CN105403163A - 一种油墨厚度检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油墨厚度检测方法，其中，将共焦位移计测头安装在音圈电机驱动滑台上，使用音圈电机驱动滑台带动共焦位移计测头进行高度方向数据扫描测量；将音圈电机驱动滑台的移动坐标，按照预设的固定间距对应每个共焦位移计测量的高度值，将此两数值一一对应绘制出扫描物体的表面二维轮廓；在二维轮廓数据上设定没有油墨的基板位置和印刷了油墨的位置，两个位置间共焦位移计测量值的差值即为油墨厚度值。本发明提供的一种油墨厚度检测方法，测量精度可以达到0.5微米，精度优于现有技术，另外，测量系统小巧，可以集成到产线实现在线测量。

Description

一种油墨厚度检测方法

技术领域

本发明涉及一种检测方法，尤其涉及一种在印刷油墨、印刷柔性电路板行业油墨厚度测量的油墨厚度检测方法。

背景技术

现有技术中，油墨厚度检测的传统办法都是采用三次元影像测量仪进行离线半自动测量方式测量。

三次元影像测量仪工作原理如下：

三次元影像测量仪使用本身的硬件将所能捕捉到的图像通过数据线传输到电脑的数据采集卡中，之后由软件在电脑显示器上成像，由操作员用鼠标在电脑上进行快速的测量。所以可以把三次元影像测量仪看作是实时检测设备，或者狭隘一点可以称为动态测量设备。因工件大小而议，三次元影像测量仪工作台可以选择不同行程。三次元影像测量仪光源亮度可调，可以在各种光线条件下选择最合适的光源亮度。

三次元影像测量仪仪器结构、性能包括：

1、花岗石机身：立柱及底座都是采用高精度的大理石花岗岩，以保证最稳定的设计、最小的机械误差。

2、高精度工作平台：无论是X、Y线性精度或X、Y对角线的线性精度都在标称精度范围内。

3、高清晰影像：采用高像素CCD加上高清晰镜头提供高品质的实时影像。

4、高精度自动对焦功能：具有较高之重复测量精度，可做CNC编程高度测量、深度测量及平面度测量。

5、快速取圆工具：可自动寻找最佳边际，以无数个点自动弥合成最佳的圆并自动去除毛刺或污点，可减少人为误差，提升重复测量精度。

6、CCD镜头测量系统：采用CCD镜头测量系统，帮助解决测量产品找位置非常繁锁的操作，大大提高检测效率。为CNC测量提高编程速度及测量效率，使做到直观、快速、高效的测量效果。

7、产品测量精度：测量重复精度≤0.005mm,(即5um)，在标准件精度为≤0.003mm,(即3um)，测高的精度：≤0.005mm。

8、Z轴的补偿功能与对焦功能的结合：测量高度的时候(包括盲孔深度)，仪器会具备有自动对焦及Z轴的补偿功能(Z轴机械上升或下降移动造成的误差，软件会自动计算和补偿)，以确保精度能达到≤0.005mm的水平。自动对焦功能是通过电脑软件把画面自动调到最清晰，以减少人工调节的误差。

9、自动多点捕捉线/圆/弧的功能：测量产品的时候，我们时常要对产品进行取线、取圆、取弧等测绘功能，自动多点取线、自动多点取圆、自动多点取弧等功能的开发(为目前捕促线/弧/圆的最准确捕促方法)，软件会以扇型/柜形框选的形式，以很多的点去自动捕促需要测量的线/圆，快速生成一个最准确的圆/线/弧，提高检测效率。

10、CNC全自动测量：如果同样的产品，要做多个检查的时候，只要第一个产品做好编程并设定坐标后，第二个产品放上去，仪器会自动按照第一个产品的编程方案，快速把第二个产品测完，并同时输出报表。

11、SPC数据报表及测绘图输出功能：测量的数据可根据自身公司的要求，设定产品公差值，当仪器测量尺寸后，数据会在报表区域显示，不合格为红色，同时可导出到EXCL表格中，测绘图也可以导入CAD中进行标注或做逆向工程。

