CN116373470B - 基于视觉引导实现喷墨打印的装置及打印方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于视觉引导实现喷墨打印的装置及打印方法；其中基于视觉引导实现喷墨打印的装置，包括驱动底座，驱动底座上驱动设置有旋转机构，旋转机构上驱动设置有用于承接产品的载具台，所述载具台的上方还设置有位移机构，所述位移机构上驱动设置有若干组打印喷头以及位于所述打印喷头一侧的视觉引导机构；所述打印喷头以及视觉引导机构与所述载具台上的产品对应；且所述驱动底座的一侧设置有与所述载具台对应的标定机构。本发明公开的一种基于视觉引导实现喷墨打印的装置及打印方法，能够通过视觉引导的定位配合打印装置，实现了在液晶屏上的高精度喷墨打印功能。
Description
技术领域
本发明涉及喷墨打印技术领域，具体涉及一种基于视觉引导实现喷墨打印的装置及打印方法。
背景技术
随着液晶屏的发展,液晶屏出现了无边框和液晶屏拼接的形式。应运而生出现了BM区(Black Matrix，即液晶屏的黑色遮光边框)喷墨打印的方式。常规的喷墨打印应用在纸张、布料、玻璃、金属等材质表面上进行图案打印，打印精度要求较低。但液晶屏的四边喷墨打印要求较高,目标打印直线度：±30um，打印墨水一旦进入AA区(Active Area，即液晶屏的可视区域或操作区域)边缘或在BM区(Black Matrix)打印缺失时如图1、图 2所示，液晶屏的AA区(Active Area，即液晶屏的可视区域或操作区域)边缘会出现有黑点及BM区漏光的缺陷，导致液晶屏形成次品或报废品，所以传统的喷墨打印无法满足液晶屏在BM区喷墨打印的高精度要求。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供了一种基于视觉引导实现喷墨打印的装置及打印方法，能够通过视觉引导的定位配合打印装置，实现了在液晶屏上的高精度喷墨打印功能。减少了液晶屏AA区(Active Area，即液晶屏的可视区域或操作区域)因黑点和BM区(Black Matrix，即液晶屏的黑色遮光边框)因漏光形成液晶屏不良品的发生。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于视觉引导实现喷墨打印的装置，包括驱动底座，驱动底座上驱动设置有旋转机构，所述旋转机构上驱动设置有用于承接产品的载具台，所述载具台的上方还设置有位移机构，所述位移机构上驱动设置有若干组打印喷头以及位于所述打印喷头一侧的视觉引导机构；所述打印喷头以及视觉引导机构与所述载具台上的产品对应；且所述驱动底座的一侧设置有与所述载具台对应的标定机构。
本发明一个优选的实施方案中，标定机构包括设置在所述载具台一侧的安装架，所述安装架上设置有标定台，所述标定台上设置有初始标记点。
本发明一个优选的实施方案中，一种视觉引导打印方法，采用一种基于视觉引导实现喷墨打印的装置，所述方法包括以下步骤：
步骤S1，对打印喷头以及视觉引导机构进行初始位置校正，建立打印坐标系；
步骤S2，采集产品中液晶屏的玻璃基板上标记点的点位，记为参考点位；
步骤S3，将步骤S2中获取的参考点位在步骤S1中建立的打印坐标系中建立位置关系；
步骤S4，通过视觉引导机构中的相机获取步骤S3中建立的位置关系，用于实时调整打印喷头与液晶屏的玻璃基板的位置关系，实现视觉引导喷墨打印。
本发明一个优选的实施方案中，步骤S1中，将液晶屏的玻璃基板上料，放置在载具台上；然后对液晶屏的玻璃基板进行打印前的预处理；并获取标定台上设置的初始标记点的位置建立所述打印坐标系。
本发明一个优选的实施方案中，对液晶屏的玻璃基板进行打印前的预处理包括：将待打印的液晶屏的玻璃基板经过等离子表面处理，优化液晶屏的玻璃基板的表面附着力。
