CN109782552A - 一种弧形工件激光直接曝光设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弧形工件激光直接曝光设备，包括机架和曝光组件，机架上摆动安装有工件吸附组件，该工件吸附组件由摆动装置驱动，该工件吸附组件的吸附面为圆柱面，吸附面上设置有吸附孔且与负压装置连通；曝光组件包括固定于机架上的底座，底座上沿水平X轴方向滑动安装有X滑座，该X滑座由X动力装置驱动，X滑座上沿水平Y轴方向滑动安装有Y滑座，该Y滑座由Y动力装置驱动，Y滑座上安装有DMD曝光镜头，该DMD曝光镜头水平设置且处于圆柱面的水平半径上，DMD曝光镜头朝向吸附面，水平X轴方向与圆柱面的中心轴平行，水平Y轴与DMD曝光镜头所在水平半径平行。该曝光设备可以对工件的圆弧形的内表面进行曝光。

Description

一种弧形工件激光直接曝光设备

技术领域

本发明涉及一种激光直接曝光设备，尤其涉及一种弧形工件激光直接曝光设备。

背景技术

近来，利用激光进行的直接描画的技术(Laser Direct Imaging,LDI)，即不需要底片的无光罩曝光方式，正在广泛地被使用，以取代传统利用光罩的汞灯曝光模式。此种激光直接曝光方目前还是存在一个缺点，就是激光直接曝光设备一般都是只能对平面的工件表面曝光，而无法对弧形工件的表面曝光。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种弧形工件激光直接曝光设备，该曝光设备可以对工件的圆弧形的内表面进行曝光。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种弧形工件激光直接曝光设备，包括机架，所述机架上设置有曝光组件，所述机架上摆动安装有圆弧形的工件吸附组件，该工件吸附组件由摆动装置驱动由上料工位摆动至曝光完成工位，该工件吸附组件的吸附面为圆柱面且工件吸附组件的摆动中心与圆柱面的中心轴重合，所述吸附面上设置有吸附孔，该吸附孔与负压装置连通；所述曝光组件包括固定于机架上的底座，所述底座上沿水平X轴方向滑动安装有X滑座，该X滑座由X动力装置驱动，所述X滑座上沿水平Y轴方向滑动安装有Y滑座，该Y滑座由Y动力装置驱动，所述Y滑座上安装有DMD曝光镜头，该DMD曝光镜头水平设置且处于圆柱面的水平半径上，DMD曝光镜头朝向吸附面，所述水平X轴方向与圆柱面的中心轴平行，所述水平Y轴与DMD曝光镜头所在水平半径平行。

作为一种优选的方案，所述曝光设备还包括DMD曝光镜头校准装置，该校准装置包括固定于工件吸附组件上的校准相机，该工件吸附组件摆动到校准工位时该校准相机处于水平位置且与DMD曝光镜头对应，所述DMD曝光镜头安装于Z滑座上，该Z滑座沿竖直Z轴滑动安装于Y滑座上，所述Z滑座由Z动力装置驱动。

作为一种优选的方案，所述工件吸附组件包括柱面座体，该柱面座体的内表面为90°圆心角的吸附面，所述校准相机设置于柱面座体的一端且DMD曝光镜头适配。

作为一种优选的方案，所述机架上安装有摆动支座，所述摆动支座上安装有力矩电机，该力矩电机的动力端的旋转中心位于柱面座体的中心轴上，柱面座体通过摆臂安装于力矩电机的动力端。

作为一种优选的方案，所述摆臂包括第一摆臂单体和第二摆臂单体，第一摆臂单体的一端和第二摆臂单体的一端分别连接于力矩电机的动力端，第一摆臂单体的另一端和第二摆臂单体的另一端均通过连接轴与柱面座体的两端连接。

作为一种优选的方案，所述第一摆臂单体的一端和第二摆臂单体之间连接有连接杆。

作为一种优选的方案，所述X动力装置、Y动力装置、Z动力装置均为线性电机。

作为一种优选的方案，所述底座和X滑座之间设置有用于检测X滑座极限位置的极限位置检测传感器。

采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该激光直接曝光设备可以对工件的圆弧形的内表面进行直接激光曝光，使用时，直接将工件固定在工件吸附组件的吸附面上被真空吸附，然后摆动装置可以驱动工件吸附组件摆动，同时DMD曝光镜头在X动力装置的驱动下沿X方向移动，而X方向的移动使DMD曝光镜头在工件的宽度方向移动，这样两个方向的运动就可以使曝光的位置覆盖整个工件的弧形面，从而完成曝光，而Y方向的调整可以调整DMD曝光镜头的水平位置，而DMD曝光镜头就可以沿工件的弧形面的水平半径移动，这样DMD曝光镜头与工件的弧形面的距离可以调整，这样可以更好的调整焦距，使曝光更准确。

