专利名称：对网框中的丝网织物的丝网张力进行测量的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种对网框(Siebrahmen)中的丝网织物的丝网张力进行测量 的装置，尤其可将其用于丝网印刷机。本发明还涉及一种尤其是用于丝网印刷 机的对网框中的丝网织物的丝网张力进^i则量的方法。
背景技术：
才 丝网印刷原理工作的印刷机，尤其是利用平网工作的丝网印刷4a^已 为人J斤知，可将其用iMt各种不同的产品进行批量印刷。例如可利用丝网印刷
对诸如CD或DVD之类的光学^#介质进行印刷，也可利用丝网印刷设备对衣 服、瓶子、罐头盒进行印刷，尤其可在电子器件制造过程中利用丝网印刷设备 将焊骨或者抗蚀掩膜涂覆在印刷电路板材料上。
通常4M才W居相同J^^原理工作的平网印刷机，利用绷紧在网框中的平丝 网尤其是丝网织物，将油墨涂覆在待印表面上。将待转印的信息或者印刷图像 以适当方式置于丝网之中，例如利用一种^'〗胶(Lacke)盖住非成像区域，而 将要用来将印刷图傢转印到待印表面上的那些区域则没有覆盖，从而可以在这 些部位Ji^迫油墨透过丝网的网目。进行印刷的方式为使得丝网下侧与待印 表面相隔很小的距离，然后利用具有一定压紧力的工作刮刀，将丝网上侧的油 墨刮在丝网表面上，使得丝网织物沿^'J刀ii^^a向待印表面。
这样可同时压迫印刷丝网上侧上的油墨沿着刮刀边缘在丝网的透空部位上 透itt网的网目，在丝网下侧将油墨##到待印表面上。刮刀的压紧力经itit 当选择，使得丝网下侧始^ff又^^与刮刀前缘形tt^目同^t接触待印表面。
通itx作刮刀(Arbeitsrakel)和另一个覆墨刮刀(Flutrakel)的上下运动 以及往复运动，使得油墨或多或少地均匀分布，以周期的方式将油墨均匀分布 在丝网表面上，从而能够以相同的质量^!fo t待印表面进行印刷。由于丝网始 终受到刮刀(Rakd)以及待印对象上的#的>^1作用，丝网上的某一处或者
5多处可能会撕裂，使得这些部位的印刷要么存在缺陷，或者油墨失控向下渗透 到产品上，或者进入位于其下方的机器构件上。
如果辦工没有及时发现，并JU殳有将损坏的丝网更^^完整无缺的丝网， 将会印出大量有缺陷的产品，或者弄脏印刷机，从而不得不花费大量时间进行 清洁，印刷机在清洁过程中祸^4f机，印刷作业中断。
如果网框上的丝网织物绷紧张力减退，例如因较长时间使用或者织物itl 伸长而引起的张力减退，也会出现印刷质量变差的现象。通常很晚才会发现印 刷质量变差，从而使得^不得不剔除大量不符合印刷质量要求的产品。
为了控制刮刀a印物表面上的压紧力，按照专利DE 3805363推荐的方 法，可利用多个压力传感器在印刷丝网的角部测量刮刀压紧力、承印物承受的 压力以M网张力所组成的总压力。这样就可以才 压力变化对刮刀的压紧力 进储制。
上述方式的缺点在于如絲网张力减退，及时重新调整刮刀的压紧力， M在丝网下侧与承印物表面之间的接触区域变大的风险，尤其当丝网张力变 化不均匀时，接触区域会不均匀地tt，结^itA印刷不匀。
另一徘点是DE3805363没有提^H只别丝网石iJl的方法。
因此也希望能够在正常工作过程中以一定的精度可靠测量当前的平均丝网 张力，从而可及时掌握平均丝网张力的减退情况，并且以此重新适当调整平均 丝网张力，可通过揚作工或者利用控制装置进行调整。
同样也希望能够在正常工作过程中可靠地且以一定的可分辩位置精度地 (ortsaufgeKist)获得丝网张力，以便识别局部的丝网张力变化，例如局部的超 负荷或者丝网石錄，从而能够及时对印刷过程中出现的故障做出M。