本发明一个优选的实施方案中，所述液晶屏的玻璃基板的表面附着力满足表面的水滴角<5°。
本发明一个优选的实施方案中，所述步骤S4中还包括：液晶屏的玻璃基板位移至打印机构中的打印喷头处，所述液晶屏的玻璃基板上料到位的位置存在偏差；通过视觉引导机构中的相机获取液晶屏的玻璃基板上的至少一对标记点的位置，计算一对标记点中心连线的中点，取此中点作为液晶屏的玻璃基板的液晶屏中心点；
选取工作位时的两个相机中心连线的中点，取此中点作为目标点，将液晶屏中心点与目标点进行比对，根据三角函数确定补偿值的补偿方法进行位置补正，实现液晶屏中心点与目标点重合，进行定位。
本发明一个优选的实施方案中，三角函数确定补偿值的补偿方法包括：
首先取旋转机构的旋转中心为原点，在打印坐标系的平面直角坐标系中，取目标点坐标，取液晶屏中心点坐标/>根据点旋转公式计算：，得到旋转角：/>；
将目标点坐标与液晶屏中心点坐标/>相减得到需要的补偿值；通过旋转机构驱动载具台调整旋转角/>，驱动底座驱动载具台进行x方向补正，位移机构驱动打印喷头进行y方向补正，实现液晶屏中心点与目标点重合，实现定位。
本发明一个优选的实施方案中，打印喷头对液晶屏的黑色遮光边框区进行打印，打印完成后通过后续工序UV灯固化，实现墨水硬化；完成了黑色遮光边框区的喷墨打印；其中黑色遮光边框区为液晶屏的黑色遮光边框区。
本发明解决了技术背景中存在的缺陷，本发明有益的技术效果是：
本发明公开的一种基于视觉引导实现喷墨打印的装置及其方法，能够通过视觉引导的定位配合打印装置，实现了在液晶屏上的高精度喷墨打印功能。减少了液晶屏AA区(Active Area，即液晶屏的可视区域或操作区域)因黑点和BM区(Black Matrix，即液晶屏的黑色遮光边框)因漏光形成液晶屏不良品的发生。为市场提供了高精度喷墨打印的解决方案，保证了液晶屏行业的经济效益。
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是现有技术中打印不良时出现的不良示意图；
图2是图1中A部的放大结构示意图；
图3是图1中B部的放大结构示意图；
图4是本发明实施例中的基于视觉引导实现喷墨打印的装置安装在机架上的结构示意总图；
图5是本发明实施例中的基于视觉引导实现喷墨打印的装置的结构示意图；
图6是图5中C部的放大结构示意图；
图7是图6中D部的放大结构示意图；
图8是本发明实施例中定位逻辑流程图；
其中，1-驱动底座，11-载具台，2-视觉引导机构，3-位移机构，4-旋转机构，5-打印喷头，6-标定机构，61-标定台，7-标记点，9-AA区，10-BM区，12-打印缺陷，13-机架。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、底、顶等)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
如图4-图7所示，一种基于视觉引导实现喷墨打印的装置，包括设置在机架13上的驱动底座1，驱动底座1上驱动设置有旋转机构4，旋转机构4上驱动设置有用于承接产品的载具台11，载具台11的上方还设置有位移机构3，位移机构3上驱动设置有若干组打印喷头5以及位于打印喷头5一侧的视觉引导机构2；打印喷头5以及视觉引导机构2与载具台11上的产品对应；且驱动底座1的一侧设置有与载具台11对应的标定机构6。标定机构6包括设置在载具台11一侧的安装架，安装架上设置有标定台61，标定台61上设置有初始标记点。本实施例中的产品包括液晶屏，针对的是对液晶屏上的玻璃基板进行喷墨打印。
