分辨率模塊組件11上的位移裝置和定位裝置18，從而使打印頭15產生高精度位移，在打印頭到達正確位置后，調整打印頭15可控器件29，確定打印墨滴大小后，進行打??；
步驟3，在一次彩色輪胎打印任務完成后，利用控制頭17上的探針對目標進行檢測，確認滿足要求后再利用功能頭16上具有的固化系統(tǒng)，完成對剛剛打印的輪胎油墨面的固化工作，然后將輪胎推向優(yōu)等品的存儲倉庫；如果檢測目標不能滿足要求，則將輪胎推送到次等品的存儲倉庫。至此，一次彩色輪胎打印過程結束，若需進行其它輪胎的打印，重復進行步驟I至步驟2，直至輪胎全部打印完畢。
[0033]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬【技術領域】的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
[0034]盡管本文較多地使用了系統(tǒng)平臺1，第一支撐支架2，X方向直線滑軌3，第二支撐支架4，X方向直線滑軌5，Y方向直線滑臺模組6，第三支撐架7，X方向直線滑臺模組8，Z方向直線滑臺模組9，低精度低分辨率模塊組件10，高精度高分辨率模塊組件11，打印組件12，多功能機械臂13，裝載及鎖定卸載裝置14，打印頭15，功能頭16，控制頭17，位移裝置和定位裝置18，第一攝像系統(tǒng)19，第二攝像系統(tǒng)20，第三攝像系統(tǒng)21，第四攝像系統(tǒng)22，自動聚焦系統(tǒng)23，探針24，聚焦紫外光頭25，紅外光頭26，電子束聚焦固化頭27，超聲波頭28，可控器件29，載物平臺30，處理終端31等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
【權利要求】
1.一種彩色輪胎打印機，其特征在于，包括有系統(tǒng)平臺(I)、設置在系統(tǒng)平臺(I)上的第一支撐支架(2)、第二支撐支架(4)、第三支撐架(7)、設置在第一支撐支架(2)上的X方向直線滑軌(3)、設置在第二支撐支架(4)上與X方向直線滑軌(3)平行的滑軌(5)、設置在第三支撐架(7)上與X方向直線滑軌(3)平行的滑臺模組(8)，以及Y方向直線滑臺模組(6);所述X方向直線滑臺模組(8)主要包含驅動電機組件，驅動滑塊在滑軌上往復運動；所述滑軌(3)和(5)上設有相應的滑塊；所述Y方向直線滑臺模組(6)包括驅動滑軌、滑塊以及驅動機構，Y方向直線滑臺模組(6)兩端分別固定在滑軌(3)和(5)的滑塊上，并能在驅動電機和滑塊的帶動下做X方向往復運動；Y方向直線滑臺模組(6)的滑塊上通過角塊懸掛有Z方向直線滑臺模組(9)，Ζ方向直線滑臺模組(9)上懸掛有低精度低分辨率模塊組件(10);低精度低分辨率模塊組件(10)上搭載可移動的高精度高分辨率模塊組件(11);高精度高分辨率模塊組件(11)協(xié)同低分辨率模塊組件(10)固定著打印組件(12);該彩色輪胎打印機包括有空氣壓縮機、壓力儲料罐、匯流板、電磁閥、調壓閥、水油分離器、連接管等設備頭；打印頭上一共有4個噴頭，每一個噴頭分別受一條氣路控制，一共有4條氣路；所述的空氣壓縮機與匯流板相連，4個噴頭共享一個匯流板；在一個噴頭的氣路控制中，從匯流板流出的3路氣體，經不同的路徑到達噴頭；一路經調壓閥、水油分離器、電磁閥后到達噴頭的一個接口，控制噴頭的開關；一路經調壓閥、水油分離器、電磁閥后到達噴頭的另一個接口，產生霧化效果；一路經調壓閥、壓力儲料罐到達噴頭的第三個接口，噴入顏料到噴頭里。
2.根據權利要求1所述的一種彩色輪胎打印機，其特征在于，Y方向直線滑臺模組(6)，以及懸掛于其上的Z方向直線滑臺模組(9)的重量均勻分攤到X方向直線滑軌(3)和(5)上，這樣Y方向直線滑臺模組(6)在滑軌上往返滑動時，整個支架會十分平穩(wěn)，不會因為兩邊受力不均勻而產生形變或大幅振動、搖晃。
