一種打印系統(tǒng)的多精度、多分辨率的字車系統(tǒng)及打印方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種線路板打印系統(tǒng)的多精度、多分辨率字車系統(tǒng)及打印方法。包含有XYZ結(jié)構(gòu)的直線滑臺模組，同時在滑臺上裝配有具有多種可控組件的控制頭，打印頭，功能頭，通過對滑臺及多種可控組件的控制，調(diào)整字車系統(tǒng)的工作精度，完成多精度、多分辨率的打印任務(wù)。優(yōu)點：1.利用多精度，多分辨率打印字車結(jié)構(gòu)，可以使打印任務(wù)根據(jù)精度要求分成低精度低分辨率任務(wù)與高精度高分辨率任務(wù)，提高打印效率，節(jié)約打印時間；2.利用具有多分辨率的攝像系統(tǒng)，可以減少單一圖像采集系統(tǒng)的耗時過長或圖像處理精度不夠的問題，使圖像處理的結(jié)果更具性價比。
【專利說明】一種打印系統(tǒng)的多精度、多分辨率的字車系統(tǒng)及打印方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及字車機構(gòu)及打印方法，尤其是一種打印系統(tǒng)的多精度、多分辨率的字車系統(tǒng)及打印方法。
【背景技術(shù)】
[0003]傳統(tǒng)的打印方法中，人眼的分辨能力通常決定了打印機的最高精度和分辨率。而當器件的大小小于20um時，就無法被人眼識別，這種精度和分辨率要求超出了傳統(tǒng)打印機所能提供的能力。而在線路板打印領(lǐng)域，使打印機擁有高精度和高分辨率十分重要，因為這將直接影響到打印出的電路板的密度和功能。但是由于這種高精度高分辨率更多的時候是用來對二極管等微小器件的打印，而對于連線等其他的線路板部件，打印的精度和分辨率要求相對較低，如果也使用針對二極管器件的高精度高分辨率打印方法的話，將會無謂增加線路板的打印時間和打印成本。根據(jù)以上情況，本發(fā)明專利采用可以提供兩種或兩種以上精度與分辨率的字車結(jié)構(gòu)，在完成打印要求相對較高的高精度高分辨率的打印任務(wù)時，采用高精度高分辨率打印模塊，而在完成打印要求相對較低的低精度低分辨率打印任務(wù)時，采用低精度低分辨率模塊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā) 明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:
一種線路板打印系統(tǒng)的多精度、多分辨率字車機構(gòu)，其特征在于，包括有系統(tǒng)平臺、設(shè)置在系統(tǒng)平臺上的第一支撐支架、設(shè)置在第一支撐支架上的X方向直線滑臺模組、第二支撐支架、以及設(shè)置在第二支撐支架上與X方向直線滑臺模組平行的滑軌；所述X方向直線滑臺模組包括設(shè)置在第一支撐支架上與滑軌配套的驅(qū)動滑軌以及設(shè)置驅(qū)動滑軌的驅(qū)動滑塊，驅(qū)動滑塊在驅(qū)動電機組件的驅(qū)動下能往復運動，所述滑軌上設(shè)有與驅(qū)動滑塊配套的滑塊；Y方向直線滑臺模組兩端分別固定在驅(qū)動滑塊和滑塊上并能在驅(qū)動滑塊和滑塊的帶動下做往復運動；所述Y方向直線滑臺模組包括驅(qū)動滑軌、滑塊以及驅(qū)動機構(gòu)，方向直線滑臺模組的滑塊上通過角塊懸掛有Z方向直線滑臺模組，Z方向直線滑臺模組上懸掛有低精度低分辨率模塊組件；低精度低分辨率模塊組件上搭載可移動的高精度高分辨率模塊組件；高精度高分辨率模塊組件協(xié)同低分辨率模塊組件固定著打印組件。
[0005]在上述的一種線路板打印系統(tǒng)的多精度、多分辨率字車機構(gòu)，所述打印組件包含多個多功能機械臂，每個多功能機械臂上含有裝載及鎖定與卸載裝置；以及處理打印頭、功能頭與控制頭中的一個或多個的加載及卸載穩(wěn)定放置。
