CN103862888B - 一种打印系统的多精度、多分辨率的字车系统及打印方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种线路板打印系统的多精度、多分辨率字车系统及打印方法。包含有XYZ结构的直线滑台模组，同时在滑台上装配有具有多种可控组件的控制头，打印头，功能头，通过对滑台及多种可控组件的控制，调整字车系统的工作精度，完成多精度、多分辨率的打印任务。优点：1.利用多精度，多分辨率打印字车结构，可以使打印任务根据精度要求分成低精度低分辨率任务与高精度高分辨率任务，提高打印效率，节约打印时间；2.利用具有多分辨率的摄像系统，可以减少单一图像采集系统的耗时过长或图像处理精度不够的问题，使图像处理的结果更具性价比。

Description

一种打印系统的多精度、多分辨率的字车系统及打印方法

技术领域

本发明涉及字车机构及打印方法，尤其是一种打印系统的多精度、多分辨率的字车系统及打印方法。

背景技术

传统的打印方法中，人眼的分辨能力通常决定了打印机的最高精度和分辨率。而当器件的大小小于20um时，就无法被人眼识别，这种精度和分辨率要求超出了传统打印机所能提供的能力。而在线路板打印领域，使打印机拥有高精度和高分辨率十分重要，因为这将直接影响到打印出的电路板的密度和功能。但是由于这种高精度高分辨率更多的时候是用来对二极管等微小器件的打印，而对于连线等其他的线路板部件，打印的精度和分辨率要求相对较低，如果也使用针对二极管器件的高精度高分辨率打印方法的话，将会无谓增加线路板的打印时间和打印成本。根据以上情况，本发明专利采用可以提供两种或两种以上精度与分辨率的字车结构，在完成打印要求相对较高的高精度高分辨率的打印任务时，采用高精度高分辨率打印模块，而在完成打印要求相对较低的低精度低分辨率打印任务时，采用低精度低分辨率模块。

发明内容

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种线路板打印系统的多精度、多分辨率字车机构，其特征在于，包括有系统平台、设置在系统平台上的第一支撑支架、设置在第一支撑支架上的X方向直线滑台模组、第二支撑支架、以及设置在第二支撑支架上与X方向直线滑台模组平行的滑轨；所述X方向直线滑台模组包括设置在第一支撑支架上与滑轨配套的驱动滑轨以及设置驱动滑轨的驱动滑块，驱动滑块在驱动电机组件的驱动下能往复运动，所述滑轨上设有与驱动滑块配套的滑块；Y方向直线滑台模组两端分别固定在驱动滑块和滑块上并能在驱动滑块和滑块的带动下做往复运动；所述Y方向直线滑台模组包括驱动滑轨、滑块以及驱动机构；Y方向直线滑台模组的滑块上通过角块悬挂有Z方向直线滑台模组，Z方向直线滑台模组上悬挂有低精度低分辨率模块组件；低精度低分辨率模块组件上搭载可移动的高精度高分辨率模块组件；高精度高分辨率模块组件协同低分辨率模块组件固定着打印组件。

在上述的一种线路板打印系统的多精度、多分辨率字车机构，所述打印组件包含多个多功能机械臂，每个多功能机械臂上含有装载及锁定与卸载装置；以及处理打印头、功能头与控制头中的一个或多个的加载及卸载稳定放置。

在上述的一种线路板打印系统的多精度、多分辨率字车系统，所述高分辨率模块组件包含一种高精度位移装置和定位装置，根据的不同处理指令，产生不同的高精度位移，从而对装载在其上的打印头、功能头或控制头的产生不同程度的高精度位移。

在上述的一种线路板打印系统的多精度、多分辨率字车系统，控制头包含摄像、定位、几何检测、物理检测、电性能检测等多种种类和不同分辨率，对打印机内部进行摄像获取内部字车机构位置与被打印线路板位置信息的第一摄像系统、第二摄像系统、第三摄像系统和获取被打印线路板数据第四摄像系统；控制头上还包含设有能够进行几何检测的自动聚焦系统和进行阻抗检测的探针。

在上述的一种线路板打印系统的多精度、多分辨率字车系统，其特征在于，所述功能头有多种类型，涵盖对被打印器件特定部位进行固化的聚焦紫外光头、红外光头、电子束聚焦固化头、超声波头。

