用于印刷对象的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于印刷对象、例如交通工具或该交通工具的车身的方法，其中对对象(1)的表面的至少一个区域进行印刷，该方法具有下述的方法步骤：提供图像(7，26)；三维地测量(B)至少一个区域(24)；产生对应于区域的、空间点(C)的数量；产生对应于区域的、三维的网格(C)；产生用于移动用于喷墨印刷头(5)的机械手(4)的轨迹数据、即三维的轨迹；产生用于控制喷墨印刷头(5)的网格数据(E)、即网格矩阵、特别是三维或更高维度的网格矩阵；在使用轨迹数据下移动机械手(4)；以及在使用网格数据下利用喷墨印刷头(5)来印刷(G)图像(7，26)。该方法能够任意地形成多色的印刷、所谓的具有任意图像的3D表面。
【专利说明】用于印刷对象的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有权利要求1所述特征的方法。此外，本发明涉及一种具有权利要求9所述特征的系统以及一种具有权利要求10所述特征的方法。
【背景技术】
[0002]I)导论及现有技术
[0003]已知的是，单色地或者也多色地给交通工具的车身涂装。可以在生产中已经或者事后进行多色地涂装。同样已知的是，车身配有彩色的图像。例如广告设置在交通工具的侧面或者尾部上。这些广告大多数首先印刷在薄膜上，并且接着将薄膜转印到车身上。薄膜越大并且车身具有越多的曲面，则薄膜的施加越耗费时间并且越困难。与此相反，艺术上要求高的图像大多数利用所谓的喷枪技术来手工地施加。
[0004]DE 37 37 455 Al公开了一种用于产生色样的装置。借助于计算机控制的并且由机械手引导的喷墨系统来产生例如以全色(3原色)的网格化图像作为车身装饰。此外，这些图像可以是用户取向的。
[0005]DE 10 2008 053 178 Al公开了一种用于车身的、具有多轴的机械手以及安装在该机械手上的喷墨印刷头的涂层装置。印刷头可以与一个或多个换色器或者混色器连接，并且可以将颜色变换和混合(例如CMYK颜色系统)并且供入至印刷头的喷嘴。然而也可以在构件表面进行颜色混合。DE 10 2008 053 178 Al的任务在于，减少所谓的过喷。也应该可以的是，目标明确地印刷细节和绘图。在一个变体方案中设置多个印刷头，这些印刷头在一个机械手上被共同引导并且可以相对于彼此摆动，这能够实现与弯曲的构件表面相适配。
[0006]此外，以“Michelangelo”的名称提出一种系统，该系统包括机架和喷墨头，该喷墨头能够在机架上沿着X和y方向、以及Z方向运动。“Michelangelo”允许(例如载货车的)相对平的侧壁设有任意的、多色的图像。这个系统利用了印刷头和印刷面之间机械式间距测量并且仅允许低分辨率地印刷。在EP 317 219 BI中公开了这种系统。
[0007]由DE 102 02 553 Al也已知了一种系统，该系统可称为“数字刷”。这涉及到一种手工引导的系统，该系统具有用于印刷例如房屋立面或大规格广告面(即通常相对平坦的面)的喷嘴的矩阵布置。连续地确定印刷头的位置并且在已经印刷的位置上禁止涂料施加。
【发明内容】
[0008]II)任务及解决方案
[0009]在这种背景下，本发明的任务在于，提出另一种系统，利用该系统能够以任意的图像来印刷任意成形的表面。
[0010]根据本发明的用于印刷对象的方法(其中，该对象的表面的至少一个区域被印刷)具有下述方法步骤:准备图像；三维地测量至少所述区域；产生与该区域相对应的、空间点的数量；产生与该区域相对应的三维网；产生轨迹数据(即三维的轨迹)，以使用于喷墨印刷头的机械手运动；产生网格数据(即网格矩阵、特别是三维或者更高维度的网格矩阵)，用于控制所述喷墨印刷头；在使用所述轨迹数据的情况下使机械手运动；以及在使用所述网格数据的情况下利用喷墨印刷头来印刷图像。
[0011]根据本发明的方法的一个优选的改进方案的特征可以在于同步化的下述方法步骤之一:根据机械手的运动来印刷图像；或者根据待印刷的图像来使机械手运动。
[0012]根据本发明的方法的一个优选的改进方案的特征可以在于下述方法步骤:在印刷之后，特别是在使用紫外线辐射、NIR(近红外线)辐射、IR(红外线)辐射、热空气和/或激光辐射的情况下利用由机械手引导的干燥器头来干燥和/或硬化和/或固化(在底部上固定)涂料或者漆。可替换地，也可以热地或者热加速地化学硬化(例如相应于位于德国Battenberg-Dodenau的Tritron GmbH公司的“Nature Cure”方法)。此外可以使用所谓的胶乳涂料(例如位于奥地利Klagenfurt的Sepiax Ink Technology公司的“Aquares”)。也可以在没有机械手引导的情况下在单独的干燥室中实现干燥。
[0013]根据本发明的方法的一个优选的改进方案的特征可以在于下述的方法步骤:在三维地测量之前至少对所述区域进行净化、特别是清洗和干燥、以及可选择地进行撒粉末。
[0014]根据本发明的方法的一个优选的改进方案的特征可以在于同步化的下述方法步骤之一:在使用在测量期间位置固定的测量系统的情况下静态地三维地测量该区域；或者在使用由机械手引导的测量头的情况下动态地三维地测量该区域。
[0015]根据本发明的方法的一个优选的改进方案的特征可以在于下述方法步骤:在印刷之前至少在该区域中施加底层涂料和/或底漆。
[0016]根据本发明的方法的一个优选的改进方案的特征可以在于下述方法步骤之一:利用喷墨印刷头来印刷图像的第一部分；使该对象运动、特别是转动到改变的位置中；以及利用喷墨印刷头来印刷该图像的第二部分。
[0017]根据本发明的方法的一个优选的改进方案的特征可以在于下述方法步骤:将喷墨印刷头更换成不同类型的其它印刷头、特别是不同类型的喷墨印刷头。
[0018]根据本发明的方法的一个优选的改进方案作为进一步预处理的过程步骤可以包括电晕处理、大气等离子处理、火焰处理和/或加载热空气。
[0019]根据本发明的方法的一个优选的改进方案作为进一步后处理的过程步骤可以包括以IR或者NIR、以热空气加载和/或在烘箱中热处理。后处理特别是用于改善附着。
[0020]热处理(不仅作为预处理而且作为后处理)可以产生大约40°C至大约240°C、优选为大约60°C至大约140°C的表面温度。热处理(不仅作为预处理而且作为后处理)可以经过大约Ims至大约lh、优选为大约Ι/lOs至大约1min的时间间隔来实现。
[0021]根据本发明的用于印刷对象的系统，该系统印刷所述对象的表面的至少一个区域，该系统具有下述特征:用于净化至少所述区域的净化装置；用于三维地测量至少所述区域的并且用于产生测量结果的测量装置；用于产生网格矩阵、特别是三维或更高维度的网格矩阵的计算机；机械手、特别是下述机械手之一:关节臂机械手、并联运动机械手、龙门式机械手；至少一个执行装置、特别是下述机头之一:喷墨印刷头、uv(紫外线)干燥头、测量头、投影头；用于控制机械手的计算机；以及用于控制执行装置的计算机。