现有技术中的三次元影像测量仪虽具有上述优点，但也存在以下两点缺陷：

1.三次元影像测量仪只能实现离线半自动测量方式测量。

2.测量精度只能达到3-5微米，而待测油墨厚度最小在1-5um，精度较差。

综上所述，针对现有技术中三次元影像测量仪检测油墨厚度存在的上述缺陷，本发明提出了一种油墨厚度检测方法。

发明内容

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种油墨厚度检测方法，其中：

将共焦位移计测头安装在音圈电机驱动滑台上，使用音圈电机驱动滑台带动共焦位移计测头进行高度方向数据扫描测量；

将音圈电机驱动滑台的移动坐标，按照预设的固定间距对应每个共焦位移计测量的高度值，将此两数值一一对应绘制出扫描物体的表面二维轮廓；

在二维轮廓数据上设定没有油墨的基板位置和印刷了油墨的位置，两个位置间共焦位移计测量值的差值即为油墨厚度值。

上述的一种油墨厚度检测方法，其中：

共焦位移计测头通过连接板安装在音圈电机驱动滑台上；

共焦位移计实时监测量程范围内光谱峰值变化，被扫描物体表面高度变化会使共焦位移感测到光谱峰值的变化，共焦位移计通过测算光谱峰值变化值计算出实际物体表面高度的变化；

音圈电机设置1um以上的间隔步长，音圈电机滑台每移动一个步长给出一个触发信号；

共焦位移计具有被触发后测量功能，每接到一个触发信号，共焦位移计反馈一个当时位置的高度值。

本发明相对于现有技术具有如下有益效果：测量精度可以达到0.5微米，精度优于现有技术，另外，测量系统小巧，可以集成到产线实现在线测量。

附图说明

图1为共焦位移计的结构示意图。

图2为共焦位移计与滑台的安装结构示意图。

图中：

1共焦位移计测头2音圈电机3连接板

4共焦位移计控制器5二次仪表6共焦位移计光纤

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

首先对本发明中相关技术术语进行解释说明：

共焦位移计：共焦位移计是一种新型的超高精度和超高稳定性的非接触光学位移测量仪器，由光源射出一束宽光谱的复色光(呈白色)，通过色散镜头发生光谱色散，在一条轴线上形成一系列不同波长的单色光，每一个波长都对应一个到被测物体的距离值。物体表面将照射光反射回来，通过共聚焦小孔过滤，只有满足共焦条件的单色光，可以通过小孔被光谱仪感测到。通过计算被感测到的波长，换算获得距离值。

音圈电机：音圈电机(VoiceCoilActuator)是一种特殊形式的直接驱动电机，具有结构简单、体积小、高速、高加速、响应快等特性，其工作原理是通电线圈(导体)放在磁场内产生力，力的大小与施加在线圈上的电流成比例，基于此原理音圈电机运动形式可以实现直线或者圆弧方向的运动。

将共焦位移计测头1通过连接板3安装在滑台上，滑台用来调节测头位置使得其进入工作范围内。使用音圈电机2驱动滑台水平匀速移动带动共焦位移计测头1进行高度方向数据扫描测量，音圈电机2通过光栅尺及编码器将位置信号反馈给共焦位移计，使得共焦位移计可以得到滑台移动坐标。将音圈电机驱动滑台的移动坐标，按照预设的固定间距对应每个共焦位移计测量的高度值，将此两数值，一一对应绘制出扫描物体的表面二维轮廓轮廓。在二维轮廓数据上可以设定没有油墨的基板位置和印刷了油墨的位置，两个位置间共焦位移计测量值的高差值即为油墨厚度值。共焦位移计测头1通过共焦位移计控制器4控制，并且通过共焦位移计光纤6连接二次仪表5。

测量放置样品机台为大理石机台，加装防震动装置，机台中心内置气动吸盘装置，当测量开始时，驱动器驱动音圈电机运动的同时会给出一个信号开启气泵，使得真空吸盘吸住样品，防止因为一些特殊软体样品因自身形变产引起测量值误差。

共焦位移计通过USB总线/232总线与上位机通讯传输数据，共焦位移计采集到的高度值和水平位置值通过通讯总线传给上位机软件进行分析处理，油墨厚度分析软件将采集到的点源数据通过回归算法绘制为一条二维轮廓线，反应出被扫描物件的表面线性位置上的二维变化，通过软件内置算法工具，即可测得任意相对位置的高度差，在线测量中根据设定的基准面即可测得油墨印刷厚度。上位机通过通讯总线控制共焦位移计进行数据采集，同时上位机可以通过测量软件设置测量参数及测量模式。

音圈电机2利用编码器与共焦位移计的编码器接口相连接实现位置值得反馈，上位机利用电机驱动器控制音圈电机2运动，电机驱动器与上位机采用232总线通讯，利用测量软件可以控制电机的运动方式，及反馈方式。

共焦位移计实时监测量程范围内，光谱峰值变化，被扫描物体表面高度变化会使共焦位移感测到光谱峰值的变化，共焦位移计通过测算光谱峰值变化值计算出实际物体表面高度的变化。

音圈电机滑台带动共焦位移计测头1进行表面轮廓扫描，音圈电机2可以设置1um以上的间隔步长，音圈电机滑台每移动一个步长可以给出一个触发信号。

共焦位移计具有被触发后测量功能，每接到一个触发信号，共焦位移计反馈一个当时位置的高度值。

音圈电机滑台扫描过程中的每个步长位置值和共焦位移计测量的每个高度值可以相对实际空间一一对应，一一对应的两列数值可以绘制成二维表面轮廓曲线，在二维轮廓数据上可以设定没有油墨的基板位置和印刷了油墨的位置，两个位置间共焦位移计测量值的差值即为油墨厚度值。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (2)

1.一种油墨厚度检测方法，其特征在于：

将共焦位移计测头安装在音圈电机驱动滑台上，使用音圈电机驱动滑台带动共焦位移计测头进行高度方向数据扫描测量；

将音圈电机驱动滑台的移动坐标，按照预设的固定间距对应每个共焦位移计测量的高度值，将此两数值一一对应绘制出扫描物体的表面二维轮廓；

在二维轮廓数据上设定没有油墨的基板位置和印刷了油墨的位置，两个位置间共焦位移计测量值的差值即为油墨厚度值。

2.如权利要求1所述的一种油墨厚度检测方法，其特征在于：

共焦位移计测头通过连接板安装在音圈电机驱动滑台上；

共焦位移计实时监测量程范围内光谱峰值变化，被扫描物体表面高度变化会使共焦位移感测到光谱峰值的变化，共焦位移计通过测算光谱峰值变化值计算出实际物体表面高度的变化；

音圈电机设置1um以上的间隔步长，音圈电机滑台每移动一个步长给出一个触发信号；

共焦位移计具有被触发后测量功能，每接到一个触发信号，共焦位移计反馈一个当时位置的高度值。