机械毕业设计（论文）-柔性圆网喷墨制网机机械设计--喷头与曝光系统设计【全套图纸PROE三维】.doc

1、浙 江 理 工 大 学本 科 毕 业 设 计 （ 论 文 ）题 目 柔性圆网喷墨制网机机械设计喷头与曝光系统设计 学 院 机械与自动控制学院 专业班级 09 机械设计制造及其自动化（4）班 姓 名 学 号 指导教师 系 主 任 学院院长 二一三年五月十二日柔性圆网制网机机械设计 -喷头与曝光灯系统浙 江 理 工 大 学机械与自动控制学院毕业论文诚信声明我谨在此保证：本人所写的毕业论文，凡引用他人的研究成果均已在参考文献或注释中列出。论文主体均由本人独立完成，没有抄袭、剽窃他人已经发表或未发表的研究成果行为。如出现以上违反知识产权的情况，本人愿意承担相应的责任。全套图纸，加 153893706声

2、明人（签名）：年 月 日柔性圆网制网机机械设计 -喷头与曝光灯系统目 录摘 要 1Abstract2第 1 章 绪论 41.1 选题的背景与意义 .41.2 国内外研究现状和发展趋势 .51.2.1 计算机制网技术简介 51.2.2 激光照排制网图 61.2.3 制网技术的研究趋势 61.2.4 我国制网技术的发展方向 61.2.5 国外圆网技术的发展 81.2.6 制网机新方法的研发 91.3 现设机械设计 101.3.1 现代机械设计方法 101.4本论文主要研究内容 .13第二章：总体设计方案 .152.1总功能分析 .152.2 总功能分解 .162.2.1 总功能分解的依据 .162

3、.2.2 总功能分解 .172.2.3 功能元的解法和解组合 .182.3 功能元的具体解法 .192.3.1 喷头系统功能元的具体解法 .192.3.2 曝光灯系统功能元的具体解法 .202.4 设计要求及总体方案 .222.5喷墨圆网制网机的工作过程 .23第三章：喷头系统的设计 253.1机构简述 .253.2 电机的选择 .253.3 导轨的选择 .263.4.喷头部分的设计 .28第四章：曝光灯的设计 304.1 机构简述 .304.2 型材的选用 .304.3电机的选择 .304.4同步带传动的设计 .314.4.1 设计要求 .314.4.2 已知参数 .324.4.3 设计计算

4、（参考 GB11362-89） .324.4.4 同步带齿形尺寸 .334.4.5 MXL 同步带轮的几何尺寸 .334.4.6 曝光灯传动用 .344.4.7 曝光灯驱动用 .364.5曝光灯组件装置的设计 .364.6限位装置的设计 .374.7 曝光系统整体三维图 .374.8 总体部分 .38第五章：总结 39参考文献 40致 谢 411摘 要当今社会，纺织品印花是一个全球性的大产业。它不仅要满足人们的衣着需求，还要满足家居环境等的美化要求。随着经济的发展人民生活水平的提高和人口的增长这种需求不断提升。因此在印染界，对于印染设备的技术要求也在不断的提高，这迫使着印染技术的日益更新。制高

5、效率、高质量和低成本的制网设备则成了一个迫切的任务。如今喷墨制网技术代替早先的激光制网和喷蜡制网技术已成了必然趋势。第一，从圆网喷墨制网机的历史背景和现状着手，阐述了研制圆网喷墨制网机的目的和意义。同时本文提出了论文研究的基本内容和主要任务。第二，通过对圆网喷墨制网机总的功能结构的分析，提出了圆网喷墨制网机传动系统与机架、喷头与曝光系统、移动尾座等设计方案，得出圆网喷墨制网机的总体设计方案。第三，在总体设计方案的基础上，详细阐述了圆网喷墨制网机喷头系统和曝光灯系统设计。在喷头系统中，对于喷头部分的设计，不仅能够在横向实现双向移动，而且在纵向的定位也可以调节，通过电机及螺杆等装置来带动，这样增加

6、了可制圆网种类，提高了生产效率。在曝光系统中，曝光灯组件在导轨表面上通过同步带传动装置实现左右来回移动，同时对组件设置了径向移动的装置，通过两条平行的线性导轨来实现这一功能，并且行程也得到控制；结合其他两位同学的设计的基础上，用PRO/E和Solidworks绘制各部分零件并进行组装连接。最后对本次设计做出最后的总结。关键词：制网机;设计;喷头系统;曝光灯系统.柔性圆网制网机机械设计 -喷头与曝光灯系统2AbstractNowadays ，Textile printing is a global industry.not only it need to meet the peoples dem