[0006]在上述的一種線路板打印系統(tǒng)的多精度、多分辨率字車系統(tǒng)，所述高分辨率模塊組件包含一種高精度位移裝置和定位裝置，根據(jù)的不同處理指令，產(chǎn)生不同的高精度位移，從而對裝載在其上的打印頭、功能頭或控制頭的產(chǎn)生不同程度的高精度位移。[0007]在上述的一種線路板打印系統(tǒng)的多精度、多分辨率字車系統(tǒng)，控制頭包含攝像、定位、幾何檢測、物理檢測、電性能檢測等多種種類和不同分辨率，對打印機內(nèi)部進行攝像獲取內(nèi)部字車機構(gòu)位置與被打印線路板位置信息的第一攝像系統(tǒng)、第二攝像系統(tǒng)、第三攝像系統(tǒng)和獲取被打印線路板數(shù)據(jù)第四攝像系統(tǒng)；控制頭上還包含設(shè)有能夠進行幾何檢測的自動聚焦系統(tǒng)和進行阻抗檢測的探針。
[0008]在上述的一種線路板打印系統(tǒng)的多精度、多分辨率字車系統(tǒng)，其特征在于，所述功能頭有多種類型，涵蓋對被打印器件特定部位進行固化的聚焦紫外光頭、紅外光頭、電子束聚焦固化頭、超聲波頭。
[0009]在上述的一種線路板打印系統(tǒng)的多精度、多分辨率字車系統(tǒng)，其特征在于，所述打印頭具有可控器件，能夠通過控制打印噴口產(chǎn)生形變，從而控制墨滴形態(tài)，提供不同打印顆粒度從而完成打印。
[0010]在上述的一種線路板打印系統(tǒng)的多精度、多分辨率字車打印方法，其特征在于，包括以下步驟:
步驟1，將所需打印線路板置于載物平臺上，控制頭上的低分辨率攝像系統(tǒng)開始工作，同時打開自動聚焦系統(tǒng)，獲取圖像信息，并將圖像數(shù)據(jù)傳送至處理終端；
步驟2，處理終端利用所得圖像數(shù)據(jù)，進行圖像處理并做精度檢測，決定打印指令，確定所需打印部位與打印器件，同時根據(jù)打印器件的精度與分辨率要求，選擇相對的第一攝像系統(tǒng)、第二攝像系統(tǒng)、第三攝像系統(tǒng)、第四攝像系統(tǒng)進行圖像數(shù)據(jù)采集，并利用得到的圖像數(shù)據(jù)，確定具體的打印指令，調(diào)整相應高精度高分辨率模塊組件與低精度低分辨率模塊組件，在打印低精度低分辨率要求器件時，分別調(diào)整X方向直線滑臺模組，Y方向直線滑臺模組，Z方向直線滑臺模組，使打印頭到達正確位置后，調(diào)整打印頭可控器件，確定打印墨滴大小后，進行打印，在打印高精度高分辨率要求器件時，可以先進行低精度低分辨率模塊組件的移動，然后在其基礎(chǔ)上，調(diào)整高精度高分辨率模塊組件上的位移裝置和定位裝置，從而是打印頭產(chǎn)生位移，在打印頭到達正確位置后，調(diào)整打印頭可控器件，確定打印墨滴大小后，進行打印；
步驟3，在一次低精度低分辨率或高精度高分辨率器件或連線打印任務(wù)完成后，利用控制頭上的探針對目標進行檢測，確認滿足要求后再利用功能頭上具有的固化系統(tǒng)，完成對打印器件或連線的固化；如果檢測目標不能滿足要求，則自動進行補救打印或產(chǎn)生警報反饋給用戶以改變下次打印的設(shè)計方案。至此，線路板上的一次器件打印過程結(jié)束，若需進行其它器件的打印，重復進行步驟I至步驟2，直至線路板全部打印完畢。
[0011]因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:1.利用多精度，多分辨率打印字車結(jié)構(gòu)，可以使打印任務(wù)根據(jù)精度要求分成低精度低分辨率任務(wù)與高精度高分辨率任務(wù)，提高打印效率，節(jié)約打印時間，2，利用具有多分辨率的攝像系統(tǒng)，可以根據(jù)打印任務(wù)的精度要求，選擇相應的圖像信息進行處理，可以減少單一圖像采集系統(tǒng)的耗時過長或圖像處理精度不夠的問題，使圖像處理的結(jié)果更具性價比，從而使整個打印過程更加有效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是字車結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0013]圖2是圖1中打印組件功能示意圖。[0014]圖3是圖1中聞精度|旲塊功能不意圖。
[0015]圖4是圖2中控制頭功能示意圖。
[0016]圖5是圖2中功能頭功能示意圖。
