柔性线路板印刷的多自由度平台的自动校正方法

摘要

本发明公开了一种柔性线路板印刷的多自由度平台的自动校正方法。本发明具体包括如下步骤：步骤1.搭建面向柔性线路板印刷的多自由度平台；步骤2.标定阶段,具体指定位识别待标定柔性线路板上两个标志圆的圆心坐标，计算圆心连线的倾角，将得到的圆心坐标和倾角设置为参照位置；步骤3.校正阶段，具体包括建立校正模型和自动校正并检测待校正的柔性线路板；步骤4.对齐阶段，具体指对齐待校正的柔性线路板，减小距离偏差。本发明克服了现有印刷工序存在的技术不足，弥补印刷过程中难以精确定位的缺陷，满足柔性线路板印刷工序中的高精度的印刷需求，实现柔性线路板印刷过程的自动化。

主权项

柔性线路板印刷的多自由度平台的自动校正方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1.搭建面向柔性线路板印刷的多自由度平台；步骤2.标定阶段,具体指定位识别待标定柔性线路板上两个标志圆的圆心坐标，计算圆心连线与旋转印刷平台X轴的倾角，将得到的圆心坐标和倾角设置为参照位置；步骤3.校正阶段，具体包括建立校正模型和自动校正并检测待校正的柔性线路板；步骤4.对齐阶段，具体指对齐待校正的柔性线路板，减小距离偏差；步骤1所建立的面向柔性线路板印刷的多自由度平台主要用于控制柔性线路板的印刷对齐，通过对柔性线路板上的标志圆识别和校正模型，计算出各电机的校正脉冲，通过控制电机的运动实现待印刷材料的对齐与印刷；步骤3所述的校正阶段，具体如下：将待校正柔性线路板固定放置在旋转印刷平台上，使得柔性线路板上的两个标志圆分别与观测孔1#和观测孔2#上下对应；然后比较校正阶段中两个标志圆的当前位置与参照位置；在校正阶段，如果两个标志圆的当前位置与参照位置相同，则不需要校正；在校正阶段，如果两个标志圆的当前位置与参照位置存在偏差，但偏差在允许的误差范围内，则进入步骤4；在校正阶段，如果两个标志圆的当前位置与参照位置存在偏差，且偏差大于允许误差，则进行校正；校正过程通过校正模型完成，校正模型建立如下：3‑1.建立校正目标校正目标是实现柔性线路板上两个标志圆位置与参照位置基本重合，偏差控制在允许误差范围内；3‑2.选择坐标系校正计算过程中牵涉的坐标系包括如平台坐标系、相机坐标系、电机坐标系，以平台坐标系作为参照坐标系；3‑3.计算校正脉冲脉冲校正过程包括以下三个小步：3‑3‑1.计算第一次平移脉冲计算从观测孔2#获取的待校正柔性线路板在图像空间2#中标志圆2#的圆心从当前位置平移至参照圆心位置所需脉冲；P1_x＝(Δx·YMoterK_y‑YMoterK_x·Δy)/(XMoterK_x·YMoterK_y‑YMoterK_x·XMoterK_y) (1)P1_y＝(XMoterK_x·Δy‑Δx·XMoterK_y)/(XMoterK_x·YMoterK_y‑YMoterK_x·XMoterK_y)   (2)其中，P1_x为电机X所需要的脉冲；P1_y为电机Y1和Y2所需要的脉冲；Δx,Δy为相机坐标系中，从观测孔2#获取的待校正柔性线路板在图像空间2#中标志圆2#的圆心当前位置与参照圆心位置在图像空间的像素差；(XMoterK_x，XMoterK_y)为电机X的脉冲与像素的比值；(YMoterK_x，YMoterK_y)为电机Y1或Y2的脉冲与像素的比值；3‑3‑2.