发明内容
因itb^发明的任务在于提#-"种方法和一种装置，可用来消除J贿装置 和系统上述统泉，j^卜还能保iJm网印刷才;Ur有更高的工作可靠性。本发明的 任务还在于提^-"种方法和一种装置，可用来测量印刷丝网的机械张力，尤 其可在印刷机工作过程中以连续、可分辩空间的方式测量、分析张力，且必要 时可自动重新调整4械张力。本发明的任务絲于提^-种装置和一种方法，可用"iL常生产过程中明确、及时探测出丝网 ^者丝网石g的开始。
采用本发明所述的装置可解决这"H壬务，所ii^置具有一个用来固定网框 的叙内装置(Aufnahmevorrichtung),该叙内装置的各叙内条分别分成多个节 段，JH个节g少S沐一个用来测量拉应力的传感器装置。可采用本发明 所述的方法解决这"H壬务，即将设有丝网织物的网框固定在一个容纳装置之中， 该叙内装置的各叙内条分别分成多个节段，并且利用传感器装置^ ，沐一节段 和网框之间作用的力，每个节 ￡^至少一个所述传感器装置。
这样就可以利用若干力传感器来测量丝网织物的枳械张力，即使得网框的 相应側边作用于相应的力传感器。例如印刷装置具有一个可以构成为保特框的 容纳装置，该^#框不一定非要^边封闭的型式，可将绷上了丝网织物的例 如矩形的网fe^A^内装置中，然后利用相应的固定元件将其固定。
还可才財居所记录的测量数据，获得关于丝网状态的信息，或者探测出丝网
石錄。jtb^卜也可以分区舰续重l糊整丝网张力。
容纳装置或者^#框可以设计成适当的结构，使其具有适合于网框的容纳
条，JL^内条沿着其伸展方向分成若干个单一节段。这些容纳条14Ui平行于
网框的相应网框构件。这些节段最好为两两互补地对置。jl^卜按照本发明所述， 每一个节段至少酉沐至少一个力传感器，尤其在[个节段之内s沐至少一个
力传感器，并且安装于适当位置，使得能够测量通过夹紧地网框经由容纳！Ht 用于该节段内的拉力。
为了调整初始拉力，以#必要时重新调整这些节段所定义的区域^;i^张 力，最好给所述的每一个节段配置一个独立可控的牵拉装置，这样一方面可以 将才;i^预紧力传递给丝网，从而对丝网制作过程中所i议的才成张力^'J辅助 作用；另一方面还能够4M尝丝网中的可分区^^则的才城张力的可能出现的不平 衡。
4^I多个传感器，JL^好以糾互补方式布置这些传感器，即狐感器对 相X^t称布置，并JbNl对于印刷丝网对称布置传感器对，还可以利用适当的计 算单元，至少分区域地以空间^f方i^工作过程中连续算出印刷丝网中的局 部作用的丝网张力，从而可以参照控制系统内必要时作为参考值保存的初始张 力值，识别所出现的拉应力不平衡，且也能以此明确识别出刚开始的丝网 。
7网框的才A^^急定'^it宜小于常规网框，以^ 0易于通过^#框的叙内条 iMfe^作用力。J^卜最好不要在角部将网框的框架构件牢固^目连，而是将其 设计成可織的或者柔性的，从而可在利用##框重新绷紧丝网织物时，使得 补区域内的才械张力分布^f口均匀。
将网框夹紧在容纳装置或者##框的容纳条之中以后，可以按照一种可用 的实施型式，通對目应的牵拉装置从^"个节段将第 一拉力;^p在网框的相应 区域上，从而在丝网织物内产生可设定的机械张力，且张力在丝网的有效区域 内至少局部1^目等。丝网的有效区域指的是已将待印图像置于丝网织物之中 的区域。
这时可以适当选择第一拉力，使得当出现丝网张力减退时，始终能够通过 所述的力传感器可靠銜则该拉力。同时可以适当调整牵拉装置的拉力，使得对 置布置的各力传感器枱训到的拉力相等和/或至少能够通过电子控制方式进行补
偿，itii过如下方式，即其测量的M—分析电路中例如勸bf目减。