7、and ,But also meet the landscaping requirements of the home environment.With the economic developmes,the peoples living standards is improving and population is growting ,the demand is rising.Therefore,The technical requirements for the dyeing and printing equipment has been improved. the growing pr

8、inting and dyeing technology is update.the high efficiency, high-quality and low-cost system for network equipment has become an urgent task. Today the inkjet technology insteads of the earlier laser engraving and spray wax network technology has become an trend for sure.First, the interview of ink-

9、jet system from the network is from the history and current situation on the development of ink-jet rotary screen machine system , and describes a simple screen technology system as well as the trend of the new method. This paper on this basis studies the basic content and the main issues that need

10、to be resolved.Senconde,under the design requirements, through ink-jet rotary screen machine system network analysis of the overall functional structure, get this system made of rotary drive transmission network inkjet system with the rack, mobile tailstock, sprinkler systems and exposure design. Th

11、is system combines with consideration of the design of machine came to the conclusion that ink-jet rotary screen machine system network design program.Third,in the basis of the design program, the paper elaborated on the exposure and sprinkler system design of the ink-jet rotary screen machine syste

12、m network.in the sprinkler system, part of the nozzle design, in addition to two-way movement in the horizontal, vertical positioning at the same time can be adjusted through the motor and drive screw and other devices, such an increase can be rotary type of system to improve the production efficien

13、cy .In the exposure system, exposure of light components in the surface profiles through the realization of timing belt around gear 3back and forth movement, at the same time set up a radial component of mobile devices, through two parallel linear guides to achieve this functionality and visit also

14、brought under control.Combine the other two students with mobile Tailstock transmission based on the use of PRO / E and Solidworks software figured out the system network of the various parts of machine parts, and assembly connections.Keywords: net machine system;design;Sprinkler system;Exposure Sys

15、tem柔性圆网制网机机械设计 -喷头与曝光灯系统4第 1 章 绪论1.1 选题的背景与意义当今社会，我们常常可以看见花花绿绿的人群，穿着形形色色的服装。其中大部分人群只知道服装的好看与否，却不知道其中图案的印花技术。其实早在新石器时代印花技术就已经产生。印花产品时尚性强、流行周期短、可选择性大，属个性化的艺术+技术产品。目前纺织品印花是一个全球性的大产业它不仅要满足人们的衣着需求，还要满足家居环境等的美化要求随着经济的发展人民生活水平的提高和人口的增长这种需求不断提升。因此在印染界，对于印染设备的技术要求也在不断的提高，这迫使着印染技术的日益更新。而制网技术的先进与否，直接的影响到了印染效率的

16、高低 1。所以如何提高制网效率就成了印染行业最关键的问题。传统印刷一直离不开压印，要转印就必须要制版，然而制版的成本和时间，无论怎么进步也无法满足少量多样的现代印刷趋势，为了找到简易、低成本的印刷方法，于是就往无版、无压力的喷墨印刷发展。喷墨印刷技术是一种无版、无压、无需接触承印物的数字成像技术，省去了传统印刷方法所需的制版设备、版材以及胶片等耗材，而且能在不同材质及不同厚度的平面、曲面和球面等异形承印物上印刷，不受幅面大小的限制。喷墨技术的提高带动着喷墨制网技术的飞速发展。近几年，喷墨制网技术在整个制网界悄然崛起，它相对于早先的激光制网和喷蜡制网技术，在制网效率和节约成本上有了很大的提高，而

17、且制网精度也非前两者可比。利用喷墨打印的原理，通过打印喷头将数字图像以模拟液滴的形式直接打印在己上好感光胶的圆网上。圆网喷墨制网机采用光栅，分别控制圆网和喷头的移动，从原理上消除由于圆网直径大小差异所带来的误差及幅面连晒时的对位误差和人工操作所带来的一系列误差，花型拼接和对位都非常准确。瑞士的 ZUND公司，在喷墨制网领域掌握着较高的技术水平，并在不断的对其进行研究和改进。喷墨技术虽已成为主流技术，但由于在印花制网领域的应用比较晚，所以工厂使用喷墨制网暂时还不多。然而，喷墨制网在未来几年内，将会取代喷蜡制网。喷墨制网系统是当今最先进的制网新技术。该技术以成熟的喷墨技术为核心，集计算机网络、CA