具体的，本实施例中，为了提升视觉引导以及打印的精度，驱动底座1上采用的是高精度直线电机。直线度：±7.5um，位置精度：±3μm，保证液晶屏喷墨打印的直线度和位置精度的要求。视觉引导机构2采用的是一对驱动设置在位移机构3上的相机。相机精度：±2.5um。
实施例二
在实施例一的基础上，如图4-图8所示，一种基于视觉引导实现喷墨打印的装置的视觉引导打印方法，包括以下步骤：
步骤S1，对打印喷头5以及视觉引导机构2进行初始位置校正，建立打印坐标系。
将液晶屏的玻璃基板上料，放置在载具台11上；并获取标定台61上设置的初始标记点的位置建立打印坐标系。对液晶屏的玻璃基板进行打印前的预处理。将待打印的产品中液晶屏的玻璃基板经过前道工序等离子表面处理，优化液晶屏的玻璃基板的表面附着力。液晶屏的玻璃基板表面的水滴角<5°。
具体的，液晶屏的玻璃基板经过前道工序等离子表面处理后，提升打印至液晶屏的玻璃基板上的墨水的均匀扩散以及边缘整齐和厚度均匀。
步骤S2，采集产品中液晶屏的玻璃基板上标记点7的点位，记为参考点位。
步骤S3，将步骤S2中获取的参考点位在步骤S1中建立的打印坐标系中建立位置关系；液晶屏的玻璃基板位移至打印工序中的打印喷头5处，液晶屏的玻璃基板位置存在偏差；通过视觉引导机构2中的相机获取液晶屏的玻璃基板上的至少一对标记点7的点位，计算一对标记点7中心连线的中点，取此中点作为液晶屏的玻璃基板的液晶屏中心点；选取工作位时的两个相机中心连线的中点，取此相机点位中点作为目标点，将液晶屏中心点与目标点进行比对，根据三角函数确定补偿值的补偿方法进行补正，实现液晶屏中心点与目标点重合，实现定位。
三角函数确定补偿值的补偿方法包括：
首先取旋转机构旋转中心为原点，在平面直角坐标系中，取目标点的坐标，取液晶屏中心点坐标/>根据点旋转公式计算： />，得到打印喷头（5）的旋转角：/>。将目标点的坐标/>与液晶屏中心点的坐标/>相减得到需要的补偿值/>。通过旋转机构4驱动载具台11调整旋转角/>，驱动底座1驱动载具台11进行x方向补正，位移机构3驱动打印喷头5进行y方向补正，实现液晶屏中心点与目标点重合，实现定位。
步骤S4，通过视觉引导机构2中的相机获取步骤S3中建立的位置关系，用于实时调整打印喷头5与液晶屏的玻璃基板的位置关系，实现视觉引导喷墨打印。
打印喷头5对液晶屏的黑色遮光边框区即BM区10进行打印，打印完成后通过后续工序UV灯固化，实现墨水硬化；完成了黑色遮光边框区即BM区10的喷墨打印。
实施例三
在实施例二的基础上，如图4-图8所示，在确认补正位置的过程中，通过归一化相关算法进行相似度的计算，本实施例中采用现有技术中的2次拟合算法：通过二次拍照，确认一次拍照引导补正后的位置是否补正正确，确保定位准确。
工作原理：
由于液晶屏的玻璃基板上料放置在载具台11上，玻璃基板在载具台11上的位置关系以及载具台11与打印喷头5之间的位置关系因为上料位置的差异存在偏差。因此，需要在打印之前建立打印坐标系；或者在多次打印后对打印坐标系进行初始化。在驱动底座1和位移机构3的一侧或两侧设置有标定机构6，标定机构6和驱动底座1以及位移机构3之间的位置关系是相对固定；因此，通过视觉引导机构2中的相机在打印前获取标定机构6中标定台61上的初始标记点的点位，建立打印坐标系。便于后续将视觉引导机构2或打印喷头5的坐标以及液晶屏的玻璃基板上的标记点7的点位放置到打印坐标系中，获取到视觉引导机构2或打印喷头5或标记点7位于打印坐标系中的坐标；有利于实现基于视觉引导实现喷墨打印的操作。
如图4-图8所示，本发明实现了在液晶屏上的高精度喷墨打印功能。减少了液晶屏AA区9(Active Area，即液晶屏的可视区域或操作区域)因黑点和BM区10(Black Matrix，即液晶屏的黑色遮光边框)因漏光形成液晶屏不良品的发生。为市场提供了高精度喷墨打印的解决方案，保证了液晶屏行业的经济效益。