[0022]根据本发明的系统具有机械手以及接收在该机械手上的印刷头。借助于机械手沿着并且与待印刷的对象的表面间隔地引导印刷头。将用于待印刷的图像的数据和对象的表面的数据输送至计算机。事先在测量技术上求取该对象的表面的数据。计算机计算出:图像的哪个点被印刷到对象表面的哪个点上。在多色印刷中实现了对于每个分色的计算。这些计算出的数据用于机械手的轨迹引导以及印刷头的控制。
[0023]该系统或利用该系统执行的方法实现了至少100dpi (1/4_印刷精确度)至300dpi的印刷精确度。在印刷较大的对象(例如交通工具)的情况下，印刷精确度优选是大约 l/10mm。
[0024]根据本发明的另一个方法是一种用于以至少一个图像印刷对象(特别是交通工具)的方法，其中，所述图像由用户选出，并且由服务提供商在使用前述方法中的至少一个的情况下和/或在使用前述系统的情况下在由用户选出的表面区域上将选出的图像印刷到所述对象上。可替换的应用在对象(特别是交通工具)的批量生产的框架内进行。例如，批量产品可以在生产过程结束时根据本发明被个别地改变和/或构型。
[0025]III)定义
[0026]下面给出对于申请文件中应用的概念的定义。
[0027]对象:具有表面的三维的体，该体具有至少一个曲面、棱边、弯折部、孔和/或底切等，例如用于运送货物和/或乘客的交通工具(陆路交通工具、水上交通工具、空中交通工具和/或太空交通工具)。特别的实例是具有轿车车身的轿车、具有大面积侧壁的载货车、摩托车的油箱或者摩托车驾驶员的头盔。其它的实例是电冰箱或其它所谓的“白色商品”、计算机壳体、家具、玩具或者行李箱外壳。
[0028]图像:二维的区域，该区域中(网格化地或者未网格化地)设有文字、图案、图标、图样、照片、颜色走向和/或颜色变化。
[0029]用户:人员，该人员要求将图像施加到对象上的服务。
[0030]服务提供商:人员，该人员实施以图像施加到对象上的服务。
[0031]系统供应商:人员，该人员给服务提供商供应用于执行服务的硬件、软件和/或数据，例如用于租用或购买。
[0032]制造商:人员，该人员制造硬件和/或软件或者从已经存在的构件进行集成。制造商也可以是系统供应商。
[0033]机械手:用于使执行装置(例如印刷头和/或干燥器头和/或测量头和/或投影头)运动的、具有多个轴的不动式或活动式运动装置。这可以涉及工业机器人(另外的名称:机械手臂或机械手)、龙门式机械手或者这二者的组合(多个机械手臂、优选地为两个或三个机械手臂也可以在一个门架上)。工业机器人可以实施为关节臂机械手(5、6、7或更多的轴)或者实施为并联运动机械手。可以将较小的机械手臂布置在较大的机械手臂上。龙门式机械手可以装备3个线性轴(xyz坐标系统)。也可以是仿生学系统。此外，机械手可以被接收在线性引导装置或者转盘上，其中，线性引导装置或转盘可以纳入到机械手运动学和机械手控制装置中。可摆动的或者可倾翻的门架也是可能的。
[0034](IV)概述
[0035]1.准备数据
[0036]用户可以例如借助于活动式数据载体或者通过数据网格将图像的二维数据(jpg，tiff, pdf，或诸如此类)提供给服务提供商。然而数据也可以由通常供使用的数据库或者由服务提供商或系统供应商的数据库来加载。如果在批量生产商(例如交通工具生产商)中使用这个系统，那么图像也可以由该批量生产商来提供。
[0037]对象(特别是该对象的表面)的三维数据同样可以由通常可供使用的数据库或者由服务提供商、系统供应商或该对象的制造商(例如批量生产商)的数据库来加载。然而，优选地在印刷之前个别地测量所述对象并且使用在此获得的个别的、用于印刷的数据，以这种方式也可以考虑到对象的特点、例如附加件和安装件或者损伤部。服务提供商和/或系统供应商(或者也是批量生产商)可以将来自测量的个别的对象数据存储并且共同汇聚成数据库，该数据库将数据分类并且为之后的使用作准备。例如可以存储交通工具的经扫描的表面并且根据交通工具模型分类地储存。由相同的交通工具(例如Opel Vectra BKombi)上的多次测量的比较中可以生成对象相应的模型一般化的数据记录，该数据记录反映了车身的普遍特征并且还可以在个别地测量之前展示在交通工具上的图像。
[0038]可以设置的是，借助于到对象上的投影或者借助于所谓的增强现实眼镜，给用户(例如在2D或3D屏幕上)二维地或三维地展示在对象上大概可能的图像。对于这种投影可以使用所谓的投影机，该投影机例如固定不动或接收在机械手上。在此，用户可以提出修改意愿、例如尺寸、位置、底色、色域和/或视角、图操作(例如拉伸、压缩)，于是这些意愿由服务提供商实施。在此也可以确定:不应印刷所述对象表面的哪些区域(例如门把手或窗户)。经修改的图像也可以又在对象上展示。可替换地，用户可以借助于提供给他的软件或者App在任意地点(即也可以在家里)执行修改意愿。
[0039]在用于印刷对象的软件中考虑到所有前述的数据和修改。
[0040]2.为测量准备对象
[0041]如果必要时，则在印刷之前还进行修补(例如平整、去粗糙、磨光)。如果必要时，则也可以去除车身部件(例如天线、后视镜、导流板和/或挂钩)。
[0042]如果必要时，则特别是当涉及到作为薄膜来施加的图像时，在印刷之前可以去除较旧的图像。可以通过:溶剂(例如丙酮)、热蒸气、研磨剂、激光辐射和/或漂白的UV辐射来实现这种去除。在此，或是可以仅仅单独地去除待去除的色层，或是可以也附加地一起去除底漆、中间层和/或增附剂层。
[0043]如果该对象事前已经根据本发明或者类似地被印刷，那么可以如下地去除已存在的图像:特别是当这个图像没有配备面漆时，例如利用溶剂喷射、打磨布、水柱、刷子、旋转刷、自动洗车线和/或蒸气喷射器来溶解和去除该图像。所述溶剂可以是纯的有机溶剂(例如丙酮或者异丙酮)或者混合剂(例如汽油或者例如具有乙醇的丙醇)或者含水的或部分含水的系统(例如水或者例如具有水的异丙酮)。此外，所述溶剂可以包含一种或多种添加齐U。在此，添加剂可以是典型的表面活性剂(例如胶态组分)或者可以是其它的表面或界面活性物质(例如半氟磷酸、聚醚硅氧烷)。也可以包含打磨颗粒，例如在一般的汽车用漆的研磨膏中很常见。
[0044]也可以使用所谓的“智能流体”、例如莱比锡的bubbles&beyond GmbH公司的“DWR95 PLUS液体-墨辊净化剂”。净化过程如下执行:利用部分含水的、标准的净化剂“DWR 95Plus液体”喷射所述对象；1至60秒的作用持续时间，其中，净化剂在色面存在的情况下蠕变并且因此减少或消除在基底上的附着物；洗去或擦掉涂料和净化剂；必要时可利用水或部分含水的第二净化剂(例如具有表面活性剂的水)冲洗干净；利用热空气来干燥。优选地，在相应地装备的自动洗车线中执行这个过程。