18、D 设计和数字处理系统以及高技术的机5械、电子零部件和精细化工材料于一体，具有制网精度高、生产周期短和生产成本低等优点，代表当今纺织印花制网技术的主流方向。本文主要介绍现代机械设计方法及国内外制网技术发展现状。1.2 国内外研究现状和发展趋势1.2.1 计算机制网技术简介所谓计算机制网技术，是指在印花 CAD基础上发展起来的一种不需要制片（FILM）就可以直接制网的新型机器设备。由于它省略了制片这一环节，从而使制网效率，精度大大的提高，解决了传统制网环节中的接版问题 4。1.2.2 制网技术的研究现状现在国内的制网方法多种多样，有传统的方法，也有先进的制网方法。主要的几种制网方法如下：1.照相

19、制网法，照相制网法算是一种较为落后的制网方法，其主要制网工艺流程为：1-1 照相制网图照相制网法的缺点比较明显，非常的耗工时，工序繁杂，多达 37道，非常的耗工时，其制网速度远不能满足市场的需求，且印花效果差，所以将逐渐推出历史舞台。2.激光照排制网法，激光照排制网法在国内运用的较多，其工艺如下 ：1-2 激光照排制网图激光照排制网法相对于照相制网，其制网工序大大减少，制网速度大幅提升，满足了市场的需求，但是同时它在激光照排过程中，存在大量的技术问题，原稿扫描 电脑分色 激光照排 连晒、检查修片、调为打线置圆网、清洁、干燥 涂胶图稿连晒曝光 显影、水洗、完成制网感光、显影 完成制网柔性圆网制网

20、机机械设计 -喷头与曝光灯系统6比如激光产生耗能大，胶网烧制产生大量污染性气体等，因此，这种方法也有待改进。3.喷蜡、喷墨制网法，这两种方法的原理基本一致，如下：1-3 流程简图 喷腊、喷墨制网，在根本上解决了激光带来的各种技术问题，但是喷墨相对于喷蜡，墨水成本远小于腊的成本，且墨水本身就是液体的，已于提高印网的精度，因此喷墨制网更能适应时代的要求，将得到广泛的应用。1.2.3 制网技术的研究趋势制网技术一路走来，经历照排制网、激光制网、喷蜡喷墨制网等阶段，制网技术一步步提高，不断的适应市场对于印网的需求。对于喷墨制网，由于其结合了前几种制网技术的优点，并且摒弃了它们的各种缺点，且能满足市场对

21、于印染的高产量、高品质等各种要求。因此对喷墨制网技术的进一步研究和探讨，是当下主要的研究趋势。1.2.4 我国制网技术的发展方向我国从90年代中期开始推广电脑分色系统和印花激光成像机，在制网工艺上采用的是电脑分色、激光成像出胶片和手工包网制作这种工作流程，这一技术的推广使得印花制网工艺改变了传统的手工描稿方式，有效地提高了生产效率，在一定程度上提高了制网精度。但这套技术仍仅仅局限于制网工艺前端的花样图形处理方面，尚未达到国外的直接制网的技术层面。20世纪90年代末期，我国的直接制网技术和设备问世了。1999年我国引进美国技术，开发出适合我国印花工艺的第一代喷射类直接制网机。其工作原理是用蜡和墨

22、水代替传统的印花胶片，直接在网上制作所需花形，大大提高了制网精度，又一次缩短了制网工艺流程，从而打破了该类产品完全依靠进口的局面。国内第一代直接制网机有喷蜡、喷墨两种类型的机器，引进国外较为早期的技术，喷蜡头为160个喷嘴，喷墨头为128个喷嘴。在先期推进市场后，起初的确为厂家解决了一些难题，如满地云纹的颜色过渡、接版印等。但是由于第原样 喷墨 曝光 显影 冲洗 完成7一代设备使用了大量国产零部件，其品质难以保证设备的精度和稳定性，加之核心技术依靠国外并且消化也不够，因此第一代直接制网机在技术上存在固有缺陷，随着国际流行面料花样趋向不断变化和要求的提高，已经很难满足印染企业对设备性能的要求。印