在正常工作过程中，无论是工作刮刀还是覆墨刮刀，均会在丝网表面上交 替或者同时运动的过程中#""~定的力 口在丝网织物上，因此也会有相对于夹 紧在##框内的网框的附加的拉力局部作用于丝网表面上，可利用力传感M
jJ^立力枱^则出来。由于各刮刀通常相对于丝网表面对称布置，因jHlit—额外的
拉力同#^是对称分布于网，使得力传感器同#^可#^则出对称的才;i^张 力变化，这种张力变化正常情况下同样祸尝。
也可以在一附加的初始旨步骤中检测不对称的初始作用力，并且将其作 为参考力图併存在控制系统之中。^就可以针对这一参考力图#查所有后 来的测量值与变化。
这样也可以连续检测刮刀施加的附加力在开始时刻通常会出现的不对称 性，且必要时可利用刮刀支架上的适当装置进行例如自动4hf尝，使得可以在印 刷过程开始之时形成所定义的初始状态。
如^g的正常工作过程中出现例如丝网织物某K立撕裂的情况，那 么至少在互补的传感器对中的力测量值#^受到干扰，这例如在超itM^干扰 量时就会被控制系统识别为缺陷状态，从而可以^fM相应的f^f言号触发印刷 机的停机。测定的力差异可以如此之大，使得即使没有通过刮刀 施加额外的作用力，所测量到的力差异也会达到足以通过力传感器明确识别出
来，或者至少在使用其中一个刮刀刮it^目关部位时，可以通ii^目应的互补的传 感器对探测出力差异。这可以非常简便、可靠地识别出来，因为在^HP!'J安装
有多个力传感器，可以对相邻的传感器对的力测量值附加地进行比较，从而可 靠排除其它夕卜界影响因素。
除此o卜，如^J^(M上述的参考力图，也可以识别出极其细微的变化， 尤其可以很简^^识别出不对称性。为了进一步提高灵縱，还可以在刮刀每
次刮舰网表面时，将至少在同一时间范围内连续;^则到的力历史记录暂存， 以便^-个降感器对的测量值与过去的测量值进行比较，从而识别出受力变 化。
例如可以才娥FIFO原理(先ii^出)^iMt^存,。
以下附图所示均为本发明的实施例。相关附图如下 附图1用于在印刷机中进行印刷的一种典型的丝印网框，该丝印网框包括 具有图案的丝网织物；
附图2本发明所述的第一种丝网张力测量与重W1整实施例； 附图3本发明所述的第^t丝网张力测量与重l^周整实施例。
M实施方式
附图1所示为工业丝印装置中常用的一种具有图案的丝印网框的示意图。 ^i殳有涂层的丝网织物2如》咖紧在一核'H口呈矩形且包括4 ^W面网才辆件 la、 lb、 lc、 ld的丝印网框l上，4組网织物2具有一定的、可在制造中i议 的勒出张力。
通常将丝网织物2与网框津t^在-"^，以便一方面保证丝网织物2良好结 合在丝印网框1上，另一方面则在丝印网框1和丝网织物2之间形成不透油墨 的连接。也可以用其它方式进行固定，例如将丝网织物夹紧在上、下网框构件 之间。
9丝网织物2的涂层2a为了印刷在部位2b被去除，使得可以^印装置中 利用刮刀30压迫丝网织物2的网目之间的油墨透过，从而可以将油墨4H多到承 印物上。在印刷过程中，丝网织物2受到刮刀30在箭头100所指方向上的^ 作用而伸展，使得原来的丝网张力会随着时间的推移而减退。
附图2所示为本发明所述的第一种丝网张力测量实施例。将绷上了具有图 案的丝网织物2的丝印网框1夹紧在##框3之中，该##才幽，内装置并 且其相应的酉e^^丝印网框的网才辆件的叙内条3a、 3b、 3c、 3d划分絲干单 独的节段3a丄3a.2、 3a,3.,.以及3b，1、 3b，2、 31 .3...以及3仏1、 3c.2、 3c3.,.以及 3d.l、 3d.2、 3d.3...。
