CN202726319U - 一种银浆激光蚀刻机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种银浆激光蚀刻机，主要包括真空吸附平台、两个CCD相机、激光器、光学振镜和聚焦透镜，两个CCD相机位于真空吸附平台上方，同时位于聚焦透镜下方且在聚焦透镜的聚焦光辐射区间外，用于测量各自视场内的银浆膜印刷标记位置信息，且印刷标记位对应的原点与光学透镜的原点重合，依据印刷标记位置计算各印刷标记相对于光学透镜的原点的位移量和旋转量，根据印刷标记的位移量和旋转量调整所述光学振镜的镜片旋转角度以及下一工作单元的移动坐标。本实用新型通过采用双目视觉对印刷标记的智能识别，根据计算结果对蚀刻图形进行位置和姿态调整，在与双CCD同轴的激光的气化下使印刷银浆精确分离，从而实现高效、高精的银浆蚀刻。
Description
技术领域
本实用新型属于激光加工触摸屏制造领域，具体涉及一种银浆激光蚀刻机，用于在导电膜、导电玻璃上的银浆线路上蚀刻各种精细的图形和尺寸。
背景技术
触摸屏制造工艺要求银浆的激光蚀刻必须适应银浆丝印造成的位置误差。在银浆的丝印过程中，由于网版的变形不可避免的会造成印刷图形的畸变，而且大多数畸变都是不规则的，因此在蚀刻过程中，必须逐一读取每单片的印刷标记的位置信息。
目前采用最多的技术都是通过单CCD采集印刷标记的位置信息，为了要每单片精准蚀刻，就必须对每单片的两个印刷标记进行位置信息采集，从而据此调整银浆膜的位移和旋转。采集印刷标记时，单CCD通常置于透镜之外，先采集一个印刷标记的位置信息，然后移动银浆膜，再采集另一个印刷标记的位置信息，进而计算得到银浆膜所需的位移和旋转量，最后移位银浆膜进入透镜下方进行蚀刻。分析可知，该方法是先后分别采集两印刷标记，并需要多次移动银浆膜，降低了加工效率，并且还要保证在快速移动采集印刷标记位置信息的过程中，移动定位误差不能太大，才能满足高精度蚀刻的要求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种银浆激光蚀刻机，实现高效、高精度的银浆蚀刻。
一种银浆激光蚀刻机，包括光学平台、二维移动机构、真空吸附平台、两个CCD相机、吸尘机构、激光器、光学振镜和聚焦透镜。
所述光学平台，用于提供水平工作台面；
所述二维移动机构，位于光学平台上，用于调整待蚀刻银浆膜在X轴和Y轴方向的位置，使得待蚀刻银浆膜的印刷标记位于CCD相机的视场范围内；
所述真空吸附平台，位于水平二维移动机构上，用于通过抽真空将待蚀刻银浆膜紧紧吸附在其上表面；
所述两个CCD相机，位于真空吸附平台上方，同时位于聚焦透镜下方且在聚焦透镜的聚焦光辐射区间外，用于测量各自视场内的银浆膜印刷标记位置信息，且印刷标记位对应的原点与光学透镜的原点重合，依据印刷标记位置计算各印刷标记相对于光学透镜的原点的位移量和旋转量，根据印刷标记的位移量和旋转量调整所述光学振镜的镜片旋转角度以及下一工作单元的移动坐标。
所述吸尘机构，位于真空吸附平台上方且位于CCD定位机构下方,用于吸走蚀刻时银浆气化的粉尘。
所述激光器、光学振镜和聚焦透镜，位于真空吸附平台上方,激光器发出的激光同轴平行入射光学振镜，光学振镜以被调整的镜片旋转角度将入射的平行光反射到聚焦透镜上，聚焦透镜对其聚焦以实现激光蚀刻。
进一步地，所述银浆激光蚀刻机还包括可二维调节CCD位置的双CCD自动定位机构，所述CCD移动机构包括直线导轨、两滑块、两过渡块、两滚轮滑块、两根滚轮直线导轨和两精密位移台；直线导轨上镶嵌两滑块，两滑块分别通过一过渡块连接一滚动滑块，两滚动滑块上分别镶嵌一滚轮直线导轨，滚轮直线导轨上分别设有一精密位移台，两精密位移台分别连接一CCD相机。
进一步地，所述银浆激光蚀刻机还包括垂直升降机构，位于光学平台上，包括升降平台、传动单元、同步电机、滑台和调平组件，所述升降平台上设有传动单元，传动单元的一端连接同步电机，另一端连接滑台，所述滑台连接调平组件，调平组件连接激光器、光学振镜和聚焦透镜。
进一步地，所述银浆激光蚀刻机还包括吸尘机构，位于真空吸附平台上方，用于吸走蚀刻银浆膜时产生的粉尘。