23、花企业将直接制网设备的需求再次转向了进口设备，国内的制造商同样面临着重大难题，亟待对设备进行技术改进和品质提高。通过对中国印花企业的严格调研和对目前国内使用的第一代直接制网机的技术分析后，不久前在中国杭州市古荡科技园区，由中美合资组建了一家专业制造输出设备的高科技公司，制造第二代直接制网设备，将目前美国最新的第二代产品的技术与设备直接引进国内，做到技术与国际接轨，产品与国际同步投入市场，向中国印染企业推出合资产品喷蜡（喷墨）制网机及喷蜡喷墨全能型制网机。在第一代直接制网机的基础上，这家公司引进美国技术，推出性能稳定、品质优秀的第二代直接制网设备。专业从事印染、印刷CAD软件和输出设备的研发、制

24、造和销售，目前已经推出电子雕刻机、全自动高精度激光照排机、喷蜡（喷墨）雕版设备和喷蜡（喷墨）直接制网设备等多种输出设备。ATEXCO SCREEN RS3500圆网直接喷墨制网机是由杭州宏华数码科技股份有限公司开发和生产的新一代电脑一体化制版设备(CAM)，它有2种不同的规格，可以用同样的精度来完成641、820、914mm等各种不同圆周长的圆网制版工作。设备所特有的精密定位技术，保证了定位精度高达0.035ram。同时，它的不问断墨水自动供给装置和喷头自动清洗装置，保证了系统在喷墨制网时能够连续工作。通过公司开发的分色系统生成的图像文件， 可直接喷墨在涂好感光胶的圆网花筒上，经感光冲网即可获

25、得生产用的网版，且网版清晰、均匀，花型逼真，重演性好，能获得与原稿同样精美的效果。采用ATEXCO SCRE EN RS3500直接制网，产品精度高，其优势是电脑印花分色无法相比的，还能制作满地云纹，同行厂家无法模仿。该技术不再需要传统的照相制版设备、拷贝机、一次性感光机以及大量的胶片等，直接将整幅花稿喷在网上， 自动化程度高，速度快、效率高，一只网可在30rain内制成，而且完全可以在明处操作。客户在获得精美印制效果的同时也简化了制网的工艺，缩短了加工时间并节约了生产成本 6。柔性圆网制网机机械设计 -喷头与曝光灯系统81.2.5 国外圆网技术的发展圆网制网技术大致可分为五大类 7：第一类:

26、以奥地利ZIMMER公司为代表的电铸刻花一次成型制网把经高度磨光处理的不锈钢管光版胎模放在电解槽里电铸，使镍金属电解晶体沉积在胎模的导体上，当镍层达到需要的厚度时，取出胎模，使镍层与胎模分离，接着光版镍层圆筒从胎模上脱落，得到圆筒基体。基体表面再刮涂感光乳胶，烘干；基体表面再包上有网点的分色负片或感光显影后，高温焙烘，使感光胶固化，制版时，然后再用重铬酸钾溶液进行钝化处理，放人电解槽内进行电铸，镍金属电解晶体沉积在芯筒的.第二类:感光法制网感光制网的原理是将含有对光敏感的化学药剂涂到圆网网坯上，低温烘干后，将花样分色胶片包覆其上，然后进行曝光、显影、冲洗等，在网上制成所需花纹。在印花过程中，使

27、色浆从网中渗出，达到印制图案的目的。第三类:以荷兰STORK公司为代表的激光制网激光制网技术 8 是STORK公司20世纪80年代末推出的。激光制网集激光技术、电脑分色技术、精密机械制造技术和计算机控制技术于体，由电脑花样分色的数字信息控制激光打点，直接在已涂胶的网上实现数字信息的点阵还原，经激光瞬时烧蚀而“雕刻”出所需花纹。第四类:以德国CST公司、瑞士LUSHER公司为代表的喷蜡制网 9。20世纪90年代中期，人们把电脑打印技术应用到制网技术上。喷蜡制网的核心技术是喷蜡技术，它的工作原理在学术上称之为“热溶式DOD”。蜡块在常温下是固体，加热溶化成液体，将液体蜡经压电式喷蜡头喷至网坯上，又

28、冷却为固体再进行曝光、显影、冲洗，完成制网。第五类:以瑞士 PERFECrA公司为代表的喷墨制网喷墨制网技术的工作原理与喷蜡制网的原理基本相似，但仍有区别。墨水本身是一种液体，不需加热溶化，而是直接经微压电式喷头 10 喷出，形成相应的喷墨花纹图案。它的优缺点是，其中它的优点是(1)精度更高 可以打印出720、1440 dpi的9高精度花型。(2)成本低(使用成本低于10 m )。(3)制网速度快，可达612 minm (180360dpi条件下使用) 11。(4)网易冲洗。喷墨制网机喷好后，直接用水冲网，即可完成制网。(5)喷头寿命为l0l2个月，喷射频率快。(6)不需经过胶片拼接和包网等过

