一种喷头随动的高精度喷墨打印平台和方法与流程

1.本发明涉及喷墨打印机的技术领域，具体涉及一种喷头随动的高精度喷墨打印平台和方法。


背景技术：

2.喷墨打印是一种新兴的印刷技术，主要分为热法泡技术和微压电技术。这两种技术都是通过一定的方法将墨腔中的墨水压出去，从而形成一滴墨滴，落到打印介质上。通过控制多个喷嘴的喷射，喷墨式打印机可以在被打印材料上形成所需的图形。
3.喷墨打印头是喷墨打印机的核心部件，多个喷嘴通常在喷墨打印头的表面一字排开。为了获得平面图形，需要移动喷墨打印头或者被打印材料，通过扫描的方式将墨滴喷射到图形所在区域。
4.打印精度是衡量喷墨打印机性能参数的重要指标，目前的喷墨打印机在打印过程中，喷墨头都是在一个平面上平移，如图1所示：本图举例该工件表面是凸起的。在一般喷墨打印过程中，喷头不具备沿着所述工件表面轮廓在z轴高度方向进行随动调节的能力，系统会认为工件表面是平整的，在理论计算中墨滴的落点在图1所示的b点，而如果喷头保持z轴高度方向不动，那么墨滴的实际落点将在图1所示的a点，所以实际落点a点和理论落点b点并不重合，由此打印图形就产生了偏移、重叠、失真等缺陷。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种喷头随动的高精度喷墨打印平台和方法，解决了上述背景技术中提出的问题。
6.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种喷头随动的高精度喷墨打印平台，包括xy平台、打印平台、喷头组件，所述xy平台通过机架固定安装，所述xy平台的顶部设有沿y方向的y轴齿条，xy平台的上方设有所述打印平台，打印平台的底部固定设有y轴电机，y轴电机的输出轴上设有与y轴齿条配合的y轴齿圈，所述xy平台的一侧沿x方向设有x轴横梁，所述x轴横梁内侧设有可沿x方向移动的喷头组件，所述喷头组件包括z轴移动机构和测高传感器，所述z轴移动机构用于实现喷头组件在z轴方向的调节，所述测高传感器用于测量喷头组件到工件的实际距离。
7.作为优选，所述x轴横梁的内侧中间设有x轴齿条，所述喷头组件上设有与x轴齿条配合的x轴齿圈，x轴齿圈安装在x轴电机的输出轴上。
8.作为优选，所述x轴齿条的上下两侧设有x轴滑轨，x轴滑轨与设在喷头组件上的x轴滑槽配合滑动连接，x轴齿条的左右两侧设有x轴挡块。
9.作为优选，所述喷头组件包括打印喷头、墨盒、喷头固定板、喷头移动板、z轴移动机构、测高传感器，所述的喷头固定板通过x轴滑槽与x轴横梁上的x轴滑轨配合连接，喷头固定板上设有x轴电机，x轴电机的输出轴设有与x轴齿条配合的x轴齿圈；所述喷头移动板通过z轴轨道与喷头固定板配合滑动连接，喷头移动板上设有所述打印喷头和墨盒，打印喷
头的两侧设有测高传感器，喷头移动板的一侧设有z轴移动机构。
10.作为优选，所述z轴移动机构包括z轴电机、z轴固定板、z轴丝杆，所述z轴电机的输出端设有减速箱，减速箱通过z轴固定板安装在喷头移动板上，减速箱内设有减速器，z轴电机的输出轴通过减速器与z轴丝杆连接，z轴丝杆与设在喷头固定板上的z轴螺纹配合连接，实现喷头移动板的上下移动。
11.作为优选，所述打印平台上位于y轴齿条的两侧均设有y轴滑轨，所述打印平台的底部设有与y轴滑轨配合滑动的y轴滑块。
12.作为优选，所述喷头组件还设有油墨固化机构，所述油墨固化机构安装在打印喷头的外侧。
13.本发明还提供了一种喷头随动的高精度喷墨打印方法，包含以下步骤：s1：将工件固定到打印平台，控制x轴电机使打印喷头位于工件上方，控制y轴电机使工件沿y轴方向移动，打印喷头两端的测高传感器对工件表面进行一次扫描；s2：以其中一侧的测高传感器测量的数据为原始点，获得该处的高度轮廓曲线；s3：将打印喷头的中心对准所选处，控制工件沿y轴方向移动移动，完成第一次喷墨打印，同时通过两侧的测高传感器获取相邻区块的高度轮廓曲线；s4：选取其中一侧的相邻区块作为新的打印区，通过该处的高度轮廓曲线完成第二次喷墨打印，同时通过测高传感器获取新的高度轮廓曲线；s5：重复步骤s3-s4，直到完成原始点一侧的全部打印区块；s6：控制打印喷头按照步骤s3-s5的方法完成原始点另一侧的全部打印区块。
14.作为优选，选择工件的边缘处作为原始点，使第一次喷墨打印位于工件边缘。
15.作为优选，喷墨打印时，按照高度轮廓曲线，通过控制z轴移动机构实时调整打印喷头和工件表面的距离。
16.本发明通过测高传感器测量喷头组件到工件的实际距离，获取高度轮廓曲线，再通过z轴移动机构控制打印喷头按照高度轮廓曲线进行喷墨打印，打印过程中喷头高度随工件表面高度实时调整，操作简单，能大幅提高图形的精度和准确性；在打印过程中可以选择工件的任意位置作为原始点进行喷墨打印，无需考虑喷头对于工件的位置，操作方便；在前一次打印的同时获取下一次打印的高度轮廓曲线，提高工作效率。
附图说明
17.图1是一般喷墨打印中油墨滴在凸起的工件表面的落点示意图；图2是本发明实施例1的结构示意图；图3是本发明打印平台的底部结构示意图；图4是本发明喷头组件的结构示意图；图5是本发明喷墨打印方法的原理示意图。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