所述的##框并不构成封闭的^#框，因为在角部区 域附近没有设置节段。但是按照另一种脊氏的实施型式，同才械可以在角部区 域附近设置节段，特别是而后就可以实现对角线方向上的拉力;^口或者力测量。
适当布置相应的节段，使得^Dt时置的叙内条3a和3c以及3b和3d —方 面分别具有相同数量的节段，另一方面使得所有节段的大小均相同，并厕置 的各容纳条的两个节段船匕对置,从而分别构成一对节段。例如节段3a.1和3c.1 以及节段3a.2和3c.2等等可各自构成一对。
还可以按照本发明所述，^r一个节段3a.1、 3a.2...、 3b丄3b.2...、 3c.1、 3c丄.、3d.1、 33.2...分配至少一个力传感器6，例如可以将该传感器齡于相应 的节段之中，通过该传感器^^则^口在丝网织物2上的力的作用在与该传感器 相应的节段上的分量，然后传i^图中并^出的上级控制系统，并JL^ilE 利用控制禾I^i^f亍处理。
附图1中所示的垂直翻口在丝网表面2上的力IOO根悟力在丝网织物2的 ^M立置而定，利用各个不同的传感器元件6经由网框1以^f目应的节段3a.1、 3a.2...、 3b.l、 3b.2...、 3c.l、 3c.2...、 3d.1、 3d.2,，i^则到不同强度的力。例如一 个在A点沿着7jC平方向在中央作用于丝网织物2上的力被节段3a.2和Sc.2的传 感器对的传感器6测量到相同大小的力，而节段3b,2和3d.2的传感器6则分别 测量到不同的力。
图中所示的B点同#^是如此，所有相应的传感器对均检测不同的力分量。 才N^""个传感器6所测定的力^J:及其相互关系，在上 制系统中连 续算出力的作用位置和平均强度。当利用_^^上直线作用于丝网织物2的刮刀
10^0作用力时，同#1^1如此。
通过在正常工作状态下、尤其在使用 一未用过的新丝网时经由传感器和计算确定的作用力情况，就可以将初始的可分辩空间( ra誦lich aufgelGstes )的力分布
图例如在上级控制系统之中例如通过^##賭器中进行^#，并且可在f^的连续测量过程中作为参考图使用，这例如如此实现，即在刮刀第一次刮it^用过的新丝网或者丝网织物表面的过程中测定初始的力关系。当然也可以才娘一定数量的刮刀运动导出平均力参考图，然后併^来。
经过一段时间^，当丝网织物2由于疲劳而在某KiJi开始出i^AI1时，控制系统可通过传感器6直接;^则丝网^^橫强烈变化的受力形态，从而可以例如使得印刷木uj亭机，以便消除li^i或者印刷瑕疯。
为了保证传感器装置6的工作范围可靠，并且抑制丝网张力减退现象，可以按照本发明所述，^-个节段3a.1、 3a.2…、3b.l、 3b.2、 3c.l、 3c.2...3d.l、3(1.2...各配置一个牵拉装置和/或者压紧装置40，这些装置例如可通it^目应的连接4作用于相应的节段上。
例如可以使用电机、气动缸、直线电机或者类似装置作为牵拉装置。例如适当控制牵拉装置40可以将另外的拉力叠加在印刷丝网制造过程中^口在印刷丝网2上的张力上，从而一方面可以调节至传感器6的有利工作点，另一方面则可以例》pit当控制相应节段3a.1、 3a.2..3b.l、 3b.2…、3c丄3c.2、 3d丄3d.2...的牵拉装置40，从而尽可能4M尝印刷丝网2中的丝网张力的初始测定的不均匀性。
jj^卜还可以按照本发明所述，通itit当控制相应的牵拉装置40，对例如因为疲劳而出现的丝网张力减itii行^H尝。