在上述的一种线路板打印系统的多精度、多分辨率字车系统，其特征在于，所述打印头具有可控器件，能够通过控制打印喷口产生形变，从而控制墨滴形态，提供不同打印颗粒度从而完成打印。

在上述的一种线路板打印系统的多精度、多分辨率字车打印方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将所需打印线路板置于载物平台上，控制头上的低分辨率摄像系统开始工作，同时打开自动聚焦系统，获取图像信息，并将图像数据传送至处理终端；

步骤2，处理终端利用所得图像数据，进行图像处理并做精度检测，决定打印指令，确定所需打印部位与打印器件，同时根据打印器件的精度与分辨率要求，选择相对的第一摄像系统、第二摄像系统、第三摄像系统、第四摄像系统进行图像数据采集，并利用得到的图像数据，确定具体的打印指令，调整相应高精度高分辨率模块组件与低精度低分辨率模块组件，在打印低精度低分辨率要求器件时，分别调整X方向直线滑台模组，Y方向直线滑台模组，Z方向直线滑台模组，使打印头到达正确位置后，调整打印头可控器件，确定打印墨滴大小后，进行打印，在打印高精度高分辨率要求器件时，可以先进行低精度低分辨率模块组件的移动，然后在其基础上，调整高精度高分辨率模块组件上的位移装置和定位装置，从而是打印头产生位移，在打印头到达正确位置后，调整打印头可控器件，确定打印墨滴大小后，进行打印；

步骤3，在一次低精度低分辨率或高精度高分辨率器件或连线打印任务完成后，利用控制头上的探针对目标进行检测，确认满足要求后再利用功能头上具有的固化系统，完成对打印器件或连线的固化；如果检测目标不能满足要求，则自动进行补救打印或产生警报反馈给用户以改变下次打印的设计方案。至此，线路板上的一次器件打印过程结束，若需进行其它器件的打印，重复进行步骤1至步骤2，直至线路板全部打印完毕。

因此，本发明具有如下优点：1.利用多精度，多分辨率打印字车结构，可以使打印任务根据精度要求分成低精度低分辨率任务与高精度高分辨率任务，提高打印效率，节约打印时间，2，利用具有多分辨率的摄像系统，可以根据打印任务的精度要求，选择相应的图像信息进行处理，可以减少单一图像采集系统的耗时过长或图像处理精度不够的问题，使图像处理的结果更具性价比，从而使整个打印过程更加有效率。

附图说明

图1是字车结构原理示意图。

图2是图1中打印组件功能示意图。

图3是图1中高精度模块功能示意图。

图4是图2中控制头功能示意图。

图5是图2中功能头功能示意图。

图6是图2中打印头功能示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。首先介绍一下本发明的系统概况，图中，系统平台1，第一支撑支架2，X方向直线滑台模组3，第二支撑支架4，滑轨5，Y方向直线滑台模组6，Z方向直线滑台模组7，低精度低分辨率模块组件8，高精度高分辨率模块组件9，打印组件10，多功能机械臂11，装载及锁定与卸载装置12，打印头13，功能头14，控制头15，位移装置和定位装置16，第一摄像系统17，第二摄像系统18，第三摄像系统19，第四摄像系统20，自动聚焦系统21，探针22，聚焦紫外光头23，红外光头24，电子束聚焦固化头25，超声波头26，可控器件27，载物平台28，处理终端29。

实施例：

首先介绍一下该字车系统，如图所示，包括有系统平台1、设置在系统平台1上的第一支撑支架2、设置在第一支撑支架2上的X方向直线滑台模组3、第二支撑支架4、以及设置在第二支撑支架4上与X方向直线滑台模组3平行的滑轨5；所述X方向直线滑台模组3包括设置在第一支撑支架2上与滑轨5配套的驱动滑轨以及设置驱动滑轨的驱动滑块，驱动滑块在驱动电机组件的驱动下能往复运动，所述滑轨5上设有与驱动滑块配套的滑块；Y方向直线滑台模组6两端分别固定在驱动滑块和滑块上并能在驱动滑块和滑块的带动下做往复运动；所述Y方向直线滑台模组6包括驱动滑轨、滑块以及驱动机构；Y方向直线滑台模组的滑块上通过角6悬挂有Z方向直线滑台模组7，Z方向直线滑台模组7上悬挂有低精度低分辨率模块组件8；低精度低分辨率模块组件8上搭载可移动的高精度高分辨率模块组件9；高精度高分辨率模块组件9协同低分辨率模块组件8固定着打印组件10。