进一步地，所述吸尘机构包括吸尘罩、滚轮导轨、气动伸缩组件、钣金方管、离子发生器和风棒；所述滚轮导轨的一端连接吸尘罩和气动伸缩组件；滚轮导轨的另一端和气动伸缩组件一起紧锁于钣金方管内；吸尘罩前方安装所述离子发生器，离子发生器与风棒通过管道连接，吸尘罩的吸风口通过气管连接外部涡旋风机。
进一步地，所述银浆激光蚀刻机还包括一支撑架，位于光学平台上。
进一步地，所述支撑架为龙门支架。
进一步地，所述吸附平台由上、中、下层通过气密性连接构成，上层上开有若干个通孔；中层上开有与上层通孔一一对应的若干个通孔；下层的内部有一空腔，所述上、中层的通孔均正对所述空腔；空腔壁连通外部抽气管道。
进一步地，所述激光器采用1064红外激光器。
本实用新型的技术效果体现在：
根据上述要求如何高效和高精度蚀刻成为这个行业加工的技术难题，针对此难题本实用新型提出一种银浆激光蚀刻机，采用双CCD，位于所述真空吸附平台上方且位于所述聚焦透镜下方，两CCD同时测量各自视场内的银浆膜印刷标记位置信息，与单CCD测量相比，节省了测量时间，并省去了银浆膜的移动。另外，CCD位于所述聚焦透镜下方且在所述聚焦透镜的聚焦光辐射区间外，这样在CCD顺利读到位置信息时不会干涉激光蚀刻，基本上实现了单片银浆膜的位置调整和蚀刻同时实现，提高了加工效率。银浆膜的位置调整间接的通过光学振镜的偏角角度调整来实现，整个过程无需移动银浆膜，避免了因移动产生的误差，满足高精度蚀刻的要求。所述CCD测量印刷标记位置采用的原点与所述光学透镜的原点重合,从而实现激光与CCD的同轴，减少了测量完成后同时蚀刻银浆图形所占用的时间。
本实用新型通过采用双目视觉对印刷标记的智能识别，根据计算结果对蚀刻图形进行位置和姿态调整，在与双CCD同轴的激光的气化下使印刷银浆精确分离，从而实现高效、高精的银浆蚀刻。
附图说明
图1为本实用新型银浆激光蚀刻机整体结构图。
图2为CCD定位机构结构图。
图3为二维移动机构和吸附平台结构图。
图4为吸尘机构结构图。
图5为升降机构结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的较佳实施例做进一步的详细说明。
参见图1中，本实用新型银浆激光蚀刻机包括光学平台1、二维移动机构2、真空吸附平台3、支撑架4、吸尘机构5、双CCD移动机构6、垂直升降机构7、两个CCD相机8、激光器9、振镜10和聚焦透镜11。
光学平台1用于提供水平台面，平台由整块厚实的花岗岩制成；底座由金属结构件组成，其下端装有若干调整脚。光学平台1与底座采用牢固而具有一定弹性的连接，加上调整脚的调节性能，一并调整得到水平、稳定而墩实的光学平台。
参见图3，二维移动机构2包括呈十字交叉放置的x轴移动滑台2-1和y轴移动滑台2-2，用于提供待蚀刻银浆膜在水平面的X轴和Y轴方向移动，其安装在光学平台上的相应连接孔中，并调整与光学平台一样的水平程度，以达到被吸附的膜也呈水平状态，并能快速准确的把膜向XY方向移动，而保证蚀刻质量和蚀刻面积。
参见图3，吸附平台3由上、中、下层三部分构成。上层3-1可采用工程塑料制作，在数控机床上按设计要求获取尺寸精确、表面光滑、分布均匀的若干个小通孔。中层3-2采用加工性能好的轻质合金材料制作成与上层通孔一一对应的若干个小通孔。可将上、中层栓在一起一并制作，可获得更佳的效果。下层3-3采用轻质合金材料制作，其内部有一空腔，上、中层的全部小通孔均正对该空腔，下层的空腔壁上开有两螺孔，以便安装外部的抽气管道。上、中、下层之间采用气密性连接，以便在工作时抽尽吸附平台中的气体，而将大面积导电膜/玻璃牢牢吸附在上层上。吸附平台通过连接板3-4，用机械连接方式安装在二维移动机构2上的相应连接孔中，牢牢的紧固到垂直下方的二维滑台2上。
参见图1，光学平台侧面中部牢牢紧固了一套支撑架4，支撑架4优选龙门支架，其顶面和底面与光学平台9平行。龙门支架中部安放了双CCD移动机构6，垂直下方为吸尘机构5，吸尘机构5高于吸附平台3。
