CN103522740A - 自动锡膏印刷机及其印刷方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动锡膏印刷机及其印刷方法，其中，自动锡膏印刷机包括图像采集机构、印刷工件传输机构及网框移动机构，所述网框移动机构包括网框、网框活动架、网框固定架、直线导轨及移动装置；所述网框活动架通过直线导轨与网框固定架滑动连接，网框活动架与移动装置相连，于网框活动架上设置有网框，所述网框对应设置于印刷工件印刷位置的上部；所述图像采集机构的图像采集器位于网框印刷位置的上部；所述运动控制器根据图像采集器的电信号控制移动装置带动网框移动以便网框上部的图像采集器可分别对网框上的网板特征和印刷工件上的特征取像。本发明可以大大缩短印刷锡膏的周期，提高印刷工件的生产效率。

Description

自动锡膏印刷机及其印刷方法

技术领域

本发明涉及一种印刷设备，尤其涉及一种能够在网框印刷位置上部取像的自动锡膏印刷机及其印刷方法。

背景技术

在表面电子组装生产工艺中（SMT），自动锡膏印刷机通常是通过机器视觉对准，实现高精度的钢网印刷或漏版印刷。现有的自动锡膏印刷机中的视觉对准技术都是采用安装在钢网和PCB板之间的CCD相机移动并通过上照取得钢网标志点和通过下照取得PCB板标志点（mark点）图像后，再经过图像处理系统分析比对后将信息反馈给运动控制系统，实现钢网与PCB板的对准，完成锡膏的准确印刷。

然而，上述的锡膏印刷机中的CCD相机需要做X/Y两维高速运动以读取钢网和PCB上特征信息，这样就必须搭配支撑CCD相机沿X轴及Y轴方向移动的运动机构。CCD相机沿X轴及Y轴方向运动时，取像的周期较长，不利于缩短PCB板印刷周期；并且上述支撑CCD相机沿X轴及Y轴方向移动的运动机构占用了机器设计空间，同时增加了印刷机结构复杂性，使得印刷机的生产成本较高。为此，有必要对上述锡膏自动印刷机进行进一步的改进。

发明内容

本发明提出了一种自动锡膏印刷机及其印刷方法，主要解决的是现有技术中的位于钢网与PCB板之间的CCD相机运动取像时间长，不利于缩短PCB板印刷周期的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种自动锡膏印刷机，包括图像采集机构及印刷工件传输机构；所述图像采集机构包括图像采集器、图像处理器及运动控制器，所述图像采集器与图像处理器电连接；所述印刷工件传输机构包括运输导轨、传输驱动器及传输皮带，所述传输皮带带动印刷工件沿运输导轨方向运动，所述图像处理器与运动控制器电连接；还包括网框移动机构，所述网框移动机构包括网框、网框活动架、网框固定架、直线导轨及移动装置；所述网框活动架通过直线导轨与网框固定架滑动连接，网框活动架与移动装置相连，于网框活动架上设置有网框，所述网框对应设置于印刷工件印刷位置的上部；所述图像采集机构的图像采集器位于网框印刷位置的上部，用于采集网框及印刷工件的图像数据；所述图像处理器对图像数据进行识别，并通过运动控制器控制移动装置带动网框移动，使图像采集器可分别对网框上的预设标记与印刷工件上的预设标记取像，以及校准印刷工件位置，使印刷工件预设标记与网框预设标记对应。

其中，所述移动装置包括电机、皮带及滚轮，所述电机固定于网框固定架的一端，所述滚轮固定于网框固定架的另一端，所述皮带绕于电机转轴与滚轮上；所述网框活动架上设有压板，所述压板与皮带固定连接；所述电机与运动控制器电连接。

其中，所述网框上安装有钢网或丝网，所述钢网或丝网与印刷工件之间取像位置时的垂直距离小于20mm。

其中，还包括清洗机构，所述清洗机构设于网框移动至最大距离位置的网框下部。

其中，所述图像采集器包括一个或一个以上的CCD相机。

其中，所述网框活动架上设置有多个汽缸及汽缸连接板，所述汽缸通过汽缸连接板固定于网框活动架上。

其中，还包括多个支撑架，所述支撑架支撑运输导轨并夹紧印刷工件随工作台上下运动和校准移动。

其中，所述印刷工件为SMT组装工艺中的PCB组装。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供了一种自动锡膏印刷的方法，包括步骤：