又由于所述曝光设备还包括DMD曝光镜头校准装置，该校准装置包括固定于工件吸附组件上的校准相机，该工件吸附组件摆动到校准工位时该校准相机处于水平位置且与DMD曝光镜头对应，所述DMD曝光镜头安装于Z滑座上，该Z滑座沿竖直Z轴滑动安装于Y滑座上，所述Z滑座由Z动力装置驱动，这样，利用校准相机就可以校准DMD曝光镜头的位置，通过Z动力装置从而调整DMD曝光镜头的高度，进而校准DMD曝光镜头使其处于吸附面的水平半径，这样在曝光时DMD曝光镜头与工件的弧形面之间的各部位的间距始终相等，曝光效果更好。

又由于所述工件吸附组件包括柱面座体，该柱面座体的内表面为90°圆心角的吸附面，所述校准相机设置于柱面座体的一端且DMD曝光镜头适配，该校准相机的位置可以更好的校准DMD曝光镜头，校准时，校准相机刚好处于水平状态时就对准DMD曝光镜头，从而校准精度更准确。

又由于所述机架上安装有摆动支座，所述摆动支座上安装有力矩电机，该力矩电机的动力端的旋转中心位于柱面座体的中心轴上，柱面座体通过摆臂安装于力矩电机的动力端，所述摆臂包括第一摆臂单体和第二摆臂单体，第一摆臂单体的一端和第二摆臂单体的一端分别连接于力矩电机的动力端，第一摆臂单体的另一端和第二摆臂单体的另一端均通过连接轴与柱面座体的两端连接。所述第一摆臂单体的一端和第二摆臂单体之间连接有连接杆，这样柱面座体通过力矩电机可以驱动摆动，精度更好，另外，摆臂可以更好的连接柱面座体，使柱面座体的翻转运行更加稳定。

又由于所述底座和X滑座之间设置有用于检测X滑座极限位置的极限位置检测传感器，利用该极限位置检测传感器可以更好的检测X滑座的滑动位置，而X滑座则为扫描进给的位置，进而使宽度方向的扫描动作更可靠。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例的正面结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是图1的俯视图；

图4是本发明实施例的立体图；

附图中：1.机架；2.底座；3.工件吸附组件；31.柱面座体；32.第一摆臂单体；33.第二摆臂单体；34.连接轴；35.摆动支座；36.连接杆；4.DMD曝光镜头；5.力矩电机；6.校准相机；7.X动力装置；8.X滑座；9.Y滑座；10.Z滑座；11.Y动力装置；12.Z动力装置；13.第一极限位置检测传感器；14.第二极限位置检测传感器。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1至图4所示，一种弧形工件激光直接曝光设备，包括机架1，所述机架1上设置有曝光组件，所述机架1上摆动安装有圆弧形的工件吸附组件3，该工件吸附组件3由摆动装置驱动由上料工位摆动至曝光完成工位，如图1所示，本实施例中工件吸附组件3摆动向图纸的左侧则为上料工位，而图1中所处的位置为校准工位，实际也是为曝光开始工位，工件吸附组件3再继续逆时针转动就可以完成整个弧形工件的圆弧面的曝光扫描。

该工件吸附组件3的吸附面为圆柱面且工件吸附组件3的摆动中心与圆柱面的中心轴重合，所述吸附面上设置有吸附孔，该吸附孔与负压装置连通；当工件放置在吸附面上时就会被真空吸附，从而完成固定，该工件可以为弧形的玻璃或者其他的圆弧形状的产品。

所述曝光组件包括固定于机架1上的底座2，所述底座2上沿水平X轴方向滑动安装有X滑座8，该X滑座8由X动力装置7驱动，所述X滑座8上沿水平Y轴方向滑动安装有Y滑座9，该Y滑座9由Y动力装置11驱动，所述Y滑座9上安装有DMD曝光镜头4，该DMD曝光镜头4水平设置且处于圆柱面的水平半径上，DMD曝光镜头4朝向吸附面，所述水平X轴方向与圆柱面的中心轴平行，所述水平Y轴与DMD曝光镜头4所在水平半径平行。

其中，本实施例中，所述曝光设备还包括DMD曝光镜头4校准装置，该校准装置包括固定于工件吸附组件3上的校准相机6，该工件吸附组件3摆动到校准工位时该校准相机6处于水平位置且与DMD曝光镜头4对应，所述DMD曝光镜头4安装于Z滑座10上，该Z滑座10沿竖直Z轴滑动安装于Y滑座9上，所述Z滑座10由Z动力装置12驱动。

所述X动力装置7、Y动力装置11、Z动力装置12均为线性电机，利用该线性电机可以准确的驱动对应的滑座的滑动。

如图2和图4所示，所述底座2和X滑座8之间设置有用于检测X滑座8极限位置的极限位置检测传感器。本实施中，极限位置检测传感器的数量为两个包括第一极限位置检测传感器13和第二极限位置检测传感器14，第一极限位置检测传感器13和第二极限位置检测传感器14之间的距离则为弧形工件的轴向扫描宽度，该极限位置检测传感器优选的采用光电开关实现。