29、程。而它的缺点是喷墨时有时产生飞溅现象 12。1.2.6 制网机新方法的研发最近，美国网版印刷研究所在喷墨技术上又有重大突破，推出直接制网印版的喷墨印刷机FastSCREENTM。它采用一个机器人印刷头，将专门的UV黑色染料FasLiNK TM，直接、高速地印刷到涂好感光乳剂的网版上，不需使用制版软片FastSCREENTM用于T恤印刷行业，使用的网框尺寸(外径)为66 X 86cm。它可以使用木网框坚硬的铝网框和可重复绷网的网版，并带有销钉定位系统。根据图像的尺寸和文件的分辨力，多数标准尺寸的图像都能在25min内完成。FasLSCREENTM有一个任选的台上曝光装置FastLIGIITTM

30、 (专利产品)，当在涂好感光胶的膜版上印刷好图像之后，膜版可在高输出的UV光下立即曝光，操作者可从喷墨印刷机上取下膜版直接到冲洗槽冲洗。FasLSCREENTM内装有一个激光安全自动装置，当印刷头通道上出现任何情况时机器能够停止运转。该喷墨印刷机包括辊床在内的实际尺寸是244(长)X 140 (宽)X 120cm (高)，使用标准电压110V。若外配一个专用附件，Fast SCREEN TM喷墨制版机能很容易地转变成能在纺织品上直接喷绘的机器FastTJET JUMBO，可用于大的海滨浴巾、大手帕、超大T恤的印刷，采用帽子支架还可同时Ep4个棒球帽。另有一些配件供选择，可印刷不同类型和尺寸的纺

31、织品。1.2.7 小结在信息告诉发展的今天，人们希望未来的印花制网向着高速、高效、高质量方向发展，圆网喷墨制网技术正符合这一要求。圆网喷墨制网技术是 20世纪90年代国际上出现的最新制网技术，是对传统印花技术的一个重大突破，是集计算机、电子信息、机械多种学科于一体的综合性高新技术。数圆网喷墨制网技术改变了传统制网技术的生产模式。给纺织印染业带来了一个全新的概念，使印花业从传统的劳动密集型工业进人了数码高科技时代。柔性圆网制网机机械设计 -喷头与曝光灯系统10人类从事的各种活动都离不开设计。人类所创造的物质文明无一不与设计相关。创新是设计的本质，也是设计活动的最终目的。没有创新，就没有丰富多彩的

32、世界。随着科学技术突飞猛进的发展，大量科技成果转化为生产力，产品更新换代的周期愈来愈短，同时在国际市场上的竞争也将日趋激烈。创新正是适应这一全球性最新发展形势所采取的重要途径和手段，只有创新产品才能满足、开拓出新的需，才能在瞬息万变的国际市场上有较强的竞争力，所以研究现代设计方法学有着其特殊的意义 13。本课题拟采用现代设计方法，开展圆网喷墨制网机的设计。1.3 现设机械设计1.3.1 现代机械设计方法为适应现代机械产品在质量、功能、成本、开发周期及服务方面更高要求，已逐渐形成一个为在提高设计质量、水平和效率的现代的机械设计体系。现代机械设计原则、设计方法构成现代设计体系、现代机械设计发展趋势

33、 3。随着科技的进步，试验手段的加强，设计水平发展很快。首先，机械设计的基础理论和各种专业产品设计机理的研究得到进一步加强；其次，关键零部件的设计研究得到加强。纵观整个设计发展过程，设计从宏观走向微观，从静态走向动态，从单目标设计走向多目标综合设计。第一，通过设计来完善产品的功能及原理。任何一种机器的更新换代都有三个途径：一是改革工作原理；二是通过改进工业结构和材料，提高技术性能；三是加强辅助功能，使其更适应使用者的心理。产品的功能原理受约于科技进步，任何机械产品都具有时代的局限性，时代在前进，科技在飞速发展，产品的功能和原理就会发展。第二，通过设计提高产品质量。基本性能方面。随着科技的进步，