参见图4，吸尘机构5包括吸尘罩5-1、滚轮导轨5-2、气动伸缩组件5-3、钣金方管5-4、离子发生器5-5和风棒5-6。吸尘罩5-1固定在滚轮导轨5-2的一端，滚轮导轨5-2还连接气动伸缩组件5-3，以带动吸尘罩5-5做伸缩运动。滚轮导轨5-2的另一端和气动伸缩组件5-3紧锁到钣金方管5-4中，钣金方管5-4通过机械连接方式连接到龙门支架上。气动伸缩组件5-9包括相连接的气动伸缩杆5-7和气动伸缩腔5-8，吸尘罩5-1侧方安装了离子发生器5-5，通过管道连接使离子通过固定在吸尘罩前方的风棒5-6把离子吹入吸尘罩5-1中，吸尘罩5-1另一侧吸风口通过气管连接到外部涡旋风机，而保证了在加工过程中，及时的吸走蚀刻银浆时产生的粉尘。
参见图2，双CCD移动机构6通过连接过渡板6-1用机械连接方式固定在龙门支架中部位置，过渡板6-1上安放了一根直线导轨6-2，直线导轨6-2上镶嵌了两个滑块，滑块正面上连接了6-3过渡块，过渡块6-3上方安放了6-4滚轮滑块，滚轮滑块上方镶嵌了两根滚轮直线导轨6-5、6-6，直线导轨6-2的前端安放了精密位移台6-7，可以调整固定在其上方的CCD8的焦距，从而满足不同厚度膜更换后CCD可以清晰的采集印刷标记，避免采集误差。通过直线导轨X方向上的运动和滚轮导轨Y方向上的运动简化了固定在精密位移台上的双CCD为了读取不同大小尺寸范围的印刷标记可以快速调整位置的步骤。当双CCD移动到采集印刷标记位置后，可以通过固定螺钉6-8和限位条6-9，牢靠的锁紧双CCD在移动装置上的位置，避免了在加工过程中，CCD的偏移造成测量误差。两个CCD8，位于真空吸附平台上方，同时位于所述聚焦透镜下方且在聚焦透镜的聚焦光辐射区间外，与光学振镜电连接，用于同时测量各自视场内的银浆膜印刷标记位置信息，CCD测量印刷标记位置采用的原点与所述光学透镜的原点重合，依据印刷标记位置计算各印刷标记相对于光学透镜的原点的位移量和旋转量，根据印刷标记的位移量和旋转量调整所述光学振镜的镜片旋转角度。
参见图5，垂直升降机构7安放在光学平台1后方上，位于所述光学平台上，包括升降平台7-1、传动单元7-2、同步电机7-3、滑台7-4和调平组件7-5，升降平台7-1上设有传动单元7-2，传动单元7-2的一端连接所述同步电机7-3，另一端连接滑台7-4，滑台7-4连接调平组件7-5，调平组件7-5连接激光器9、光学振镜10和聚焦透镜11。升降平台7-1底部也用同一样花岗岩制成，色彩一致，融于一体。顶面和底面与光学平台1平行，底面紧固安装在光学平台1上。升降平台7-1用金属材料经精加工而成，传动单元7-2采用滑道、垂直精密丝焊和同步轮，通过同步电机旋转同步轮，就可提升或下降滑台，从而使固定在滑台上的激光器等装置的升降要求。
升降平台7-1上设有激光器9、振镜10以及聚焦镜11，激光器发出的激光同轴平行入射振镜，振镜将入射的平行光反射到聚焦镜上，聚焦镜对其聚焦以实现激光蚀刻。透镜与双CCD同轴垂直升降机构的升降平台上还安设有由多层轻质合金材料板叠放构成的调平组件7-5，用于对红外激光器进行精确地升降调节、水平方向的精确调节、旋转方向以及俯仰方向的精确调节等以实现调平。
本实用新型银浆激光蚀刻机工作过程具体为：吸附平台将当前待蚀刻银浆膜牢牢吸附在其上层，通过水平二维滑台将银浆膜的两印刷标记移动到双CCD视场内，两CCD同时采集各自视场内的印刷标记得到印刷标记位置信息，依据印刷标记位置信息计算印刷标记的位移量和旋转量，进而根据印刷标记的位移量和旋转量控制光学振镜的镜片旋转角度，以实现当前银浆膜的准确蚀刻。当前银浆膜准确蚀刻完毕后，根据印刷标记的位移量和旋转量控制十字滑台的移动，以使得下一单片银浆膜的两印刷标记分别位于两CCD的视场内。
Claims (10)
1.一种银浆激光蚀刻机，包括光学平台、二维移动机构、真空吸附平台、两个CCD相机、吸尘机构、激光器、光学振镜和聚焦透镜。
所述光学平台，用于提供水平工作台面；
所述二维移动机构，位于光学平台上，用于调整待蚀刻银浆膜在X轴和Y轴方向的位置，使得待蚀刻银浆膜的印刷标记位于CCD相机的视场范围内；
所述真空吸附平台，位于水平二维移动机构上，用于通过抽真空将待蚀刻银浆膜紧紧吸附在其上表面；