[0017]圖6是圖2中打印頭功能示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。
[0019]實施例:
下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。首先介紹一下本發(fā)明的系統(tǒng)概況，圖中，系統(tǒng)平臺1，第一支撐支架2，X方向直線滑臺模組3，第二支撐支架4，滑軌5，Y方向直線滑臺模組6，Z方向直線滑臺模組7，低精度低分辨率模塊組件8，高精度高分辨率模塊組件9，打印組件10，多功能機械臂11，裝載及鎖定卸載裝置12，打印頭13，功能頭14，控制頭15，位移裝置和定位裝置16，第一攝像系統(tǒng)17，第二攝像系統(tǒng)18，第三攝像系統(tǒng)19，第四攝像系統(tǒng)20，自動聚焦系統(tǒng)21，探針22，聚焦紫外光頭23，紅外光頭24，電子束聚焦固化頭25，超聲波頭26，可控器件27，載物平臺28，處理終端29。
[0020]實施例:
首先介紹一下該字車系統(tǒng)，如圖所示，包括有系統(tǒng)平臺1、設(shè)置在系統(tǒng)平臺I上的第一支撐支架2、設(shè)置在第一支撐支架2上的X方向直線滑臺模組3、第二支撐支架4、以及設(shè)置在第二支撐支架4上與X方向直線滑臺模組3平行的滑軌5 ;所述X方向直線滑臺模組3包括設(shè)置在第一支撐支架2上與滑軌5配套的驅(qū)動滑軌以及設(shè)置驅(qū)動滑軌的驅(qū)動滑塊，驅(qū)動滑塊在驅(qū)動電機組件的驅(qū)動下能往復運動，所述滑軌5上設(shè)有與驅(qū)動滑塊配套的滑塊；Y方向直線滑臺模組6兩端分別固定在驅(qū)動滑塊和滑塊上并能在驅(qū)動滑塊和滑塊的帶動下做往復運動；所述Y方向直線滑臺模組6包括驅(qū)動滑軌、滑塊以及驅(qū)動機構(gòu)；Υ方向直線滑臺模組的滑塊上通過角6懸掛有Z方向直線滑臺模組7，Ζ方向直線滑臺模組7上懸掛有低精度低分辨率模塊組件8 ;低精度低分辨率模塊組件8上搭載可移動的高精度高分辨率模塊組件9 ;高精度高分辨率模塊組件9協(xié)同低分辨率模塊組件8固定著打印組件10。
[0021]打印組件10包含多個多功能機械臂11，每個多功能機械臂11上含有裝載及鎖定與卸載裝置12 ;以及處理打印頭13、功能頭14與控制頭15中的一個或多個的加載及卸載穩(wěn)定放置。
[0022]高分辨率模塊組件9包含一種高精度位移裝置和定位裝置16，根據(jù)的不同處理指令，產(chǎn)生不同的高精度位移，從而對裝載在其上的打印頭13、功能頭14或控制頭15的產(chǎn)生不同程度的高精度位移。
[0023]控制頭包含攝像、定位、幾何檢測、物理檢測、電性能檢測等多種種類和不同分辨率，對打印機內(nèi)部進行攝像獲取內(nèi)部字車機構(gòu)位置與被打印線路板位置信息的第一攝像系統(tǒng)17、第二攝像系統(tǒng)18、第三攝像系統(tǒng)19和獲取被打印線路板數(shù)據(jù)第四攝像系統(tǒng)20 ;控制頭15上還包含設(shè)有能夠進行幾何檢測的自動聚焦系統(tǒng)21和進行阻抗檢測的探針22。
[0024]功能頭14有多種類型，涵蓋對被打印器件特定部位進行固化的聚焦紫外光頭23、紅外光頭24、電子束聚焦固化頭25、超聲波頭26等。
[0025]打印頭13具有可控器件27，能夠通過控制打印噴口產(chǎn)生形變，從而控制墨滴形態(tài)，提供不同打印顆粒度從而完成打印。
[0026]下面介紹一下本實施例采用的打印方法，包括以下步驟:
步驟1，將所需打印線路板置于載物平臺28上，控制頭15上的第一攝像系統(tǒng)17開始工作，同時打開自動聚焦系統(tǒng)21，獲取圖像信息，并將圖像數(shù)據(jù)傳送至處理終端29 ；