34、出现一系列的新工艺、新材料，这些新工艺、新材料使产品的某些性能指标有明显的提高，使产品在功能原理上的不足得到补偿，使原来比较完善的产品在功能原理的优越性方面显得更加突出。适应能力方面。机械设计除应满足产品的基本性能外，还要考虑工作情况发生变化时的产品适应能力，如作业对象特征、工作状况、环境条件。11现代机械设计原则(1)功能满足原则。产品设计的目的是构造能够实现规定功能的产品。如果产品不具备要求的功能，设计就失去价值，满足功能是各类产品设计的必要原则。(2) 工艺优良原则。指设计能够且容易通过生产过程实现，它包括：可制造性、可装配性、可测试性。(3)质量保障原则。保证质量是产品设计的重要原则。

35、产品质量主要由性能和可靠性决定，因此这类原则主要包括：性能指标、可靠性、强度原则、刚度原则、稳定性、抗磨损性、抗腐蚀性、抗蠕变性、动态特性、平衡特性和热特性。(4)经济合理原则。要求产品具有较低的开发成本和使用费用。(5)社会使用原则。考虑产品投放市场后的表现行为，包括：环境友好性、环境适应性、人机友好性、可维修性、安全性、可安装性、可拆卸性、可回收性。1.3.2现代机械设计理论及方法设计理论是对产品原理和机理的科学总结，设计方法是使产品满足以及判断产品是否满足设计原则的依据。现代设计方法是基于设计理论形成的，因而更具科学性和逻辑性。但一些方法要有完善和发展的过程，所以现代设计方法还不能完全取

36、代传统设计方法，一些行之有效的经验方法目前仍在广泛使用，它们仍是现代设计方法的重要组成。1利用现代计算机软硬件技术的设计方法。采用三维图形和超媒体技术描述产品的构思和产品结构，在产品开发初期即采用计算机辅助设计，借助于设计方法学，利用多媒体工具进行系统的开发。根据这一指导思想，利用数学系统理论，同时考虑系统工程理论产品设计技术和系统开发方法学，研制出适合于产品设计初期使用的多媒体开发系统软件。根据这一设计方法，往往把产品的整个开发过程概括为产品规划、开发和生产规划三个阶段，并且充分利用了现有的CAD尖端技术虚拟现实技术。Banerjee 和 Guan 在虚拟现实里已经发表了装配顺序和装配规划并

37、且确定了装配规划是一个重要的虚拟现实额应用，可以解决一些常见问题的执行。柔性圆网制网机机械设计 -喷头与曝光灯系统12对比装配规划中的非逼真与逼真的环境，他们提出虚拟现实环境的好处是， 支持装配规划。孙等人提出的是实时虚拟规划环境中使用两个之间的相互作用。手册 4基于虚拟现实的装配规划与仿真应用,已双向连接与基于特征的参数化CAD系统，包括以先进的物理为基础的建模技术和现实的处理部分 5。2积极开发发展绿色设计、制造。绿色设计制造是现代设计制造的可持续发展模式。人们已经认识到环境与发展是密不可分的。要从根本上解决环境问题，必须转变发展模式和消费模式，即为资源型发展模式逐渐转变为技术型发展模式，

38、依靠科技进步，节约资源和能源，提高效益，减少废物排放，实旌清洁生产和文明消费，建立资源与环境相联系的新的发展模式。发展绿色设计制造将为企业发展带来新的机遇。开发绿色设计制造是人类可持续发展战略的重要组成部分，是每个企业家必须考虑的企业行为。实际上，绿色制造不仅是一个社会效益显著的行为，也可能是取得显著经济效益的有效手段。环境全面改善，一方面可改善员工的健康状况和提高工作安全性，减少不必要的开支；另一方面在绿色制造环境下工作的员工心情舒畅，有助于提高员工的主观能动性和工作效率，以创造出最大的利润，使企业具有更好的社会形象，为企业增加无形资产。发展绿色制造将推动新一轮技术创新。在全球性竞争日趋激烈

39、的背景下，利用高新技术和现代化管理来提高生产率，节约自然资源投入，以及节约劳动和各种形式的资本，是促进经济增长与发展的主要源泉。事实上，无论从技术发展，还是从需求推动的角度，绿色制造已经在影响和引导当今的技术发展方向。从产品设计到制造技术，从企业组织到营销策略的制定，一批绿色制造技术与概念已经在发展之中。实旌绿色设计制造是一个极其复杂的系统工程，研究一套绿色设计制造的评估指标体系和评估系统，是当前绿色设计制造的研究和实旌急需解决的问题。3.充分利用机电一体化技术当今科技突飞猛进，科学的交叉与综合，各学科间的相互联系、相互渗透，使得用机电一体化来设计更科学。机电一体化是一种复合化技术，它是机械技