以上具体实施方式是对本发明提出的方案思想的具体支持，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在本技术方案基础上所做的任何等同变化或等效的改动，均仍属于本发明技术方案保护的范围。
Claims (4)
1.一种视觉引导打印方法，其特征在于：采用的基于视觉引导实现喷墨打印的装置包括驱动底座（1），驱动底座（1）上驱动设置有旋转机构（4），所述旋转机构（4）上驱动设置有用于承接产品的载具台（11），所述载具台（11）的上方还设置有位移机构（3），所述位移机构（3）上驱动设置有若干组打印喷头（5）以及位于所述打印喷头（5）一侧的视觉引导机构（2）；所述打印喷头（5）以及视觉引导机构（2）与所述载具台（11）上的产品对应；且所述驱动底座（1）的一侧设置有与所述载具台（11）对应的标定机构（6）；所述标定机构（6）包括设置在所述载具台（11）一侧的安装架，所述安装架上设置有标定台（61），所述标定台（61）上设置有初始标记点；
采用基于视觉引导实现喷墨打印的装置的视觉引导打印方法包括以下步骤：
步骤S1，对打印喷头（5）以及视觉引导机构（2）进行初始位置校正，建立打印坐标系；步骤S1中，将液晶屏的玻璃基板上料，放置在载具台（11）上；然后对液晶屏的玻璃基板进行打印前的预处理；并获取标定台（61）上设置的初始标记点的位置建立所述打印坐标系；
步骤S2，采集产品中液晶屏的玻璃基板上标记点（7）的点位，记为参考点位；
步骤S3，将步骤S2中获取的参考点位在步骤S1中建立的打印坐标系中建立位置关系；
步骤S4，通过视觉引导机构（2）中的相机获取步骤S3中建立的位置关系，用于实时调整打印喷头（5）与液晶屏的玻璃基板的位置关系，实现视觉引导喷墨打印；所述步骤S4中还包括：液晶屏的玻璃基板位移至打印机构中的打印喷头（5）处，所述液晶屏的玻璃基板上料到位的位置存在偏差；通过视觉引导机构（2）中的相机获取液晶屏的玻璃基板上的至少一对标记点（7）的位置，计算一对标记点（7）中心连线的中点，取此中点作为液晶屏的玻璃基板的液晶屏中心点；选取工作位时的两个相机中心连线的中点，取此中点作为目标点，将液晶屏中心点与目标点进行比对，根据三角函数确定补偿值的补偿方法进行位置补正，实现液晶屏中心点与目标点重合，进行定位；
所述三角函数确定补偿值的补偿方法包括：
首先取旋转机构（4）的旋转中心为原点，在打印坐标系的平面直角坐标系中，取目标点坐标，取液晶屏中心点的坐标/>根据点旋转公式计算：/> ，得到旋转角：/>；
将目标点坐标 与液晶屏中心点的坐标/>相减得到需要的补偿值/>；通过旋转机构（4）驱动载具台（11）调整旋转角/>，驱动底座（1）驱动载具台（11）进行x方向补正，位移机构（3）驱动打印喷头（5）进行y方向补正，实现液晶屏中心点与目标点重合，实现定位。
2.根据权利要求1所述的一种视觉引导打印方法，其特征在于，对液晶屏的玻璃基板进行打印前的预处理包括：将待打印的液晶屏的玻璃基板经过等离子表面处理，优化液晶屏的玻璃基板的表面附着力。
3.根据权利要求2所述的一种视觉引导打印方法，其特征在于：所述液晶屏的玻璃基板的表面附着力满足表面的水滴角<5°。
4.根据权利要求3所述的一种视觉引导打印方法，其特征在于：打印喷头（5）对液晶屏的黑色遮光边框区进行打印，打印完成后通过后续工序UV灯固化，实现墨水硬化；完成了黑色遮光边框区的喷墨打印；其中黑色遮光边框区为液晶屏的黑色遮光边框区。
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