CN109895392A - 一种在设备工作区域标记和精确定位工作坐标的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在打印区域打印标记和精确二次定位打印位置的方法，在打印工作平台表面加工定位基准面，用于打印基材边缘轮廓精确定位；采用在基材表面打印墨水定位标记，用于相机捕捉识别并定位；再通过机器视觉和软件算法补偿位置偏差，保证打印不同打印层时的初始位置都一致，提高不同打印层墨水材料的打印位置精度，达到元件设计的高精度要求。通过软件捕捉标记和定位打印基材初始坐标的自动化，可以打印多层墨水形成电路图和提高打印效率。本发明提供的一种在打印区域打印标记和精确二次定位打印位置的方法，通过基准面定位加计算机视觉定位补偿，能保证移动基材二次打印和打印不同打印层时的初始位置都一致。
Description
技术领域
本发明涉及全印制电子技术相关技术领域，尤其涉及一种在打印加工设备的工作区域标记和精确二次定位工作坐标的方法。
背景技术
全印制电子技术(Print Full Electronic Technology)是指采用快速、高效和灵活的数字喷墨打印技术(Digital Printing Inkjet Technology)在基材(无铜箔)上形成导电线路和电子元件，或形成整个印制电路板的过程，这些打印的电子元件和印制电路板必须经过更换多个墨盒实现多层墨水叠加打印形成，必要时还需要将打印基材移动到打印机外部进行后处理，然后再移回打印机内部进行二次打印，多层打印和二次打印要确定初次打印的起始点，目前的印刷电子技术只能依靠人工手动调整打印初始坐标位置，且无法保证多层打印时不同打印层墨水打印的位置精度，导致不同打印层间墨水材料打印错位，打印的电子元件或电路板失效，达不到元件设计的高精度要求，且人工手动操作多层打印的打印效率低下。本发明通过创新的技术手段提供了一种在打印区域标记和精确二次定位打印位置坐标的方法，解决人工定位打印偏差大和打印效率低下的问题。
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在打印区域标记和精确二次定位打印位置坐标的方法，具体技术方案为：
在打印工作平台(10)表面加工X和Y两个方向的垂直定位基准面，打印基材放置在打印平台上，边缘与定位基准面对齐，保证每次移动打印基材后重新放入打印工作平台时，打印基材的位置相对上次放置的位置偏差在0.1mm以内，实现初步精确定位。
对于移动基材后的精确二次定位，在打印每层墨水前，先在打印基材表面定位标记区打印一层定位标记1，用于打印机相机(11)的识别并定位，并保存当前标记的坐标系，当移动基材后需要进行二次打印时，先在打印基材表面定位标记区打印一层定位标记2，打印机软件通过相机视觉识别捕捉基材移动后的标记1和标记2坐标值，算出相对位置差，软件再通过算法给补偿差值，使其打印坐标系和上次打印的坐标系重合，提高打印精度。
本发明还提供了一种更换墨盒(13)定位打印标记补偿方法，在打印基材上初次打印第一层墨水时，打印机会在墨盒旋转0°角时打印一个标记4，和墨盒旋转90°角后打印的标记5；打印机软件通过相机视觉捕捉识别标记5的坐标值与标记4的坐标值，软件再通过算法给更换墨盒后喷孔(131)的中心坐标偏差补偿，使其打印坐标系和上次打印的坐标系重合，提高打印精度。
本发明所述的打印标记不仅限于点、线、圆形和矩形等任何可用于相机视觉捕捉定位的图形。
本发明相对于现有技术具有如下有益效果：
1)通过基准面定位加计算机视觉定位补偿，能保证移动基材二次打印和打印不同打印层更换墨盒时的打印初始位置都一致，提高不同打印层墨水材料的打印位置精度，达到元件设计的高精度要求；
2)通过软件捕捉标记和定位打印基材初始坐标的自动化，可以准确打印多层提高打印效率。
附图说明
图1为打印机定位补偿功能相关零件的示意图。
图2为打印工作平台表面加工X和Y方向的定位基准面示意图。
图3为移动基材后二次打印标记及补偿方法的示意图。
图4为更换墨盒定位打印标记补偿方法的示意图。
图中：
1初次打印时标记2二次打印时标记3打印基材4更换墨盒后初次打印的标记5更换墨盒后打印的第二个标记
具体实施方式
打印基材：是用于打印电子元件的一种柔性薄膜底层材料；
打印层：不同墨水材料打印的区域层；
在打印工作平台表面加工X和Y两个方向的垂直定位基准面，打印基材放置在打印平台上，边缘与定位基准面对齐，实现初步精确定位；
同时在打印每层墨水时，先在打印基材表面定位标记区打印一层定位标记，用于打印机相机的识别并定位；