40、13术与微电子技术信息互相渗透的产物，是机电工业发展的必然趋势。应用机械电子等有关技术对它们进行有机的组合与综合，实现了整体最佳化，是在信息论、控制论和系统论的基础上建立起来的应用技术。随着科学技术的突飞猛进，现代机械设计正朝着计算机辅助设计、智能化设计方向迈进，设计的产品将更进一步服务于社会。1.4 本论文主要研究内容第一，从圆网喷墨制网机的历史背景和现状着手，阐述研制圆网喷墨制网机的目的和意义。同时本文提出论文研究的基本内容和主要任务。第二，通过对圆网喷墨制网机总的功能结构的分析，提出圆网喷墨制网机传动系统与机架、喷头与曝光系统、移动尾座等设计方案，得出圆网喷墨制网机的总体设计方案。第三，

41、在总体设计方案的基础上，详细阐述圆网喷墨制网机喷头系统和曝光灯系统设计。在喷头系统中，对于喷头部分的设计，不仅能够在横向实现双向移动，而且在纵向的定位也可以调节，通过电机及螺杆等装置来带动，这样增加可制圆网种类，提高了生产效率。在曝光系统中，曝光灯组件在导轨表面上通过同步带传动装置实现左右来回移动，同时对组件设置了径向移动的装置，通过两条平行的线性导轨来实现这一功能，并且行程也得到控制；柔性圆网制网机机械设计 -喷头与曝光灯系统14第二章 总体设计方案2.1 总功能分析圆网直接喷墨制网系统将电脑分色(CAD)系统产生的各套色图像信息转换成墨滴，喷射在涂好感光胶的圆网上，而后感光，利用油墨的防紫

42、外线照射特性，将要雕刻的部分同其它部分区分开来 14。图 2-1 圆网直接制网系统黑箱示意图我们把圆网直接制网系统的总功能描述为制版，它的黑箱示意图如图 2-1所示。它是以物料的转换为主的机械系统，也即物料流是主流，输入物料流是丝网以及无秩序的墨水，输出物料流是已有花型图案的印花用的丝网。输入物料流同输出物料流区别在于前者的，物料之间是无序的组合，而后者是物料之间有序的组合。2.2 总功能分解2.2.1 总功能分解的依据由圆网直接喷墨制网的总功能，可知圆网直接喷墨制网系统的目的功能是喷墨制网。从圆网直接喷墨制网工艺流程分析，喷墨制网由喷墨、曝光、冲洗三个工序组成。能量丝网、无序的墨水信息喷墨制

43、网系统对环境的影响印花用的丝网系统对环境的干扰15图 2-2 圆网直接制网系统功能结构图考虑主流物料流的变化，喷墨时是实现物料位置和秩序上的变化，输入物料是丝网和无秩序离散的墨水，输出物料是具有由喷滴组成图像的丝网；曝光时是物料性质上的变化，使圆网上的感光胶固化。考虑设计要求表的各项要求，需要对加入一些辅助功能，以保证机器的正常工作，如显示功能，调整功能；需要加入控制功能，处理信息和接受控制指令；需要加入连接和支撑功能，以实现系统内部各组成部分之间及系统与外部的连接支撑；需要加入动力功能部分，以所期望的方式为其他部分提供和转换能量。考虑各功能之间的相互关系，建立功能结构关系如图 2-2所示 1

44、2。简要说明：1.人是指操作人员对机器的要求，即考虑人机工程学设计；2.虚线方框以内为机械内部结构，机械与外界联系用实线大方框表示。2.2.2 总功能分解实现机械产品的功能是靠工艺动作来完成的，即一系列工艺动作的目的是完成所需的功能。工艺动作的分解往往对应于功能的分解。圆网直接喷墨制网连接与支撑能量传递与分配喷墨 曝光调整信息处理与控制功能信息丝网无序的墨水能量待冲洗的丝网人柔性圆网制网机机械设计 -喷头与曝光灯系统16的目的功能分解为喷墨和曝光两大功能。从机械产品的角度来看，可以看成为喷墨于丝网和曝光丝网两大功能，它们所对应的动作为喷墨打印头（喷头）与丝网相对运动，曝光灯与丝网相对运动两大动