S01、根据设定值将印刷工件移动至预设印刷位置；

S02、从既定区域实时获取图像数据；

S03、对图像数据进行识别，判断其中是否包括印刷工件预设标记，若是保存包括印刷工件预设标记的图像数据；若否则驱动网框移动，直至图像数据中识别获取印刷工件预设标记，保存包括印刷工件预设标记的图像数据；

S04、驱动网框移动至预设印刷位置，保存包括网框预设标记的图像数据；

S05、比较得到保存的图像数据中印刷工件预设标记与网框预设标记的偏差数据，根据偏差数据校准印刷工件位置，使印刷工件预设标记与网框预设标记对应；

S06、执行锡膏印刷；

S07、将印刷工件移动离开预设印刷位置。

其中，所述步骤S07后还包括步骤，

S08、根据所述偏差数据对下一印刷工件移动至预设印刷位置的设定值进行修正。

本发明的有益技术效果是：区别于现有技术中的自动锡膏印刷机将CCD相机设置于钢网与PCB板之间，并通过运动机构使CCD相机沿X轴或Y轴方向移动取像，取像时间长，不利于缩短PCB板印刷周期的问题，本发明提供了一种自动锡膏印刷机，采用在网框印刷位置的上部安图像采集器，利用图像采集器分别对网框及印刷工件的预设标记进行取像，当网框上的预设标记与印刷工件的预设标记位置相适应时，进行锡膏印刷。由于安装于钢网印刷位置上部的图像采集器，不需要沿X轴和Y轴的运动，可以节省取景时间，缩短印刷锡膏的周期；同时上述结构也可以节省设计空间，结构紧凑。另外，利用图像采集器对网框下的印刷工件取像时，固定网框的网框活动架在移动装置的作用下移动，使网框与印刷工件的位置分离，便于对印刷工件上的预设标记取像，当网框与印刷工件位置分离时，可以对印后的印刷工件进行锡膏检测以及对下一印刷工件的对位，同时还能够清洗钢网残留的锡膏，从而可以大大缩短印刷锡膏的周期，提高印刷工件的生产效率。

本发明还提供了一种自动锡膏印刷的方法，其采用从既定区域实时获取图像数据并对图像数据进行识别，判断其中是否包括印刷工件预设标记，若是保存包括印刷工件预设标记的图像数据；若否则驱动网框移动，直至图像数据中识别获取印刷工件预设标记，保存包括印刷工件预设标记的图像数据；驱动网框移动至预设印刷位置，保存包括网框预设标记的图像数据；进而比较得到保存的图像数据中印刷工件预设标记与网框预设标记的偏差数据，根据偏差数据校准印刷工件位置，使印刷工件预设标记与网框预设标记对应，能快速的完成网框与印刷工件的对位，并且在网框移动至最大距离时，同时还能够清洗钢网残留的锡膏，从而可以大大缩短印刷锡膏的周期，提高印刷工件的生产效率。

附图说明

图1是本发明自动锡膏印刷机的应用结构示意图；

图2是本发明自动锡膏印刷机中钢网移动后的结构示意图；

图3是本发明自动锡膏印刷方法的流程图。

标号说明：

1-网框，2-网框固定架，3-CCD相机，4-印刷工件，5-运输导轨，61-电机，62-皮带，63-滚轮，64-电机安装板，7-网框活动架，71-压板，8-直线导轨，9-汽缸，91-汽缸连接板，10-支撑架。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1以及图2，本实施例提供了一种自动锡膏印刷机，包括图像采集机构及印刷工件传输机构；所述图像采集机构包括图像采集器、图像处理器及运动控制器，图像采集器与图像处理器电连接；所述印刷工件传输机构包括运输导轨5、传输驱动器及传输皮带，所述传输皮带带动印刷工件沿运输导轨5方向运动，所述图像处理器与运动控制器电连接；还包括网框移动机构，所述网框移动机构包括网框1、网框活动架7、网框固定架2、直线导轨8及移动装置；所述网框活动架7通过直线导轨8与网框固定架2滑动连接，网框活动架7与移动装置相连，于网框活动架7上设置有网框1，所述网框1对应设置于印刷工件传输机构的印刷位置上部；所述图像采集机构的图像采集器位于网框1印刷位置的上部；图像采集器的安装与印刷锡膏的刮刀运动不会产生任何干涉。所述图像采集机构用于采集网板及印刷工件的特征图像数据；所述图像处理器对图像数据进行识别，并通过运动控制器控制移动装置带动网框移动，使图像采集器可分别对网框上的预设特征标记与印刷工件上的预设特征标记取像，以及校准印刷工件位置，使印刷工件预设标记与网框预设标记对应。其中，上述的印刷工件为SMT组装工艺中的PCB板组装。