计算旋转脉冲通过观测孔1#和观测孔2#查看并调整当前倾角，使待校正柔性线路板上标志圆圆心连线与标定柔性线路板上标志圆圆心连线平行；所述当前倾角即当前待校正柔性线路板上标志圆连线与旋转印刷平台X轴的倾角；当单个Y轴电机Y1或Y2运动，导致目标倾角发生偏移时，通过观测孔1#和观测孔2#观测到的待校正柔性线路板的参照位置发生偏移和旋转，使得当前倾角与参照倾角基本一致；脉冲计算以观测孔1#的当前标志圆圆心和观测孔2#的当前标志圆圆心的坐标与参照圆心的坐标的差值来衡量；此时电机Y1的旋转脉冲如下：P2_y1＝(w/d)·ΔPluse_1‑2   (3)其中，w为旋转平台支撑点的宽度，d为标志圆圆心的距离，ΔPluse_1‑2为观测孔1#的获取的图像空间1#中标志圆1#和观测孔2#的获取的图像空间2#中标志圆2#的Y轴电机脉冲距离的差值，所述的脉冲距离即当前目标点移动至参照点所需的电机脉冲，即3‑3‑1中脉冲的计算；3‑3‑3.计算第二次平移脉冲补偿步骤3‑3‑2旋转导致的从观测孔2#观测到的标志圆圆心的坐标偏差，通过再次平移使得观测孔1#和观测孔2#观测到标志圆圆心位置与参照圆心位置一致；计算旋转的角度γ(R_Y1)：γ(R_Y1)＝‑sin^‑1(R_Y1/(MoterYK·w))   (4)其中，R_Y1为电机Y1的脉冲距离，MoterYK为电机Y1和Y2在Y方向的K值，单位为：脉冲/mm；计算距离偏移：在校正过程中，旋转平台存在2个约束条件：约束1是旋转平台支点B和B’保持在X轴直线上，约束2是旋转平台支点C和C’也保持在Y方向的同一直线上；所述的旋转平台支点B和C为对称的平台支点；所述的旋转平台支点B为旋转平台旋转前的一个支点，旋转平台支点B’为旋转平台旋转后的一个支点；旋转平台支点C为旋转平台旋转前的一个支点，旋转平台支点C’为旋转平台旋转后的一个支点；基于上述约束条件和平台刚性运动规律，将标志圆运动分解为旋转和平移；具体旋转为绕旋转平台支点B旋转γ，此时观测孔2#获取的图像空间2#中标志圆2#的圆心坐标偏差为：其中，为观测孔2#观测到参照点的极坐标；具体平移为沿X轴平移ττ＝w·cos(γ)+h·sin(γ)‑w   (7)其中，h为旋转平台高度；因此，观测孔2#获取的图像空间2#中标志圆2#的圆心坐标偏差为ΔPos如下：ΔPos＝(ΔPos_x+τ,ΔPos_y)；则平移引起的脉冲偏差f(γ)为：f(γ)＝ΔP＝ΔPos·MoterK   (8)其中ΔPos＝(ΔPos_x+τ,ΔPos_y)，而MoterK＝(MoterK_x,MoterK_y)，表示电机X、电机Y1和Y2联合的K值；电机Y1如果完全与校正平台的Y轴方向一致，则Y1处于理想位置，不存在脉冲偏差；但由于校正过程中初始时电机Y1与理想位置有一定的脉冲偏差(Org_P_y1)，此时，平移补偿脉冲P3设置为：P3＝f(γ(Org_P_y1+R_Y1))‑f(γ(Org_P_y1))   (9)最后，由公式(1)、(2)、(3)和(9)得出：电机X脉冲为：P1_x+P3_x电机Y1脉冲为：P1_y+P2_y1+P3_y电机Y2脉冲为：P1_y+P3_y其中，P3_x为补偿脉冲P3在X轴分量，P3_y为补偿脉冲P3在Y轴分量；3‑4.控制电机运动，实现待印刷材料的校正根据上述校正模型中计算出的3个电机的校正脉冲，控制电机X、电机Y1和电机Y2运动，对待校正的柔性线路板自动校正对齐；3‑5.检测校正结果若校正后的柔性线路板的两个标志圆位置与参照位置偏差小于允许误差，则进入步骤4；若校正后的柔性线路板的两个标志圆位置与参照位置偏差大于允许误差，则重复步骤3‑1至3‑3。