19.如图2-4所示，一种喷头随动的高精度喷墨打印平台，包括xy平台2、打印平台3、喷头组件5，所述xy平台2通过机架1固定安装到生产线上，所述xy平台2的顶部设有沿y方向的y轴齿条9，xy平台2的上方设有所述打印平台3，打印平台3的底部固定设有y轴电机15，y轴电机15的输出轴上设有与y轴齿条9配合的y轴齿圈14，所述xy平台2的一侧沿x方向设有x轴横梁4，所述x轴横梁4内侧设有可沿x方向移动的喷头组件5，所述喷头组件5包括z轴移动机构和测高传感器，所述z轴移动机构用于实现喷头组件5在z轴方向的调节，所述测高传感器用于测量喷头组件5到工件的实际距离。
20.所述x轴横梁4的内侧中间设有x轴齿条10，所述喷头组件5上设有与x轴齿条10配合的x轴齿圈，x轴齿圈安装在x轴电机513的输出轴上，x轴电机513用于控制喷头组件5在x轴方向上的移动。
21.所述x轴齿条10的上下两侧设有x轴滑轨11，x轴滑轨11与设在喷头组件5上的x轴滑槽配合滑动连接，x轴齿条10的左右两侧设有x轴挡块13，x轴滑轨11和x轴滑槽用于限定喷头组件5和x轴横梁4的相对位置，x轴挡块13防止喷头组件5滑出x轴滑轨11。
22.所述喷头组件5包括打印喷头509、墨盒504、喷头固定板501、喷头移动板503、z轴移动机构、测高传感器，所述的喷头固定板501通过x轴滑槽与x轴横梁4上的x轴滑轨11配合连接，喷头固定板501上设有x轴电机513，x轴电机513的输出轴设有与x轴齿条10配合的x轴齿圈；所述喷头移动板503通过z轴轨道与喷头固定板501配合滑动连接，喷头移动板503上设有所述打印喷头509和墨盒504，墨盒504用于给打印喷头509提供油墨，打印喷头509的两侧设有测高传感器，包括左测高传感器511和右测高传感器512，喷头移动,503的一侧设有z轴移动机构。
23.所述z轴移动机构包括z轴电机505、z轴固定板507、z轴丝杆508，所述z轴电机505的输出端设有减速箱502，减速箱502通过z轴固定板507安装在喷头移动板503上，减速箱502内设有减速器506，z轴电机505的输出轴通过减速器506与z轴丝杆508连接，z轴丝杆508与设在喷头固定板501上的z轴螺纹配合连接，通过控制z轴电机505实现喷头移动板503的上下移动。
24.所述打印平台3上位于y轴齿条9的两侧均设有y轴滑轨7，所述打印平台3的底部设有与y轴滑轨7配合滑动的y轴滑块8。
25.所述喷头组件5还设有油墨固化机构510，所述油墨固化机构510安装在打印喷头的外侧，油墨固化机构510可以用进行喷墨打印时增加油墨固化的速度，油墨越快固化越不容易产品变形，从而提高打印质量。
26.本发明的喷墨打印具体实施方法为：s1：将工件固定到打印平台3，控制x轴电机513使打印喷头509位于工件上方，控制y轴电机15使工件沿y轴方向移动，打印喷头509两端的测高传感器对工件表面进行一次扫描；s2：以其中一侧的测高传感器测量的数据为原始点，获得该处的高度轮廓曲线；s3：将打印喷头509的中心对准所选处，控制工件沿y轴方向移动移动，完成第一次喷墨打印，同时通过两侧的测高传感器获取相邻区块的高度轮廓曲线；s4：选取其中一侧的相邻区块作为新的打印区，通过该处的高度轮廓曲线完成第二次喷墨打印，同时通过测高传感器获取新的高度轮廓曲线；
s5：重复步骤s3-s4，直到完成原始点一侧的全部打印区块；s6：控制打印喷头509按照步骤s3-s5的方法完成原始点另一侧的全部打印区块。
27.实施例1（1）将工件固定到打印平台3，控制x轴电机513使打印喷头509位于工件上方，控制y轴电机15使工件沿y轴方向移动，打印喷头509两端的测高传感器对工件表面进行一次扫描，假设扫描时左测高传感器511沿第一虚线17；（2）以第一虚线17为原始点，获得该处的高度轮廓曲线；（3）将打印喷头509的中心对准第一虚线17，此时左测高传感器位于第二虚线16，右测高传感器位于第三虚线18，控制工件沿y轴方向移动移动，完成对第一区块6的喷墨打印，同时通过左测高传感器和右测高传感器分别获取第二虚线16处和第三虚线18处的高度轮廓曲线；（4）选取第一区块6左侧的区块为第二次喷墨打印的目标区块，按照第二虚线16处的高度轮廓曲线完成第二次喷墨打印，同时通过左测高传感器获取新的高度轮廓曲线；（5）重复步骤s3-s4，向左侧逐块打印直到完成第一虚线17左侧的全部打印区块；（6）按照第三虚线18的高度轮廓曲线，按照步骤s3-s5的方法，向右侧逐块打印直到完成第一虚线17右侧的全部打印区块，最终完成整个工件的喷墨打印工作。
28.在对每个区块进行喷墨打印时，系统会按照获取的高度轮廓曲线，通过z轴移动机构实时调整打印喷头到工件表面的距离，解决油墨滴落点偏移、打印图形失真、模糊等问题，大幅度提高打印精度，如果将第一次打印定位在工件的边缘处，那么可以通过一个方向即可完成整个工件的喷墨打印工作。
29.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。