在一具体的实施例中，所述移动装置包括电机61、皮带62及滚轮63，所述电机61固定于网框固定架2的一端，所述滚轮63固定于网框固定架2的另一端，所述皮带62绕于电机61转轴与滚轮63上；所述网框活动架7上设有压板71，所述压板71与皮带62固定连接；所述电机61与运动控制器电连接。

上述的方案中，所述网框1移动至最大距离时满足网框1与印刷工件完全分离，即网框1不会遮挡印刷工件，方便图像取景器取印刷工件上特征点。

上述的方案中，所述图像采集器包括一个或一个以上的CCD相机3，CCD相机3根据具体需求合理布局于钢网印刷位置的上部。多点对位，使对位更精确。

上述的方案中，还包括电机安装板64，所述电机61通过电机安装板64固定于网框固定架2上。电机安装板64使电机61与网框固定架2的固定更稳定。

上述的方案中，还包括多个支撑架10，所述支撑架10支撑运输导轨5并夹紧印刷工件随工作台上下运动和校准移动。支撑架10带动印刷工件向上运动与钢网挤压或贴合，完成锡膏印刷，支撑架10带动印刷工件向下运动使印刷工件与钢网分离。

优选的方案中，所述网框1上安装有钢网或丝网，所述钢网或丝网与印刷工件4之间取像位置时的垂直距离小于20mm。钢网与印刷工件的间距小，结构紧凑。

在一优选的方案中，还包括清洗机构，所述清洗机构设于网框1移动至最大距离位置的网框1下部。当网框1移动至最大距离位置时，该清洗机构用于对印刷锡膏后的钢网进行清洗，同时印刷机还能够对印锡膏后的印刷工件进行锡膏检测和对下一印刷工件的特征信息取像校准，进而可以大大缩短印刷周期，提高印刷工件板的生产效率。

在一优选的方案中，所述网框活动架7上设置有多个汽缸9及汽缸连接板91，所述汽缸9通过汽缸连接板91固定于网框活动架7上。该汽缸9工作时，将网框固定于网框活动架7上。

本发明区别于现有技术中的自动锡膏印刷机将CCD相机设置于钢网与PCB板之间，并通过运动机构使CCD相机沿X轴或Y轴方向移动取像，取像时间长，不利于缩短PCB板印刷周期的问题，本发明提供了一种自动锡膏印刷机，采用在网框印刷位置的上部安图像采集器，利用图像采集器分别对网框及印刷工件的预设标记进行取像，当网框上的预设标记与印刷工件的预设标记位置相适应时，进行锡膏印刷。由于安装于钢网印刷位置上部的图像采集器，不需要沿X轴和Y轴的运动，可以节省取景时间，缩短印刷锡膏的周期；同时上述结构也可以节省设计空间，结构紧凑。另外，利用图像采集器对网框下的印刷工件取像时，固定网框的网框活动架在移动装置的作用下移动，使网框与印刷工件的位置分离，便于对印刷工件上的预设标记取像，当网框与印刷工件位置分离时，可以对印后的印刷工件进行锡膏检测以及对下一印刷工件的对位，同时还能够清洗钢网残留的锡膏，从而可以大大缩短印刷锡膏的周期，提高印刷工件的生产效率。

参阅图3，本发明还提供了一种自动锡膏印刷的方法，包括步骤：

S01、根据设定值将印刷工件移动至预设印刷位置；

S02、从既定区域实时获取图像数据，通过图像采集器实时拍摄网框及印刷工件的图像数据；

S03、对图像数据进行识别，判断其中是否包括印刷工件预设标记，若是保存包括印刷工件预设标记的图像数据；若否则驱动网框移动，直至图像数据中识别获取印刷工件预设标记，保存包括印刷工件预设标记的图像数据；