再如图1和图4所示，所述工件吸附组件3包括柱面座体31，该柱面座体31的内表面为90°圆心角的吸附面，所述校准相机6设置于柱面座体31的一端且DMD曝光镜头4适配。所述机架1上安装有摆动支座35，所述摆动支座35上安装有力矩电机5，该力矩电机5的动力端的旋转中心位于柱面座体31的中心轴上，柱面座体31通过摆臂安装于力矩电机5的动力端。所述摆臂包括第一摆臂单体32和第二摆臂单体33，第一摆臂单体32的一端和第二摆臂单体33的一端分别连接于力矩电机5的动力端，第一摆臂单体32的另一端和第二摆臂单体33的另一端均通过水平设置的连接轴34与柱面座体31的两端连接。所述第一摆臂单体32的一端和第二摆臂单体33之间连接有连接杆36。所述第一摆臂单体32的一端、第二摆臂单体33和连接杆36均设置有镂空孔，而连接杆36是通过螺钉固定在第一摆臂单体32和第二摆臂单体33之间。

本发明的工作原理是：

1、力矩电机5将柱面座体31顺时针摆至上料工位，将弧形工件放置在吸附面上，负压装置抽吸产生负压吸附并固定弧形工件；

2、力矩电机5驱动柱面座体31摆动，从曝光启示位置开始DMD曝光镜头4曝光，当柱面座体31摆动到曝光中止位置后DMD曝光镜头4停止曝光；

3、X动力装置7驱动X滑座8滑动一个位置，DMD曝光镜头4就在轴线方向移动一个扫描宽度，然后力矩电机5再次驱动柱面座体31反向摆动，DMD曝光镜头4再次曝光一次，如此反复，直至将弧形工件的整个弧形面均曝光完成，然后力矩电机5再驱动柱面座体31摆动至上料工位，将工件取下。

本实施例中提到的负压装置、力矩电机5、线性电机等执行装置均为目前的常规技术，在2008年4月北京第五版第二十八次印刷的《机械设计手册第五版》中详细的公开了气缸、电机以及其他传动机构的具体结构和原理和其他的设计，属于现有技术，其结构清楚明了，2008年08月01日由机械工业出版社出版的现代实用气动技术第3版SMC培训教材中就详细的公开了真空元件、气体回路和程序控制，表明了本实施例中的气路结构也是现有的技术，清楚明了，在2015年07月01日由化学工业出版社出版的《电机驱动与调速》书中也详细的介绍了电机的控制以及行程开关，因此，电路、气路连接都是清楚。

以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种弧形工件激光直接曝光设备，包括机架，所述机架上设置有曝光组件，其特征在于：所述机架上摆动安装有圆弧形的工件吸附组件，该工件吸附组件由摆动装置驱动由上料工位摆动至曝光完成工位，该工件吸附组件的吸附面为圆柱面且工件吸附组件的摆动中心与圆柱面的中心轴重合，所述吸附面上设置有吸附孔，该吸附孔与负压装置连通；所述曝光组件包括固定于机架上的底座，所述底座上沿水平X轴方向滑动安装有X滑座，该X滑座由X动力装置驱动，所述X滑座上沿水平Y轴方向滑动安装有Y滑座，该Y滑座由Y动力装置驱动，所述Y滑座上安装有DMD曝光镜头，该DMD曝光镜头水平设置且处于圆柱面的水平半径上，DMD曝光镜头朝向吸附面，所述水平X轴方向与圆柱面的中心轴平行，所述水平Y轴与DMD曝光镜头所在水平半径平行。

2.如权利要求1所述的一种弧形工件激光直接曝光设备，其特征在于：所述曝光设备还包括DMD曝光镜头校准装置，该校准装置包括固定于工件吸附组件上的校准相机，该工件吸附组件摆动到校准工位时该校准相机处于水平位置且与DMD曝光镜头对应，所述DMD曝光镜头安装于Z滑座上，该Z滑座沿竖直Z轴滑动安装于Y滑座上，所述Z滑座由Z动力装置驱动。

3.如权利要求2所述的一种弧形工件激光直接曝光设备，其特征在于：所述工件吸附组件包括柱面座体，该柱面座体的内表面为90°圆心角的吸附面，所述校准相机设置于柱面座体的一端且DMD曝光镜头适配。

4.如权利要求3所述的一种弧形工件激光直接曝光设备，其特征在于：所述机架上安装有摆动支座，所述摆动支座上安装有力矩电机，该力矩电机的动力端的旋转中心位于柱面座体的中心轴上，柱面座体通过摆臂安装于力矩电机的动力端。

5.如权利要求4所述的一种弧形工件激光直接曝光设备，其特征在于：所述摆臂包括第一摆臂单体和第二摆臂单体，第一摆臂单体的一端和第二摆臂单体的一端分别连接于力矩电机的动力端，第一摆臂单体的另一端和第二摆臂单体的另一端均通过连接轴与柱面座体的两端连接。

6.如权利要求5所述的一种弧形工件激光直接曝光设备，其特征在于：所述第一摆臂单体的一端和第二摆臂单体之间连接有连接杆。

7.如权利要求6所述的一种弧形工件激光直接曝光设备，其特征在于：所述X动力装置、Y动力装置、Z动力装置均为线性电机。

8.如权利要求7所述的一种弧形工件激光直接曝光设备，其特征在于：所述底座和X滑座之间设置有用于检测X滑座极限位置的极限位置检测传感器。