[0045]最后使该对象经历净化(例如清洗和干燥)，以便去除灰尘、污物、保护蜡或者类似物。
[0046]对于下述测量的校准可能需要的是，首先确定该对象的存在的颜色(即该对象在用于之后印刷所选的色域中的色区)、例如漆的颜色。
[0047]此外，为了较少地受误差影响地、轮廓清晰地测量该对象可能需要的是，给对象表面撒粉末，优选以白的粉末、或者以抗反射喷雾来抗反射。也可以设置为，例如通过喷墨来局部地将光散射剂或图案印上。在使用条纹投影测量方法时，该图案可以导致期望的莫尔现象。粉末可以同时具有净化的作用和/或作为底漆针对之后例如利用UV喷墨的印刷起作用。在后一种情况中，粉末在测量之后不会被去除，而是保留在表面上并且在印刷之后才被去除。
[0048]3.测量对象
[0049]这实现了三维地测量所述对象的表面的待印刷的区段或者整个表面。在此，所述表面或所述区段的空间点以所谓的点云的形式、以全部三个空间方向上以小于大约I毫米的或者特别优选地在大约0.1毫米的范围内的优选的精确度来获得。为此，对象(特别是该对象为交通工具)优选地位于一个空间内、优选地位于厂房中并且优选被机械地固定地且限定地在该空间中定位。
[0050]为了能够从随后多个单次测量中无差错地组成唯一的点云，可能需要的是，在空间中使用定位标记(例如粘合点、球和/或反差明显的标记)。这些标记可以位于对象外部或者内部或者安置在该对象的表面上，所述标记例如是交通工具后视镜上、交通工具窗玻璃上、交通工具号码牌上或者交通工具灯上的粘合点、或者是交通工具顶部上具有支架的球或者棋盘形的图案(例如也在厂房的壁上)。对象的显著的部位本身(例如号码牌、门锁或者天线)也可以用作定位标记。
[0051]也可以使用商业上通用的3D测量系统，该3D测量系统例如基于白光、激光-条纹投影、延迟时间测量、摄影测量学或者光学跟踪来工作。
[0052]可以静态地实现这种测量:多个3D测量系统位置固定地围绕对象来定位(例如厂房顶棚或者厂房壁上)，或者将活动式3D测量系统多次重新定位。这种测量提供了对象的或该对象的表面的、组合的、三维的、数字的点云。具体地列举用于这种测量的德国Faro公司的仪器“Faro Laserscanner 3D” (具有I米至5米的工作间距、I毫米的数据精确度)。
[0053]可以动态地实现这种测量:为此，手工测量仪被手工地或者利用机械手围绕对象来引导。在此，机械的轨迹引导可以在存在的数据库中调用相应的对象的三维数据(例如交通工具制造商的3D车身数据)。附加地可以使用距离传感器。以这种方式可以在至对象的所选的工作距离内引导测量仪。可以参考(世界_)坐标系例如相对于厂房或者其它所选的固定点来实现所述数据检测。可替换地可以参考对象的已经检测的数据(例如条纹形的、彼此相接的测量区段)来实现所述数据检测。具体地列举用于这种测量的、德国Faro公司的仪器“Faro Laser ScanArm”(具有8厘米至10厘米的工作距离、0.1毫米的数据精确度)或者德国Steinbichler Optotechnik公司的仪器。
[0054]可以串联地实现这种测量:在此，在第一步骤中首先以大约I毫米至大约10毫米的精确度并且以高速度来例如(如上所述)静态地测量这个表面。接着，在第二步骤中能够以较高的分辨率和较低的速度例如(如上所述)静态或者动态地复测所述表面的关键区段，这些区段具有极端的曲面、棱边、弯折部等。需要(较精确地)复测的部位可以例如由待印刷的图像与从第一步骤中得出的(较粗略的)位置数据的重合情况来辨识，因为在此能够识别出图像区域与极端部位在哪里重合。
[0055]也可以在印刷对象期间才实现第二步骤。为此，将测量仪前置于印刷头并且在借助于机械手进行印刷头的轨迹引导期间提供位置数据，以便以大约1/10毫米至大约1/100毫米的精确度来调节该印刷头的轨迹引导。在此(为了适配于点云)，所述测量数据可以参考上述的定位标记来设置。可替换地，所述测量数据也可以参考已经印刷的、相邻的区域来设置。然而，后一种情况需要用于拍摄已经印刷的相邻的区段的附加的摄像传感装置、以及数据处理装置，该数据处理装置在印刷期间依据所拍摄的图像来识别:印刷头当前位于哪里并且这在进一步的轨迹引导中考虑。具体地再次列举德国FaiX)公司的仪器“Faro LaserScanArm”，在运动期间该仪器也可以提供数据。当然，机械手必须处于这种情况:借助于该情况以这种方式持续地传送已更新的数据。在此，具体地列举德国Kuka公司的机械手。也要考虑的是，借助于压力驱动的、机械手上的xyz调节机构在该调节机构的位置中基于测量到的位置数据以大约1/100毫米的精确度来修正所述印刷头。
[0056]4.修改数据
[0057]由对象的表面的测量到的位置数据(由点云)可以在使用商业上通用的软件(例如加拿大InnovMetric公司的PolyWorks)的情况下生成相应于经测量的表面的3D网格。在此或接着可以借助于这个软件来实现对数据的优化和分类，例如可以确定存在的曲率半径、面和边缘。在交通工具中，例如窗玻璃、该窗玻璃的密封件、号码牌、门锁等能够以这种方式来辨识并且从待印刷的区域或待计划的轨迹引导中排除。
[0058]可以有利的是，局部地或者甚至全部地减少测量的3D位置数据，例如以便加速3D网格的生成。这种减少可以根据图像和/或对象来实现。局部地也可以有利的是，例如当局部的测量提供过少的数据时，通过插值法来增密3D位置数据。
[0059]此时提供的数据(点云、3D网格以及由此求取的数据)作为输入参量不仅在3D机械手轨迹引导的设计中而且在2D图像数据的3D-RIP (Raster Image Processing网格图像处理)中使用。其它的输入参量是喷墨头(或者使用的不同成形的喷墨头)的尺寸、工作距离(喷墨头的喷嘴开口与对象的表面的待保持的间距区域)、连同障碍物的空间以及限制，对象位于该空间中并且机械手在该空间中运动，机械手在该机械手的运动中受到所述限制。
[0060]在用于3D轨迹引导的数据的准备中有利的是，定义这样的区域:不允许机械手进入到该区域中，以及这样的区域:机械手能在该区域中自由运动。前者通常与测量的对象有关，即机械手不允许与对象相撞并且必须保持最小间距。这不仅适用于接收在机械手上的印刷头，而且也适用于整个机械手、例如该机械手的臂部分和关节，在轨迹引导期间机械手运动时所述臂部分和关节仅仅允许在被允许的区域内停留和运动。例如当在印刷期间通过移除或者添加对象部件(例如交通工具中的车身部件)来改变该对象时，也可以动态地来定义这两个区域。
