[发明专利]一种圆柱体外侧表面连续打印装置与方法

权利要求书

1.一种圆柱体外侧表面连续打印装置，其特征在于，包括圆柱体介质安装模块、喷头调整模块、喷头控制模块、主控制模块以及运动控制模块；

所述圆柱体介质安装模块设在运动控制模块的一端，所述喷头调整模块设在所述运动控制模块的另一端，所述喷头控制模块设在所述喷头调整模块上；

所述圆柱体介质安装模块用于安装待打印的圆柱体介质，在打印过程中圆柱体安装模块带动圆柱体介质绕轴线旋转；

所述喷头调整模块上安装有多色喷头，所述喷头调整模块用于调整所述多色喷头的高度；

所述喷头控制模块用于把所述主控制模块生成的图像数据转换为喷墨动作打印到圆柱体介质外侧表面；

所述主控制模块用于执行图像处理，并将图像数据转化为所述喷头控制模块可识别的数据格式；

所述运动控制模块用于控制圆柱体安装模块旋转运动以及沿轴线的水平运动。

2.根据权利要求1所述的圆柱体外侧表面连续打印装置，其特征在于，所述圆柱体安装模块包括多爪卡盘以及回转伺服电机，所述回转伺服电机的主轴与所述多爪卡盘的中心转动配合。

3.根据权利要求1所述的一种圆柱体外侧表面连续打印装置，其特征在于，所述喷头调整模块包括Z轴伺服电机、丝杆升降机构和滑块，所述Z轴伺服电机的主轴与所述丝杠升降机构的输入端连接，所述滑块设在所述丝杆升降机构的升降端上，所述喷头控制模块设在所述滑块上。

4.一种使用权利要求1-3所述的一种圆柱体外侧表面连续打印装置的圆柱体外侧表面连续打印方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将待打印的圆柱体介质套在套筒上，并将套筒安装在多爪卡盘的卡爪之间；

(2)由Z轴伺服电机驱动丝杆带动滑块上下运动，调节喷头平面与圆柱体上侧表面的垂直距离使处于多彩喷头的工作范围内；

(3)根据圆柱体的几何参数及多彩喷头的尺寸，计算套筒水平沿着Y轴方向横向运动的速度以及旋转速度；

(4)控制模块按照步骤(3)中计算得到的横向运动速度以及旋转运动速度，控制圆柱体旋转运动的同时横向运动，使多彩喷头进行连续打印。

5.根据权利要求4所述的一种圆柱体外侧表面连续打印方法，其特征在于，在步骤(3)中，套筒水平沿着Y轴方向横向运动的速度计算公式为

旋转速度的计算公式为

其中，套筒上待打印的圆柱体的半径为r，旋转速度为ω，圆周长为C＝2πr＝v_uT，选择圆柱体旋转一周的时间为喷头沿着Y轴方向的工作长度为a，单位长度内的像素数为m，打印周期为t，圆柱体外侧表面线速度为v_u。

6.根据权利要求4所述的一种圆柱体外侧表面连续打印方法，其特征在于，喷头相对于圆柱体的运动轨迹可以等效为喷头的横向运动与圆柱体的旋转运动的合运动，其速度关系按照执行；

其中v_y为圆柱体横向运动速度，ω为圆柱体旋转运动角速度，a为喷头的工作长度，C为圆柱体的周长。