S04、驱动网框移动至预设印刷位置，保存包括网框预设标记的图像数据；

S05、比较得到保存的图像数据中印刷工件预设标记与网框预设标记的偏差数据，根据偏差数据校准印刷工件位置，使印刷工件预设标记与网框预设标记对应；

S06、执行锡膏印刷；

S07、将印刷工件移动离开预设印刷位置；

S08、根据所述偏差数据对下一印刷工件移动至预设印刷位置的设定值进行修正。便于对该印刷工件与网框的快速对位，提高印刷效率。

上述的自动锡膏印刷的方法，采用从既定区域实时获取图像数据并对图像数据进行识别，判断其中是否包括印刷工件预设标记，若是保存包括印刷工件预设标记的图像数据；若否则驱动网框移动，直至图像数据中识别获取印刷工件预设标记，保存包括印刷工件预设标记的图像数据；驱动网框移动至预设印刷位置，保存包括网框预设标记的图像数据；进而比较得到保存的图像数据中印刷工件预设标记与网框预设标记的偏差数据，根据偏差数据校准印刷工件位置，使印刷工件预设标记与网框预设标记对应，能快速的完成网框与印刷工件的对位，并且在网框移动至最大距离时，同时还能够清洗钢网残留的锡膏，从而可以大大缩短印刷锡膏的周期，提高印刷工件的生产效率。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动锡膏印刷机，包括图像采集机构及印刷工件传输机构；所述图像采集机构包括图像采集器、图像处理器及运动控制器，图像采集器与图像处理器电连接；所述印刷工件传输机构包括运输导轨、传输驱动器及传输皮带，所述传输皮带带动印刷工件沿运输导轨方向运动，所述图像处理器与运动控制器电连接；其特征在于，

还包括网框移动机构，所述网框移动机构包括网框、网框活动架、网框固定架、直线导轨及移动装置；所述网框活动架通过直线导轨与网框固定架滑动连接，网框活动架与移动装置相连，于网框活动架上设置有网框，所述网框对应设置于印刷工件印刷位置的上部；

所述图像采集机构的图像采集器位于网框印刷位置的上部，用于采集网框及印刷工件的图像数据；

所述图像处理器对图像数据进行识别，并通过运动控制器控制移动装置带动网框移动，使图像采集器可分别对网框上的预设标记与印刷工件上的预设标记取像，以及校准印刷工件位置，使印刷工件预设标记与网框预设标记对应。

2.根据权利要求1所述的自动锡膏印刷机，其特征在于，所述移动装置包括电机、皮带及滚轮，所述电机固定于网框固定架的一端，所述滚轮固定于网框固定架的另一端，所述皮带绕于电机转轴与滚轮上；所述网框活动架上设有压板，所述压板与皮带固定连接；所述电机与运动控制器电连接。

3.根据权利要求1所述的自动锡膏印刷机，其特征在于，所述网框上安装有钢网或丝网，所述钢网或丝网与印刷工件之间取像位置时的垂直距离小于20mm。

4.根据权利要求1所述的自动锡膏印刷机，其特征在于，还包括清洗机构，所述清洗机构设于网框移动至最大距离位置的网框下部。

5.根据权利要求1所述的自动锡膏印刷机，其特征在于，所述图像采集器包括一个或一个以上的CCD相机。

6.根据权利要求1所述的自动锡膏印刷机，其特征在于，所述网框活动架上设置有多个汽缸及汽缸连接板，所述汽缸通过汽缸连接板固定于网框活动架上。

7.根据权利要求1所述的自动锡膏印刷机，其特征在于，还包括电机安装板，所述电机通过电机安装板固定于网框固定架上。

8.根据权利要求1-7任一项所述的自动锡膏印刷机，其特征在于，还包括多个支撑架，所述支撑架支撑运输导轨并夹紧印刷工件随工作台上下运动和校准移动。

9.一种自动锡膏印刷的方法，其特征在于，包括步骤：

S01、根据设定值将印刷工件移动至预设印刷位置；

S02、从既定区域实时获取图像数据；

S03、对图像数据进行识别，判断其中是否包括印刷工件预设标记，若是保存包括印刷工件预设标记的图像数据；若否则驱动网框移动，直至图像数据中识别获取印刷工件预设标记，保存包括印刷工件预设标记的图像数据；

S04、驱动网框移动至预设印刷位置，保存包括网框预设标记的图像数据；

S05、比较得到保存的图像数据中印刷工件预设标记与网框预设标记的偏差数据，根据偏差数据校准印刷工件位置，使印刷工件预设标记与网框预设标记对应；

S06、执行锡膏印刷；

S07、将印刷工件移动离开预设印刷位置。

10.根据权利要求9所述的自动锡膏印刷的方法，其特征在于，所述步骤S07后还包括步骤，

S08、根据所述偏差数据对下一印刷工件移动至预设印刷位置的设定值进行修正。

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