[0061]3D-RIP生成了二维或三维或更多维度的矩阵，其中，在考虑三维的(即非平面的或在空间中弯曲或弯折等的)表面或在测量同一表面时获得的对象数据的情况下使存在的、二维的(即平面的或非曲面的)图像网格化(例如AM加网或者FM加网)。在此，3D-RIP可以执行所述图像的拉伸和/或压缩。
[0062]了解到并且注意到重要的是，3D-机械手-轨迹引导和3D-RIP通常彼此有关的是:i)可能需要的是，例如由于印刷质量(多通道印刷模式)、整体轨迹引导、局部的和/或相邻的曲率半径和/或选出的喷墨头或该喷墨头的几何形状，多倍地涂刷该表面的一个部位。ii)在简单表面的情况下可以由测量到的3D数据来确定所述轨迹引导，并且由此3D-RIP会考虑到预给定的轨迹引导，而在极端的表面(大程度的曲面、棱边、弯折部、孔)中可以由预定的3D-RIP来确定轨迹引导。例如当用于某些网格区域的转换的算法是彼此位置相关的并且不能简单地传递到整个对象上的情况。iii)在简单的图像中，轨迹引导可以由可能的机械手运动来确定，并且由此3D-RIP会考虑预给定的轨迹引导，而在复杂的图像中，轨迹引导可以由预给定的3D-RIP来确定。例如也当用于某些网格区域的转换的算法是彼此位置相关的并且不能简单地传递到整个对象上的情况。这可以单通道地(singlepass)或者多通道地(multi pass)设置表面的涂刷。
[0063]在3D-RIP中可以有利的是，首先确定不同的视角(例如从对象前面或从对象侧面)，并且接着对于每个视角执行单独的3D-RIP。以这种方式得到的网格数据可以之后在各个步骤中(即从前面以及从侧面)被印上，其中产生过渡区。这种设置可以有利的是，这个对象基本上是箱状(例如载重汽车或该载重汽车的车身)。可替换地能够有利的是，不同视角的网格数据已经在3D-RIP中被汇集并且在一个步骤中被印上，例如在这样的对象中:该对象的侧面是强烈拱曲的并且流畅地彼此过渡(例如轿车的空气动力学的车身)。例如对于在关闭或打开的门上的、或者在存在或不存在的车身部件上的相同的图像也可以使相同的图像数据多次经历3D-RIP。
[0064]轨迹引导可以局部地区别于其它情况下相当笔直地引导。例如可以沿着机动车的侧门基本上在水平的或者垂直的轨迹上引导该印刷头，而在门的门把手周围在基本上圆形的或者椭圆形的轨迹上引导该印刷头。
[0065]通过将印刷头倾斜地接收在机械手臂上的方式，可以在很大程度上避免了所谓的奇异性(Singularitit)，在该奇异性中机械手臂的两个或更多的轴位于同一条直线上。此外可以在期望的奇异性的范围内减缓轨迹速度。
[0066]在3D-RIP中也可以考虑并且必要时也可以补偿该对象表面(例如二手轿车)的缺陷或损伤。因此，通过图像中补偿的变化(拉伸、压缩等)可以掩盖例如表面的变形。在此，在3D-RIP中执行的变化如此来选择，使得有缺陷的或者损伤的部位对于观察者的光学印象从至少一个视角被缓和。为了辨识这种缺陷或者损伤可能需要的是，将测量到的对象数据与存储的、无差错的数据(例如与新出厂的交通工具的车身数据)相比较。
[0067]在3D-RIP中也可以考虑并且补偿被印上的图像上的不期望的畸变，所述畸变例如在显示人物、文字或者规则的图案中例如由表面的凸凹状结构造成。
[0068]5.为印刷准备对象
[0069]此时可能重新需要净化所述对象、例如清除粉末。
[0070]也可能需要的是，在原本印刷之前执行预处理。在此可以涉及电晕处理或者大气等离子处理或者火焰处理。预处理可以用于净化和/或改善附着。所述预处理可以根据表面的材料来选择并且可以在所述预处理的强度方面调节，从而不同材料的区段在处理之后具有几乎相同的表面张力，并且被印上的墨滴到处几乎相同地展开。
[0071]此外，在原本印刷之前可以施加涂层或者底层涂料(例如源料或者底漆)。该涂层可以包括增附剂或者降附剂。通过表面的附着性能的涂层和调节能够持续地或者仅仅在限定的时间间隔内产生图像。因此，交通工具上的图像可以持续地或者暂时地(例如仅仅在几天的持续时间内)产生。底漆也可以包括网格化或者未网格化地施加的白漆，因此特别是在深色地涂装车身部件的情况下可以拓宽可实现的色域。涂层和/或底漆可以施加到对象的整个表面上或者仅仅施加到选出的、接着也被印刷的区段、优选仅这个区段上。底漆可能例如也在窗玻璃的要被印刷的区段上是必要的。也可以设置的是，不同的表面材料配备有不同的底漆，以便针对使用的颜色或者涂料有针对性地调整附着特性并且尽可能彼此平衡。可替换地也可以设置的是，使用不同的颜色或者涂料，所述颜色或者涂料几乎同样良好地附着在不同材料的表面上。
[0072]除增加附着或者降低附着之外，底漆还可以具有这样任务，控制墨滴走向(展开)直至墨滴硬化的时间点。此外，底漆可以对不同种类的材料(例如玻璃、经上漆的金属板或者塑料)如此条件处理，使得实现墨滴同样的或者类似的展开。在此可以借助于底漆如此调整这种展开，使得这些单个墨滴也可以汇聚成整个表面。这种展开也可以利用物理的预处理(例如电晕处理、等离子化处理和/或火焰处理)实现。
[0073]特别有利的是这样的实施方案:其中，底漆以白色来覆盖待印刷的表面(白漆、面漆)。这一方面可以有利于随后的高精度的3D测量(一旦在测量之前实现了这种底漆施加)并且另一方面白色的基底有益于实现尽可能大的色域。白色的底漆例如可以由商业上通用的喷墨底漆构成，该喷墨底漆的Ti02作为白色的颜料被添加。底漆可以面状地施加到对象上(喷射、喷墨或者其它方法)；仅仅在这样的区域内面状地施加:对象在该区域内要配有图像(喷射、喷墨或其它方法)；或者非常精确地借助于喷墨来施加。需要时可以在底漆不被图像的网格点或全色调面覆盖的地方去除白色的底漆。在此，底漆优选地如此形成，使得该底漆可以例如通过异丙基水混合物来去除。因此，利用适当的溶剂也可以之后有针对性地去除所施加的图像。
[0074]在印刷装上充气轮胎的交通工具时可能需要机械地固定车身，因为印刷过程期间的温度波动可能会导致交通工具的上升/下降。同样地适用于这种交通工具，所述交通工具被弹动地支承或者出于其它原因倾向于自身运动。这种交通工具可以例如固定在针对千斤顶的作用部位上。
[0075]有利的是，对象在整个过程期间不必运动。如果例如为了测量和/或净化而必须运动到其它位置上并且又运动回来，那么需要使对象接着以确定的精确度(例如以大约10微米至大约100微米的精确度)相对于印刷装置来定位。附加地或可替换地也可以重新测量该对象或该对象的位置。无论如何在印刷过程开始时必须在共同的坐标系统(厂房)中已知该对象的位置以及印刷装置的位置。在印刷较小的图像时(例如在交通工具的侧门上印刷小规格的广告时)可以取消所述定位和/或重新测量，所述小的图像在对象上的位置允许较大的公差。