打印组件10包含多个多功能机械臂11，每个多功能机械臂11上含有装载及锁定与卸载装置12；以及处理打印头13、功能头14与控制头15中的一个或多个的加载及卸载稳定放置。

高分辨率模块组件9包含一种高精度位移装置和定位装置16，根据的不同处理指令，产生不同的高精度位移，从而对装载在其上的打印头13、功能头14或控制头15的产生不同程度的高精度位移。

控制头包含摄像、定位、几何检测、物理检测、电性能检测等多种种类和不同分辨率，对打印机内部进行摄像获取内部字车机构位置与被打印线路板位置信息的第一摄像系统17、第二摄像系统18、第三摄像系统19和获取被打印线路板数据第四摄像系统20；控制头15上还包含设有能够进行几何检测的自动聚焦系统21和进行阻抗检测的探针22。

功能头14有多种类型，涵盖对被打印器件特定部位进行固化的聚焦紫外光头23、红外光头24、电子束聚焦固化头25、超声波头26等。

打印头13具有可控器件27，能够通过控制打印喷口产生形变，从而控制墨滴形态，提供不同打印颗粒度从而完成打印。。

下面介绍一下本实施例采用的打印方法，包括以下步骤：

步骤1，将所需打印线路板置于载物平台28上，控制头15上的第一摄像系统17开始工作，同时打开自动聚焦系统21，获取图像信息，并将图像数据传送至处理终端29；

步骤2，处理终端29利用所得图像数据，进行图像处理并做精度检测，决定打印指令，确定所需打印部位与打印器件，同时根据打印器件的精度与分辨率要求，选择相对的第一摄像系统17、第二摄像系统18、第三摄像系统19、第四摄像系统20进行图像数据采集，并利用得到的图像数据，确定具体的打印指令，调整相应高精度高分辨率模块组件9与低精度低分辨率模块组件8，在打印低精度低分辨率要求器件时，分别调整X方向直线滑台模组3，Y方向直线滑台模组6，Z方向直线滑台模组7，使打印头13到达正确位置后，调整打印头13可控器件27，确定打印墨滴大小后，进行打印，在打印高精度高分辨率要求器件时，可以先进行低精度低分辨率模块组件8的移动，然后在其基础上，调整高精度高分辨率模块组件9上的位移装置和定位装置16，从而是打印头13产生位移，在打印头到达正确位置后，调整打印头13可控器件27，确定打印墨滴大小后，进行打印；

步骤3，在一次低精度低分辨率或高精度高分辨率器件或连线打印任务完成后，利用控制头15上的探针对目标进行检测，确认满足要求后再利用功能头14上具有的固化系统，完成对打印器件或连线的固化；如果检测目标不能满足要求，则自动进行补救打印或产生警报反馈给用户以改变下次打印的设计方案。至此，线路板上的一次器件打印过程结束，若需进行其它器件的打印，重复进行步骤1至步骤2，直至线路板全部打印完毕。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了系统平台1，第一支撑支架2，X方向直线滑台模组3，第二支撑支架4，滑轨5，Y方向直线滑台模组6，Z方向直线滑台模组7，低精度低分辨率模块组件8，高精度高分辨率模块组件9，打印组件10，多功能机械臂11，装载及锁定与卸载装置12，打印头13，功能头14，控制头15，位移装置和定位装置16，第一摄像系统17，第二摄像系统18，第三摄像系统19，第四摄像系统20，自动聚焦系统21，探针22，聚焦紫外光头23，红外光头24，电子束聚焦固化头25，超声波头26，可控器件27，载物平台28，处理终端29等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (6)