附图3所示为本发明所iiii网张力^;则装置的另一种实施型式，传感器6均布置于相应的节段之中/之上，使其直接与丝网织物2接触，例如与网框l相隔一W巨离。如附图1所示，当沿着方向100;^口作用力时，^r-个节段的传感器6就会受到一定的力作用，其大小主要取决于传感器6与作用力之间的距离。
这些传感器6例如可以设计成传感器电缆型式，例如可以基于压电原理进行工作，且同轴电缆内的电介质除了具有绝,性"卜，还具有压电棒性。作用于塑料电缆护套上的力也^f吏得同轴电缆内部的压电电介质变形，从而在电》1^端上产生电压脉冲。也可以使用其它传感器，其例如作为振荡电路的""^分工作的传感器，作用于传感器的力引起频率偏移，可以对该频率偏移进行分析。
就所述的所有实施型式而言，可发现结合某一实施型式所述的技^Mt征并非仅仅可以应用于特定的实施型式，而是也可以应用于其它实施型式。本发明所有已7>^的技^#征均可作为本发明的特征，且可任意组合或者单独^^1。
权利要求
1. 特别是用于丝网印刷机的、用于测量网框内的丝网织物的丝网张力的装置，其特征在于，所述装置具有一用来容纳网框(1)的容纳装置(3)，该容纳装置的各容纳条(3a，3b，3c，3d)分别分成多个节段(3a1，3a2，...，3b1，3b2，...，3c1，3c2，...3d1，3d2，...)，并且每一个节段(3a1，3a2，...，3b1，3b2，...，3c1，3c2，...3d1，3d2，...)配有至少一个用来测量拉应力的传感器装置(6)。
2. #^权利要求1所述的装置，其特絲于，^个节段(3al， 3a2，...， 3bl， 3b2, ...， 3cl， 3c2， ...3dl， 3d2，...)均酉沐一个可控制的用^^口压紧 力和/或者4立力的装置(40)。
3. 才M居上i^又利要求中^-"项所述的装置，其特4M于，叙内装置(3) 的纵向侧的[个叙内条(3a， 3c)均分成M个节段(3al， 3a2, ...， ...， 3cl， 3c2，...)，且容纳装置(3)的横向侧的每一个容纳条(3b, 3d)均分成N个 节段(3bl， 3b2， ..3dl， 3d2，...),特别是由》化丝网织物(2a)中产生MxN 个面状区域，4it些面状区域内能够测量丝网张力。
4. 才財居上i^又利要求中^^项所述的装置，^#4錄于，利用每个传感器 装置(6)能够分别测量夹紧在容纳装置(3)之中的且设有丝网织物(2a)的 网框(1)的配设给该传感器的丝网张力^i:,并且尤其;^每^M专感器装置(6) 均连接到一上旨制系统。
5. 才,上i^又利要求中^^项所述的装置，其特棘于，容纳条(3a， 3b， 3c， 3d)的节段(3al， 3a2， ...， 3bl， 3b2， ...， 3cl， 3c2,…3dl， 3d2，…) 至少財同类型构成，并JU^^fet时置地iM。
6. 才財居上i^又利要求中^-项所述的装置，其特^E^于，在上^t制系统 中能够将经由各传感器装置(6)所测量的各个力通过计##^^至少是可^ 位置的力分布图，并且尤其是所述位置可M性至少对应于测量面的数量和大 小。
7. 特别^于丝网印刷机的、用于测量网框内的丝网织物的丝网张力的方 法，其特;f錄于，#&有丝网织物(2a)的网框(1)固定在一个容纳装置(3)2之中，该叙内装置的各容纳条(3a， 3b， 3c， 3d)分别分成多个节段(3al， 3a2，...，3bl， 3b2, ,..， 3cl， 3c2， ..3dl， 3d2，...)，并且利用传感器装置(6)^r测在一节段(3al， 3a2， ...， 3W, 3b2， ...， 3cl， 3c2, ...3dl， 3d2，...)和网框(l)之间作用的力，每个节段(3al， 3a2， ...， 3bl， 3b2， ...， 3cl， 3c2， ...3dl， 3d2，...)酉漆至少一个所述传感器装置。