[0076]也可以在使用定位装置的情况下实现该对象的定位。例如转盘是有利的，对象放置在该转盘上，并且对象能够优选地以至少180°旋转，以这种方式能够例如以两个步骤实现这种印刷:首先印刷对象的第一部分，接着将对象旋转了 180°并且接着印刷该对象的剩余部分。90°的旋转也可以是有利的。在小型轿车中可以印刷例如一个侧面(车顶和发动机盖)，接着实现180°旋转并且接着印刷第二侧面。在较大型交通工具中可能需要多次旋转。
[0077]替代转盘也可以使用用于对象的、特别是用于交通工具的下述定位系统:正压/负压系统、(优选地全方向地)可移动的平台(具体地列举德国Kuka公司的仪器KukaomniMove)、xyz-门架。
[0078]替代或附加于转盘，定位装置也可以允许对象倾斜。当印刷头不允许朝上印刷时，则这可以是有利的。对象的必须从下印刷的部位(例如保险杠的底侧)则要通过使对象以所述部位的角位置相应地倾斜来如此改变，使得利用该印刷头可以朝侧面或者朝下地印刷所述部位。在较小的对象中可能的是，在印刷期间借助于多轴式机械手或机械臂使相应的对象运动，并且使该印刷头保持静止或者仅仅受限地运动。此外可能的是，在印刷期间不仅对象而且印刷头都借助于相应的机械手来同步地运动。这理解为，在机械手的对于印刷头的轨迹引导中必须考虑定位装置的运动。可能地，例如转盘上的交通工具持续缓慢地转动并且利用多轴的关节臂机械手以印刷头来印刷，其中，考虑到交通工具的旋转运动。
[0079]再一次可以设置的是，为用户二维地或三维地(在屏幕上虚拟地或真实地)在对象上展示预示的图像，其中，此时可以考虑到所有已经执行的匹配，从而用户由此得出这样的印象:这个完成印刷的对象看起来怎么样。可以再次进行修改。也可以在已接通的、到对象表面上的投影的情况下实现之后的印刷，从而能够直接控制质量和/或调节轨迹引导。
[0080]6.印刷
[0081]印刷装置优选地包括机械手以及至少一个布置在该机械手上的印刷头。印刷头优选是喷墨头(Inkjet)。可以使用压电式喷墨印刷头、气泡喷墨印刷头、持续喷墨印刷头和/或阀式喷墨印刷头。在此优选地为压电控制的印刷头。
[0082]所使用的喷墨系统可以具有流体静力学平衡，以便在机头运动时涂料导管或涂料弯月面中的压力在喷嘴开口上保持恒定。墨盒和平衡系统可以与喷墨头一起在机械手臂上被引导，以便使半月面波动最小化。喷墨头的状态和位置也可以利用传感器来检测并且克服半月面波动地调节。也可以设置，机头在空间中的已知的轨迹用作针对流体静力学平衡的控制的输入参量。
[0083]可以设置的是，使用用于避免喷墨头与对象之间碰撞的和/或用于保证质量的一个或多个传感器。在此可以使用光学传感器和/或超声波传感器。喷墨头至表面的工作距离被调节到额定值的大约+/-5%至大约+/-100%、优选地为大约+/-10%至大约+/-30%。在此，具体地列举德国MEL Mikroelektronik公司的传感器,所述传感器例如可以用于调节到大约10毫米+/-1毫米的工作距离。然而也可以设置的是，例如通过机械手的位置信号非常准确地已知了喷墨头和机械手的位置，并且仅仅通过以下方式实现避免碰撞，即由对象的测量得出的点云针对移动机械手和喷墨头的运动来展示出禁止的空间。然而，为了提高碰撞安全有利的是，附加地设置至少一个碰撞传感器。
[0084]在印刷时可以使用针对印刷多彩图像的各种颜色系统和/或漆系统(例如CMYK、RGB)或者已拓宽的颜色系统(例如CMYK+浅青色+浅洋红)。可以产生单色或者多色的图像、多彩的图像、灰度图像或黑白图像或二进制图像。为了也能够在非白色的对象上产生尽可能大的色域，可以设置的是，在施加涂料之前或者期间附加地(网格化地或者全表面地)施加白的颜色或者涂料。
[0085]在完成印刷之后可以设置的是，将保护漆或面漆施加到整个对象上或者仅仅到经印刷的区段上(以及必要时可施加到边缘上)，例如为了根据希望来调节该保护漆或面漆的抗UV性和/或抗刮性。
[0086]可以设置的是，在一个过程中将所有待施加的流体介质(涂层、底漆、涂料、颜色、漆、保护漆、面漆)施加到对象上。为此，印刷头可以具有用于不同介质的单独的喷嘴，并且这些喷嘴可以如此被单独地控制，使得这些介质在对象的每个部位上以正确的顺序被卸料。可替换地也可以设置用于这些介质的单独的印刷头，这些印刷头可以沿着对象被共同地或者单独地引导。
[0087]可以使用不同流体介质的系统:基于水的、基于溶剂的、UV硬化的、热熔胶的、乳胶的、凝胶的、溶胶凝胶的、单成分的和/或双成分的系统。特别是可以使用传统的漆(例如用于给交通工具涂装的彩漆和/或清漆)。优选地是基于水的系统。如果要仅仅暂时地设置经印上的图像，那么优选地为这样的介质:所述介质可以例如借助于溶剂或者利用热蒸气来再次溶解。
[0088]在印刷时需要的是，使机械手的运动或轨迹引导与印刷头的控制同步，即印刷头必须在该印刷头的相应的、轨迹的位置中利用这些图像数据来控制以便打开喷嘴，所述图像数据在该位置上要被印刷。在此可以设置的是，印刷头的位置和该印刷头的运动方向确定了数据传输。然而也可以相反地设置，即数据传输确定了印刷头的位置和该印刷头的运动方向。作为第三种可能性方案可以设置的是，根据对象的表面和/或图像数据在这两种前述的可能性方案之间来回转换。
[0089]如果对象的表面具有大程度的曲面和/或底切，那么可以有利的是，使用具有不同几何形状的不同印刷头，例如具有小的印刷头，以便能够在窄的区域内印刷(例如交通工具的门把手)，例如具有大的、平的印刷头，以便能够快速地且以尽可能少的轨迹来印刷平的面(例如交通工具的顶部)。也可以使用实现不同分辨率的印刷头(例如10dp1-和300dp1-印刷头)。如果仅仅单色地印刷，那么也可以替代喷墨印刷头而设置借助于机械手引导的喷针或者喷嘴。
[0090]也可以设置的是，使用所谓的空气刮刀，以便改善喷嘴头的定位精确度，其方式是例如减少或者完全避免空气涡流和拖曳流。空气刮刀产生了确定的空气流并且与喷嘴头一起且前置于该喷嘴头地沿着对象的表面运动。空气刮刀也可以如此构造，使得该空气刮刀的形状能够适配于对象的局部表面形状(例如在对象的局部曲面上)。空气刮刀的使用也能够以有利的方式导致了:喷嘴头与表面的距离可以被较大地选择；或由喷嘴头产生的墨滴经过较远的距离精确地飞至该表面。替代或附加于空气刮刀也可以在单个的喷嘴周围、喷嘴组周围或喷嘴头的全部喷嘴周围设置辅助流，所述辅助流准确地支持墨滴的传输。
[0091]在不平的(例如弯曲的或者具有弯折部的)表面上，喷墨头的各个喷嘴至对象的表面的距离在确定的时间点是彼此不同的，这不利地影响了图像质量。替代于以平行的轨迹经过该表面，因此能够以有利的方式如此构造轨迹引导，使得喷嘴至对象的表面的相应的距离在确定的时间点上是彼此尽可能相等的。可以为此例如如此引导喷墨头经过弯折部，使得在此喷墨头的喷嘴组基本上平行于弯折部地定向。因此局部地(例如在弯折部上)可以偏离于其它的、更确切说是行列状的轨迹引导，其中，确保了表面的已经印刷的部位不被第二次印刷，例如通过以下方式，即已经印刷的图像点在控制装置中标记为“已印刷”。