1.一种线路板打印系统的多精度、多分辨率字车系统，其特征在于，包括有系统平台(1)、设置在系统平台(1)上的第一支撑支架(2)、设置在第一支撑支架(2)上的X方向直线滑台模组(3)、第二支撑支架(4)、以及设置在第二支撑支架(4)上与X方向直线滑台模组(3)平行的滑轨(5)；所述X方向直线滑台模组(3)包括设置在第一支撑支架(2)上与滑轨(5)配套的驱动滑轨以及设置驱动滑轨的驱动滑块，驱动滑块在驱动电机组件的驱动下能往复运动，所述滑轨(5)上设有与驱动滑块配套的滑块；Y方向直线滑台模组(6)两端分别固定在驱动滑块和滑块上并能在驱动滑块和滑块的带动下做往复运动；所述Y方向直线滑台模组(6)包括驱动滑轨、滑块以及驱动机构；Y方向直线滑台模组(6)的驱动滑轨悬挂有低精度低分辨率模块组件(8)；低精度低分辨率模块组件(8)上搭载可移动的高精度高分辨率模块组件(9)；高精度高分辨率模块组件(9)协同低分辨率模块组件(8)固定着打印组件(10)；

所述打印组件(10)包含多个多功能机械臂(11)，每个多功能机械臂(11)上含有装载及锁定与卸载装置(12)；以及加载或卸载处理打印头(13)、功能头(14)与控制头(15)中的一个或多个的加载及卸载稳定放置。

2.根据权利要求1所述的一种线路板打印系统的多精度、多分辨率字车系统，其特征在于，所述高分辨率模块组件(9)包含一种高精度位移装置和定位装置(16)，根据不同处理指令，产生不同的高精度位移，从而对装载在其上的打印头(13)、功能头(14)或控制头(15)产生不同程度的高精度位移。

3.根据权利要求2所述的一种线路板打印系统的多精度、多分辨率字车系统，其特征在于，所述的控制头包含摄像、定位、几何检测、物理检测、电性能检测多种种类和不同分辨率，对打印机内部进行摄像获取内部字车机构位置与被打印线路板位置信息的第一摄像系统(17)、第二摄像系统(18)、第三摄像系统(19)和获取被打印线路板数据的第四摄像系统(20)；控制头(15)上还包含设有能够进行几何检测的自动聚焦系统(21)和进行阻抗检测的探针(22)。

4.根据权利要求2所述的一种线路板打印系统的多精度、多分辨率字车系统，其特征在于，所述功能头(14)有多种类型，涵盖对被打印器件特定部位进行固化的聚焦紫外光头(23)、红外光头(24)、电子束聚焦固化头(25)、超声波头(26)。

5.根据权利要求2所述的一种线路板打印系统的多精度、多分辨率字车系统，其特征在于，所述打印头(13)具有可控器件(27)，能够通过控制打印喷口产生形变，从而控制墨滴形态，提供不同打印颗粒度从而完成打印。

6.一种线路板打印系统的多精度、多分辨率字车打印方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将所需打印线路板置于载物平台(28)上，控制头(15)上的第一摄像系统(17)开始工作，同时打开自动聚焦系统(21)，获取图像信息，并将图像数据传送至处理终端(29)；

步骤2，处理终端(29)利用所得图像数据，进行图像处理并做精度检测，决定打印指令，确定所需打印部位与打印器件，同时根据打印器件的精度与分辨率要求，选择相对的第一摄像系统(17)、第二摄像系统(18)、第三摄像系统(19)、第四摄像系统(20)进行图像数据采集，并利用得到的图像数据，确定具体的打印指令，调整相应高精度高分辨率模块组件(9)与低精度低分辨率模块组件(8)，在打印低精度低分辨率要求器件时，分别调整X方向直线滑台模组(3)，Y方向直线滑台模组(6)，Z方向直线滑台模组(7)，使打印头(13)到达正确位置后，调整打印头(13)可控器件(27)，确定打印墨滴大小后，进行打印，在打印高精度高分辨率要求器件时，先进行低精度低分辨率模块组件(8)的移动，然后在其基础上，调整高精度高分辨率模块组件(9)上的位移装置和定位装置(16)，从而使打印头(13)产生位移，在打印头到达正确位置后，调整打印头(13)可控器件(27)，确定打印墨滴大小后，进行打印；

步骤3，在一次低精度低分辨率或高精度高分辨率器件或连线打印任务完成后，利用控制头(15)上的探针对目标进行检测，确认满足要求后再利用功能头(14)上具有的固化系统，完成对打印器件或连线的固化；如果检测目标不能满足要求，则自动进行补救打印或产生警报反馈给用户以改变下次打印的设计方案，至此，线路板上的一次器件打印过程结束，若需进行其它器件的打印，重复进行步骤1至步骤2，直至线路板全部打印完毕。