步驟2，處理終端29利用所得圖像數(shù)據(jù)，進行圖像處理并做精度檢測，決定打印指令，確定所需打印部位與打印器件，同時根據(jù)打印器件的精度與分辨率要求，選擇相對的第一攝像系統(tǒng)17、第二攝像系統(tǒng)18、第三攝像系統(tǒng)19、第四攝像系統(tǒng)20進行圖像數(shù)據(jù)采集，并利用得到的圖像數(shù)據(jù)，確定具體的打印指令，調(diào)整相應高精度高分辨率模塊組件9與低精度低分辨率模塊組件8，在打印低精度低分辨率要求器件時，分別調(diào)整X方向直線滑臺模組3，Y方向直線滑臺模組6，Z方向直線滑臺模組7，使打印頭13到達正確位置后，調(diào)整打印頭13可控器件27，確定打印墨滴大小后，進行打印，在打印高精度高分辨率要求器件時，可以先進行低精度低分辨率模塊組件8的移動，然后在其基礎(chǔ)上，調(diào)整高精度高分辨率模塊組件9上的位移裝置和定位裝置16，從而是打印頭13產(chǎn)生位移，在打印頭到達正確位置后，調(diào)整打印頭13可控器件27，確定打印墨滴大小后，進行打印；
步驟3，在一次低精度低分辨率或高精度高分辨率器件或連線打印任務(wù)完成后，利用控制頭15上的探針對目標進行檢測，確認滿足要求后再利用功能頭14上具有的固化系統(tǒng)，完成對打印器件或連線的固化；如果檢測目標不能滿足要求，則自動進行補救打印或產(chǎn)生警報反饋給用戶以改變下次打印的設(shè)計方案。至此，線路板上的一次器件打印過程結(jié)束，若需進行其它器件的打印，重復進行步驟I至步驟2，直至線路板全部打印完畢。
[0027]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
[0028]盡管本文較多地使用了系統(tǒng)平臺1，第一支撐支架2，X方向直線滑臺模組3，第二支撐支架4，滑軌5，Y方向直線滑臺模組6，Z方向直線滑臺模組7，低精度低分辨率模塊組件8，高精度高分辨率模塊組件9，打印組件10，多功能機械臂11，裝載及鎖定卸載裝置12，打印頭13，功能頭14，控制頭15，位移裝置和定位裝置16，第一攝像系統(tǒng)17，第二攝像系統(tǒng)18，第三攝像系統(tǒng)19，第四攝像系統(tǒng)20，自動聚焦系統(tǒng)21，探針22，聚焦紫外光頭23，紅外光頭24，電子束聚焦固化頭25，超聲波頭26，可控器件27，載物平臺28，處理終端29等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
【權(quán)利要求】
1.一種線路板打印系統(tǒng)的多精度、多分辨率字車機構(gòu)，其特征在于，包括有系統(tǒng)平臺(I)、設(shè)置在系統(tǒng)平臺(I)上的第一支撐支架(2)、設(shè)置在第一支撐支架(2)上的X方向直線滑臺模組(3)、第二支撐支架(4)、以及設(shè)置在第二支撐支架(4)上與X方向直線滑臺模組(3)平行的滑軌(5);所述X方向直線滑臺模組(3)包括設(shè)置在第一支撐支架(2)上與滑軌(5)配套的驅(qū)動滑軌以及設(shè)置驅(qū)動滑軌的驅(qū)動滑塊，驅(qū)動滑塊在驅(qū)動電機組件的驅(qū)動下能往復運動，所述滑軌(5)上設(shè)有與驅(qū)動滑塊配套的滑塊；Y方向直線滑臺模組(6)兩端分別固定在驅(qū)動滑塊和滑塊上并能在驅(qū)動滑塊和滑塊的帶動下做往復運動；所述Y方向直線滑臺模組(6)包括驅(qū)動滑軌、滑塊以及驅(qū)動機構(gòu)；Υ方向直線滑臺模組(6)的滑塊上通過角塊懸掛有Z方向直線滑臺模組(7)，Ζ方向直線滑臺模組(7)上懸掛有低精度低分辨率模塊組件(8);低精度低分辨率模塊組件(8)上搭載可移動的高精度高分辨率模塊組件(9);高精度高分辨率模塊組件(9)協(xié)同低分辨率模塊組件(8)固定著打印組件(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線路板打印系統(tǒng)的多精度、多分辨率字車機構(gòu)，其特征在于，所述打印組件(10)包含多個多功能機械臂(11 )， 每個多功能機械臂(11)上含有裝載及鎖定與卸載裝置(12);以及處理打印頭(13)、功能頭(14)與控制頭(15)中的一個或多個的加載及卸載穩(wěn)定放置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線路板打印系統(tǒng)的多精度、多分辨率字車系統(tǒng)，其特征在于，所述高分辨率模塊組件(9)包含一種高精度位移裝置和定位裝置(16)，根據(jù)不同處理指令，產(chǎn)生不同的高精度位移，從而對裝載在其上的打印頭(13)、功能頭(14)或控制頭(15)產(chǎn)生不同程度的高精度位移。