所述两个CCD相机，位于真空吸附平台上方，同时位于聚焦透镜下方且在聚焦透镜的聚焦光辐射区间外，用于测量各自视场内的银浆膜印刷标记位置信息，且印刷标记位对应的原点与光学透镜的原点重合，依据印刷标记位置计算各印刷标记相对于光学透镜的原点的位移量和旋转量，根据印刷标记的位移量和旋转量调整所述光学振镜的镜片旋转角度以及下一工作单元的移动坐标。
所述吸尘机构，位于真空吸附平台上方且位于CCD定位机构下方,用于吸走蚀刻时银浆气化的粉尘。
所述激光器、光学振镜和聚焦透镜，位于真空吸附平台上方,激光器发出的激光同轴平行入射光学振镜，光学振镜以被调整的镜片旋转角度将入射的平行光反射到聚焦透镜上，聚焦透镜对其聚焦以实现激光蚀刻。
2.根据权利要求1所述的银浆激光蚀刻机，其特征在于，所述银浆激光蚀刻机还包括可二维调节CCD位置的双CCD自动定位机构，
3.根据权利要求2所述的银浆激光蚀刻机，其特征在于，所述CCD移动机构包括直线导轨、两滑块、两过渡块、两滚轮滑块、两根滚轮直线导轨和两精密位移台；直线导轨上镶嵌两滑块，两滑块分别通过一过渡块连接一滚动滑块，两滚动滑块上分别镶嵌一滚轮直线导轨，滚轮直线导轨上分别设有一精密位移台，两精密位移台分别连接一CCD相机。
4.根据权利要求1所述的银浆激光蚀刻机，其特征在于，所述银浆激光蚀刻机还包括垂直升降机构，位于光学平台上，包括升降平台、传动单元、同步电机、滑台和调平组件，所述升降平台上设有传动单元，传动单元的一端连接同步电机，另一端连接滑台，所述滑台连接调平组件，调平组件连接激光器、光学振镜和聚焦透镜。
5.根据权利要求1所述的银浆激光蚀刻机，其特征在于，所述银浆激光蚀刻机还包括吸尘机构，位于真空吸附平台上方，用于吸走蚀刻银浆膜时产生的粉尘。
6.根据权利要求5所述的银浆激光蚀刻机，其特征在于，所述吸尘机构包括吸尘罩、滚轮导轨、气动伸缩组件、钣金方管、离子发生器和风棒；所述滚轮导轨的一端连接吸尘罩和气动伸缩组件；滚轮导轨的另一端和气动伸缩组件一起紧锁于钣金方管内；吸尘罩前方安装所述离子发生器，离子发生器与风棒通过管道连接，吸尘罩的吸风口通过气管连接外部涡旋风机。
7.根据权利要求2至6任意一项权利要求所述的银浆激光蚀刻机，其特征在于，所述银浆激光蚀刻机还包括一支撑架，位于光学平台上。
8.根据权利要求7所述的银浆激光蚀刻机，其特征在于，所述支撑架为龙门支架。
9.根据权利要求2至6任意一项权利要求所述的银浆激光蚀刻机，其特征在于，所述吸附平台由上、中、下层通过气密性连接构成，上层上开有若干个通孔；中层上开有与上层通孔一一对应的若干个通孔；下层的内部有一空腔，所述上、中层的通孔均正对所述空腔；空腔壁连通外部抽气管道。
10.根据权利要求2至6任意一项权利要求所述的银浆激光蚀刻机，其特征在于，所述激光器采用1064红外激光器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20161208 Address after: Suqian City, Jiangsu province 223800 laser Industrial Park Sucheng District small foreign processing zone Patentee after: JIANGSU XIANHE LASER TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: 430074 Hubei Province, Wuhan city Jiangxia District canglongdao Hidden Dragon Development Zone No. 99 North Street Patentee before: WUHAN PRECEDER LASER TECHNOLOGY CO.,LTD. |
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| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20130213 |
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| CX01 | Expiry of patent term |