8. 才財居权利要求7所述的方法，其特;fi^于，当作用力;^口在丝网织物(2a )上时，节段(3al， 3a2， 3bl， 3b2, ...， 3cl， 3c2，…3dl， 3d2，...)的相应的传感器装置(6)测量相应的随着在印刷丝网(2， 2a)上的力作用点而变化的力。
9. 才W权利要求7或8所述的方法，^f^i^于，##感器装置(6)所测量的力通it计^4^^至少;l可^^立置的力分布图，并且尤其是位置可分辨性至少对应于等于测量面的数量和大'J 、。
10. 才財居上i^又利要求7至9中^-~项所述的方法，其特4棘于，利用所有传感器装置(6)在一印刷过程期间连续测量丝网张力，然后将据jH^寻到的每一个力^^布图与^^考力^^布图i^^亍H^。
11. 才 权利要求10所述的方法，其特#于，才M居至少一次印刷过程的测量结果确定印刷过程开始之时的参考力分布图，在所述印刷过程中印刷装置的至少一^H'刀(30)刮itii网织物(2a)的表面。
12. 才 权利要求10所述的方法，其特4球于，冲^居多次印刷过程的平均值连续确定力分布参考图，在所述印刷过程中印刷装置的所述至少一个刮刀(30)周期地刮过印刷丝网(2， 2a)的表面。
13. 才,权利要求7至12中任一项所述的方法，其特征在于，由相互对置的各力传感器(6)测量力并且将测量的力相互tb^。
14. 才M居权利要求13所述的方法，其特^E^于，将牵拉装置(40)的拉力调节成，使得由相互对置的各力传感器(6)所测量的拉力相#/或至少能够通过电子控制方式进行^卜偿，尤其是通过如下方式，即其测量的值在一分析电路中例如;fiDtbN减。
15. 才M居权利要求7至14中^-项所述的方法，其特4祐于，至少在可设定的/已i议的时间范围内，^J^持续地，将在刮刀(30)每次刮itii网织物表面(2a)时测量的力的历史记录暂存。
16. 才娥^U'J要求15所述的方法，^4^iE^于，针对^-"个互补的传感器 对(6)，将当前记录的力与在刮刀(30)之前刮过时测定的力进行比较，并且 尤其在出现偏差时通过控制牵拉装置(40)来重，整力。
17. ^^上i^又利要求7至16中^^项所述的方法，^ftM于，尤其是 才財居所测定的力，利用牵#/压紧装置(训Mff乍用于节段(331， 3a2，.,.，北1， 3b2，， 3cl， 3c2， ..3dl， 3d2，...)和网框(1)之间的力调整至期望值。
全文摘要
本发明涉及一种特别是用于丝网印刷机的、用于测量网框内的丝网织物的丝网张力的装置，其特征在于，所述装置具有一用来容纳网框(1)的容纳装置(3)，该容纳装置的各容纳条分别分成多个节段，并且每一个节段配有至少一个用来测量拉应力的传感器装置(6)。本发明还涉及一种特别是用于丝网印刷机的、用于测量网框内的丝网织物的丝网张力的方法，其特征在于，将设有丝网织物(2a)的网框(1)固定在一个容纳装置(3)之中，该容纳装置的各容纳条(3a，3b，3c，3d)分别分成多个节段，并且利用传感器装置(6)检测在一节段(3a1，3a2，…，3b1，3b2，…，3c1，3c2，…3d1，3d2，…)和网框(1)之间作用的力，每个节段配备至少一个所述传感器装置。
文档编号B41F15/36GK101497255SQ200810191088
公开日2009年8月5日 申请日期2008年12月12日 优先权日2007年12月14日
发明者J·克莱因施尼茨, P·施密特 申请人:Kba-美创力公司