4.根據(jù)權(quán)利要求2`—種線路板打印系統(tǒng)的多精度、多分辨率字車系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制頭包含攝像、定位、幾何檢測、物理檢測、電性能檢測多種種類和不同分辨率，對打印機內(nèi)部進行攝像獲取內(nèi)部字車機構(gòu)位置與被打印線路板位置信息的第一攝像系統(tǒng)(17)、第二攝像系統(tǒng)(18)、第三攝像系統(tǒng)(19)和獲取被打印線路板數(shù)據(jù)第四攝像系統(tǒng)(20);控制頭(15)上還包含設(shè)有能夠進行幾何檢測的自動聚焦系統(tǒng)(21)和進行阻抗檢測的探針(22)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線路板打印系統(tǒng)的多精度、多分辨率字車系統(tǒng)，其特征在于，所述功能頭(14)有多種類型，涵蓋對被打印器件特定部位進行固化的聚焦紫外光頭(23)、紅外光頭(24)、電子束聚焦固化頭(25)、超聲波頭(26)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線路板打印系統(tǒng)的多精度、多分辨率字車系統(tǒng)，其特征在于，所述打印頭(13)具有可控器件(27)，能夠通過控制打印噴口產(chǎn)生形變，從而控制墨滴形態(tài)，提供不同打印顆粒度從而完成打印。
7.一種線路板打印系統(tǒng)的多精度、多分辨率字車打印方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，將所需打印線路板置于載物平臺(28)上，控制頭(15)上的第一攝像系統(tǒng)(17)開始工作，同時打開自動聚焦系統(tǒng)(21)，獲取圖像信息，并將圖像數(shù)據(jù)傳送至處理終端(29)； 步驟2，處理終端(29)利用所得圖像數(shù)據(jù)，進行圖像處理并做精度檢測，決定打印指令，確定所需打印部位與打印器件，同時根據(jù)打印器件的精度與分辨率要求，選擇相對的第一攝像系統(tǒng)(17)、第二攝像系統(tǒng)(18)、第三攝像系統(tǒng)(19)、第四攝像系統(tǒng)(20)進行圖像數(shù)據(jù)采集，并利用得到的圖像數(shù)據(jù)，確定具體的打印指令，調(diào)整相應高精度高分辨率模塊組件(9)與低精度低分辨率模塊組件(8)，在打印低精度低分辨率要求器件時，分別調(diào)整X方向直線滑臺模組(3)，Y方向直線滑臺模組(6)，Z方向直線滑臺模組(7)，使打印頭(13)到達正確位置后，調(diào)整打印頭(13 )可控器件(27 )，確定打印墨滴大小后，進行打印，在打印高精度高分辨率要求器件時，可以先進行低精度低分辨率模塊組件(8)的移動，然后在其基礎(chǔ)上，調(diào)整高精度高分辨率模塊組件(9)上的位移裝置和定位裝置(16)，從而是打印頭(13)產(chǎn)生位移，在打印頭到達正確位置后，調(diào)整打印頭(13)可控器件(27)，確定打印墨滴大小后，進行打?。? 步驟3，在一次低精度低分辨率或高精度 高分辨率器件或連線打印任務(wù)完成后，利用控制頭(15)上的探針對目標進行檢測，確認滿足要求后再利用功能頭(14)上具有的固化系統(tǒng)，完成對打印器件或連線的固化；如果檢測目標不能滿足要求，則自動進行補救打印或產(chǎn)生警報反饋給用戶以改變下次打印的設(shè)計方案，至此，線路板上的一次器件打印過程結(jié)束，若需進行其它器件的打印，重復進行步驟I至步驟2，直至線路板全部打印完畢。
【文檔編號】B41J29/38GK103862888SQ201410137660
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】胡繼承, 方棟健, 邵珩, 董揚帆 申請人:武漢大學