[0092]因为印刷头通常不是足够大并且对象的表面通常过于复杂以在一个过程中产生所述图像，所以在大多数的情况中需要区段地(例如以轨迹)施加印刷图像。所述轨迹必须无缝地彼此接合，从而在完成的印刷图像中不会识别出:印刷图像在哪个部位上被接合。然而，当机械手不能运动足够远以使得在一个过程中印刷整个对象或者该对象的至少一个大的面时，接合也可以是必要的。例如，在使用具有喷墨头的小型关节机械手以及印刷大型交通工具时可能会发生:臂部仅仅到达大约至车顶的中间处。这个问题可以通过以下方式来解决，即对象和/或机械手相对彼此移动，例如可以以180°旋转该交通工具。必要时必须使对象在运动之后被重新测量位置。无论如何，必须由部分图像组合成整个图像，其中，只要缝隙或者重叠对于人眼而言感觉为干扰，则应实现使部分图像彼此无缝隙地且无重叠地接合。同样在这些实例中显而易见的是，在机械手运动与印刷头控制之间的精确地同步是何等重要，在印刷时在每个时间点必须以足够的精确度知道:印刷头和对象相对彼此位于何处或者在空间中绝对地位于何处。
[0093]可以控制印刷头，然而也可以借助于机械手来调节该印刷头。调节可以包括传感器，该传感器确定印刷头的当前的实际位置并且传输给调节装置，该调节装置将这个值与额定位置进行比较并且必要时进行修正。这种调节可以用于避免可见的且干扰的接合部位。
[0094]以500Hz的调节在期望的l/10mm的精确度的情况下实现0.05m/s的轨迹速度。因此，在使用1cm宽的印刷头时可以实现18m2/h的印刷速度(在Icm的宽度的情况下为
1.8m2/h)。如果规定以Icm至1cm之间的不同宽度的更换机头来工作(窄的机头用于强烈拱曲的区段，宽的机头用于表面的基本上平的区域)，那么能够实现大约1.8m2/h至大约18m2/h之间的平均印刷速度。与根据现有技术的、实现大约lm2/h的、传统的薄膜施加相比，所述的方法具有明显的速度优点。
[0095]如果轨迹引导与此相反地被事先确定并且接着在不调节的情况下被执行，那么下述的印刷速度是可能的:在0.5m/s的情况下实现l/10mm的精确度，并且Icm或者1cm宽的机头以18m2/h或者180m2/h印刷。也就是说可以非常快速地印刷相对平的面，例如利用1cm的机头在大约10分钟内印刷具有30m2的、载重汽车的侧壁。
[0096]在交通工具中也可以实现部分图像的彼此接合，其方式是:在一个过程中印刷车身的表面区段直至车身部分之间的缝隙，即取消接合部位，因为所述接合部位刚好位于该缝隙上。然而这以下述为前提:机械手如此确定尺寸并且可运动地构造，使得在机械手和/或交通工具不转换位置的情况下使该机械手能够至少印刷各个车身部件(例如发动机盖、挡泥板、门、车顶以及后盖板)。也就是说，机械手应该至少能够涂抹大约I平方米至大约2平方米的面积并且具有大约I米至大约3米的有效范围。
[0097]可以有利的是，例如如果对象具有可运动的或可拆卸的部件，则多次地测量并且也多次地印刷该对象。在交通工具中这些部件可以是例如后盖板上的备用车轮、导流板、车顶箱和/或门。接着，分别在具有和没有所述部件或在下述情况中实现3D测量，即在这种情况中所述部件(例如门)位于不同的位置中。接着准备对象数据，这些对象数据允许了不具有所述部件(例如不具有车顶箱)的对象和具有所述部件(例如具有车顶箱)的对象的印刷。首先可以在第一步骤中仅仅针对该对象单独地实现印刷，并且在第二步骤中仅针对所述部件单独地实现印刷，其中，所述部件在第一步骤中被移除并且在第二步骤中又被安装。相应地适用于可运动的部件:所述部件在第一步骤中位于第一位置中并且在第二步骤中位于第二位置中。在可摆动的门的情况中，例如首先在关闭的状态中从外部印刷该门并且接着在敞开的状态中在边缘上且必要时可从甚至内部印刷该门。附加地也可以在门打开的情况下印刷门凹口。
[0098]为了提高机械手臂的有效范围可以以有利的方式设置的是，使机械手臂可旋转地和/或可移动地支承在例如线性引导装置上。引导装置可以设置在厂房地板、厂房壁或者厂房顶棚上。可替换地，机械手臂也可以布置在xyz门架上，也就是说在这样的门架上:该门架允许机械手臂在三个空间方向上相对于对象移动。也有利的是，机械手臂的当前位置被检测并且在该机械手臂自身控制以及印刷头控制的情况下被考虑。替代于机械手臂也可以将印刷头自身直接(优选可旋转地)布置在xyz门架上。门架也可以接收其它单元(例如用于净化、干燥和硬化的这些单元)。
[0099]门架也可以包括两个垂直的支柱和水平的横梁。所述支柱相互配合并且能够水平地在引导装置上运动。所述横梁能够垂直地运动而且接收能水平运动的且必要时还能伸缩的和/或能摆动的印刷头。门架也可以弧形地(例如以半圆的形式)构造并且可接收至少一个能在该门架上移动的印刷头。因此，印刷头可以从对象的一侧运动直至对置的一侧。具有印刷头的机械手臂也能够可运动地布置在弧形的门架上。
[0100]为了以小且轻的印刷头来印刷，也可以使用德国Festo公司所谓的B1nicHandling Assisent或者作为机械手臂的同类的装置。这种仿生学系统由于其高的可运动性和变形性也可以印刷难于触及的区域。
[0101]也可以考虑活动式的应用，例如用于印刷车库大门、(交通)标牌、广告面或者房屋立面。具有印刷头的机械手对于活动式的应用是尽可能紧凑并且轻型地实施并且必要时可安装在交通工具或者可运动升降台上。小型机械手-印刷头-装置也可以用于印刷家具和/或电子/电气仪器。
[0102]7.干燥
[0103]印上的图像或所用的流体介质可以经受干燥和/或硬化。例如可以设置的是，可使所用的溶剂蒸发或者例如在使用辐射和/或热量(例如红外线辐射或者近红外线辐射、特别是激光辐射、激光二极管辐射或者VCSEL辐射或者热空气)的情况下、或在使用相应的装置或相应的阵列的情况下主动地蒸发。例如也可以设置的是，例如在使用产生相应的UV辐射的装置(例如UV管、UV-LED和/或电子射束)的情况下执行紫外线硬化。必要时可必须例如通过遮光物来保护印刷头免受辐射。
[0104]在有利的实施方式中，用于干燥和/或硬化的装置实施为机头并且被接收在机械手上。于是，该机头可以借助于机械手沿着对象的表面来引导并且局部地干燥已施加的介质。可以设置的是，印刷头和用于干燥和/或硬化的机头被接收在同一个机械手上，或者设置所述两个机头作为更换机头并且在更换中由机械手来接收。用于干燥和/或硬化的机头优选地相邻于印刷头地布置在机械手上并且在印刷之后直接干燥/硬化经印刷的图像，也就是说，这两个机头在相同的轨迹上、然而前后相继地或者并排地引导。
[0105]对于每种介质可以单独地(直接在施加所述介质之后)实现干燥/硬化，或者可替换地可以共同地(直接在施加最后的介质之后)干燥多个叠置地施加的介质。