3.根據權利要求1所述的一種彩色輪胎打印機，其特征在于，位于X方向上的驅動電機由第三支撐架(7)單獨支撐其負重，而不是放在直線滑軌(3)或(5)上，這樣減輕了 X方向直線滑軌的負重，也避免了兩邊滑軌受力不均勻而產生的不良影響。
4.根據權利要求1所述的一種彩色輪胎打印機，其特征在于，所述打印組件(12)包含多個多功能機械臂(13)，每個多功能機械臂(13)上含有裝載及鎖定與卸載裝置(14);以及處理打印頭(15)、功能頭(16)與控制頭(17)中的一個或多個的加載及卸載穩(wěn)定放置。
5.根據權利要求1所述的一種彩色輪胎打印機，其特征在于，所述高分辨率模塊組件(11)包含一種高精度位移裝置和定位裝置(18)，根據不同處理指令，產生不同的高精度位移，從而對裝載在其上的打印頭(15 )、功能頭(16 )或控制頭(17 )產生不同程度的高精度位移。
6.根據權利要求4一種彩色輪胎打印機，其特征在于，所述的控制頭(17)包含攝像、定位、幾何檢測、物理檢測、電性能檢測多種種類和不同分辨率，對打印機內部進行攝像獲取內部字車機構位置與被打印輪胎位置信息的第一攝像系統(tǒng)(19)、第二攝像系統(tǒng)(20)、第三攝像系統(tǒng)(21)和獲取被打印輪胎數據第四攝像系統(tǒng)(22);控制頭(17)上還包含設有能夠進行幾何檢測的自動聚焦系統(tǒng)(23)和進行阻抗檢測的探針(24)。
7.根據權利要求4一種彩色輪胎打印機，其特征在于，所述功能頭(16)有多種類型，涵蓋對被打印器件特定部位進行固化的聚焦紫外光頭(25)、紅外光頭(26)、電子束聚焦固化頭(27)、超聲波頭(28)。
8.根據權利要求4一種彩色輪胎打印機，其特征在于，所述打印頭(15)具有可控器件(29)，能夠通過控制打印噴口產生形變，從而控制墨滴形態(tài)，提供不同打印顆粒度從而完成打印。
9.一種彩色輪胎打印機的打印方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟1，將所需打印輪胎置于載物平臺(30)上，控制頭(17)上的第一攝像系統(tǒng)(19)開始工作，同時打開自動聚焦系統(tǒng)(23)，獲取圖像信息，并將圖像數據傳送至處理終端(31); 步驟2，處理終端(31)利用所得圖像數據，進行圖像處理并做精度檢測，決定打印指令，確定所需打印部位與打印器件，同時根據打印器件的精度與分辨率要求，選擇相對的第一攝像系統(tǒng)(19)、第二攝像系統(tǒng)(20)、第三攝像系統(tǒng)(21)、第四攝像系統(tǒng)(22)進行圖像數據采集，并利用得到的圖像數據，確定具體的打印指令，分別調整X方向直線滑臺模組(8)，Y方向直線滑臺模組(6 )，Z方向直線滑臺模組(9 )，使打印頭(15 )移動到需要打印的大概位置；調整相應高精度高分辨率模塊組件(11)與低精度低分辨率模塊組件(10)，先進行低精度低分辨率模塊組件(10)的移動，然后在其基礎上，調整高精度高分辨率模塊組件(11)上的位移裝置和定位裝置(18)，從而使打印頭(15)產生高精度位移，在打印頭到達正確位置后，調整打印頭(15)可控器件(29)，確定打印墨滴大小后，進行打印； 步驟3，在一次彩色輪胎打印任務完成后，利用控制頭(17)上的探針對目標進行檢測，確認滿足要求后再利用功能頭(16)上具有的固化系統(tǒng)，完成對剛剛打印的輪胎油墨面的固化工作，然后將輪胎推向優(yōu)等品的存儲倉庫；如果檢測目標不能滿足要求，則將輪胎推送到次等品的存儲倉庫；至此，一次彩色輪胎打印過程結束，若需進行其它輪胎的打印，重復進行步驟I至步驟2，直至輪胎全部打印完畢。
【文檔編號】B41J3/407GK104228355SQ201410410912
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權日:2014年8月20日
【發(fā)明者】胡繼承, 董揚帆, 方棟健, 羅永恩, 邵珩 申請人:武漢大學