45、作。考虑到工效实用性，技术经济性，结构工艺性等方面的要求，实现喷墨打印头与圆网相对运动，有三种比较合理的分解方案：1.圆网步进转动，喷头连续往复直线运动；2.圆网连续往复直线运动，喷头步进转动；3.圆网连续转动，喷头连续转动。实现曝光灯与圆网的相对运动，一般采用曝光灯连续往复运动和圆网的连续转动。综合考虑，我们把圆网直接喷墨制网系统的工艺动作分解为圆网连续转动和圆网步进转动两大类。对制网方案从生产效率、控制系统难易程度、制造成本、可靠性、产品精度方面进行综合考虑评价。由表 21 可知，采用 C方案时，由于喷头和圆网都采用连续的方式，要形成一定的喷滴图形，对控制系统要求很高，大大提高了产品成本，

46、因此不予采用。 A 方案和 B方案实际上是把图形信息按行（列）划分，再按行（列）喷出墨滴，都是比较合理的方案。我们选择采用 A方案。表 21： 工艺动作分解方案评价表制网方案工艺动作 生产效率控制难易制造成本可靠性产品精度圆网间歇传动喷头连续往复直线传动圆网连续旋转A:圆网步进（喷头连续）曝光灯连续往复直线运动较高 易 较低 较好 较高圆网连续传动B:喷头步进 曝光灯连续往复17直线运动（圆网连续） 喷头间歇往复直线运动较高 易 较低 较好 较高圆网连续传动曝光灯连续往复直线运动C:喷头连续（圆网连续） 喷头连续往复直线运动高 难 高 较低 较低2.2.3 功能元的解法和解组合有了总功能分解图

47、，下面进行功能元的解法和解组合：1. 动力源（A）：异步电机，滑差电机，直流电机，直线电机，柴油机，汽油机，液压马达，气压马达，活塞式气缸，油缸，步进电机，伺服电机2. 圆网步进、连续转动(B)：平行四边形机构，双转块机构，圆柱齿轮机构，圆锥齿轮机构，棘轮机构，涡轮蜗杆机构，槽轮机构，凸轮机构，行星轮系，谐波传动机构，摩擦轮机构，同步带机构，链传动机构3. 喷头往复移动(C)：曲柄滑块机构，移动导杆机构，凸轮机构，同步带传动机构，齿轮齿条传动机构，钢丝绳机构，滚动蜗旋机构，链传动机构4. 曝光灯往复移动(D)：曲柄滑块机构，移动导杆机构，凸轮机构，同步带传动机构，齿轮齿条传动机构，钢丝绳机构，

48、蜗旋机构，链传动机构由以上可知，光考虑动力源与执行运动的系统运动方案总数就有N=12x14x9x9=13608种。如果再考虑传动系统的机构选型组合，则运动方案还会数量级的增长。方案的确定：由于动力源直线电机、气缸和活塞式油缸无法与各传动机构、执行机构相容，考虑它们都可以单独完成往复直线运动，故也可以作为喷头和曝光灯的动力源机构。另外，此系统对精度的要求很高，且整个系统的尺寸比较大，因而要求传动系统尽可能简单，传动链尽可能短。这样不仅有利于减少整个系统中机构累积的运动误差，而且可以提高系统的工作效率和工作可靠性。此外，这样还可以减少制造和装配的难度、减轻系统的重量、降低制造成本。出于这些柔性圆网

49、制网机机械设计 -喷头与曝光灯系统18考虑，系统的动力部件决定采用分布式布置即各执行部件使用单独的动力源，且考虑圆网步进和圆网连续传动都是实现圆网传动，所以采用同一动力源，以使传动链更加简单。在动力源选择上。喷墨头移动机构和圆网转动机构的由于精度很高，为了满足工艺性能，故需要采用闭环控制的电机类型伺服电机；曝光灯移动机构由于精度要求相对较低在满足机构性能的前提下，考虑到曝光灯移动机构的行程较长(丝网的长度超过 2米),为了便于控制并降低整机的造价，动力源采用步进电机，而不采用直线电机、气缸等直接带动执行件。2.3 功能元的具体解法2.3.1 喷头系统功能元的具体解法对于喷头系统而言，其主体部分是喷头部分的装置，首先考虑到是喷头部分能够在机体上实现可控性的左右移动，因而所设计的机构是用支座来固定喷头部分的装置，然后通过滑块的联结，使得喷头支座能够实现在机体上左右往复移动。为了能够调节打印头部分上下移动，因而所设计的机构是加入一个驱动部分来实现打印头部分要达到的功能，所以采用电机来驱动，其具体结构如图