[0106]特别有利的是，如此根据图像执行干燥/硬化，使得仅仅处理对象的表面的(必要时具有边缘的)这些区段，所述区段也被经印刷的介质占据。
[0107]如果仅仅暂时地设置印上的图像，那么可以仅仅部分地执行干燥/硬化，即仅仅只要或在这种程度下直至介质被足够地干燥/硬化，以便在预定的时间间隔内能附着在对象上并且在此足够保证图像特性。以这种方式实现的不完全的干燥/硬化可以造成，例如可以利用适当的溶剂(如丙酮)和/或通过擦拭又去除所述介质。在使用双成分系统时，这可以通过相应地调节相应的单个成分的数量比例来实现。
[0108]在UV硬化中可能需要防止的是，即印上的图像点在硬化之前过强地延伸(防止所谓的渗血)。为此可以在施加所述介质之后直接实现这种硬化，优选利用以减少的射线量仅仅部分地硬化(所谓的凝固或者固化)的形式，因为在此也防止了，过多的辐射到达(必要时可相邻布置的)印刷头并且使介质在喷嘴之中或者之上硬化。一个可替换的解决方案在于，隔离(必要时可相邻布置的)印刷头或者选择远离于印刷头的、用于硬化的机头的辐射方向、或者以至印刷头足够的距离来布置和引导所述用于硬化的机头。也可替换地，也可以使用所谓的相变涂料，所述相变涂料在加热的和流质的状态中被印刷耗用并且在短的时间间隔内或者优选地立即在冷却的对象上硬化。
[0109]8.其它的可能性
[0110]也可能的是，在一个时间间隔之后改变印刷到对象上的图像，其方式例如是完全或部分地加印在存在的图像上，其中，首先可以去除待加印的区域。在印刷到交通工具上的广告中可以匹配于例如当前的价格和/或当前的销售时间/地点。能够以新的、期望的图像加印在不再期望的图像上。例如刮坏的或者褪色的图像可以部分地或完全地被修复。
[0111]附加地或可替换地可能的是，在一个时间间隔之后在已经存在的图像旁边印刷其它的图像并且以这种方式在这个时间内在对象上集合越来越多的图像。在交通工具上，用户可以以这种方式逐渐地为进一步的图像做决定，并且这些进一步的图像如同纹身那样组合成整体外观图。
[0112]在这个申请中所述的方法也允许印上正式标识、试验印章、标志。例如在交通工具中可能的是，印上号码牌和/或德国技术监督协会标志。为此，例如通过在主管部门和/或德国技术监督协会的相应的数据库上安全地且授权地进行数据库存取，将需要的数据提供给用于产生图像的软件。这些印上的标识等能够以有利的方式不被盗取。
[0113]不仅可以印刷在视觉上可察觉的结构而且可以印刷满足其它功能(例如导电并且作为导体轨道起作用)的结构。以这种方式可以将这样的电路印刷到3D对象的表面上:OLED (有机电致发光器件)或者其它发光元件。例如在交通工具中可能的是，印上发光体、特别是制动发光体、发光的号码牌或者其它图案。
[0114]替代于静态图像的施加也可以设置的是，借助于用于电子结构的薄层印刷方法在对象表面上产生至少一个屏幕，该屏幕能够允许变换的图像或者影片，例如为OLED-Display (有机电致发光器件屏幕)。
[0115]在两个印刷头的使用中可能的是，在对象上确定的部位上依次印上双成分系统的两个成分，这些成分在这个部位上必要时可在辐射能量的作用下彼此反应和硬化。经硬化的材料可以导致轮廓变化并且例如可以修补受损的部位，或者该材料可以改变该表面的粗糙度或者视觉效果。
[0116]以类似的方式可以自动地实现该对象的修补:测量该对象；待修补的部位借助于与原始对象的数据的比较来辨识；印刷头施加修补材料(例如填料)；另一个机头研磨被施加的材料；第三个机头涂装该对象的经修补的部位。
[0117]替代于机械手，手工引导的印刷头也是可能的，所述印刷头根据该印刷头在空间中的绝对位置或者该印刷头相对于对象的相对位置被供应用于印刷的控制数据。
【专利附图】
【附图说明】
[0118]下面参考所属附图依据至少一个优选的实施例详细地说明本发明本身以及本发明的结构上和/或功能上有利的改进方案。在附图中彼此相应的元件相应地设有同一附图
己 O
[0119]附图中:
[0120]图1:示出根据本发明的具有关节臂-机械手的系统的优选实施例的示意性侧视图；以及
[0121]图2:示出根据本发明的系统的优选实施例的简图。
【具体实施方式】
[0122]在图1中从侧面示出交通工具1，该交通工具由系统2来印刷。该系统具有基础部3和由多个可运动机构组成的机械手4(关节臂机械手)以及布置在该机械手上的印刷头
5。该基础部能够被可转动地且可移动地支承，从而具有用于印刷的印刷头的臂可以移近该交通工具的所有部位。该印刷头在印刷期间位于至交通工具的表面较小间距处并且在此射出墨滴6，所述墨滴具有用于到达表面的足够的冲量。所述间距可以大约为1cm。
[0123]给交通工具I印刷图像7。该图像可以具有不同的区域7a和7b。这些区域可以例如如此来区分，即所述区域具有不同的颜色。所述区域也可以如此来区分，即一区域被网格化地(以半色调方法)印刷，并且另一区域被未网格化地(以全色调方法)印刷。
[0124]作为待印刷对象的交通工具I具有弯曲的表面、例如挡泥板8，该挡泥板从侧壁处拱曲进而不仅具有凸状曲面而且具有凹状曲面。这些曲面可以具有非常小的半径并且甚至作为弯折部(O度的半径)存在。可以看出的是，图像7也在该挡泥板上伸展并且在此被施加到表面的区域8'上，该区域可以具有不同的曲面并且也可以具有弯折部。
[0125]也可以看出的是，图像7被施加到区域9'中的外后视镜9上。因此系统2也允许印刷在表面上布置的车身部件。在区域10'中可以看出的是，该系统也允许印刷所谓的底切(例如门把手)。为此，暂时设置非常小的印刷头，该印刷头可以沉入到门把手的区域中。
[0126]也可以印刷棱边:侧门与车身之间的间隙11在关闭门时被尽可能地印刷并且接着在打开门时必要时又以仅仅暂时地使用的、非常小的印刷头来完成印刷。从数米的距离处看来图像7无中断地在间隙11上伸展。也可以在窗玻璃12的区域12'中、即在另一种材料(玻璃替代了经涂装的金属)上印刷。
[0127]因此根据本发明的系统以有利的方式允许了:复杂成型的交通工具I的全部表面配有任意的、多色的图像7。在此，该图像也可以是单色的，并且交通工具的漆可以是光滑的。然而，交通工具优选已经被涂装，并且所述图像仅仅被局部地施加，用于美化或者携带信息(例如广告)。
[0128]图2示出根据本发明的系统的优选实施例的作为方法流程的简图。
[0129]在步骤A中，相应于编号2.(参见前述)，准备交通工具I用于测量。为此，车身20至少区段地借助于净化装置21净化并且必要时可随后干燥和撒粉末。
[0130]在步骤B中，相应于编号3.(参见前述)，测量该交通工具。测量装置22在测量区域24中检测该交通工具I的表面并且将测量数据经由连接装置22'传输至计算机23。