再通过机器视觉和软件算法补偿因墨盒更换和基材移动带来的位置偏差；
移动基材后二次打印标记及补偿方法；
在打印工作平台(10)表面加工X和Y两个方向的垂直定位基准面，打印基材放置在打印平台上，边缘与定位基准面对齐，保证每次移动打印基材后重新放入打印工作平台时，打印基材的位置相对上次放置的位置偏差在0.1mm以内，实现初步精确定位。
对于移动基材后的精确二次定位，在打印每层墨水前，先在打印基材表面定位标记区打印一层定位标记1，用于打印机相机(11)的识别并定位，并保存当前标记的坐标系，当移动基材后需要进行二次打印时，先在打印基材表面定位标记区打印一层定位标记2，打印机软件通过相机视觉识别捕捉基材移动后的标记1和标记2坐标值，算出相对位置差，软件再通过算法给补偿差值，使其打印坐标系和上次打印的坐标系重合，提高打印精度。
更换墨盒定位打印标记补偿方法；
在打印基材上初次打印第一层墨水时，打印机会在墨盒旋转0°角时打印一个标记4，和墨盒旋转90°角后打印的标记5；打印机软件通过相机视觉捕捉识别标记5的坐标值与标记4的坐标值，软件再通过算法给更换墨盒后喷孔(131)的中心坐标偏差补偿，使其打印坐标系和上次打印的坐标系重合，提高打印精度。同理，打印三层或三层以上墨水时，也用一样的方法补偿墨盒喷头中心坐标偏差。在增材制造领域，用一种材料打印一种产品已经无法满足快速产品生产需求，一个产品由多种材料组成，当需要更换多种材料和喷头时，或移动半成品后处理时，会带来产品、新喷头和新材料的位置偏差，因此，要修正这些偏差必须使用本发明基准定位和计算机视觉算法补偿方法。
对于机器视觉和软件算法补偿位置偏差的技术方案：如附图3所示机器视觉和软件算法补偿位置偏差示意图。
1、进行墨滴观测，选择喷墨质量好的任意一个喷孔，以墨盒0°角时和以墨盒90°角时分别打印一行点，通过打印观测相机分别捕捉这两行点上末端的一个点，与墨盒旋转的90°夹角可以形成旋转轨迹圆弧线，从而计算得到该圆弧的圆心坐标，可确定墨盒的旋转中心在相机坐标系中的位置。
2、设:
相机坐标系下比例尺为k mm/pix
转盘中心在相机中的坐标位置为(xc,yc)
喷孔i的相机坐标系下位置是(xi,yi)
可得:
喷孔i相对转盘中心的位置偏差为：
xic＝(xi-xc)*k
yic＝(yi-yc)*k
由于此时转盘的角度θ＝0；
可得相邻喷孔相对转盘中心的位置偏差为:
x(i-1)c＝xic–0.254mm
y(i-1)c＝yic
同理喷头上其它任意喷孔的相对位置偏差都可以计算出来。
以上喷孔偏移转盘中心的X和Y偏差值既是打印电路时X轴Y轴所需偏移的数值。
Claims (2)
1.一种在打印区域打印标记和精确二次定位打印位置的方法，其特征在于：
在打印工作平台(10)表面加工X和Y两个方向的垂直定位基准面，打印基材放置在打印平台上，边缘与定位基准面对齐，保证每次移动打印基材后重新放入打印工作平台时，打印基材的位置相对上次放置的位置偏差在0.1mm以内，实现初步精确定位；
再通过机器视觉和软件算法补偿因基材移动带来的位置偏差；
对于移动基材后的精确二次定位，在打印每层墨水前，先在打印基材表面定位标记区打印一层定位标记1，用于打印机相机(11)的识别并定位，并保存当前标记的坐标系，当移动基材后需要进行二次打印时，先在打印基材表面定位标记区打印一层定位标记2，打印机软件通过相机视觉识别捕捉基材移动后的标记1和标记2坐标值，算出相对位置差，软件再通过算法给补偿差值，使其打印坐标系和上次打印的坐标系重合，提高打印精度。
2.一种更换墨盒定位打印标记补偿方法，其特征在于：在打印基材上初次打印第一层墨水时，打印机会在墨盒旋转0°角时打印一个标记4，和墨盒旋转90°角后打印的标记5；打印机软件通过相机视觉捕捉识别标记5的坐标值与标记4的坐标值，软件再通过算法给更换墨盒后喷孔(131)的中心坐标偏差补偿，使其打印坐标系和上次打印的坐标系重合，提高打印精度；打印标记不仅限于点、线、圆形和矩形等任何可用于相机视觉捕捉定位的图形。
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| CN201910115905.6A CN109895392A (zh) | 2019-02-15 | 2019-02-15 | 一种在设备工作区域标记和精确定位工作坐标的方法 |
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