[0131]在步骤C中，相应于编号4.(参见前述)，加工所测量的交通工具数据，即由车身20、窗玻璃以及可能存在的车身部件(例如后视镜)的表面点的点云来计算出网格25，该网格以对于随后的印刷所需的精确度(优选地为大约1/10_)反映了所测量的表面。
[0132]在步骤D中，相应于编号1.(参见前述)，准备印刷图像26的数据，即首先选出并且然后预处理(例如经历了转换如畸变27)，从而选出的图像与交通工具表面的走向相匹配。
[0133]在步骤E中，给计算机28 (该计算机与计算机23相同)不仅提供交通工具表面的所测量的和进一步处理的数据25而且也提供关于待印刷的图像26的数据。相应于编号
4.(参见前述)，计算机28此时执行所谓的3D-RIP。
[0134]在可选择的步骤F中，相应于编号5.(参见前述)，在印刷之前借助于净化装置29至少区段地净化所述交通工具I或该交通工具的车身，例如以便去除粉末。
[0135]在步骤G中，相应于编号6.(参见前述)，此时借助于由机械手4和印刷头5构成的系统2来实现印刷。在此，计算机23或另一个计算机通过连接装置22'如此控制轨迹引导和涂料输出，使得图像30在车身上产生。
[0136]在步骤H中，大体上相应于编号7.(参见前述)，借助于干燥装置31 (例如输出UV辐射32的干燥器)如此干燥已完成的图像30，使得交通工具可以从系统2远离，或者在步骤I中可以在A、B或E开始时进行该方法的其它流程。
[0137]参考标号列表
[0138]I 交通工具
[0139]2 系统
[0140]3 基础部
[0141]4 机械手
[0142]5 喷墨印刷头
[0143]6 墨滴
[0144]7 图像
[0145]8 挡泥板
[0146]8'区域
[0147]9 外后视镜
[0148]10 门把手
[0149]10'区域
[0150]11 间隙
[0151]11'区域
[0152]12 窗玻璃
[0153]12'区域
[0154]20车身
[0155]21净化装置
[0156]22测量装置
[0157]22'连接装置
[0158]23计算机
[0159]24测量区域
[0160]25网格
[0161]26待印刷的图像
[0162]27转换
[0163]28计算机
[0164]29净化装置
[0165]30图像
[0166]31干燥装置
[0167]32UV 辐射
[0168]A方法步骤(净化)
[0169]B方法步骤(测量)
[0170]C方法步骤(处理交通工具数据)
[0171]D方法步骤(处理图像数据)
[0172]E方法步骤(生成网格矩阵)
[0173]F方法步骤(净化)
[0174]G方法步骤(印刷)
[0175]H方法步骤(干燥)
[0176]I方法步骤(其它的过程)
【权利要求】
1.一种用于印刷对象的方法，其中，印刷所述对象(I)的表面的至少一个区域，所述方法具有下述的方法步骤: -准备图像(7,26)； -三维地测量(B)至少所述区域(24)； -产生与所述区域相对应的、空间点(C)的数量； -产生与所述区域相对应的三维网(C); -产生轨迹数据、即三维的轨迹，以使用于喷墨印刷头(5)的机械手(4)运动； -产生网格数据(E)、即网格矩阵、特别是三维或者更高维度的网格矩阵， 用于控制所述喷墨印刷头(5)； -在应用所述轨迹数据的情况下使所述机械手(4)运动；以及 -在应用所述网格数据的情况下利用所述喷墨印刷头(5)印刷(G)所述图像(7，26)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于同步化的下述方法步骤中的至少一个: -根据所述机械手(4)的运动来印刷(G)所述图像(7，26);或者 -根据待印刷的图像(7，26)使所述机械手(4)运动。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于下述方法步骤: -在所述印刷(G)之后利用由机械手引导的干燥器头特别是在使用紫外线辐射、NIR辐射、IR辐射、热空气和/或激光辐射的情况下干燥(H)和/或硬化和/或固化涂料或者漆。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于下述方法步骤: -在所述三维地测量(B)之前至少对所述区域进行净化(A)、特别是清洗和干燥、以及可选择地撒粉末。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于下述方法步骤之一: -在使用在测量期间位置固定的测量系统(22)的情况下静态地三维地测量(B)所述区域；或者 -在使用由机械手引导的测量头(22)的情况下动态地三维地测量⑶所述区域。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于下述方法步骤: -在所述印刷(G)之前至少在所述区域中施加底层涂料和/或底漆。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于下述方法步骤之一: -利用所述喷墨印刷头(5)印刷(G)所述图像(7，26)的第一部分； -使所述对象(I)运动、特别是旋转到改变的位置中；以及 -利用所述喷墨印刷头(5)印刷(G)所述图像(7，26)的第二部分。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于下述方法步骤: -将所述喷墨印刷头(5)更换成不同类型的其它印刷头(5)、特别是不同类型的喷墨印刷头(5)。
9.一种用于印刷对象的系统，所述系统印刷所述对象(I)的表面的至少一个区域，所述系统具有下述特征: -净化装置(29)，用于净化至少所述区域； -测量装置(22)，用于三维地测量至少所述区域并且用于产生测量结果； -计算机(28)，用于产生网格矩阵、特别是三维或者更高维度的网格矩阵； -机械手(4)、特别是下述机械手之一:关节臂机械手、并联运动机械手、龙门式机械手; -至少一个执行装置(5)、特别是下述机头之一:喷墨印刷头(5)、UV干燥头、测量头、投影头; -用于控制所述机械手的计算机(23);以及 -用于控制所述执行装置的计算机。
10.一种用于给对象、特别是交通工具印刷至少一个图像的方法，其中，所述图像由用户选出，并且由服务提供商在使用前述方法中至少一个的情况下和/或在使用前述系统的情况下在由用户选出的表面区域上将选出的图像印刷到所述对象上。
【文档编号】B41J3/407GK104203584SQ201380015936
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年3月15日 优先权日:2012年3月29日
【发明者】B·拜尔, H·皮茨, M·施勒霍尔茨, T·沃尔夫 申请人:海德堡印刷机械股份公司