[發明專利]一種陣列式精密噴印設備的噴印控制方法與系統

有效

• 申請號: 201210395134.9
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN102862402A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 廖永紅;劉華珠;宋瑞;胡振華
• 申請（專利權）人: 東莞凱佳智芯電子科技有限公司
• 主分類號: B41J29/38
• 分類號: B41J29/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

[所屬技術領域]

本發明專利涉及適用于PCB高速噴印、陶瓷印花、EL冷光板印制等領域的多噴頭陣列式噴印設備，是屬于工業高速噴墨打印的印制制造技術。

[背景技術]

PCB制造業是我國珠三角地區的優勢制造業，印制電路板常規制造工藝是銅箔蝕刻法，也稱減成法，它是用覆銅箔層壓板為基板，經網版印刷或光致成像形成抗蝕線路圖形，由化學蝕刻得到電路。PCB制造過程復雜、工序多，耗用大量的水與電，耗用許多銅與化學品材料，產生大量的廢水和污染物。噴墨印制電子(Printed?Elec-tronic)技術是正在興起一項PCB技術革命，，它采用數字噴墨打印技術，把功能性油墨直接在絕緣基材上進行噴墨印制，直接形成抗蝕/抗鍍、導電層電路、標注的圖形。新技術可以減少傳統工藝的60％以上的生產過程，節省60％以上的抗蝕/抗鍍的油墨/干膜等材料，減少90％以上有機廢水的處理與排放，并可提高產品的合格率和縮短生產周期，降低“圖形轉移”的成本。噴墨打印替代傳統的絲印是技術發展的趨勢，高速噴墨打印要求采用多個噴頭組成噴頭陣列，并行工作，設計一種能協調多噴頭同步精準噴印、分發與調度噴印任務的系統是本發明專利設計的主要內容。

本發明專利技術也可以應用到陶瓷印花、EL冷光板印制等領域。

[發明專利內容]

本發明專利涉及一種陣列式精密噴印設備的噴印控制方法，設計一套陣列式精密噴印設備的數據傳輸及控制協議及采用所述協議的噴印控制系統，解決2-120個噴頭組成的噴頭陣列的噴印作業生成、數據快速傳輸、任務分發與協同、精準同步噴印的問題，適用于PCB高速噴印、陶瓷印花、EL冷光板印制等領域。基于三層硬件架構：上位機、NUSB中控系統、噴頭控制板卡陣列，設計噴印數據結構、通信及控制協議，噴印作業調度算法，噴印作業由噴印點火數據、計劃方案指令、臨時方案指令組成，系統按計劃方案或臨時方案調度噴印作業；上位機生成作業數據與指令，NUSB進行解析指令、管理作業、分發任務、控制執行并統計，噴頭控制板卡執行噴印任務。

各部分的具體結構及工作原理如下：

1.本發明專利涉及多噴頭陣列式噴墨印制設備

本發明專利所述的多噴頭陣列式噴墨印制設備具有2-120個噴頭組成的噴頭陣列，噴頭陣列固定安裝在設備基臺上，噴頭陣列處于靜止狀態，噴印物件則處于運動狀態，噴印物件被傳送經過噴頭陣列下方時，噴頭進行精準的對位噴印，噴印過程示意如圖2所示。

多噴頭陣列式噴印設備的多噴頭排布成縱橫陣列，各噴頭的平臺位置坐標不同，各噴頭噴印的內容及點火噴印的時刻也不一致，為了能進行精準的對位噴印，需要有一個精確的噴印時間基準，在噴頭陣列前方20cm處設置有光電傳感器及影像采集裝置，采用裝置發出的脈沖信號為計時復位基準，并對采集的影像進行定位分析，采用其結果來補償偏移誤差(具體方法在后面描述)。設備機械平臺及噴頭布局結構如圖3所示。

2.本發明專利所述的陣列式噴印設備噴印控制系統

(1)所述噴印控制系統由上位機、NUSB中控系統、噴頭控制板卡陣列組成，在上位機與噴頭控制板卡陣列之間設置有NUSB中控系統，噴印控制系統的硬件特征上表現為三層結構。上位機通過千兆網與NUSB中控系統進行通信，具有基于共享密碼的安全認證機制；NUSB中控系統與噴頭控制板卡間通過USB2.0進行通信，一個NUSB中控系統帶有10-30個USB口，可以連接10-30個噴頭控制板卡；噴頭控制板卡與噴頭之間通過噴頭配套排線進行通信，一個噴頭控制板卡可以驅動連接1-4個噴頭，設備最多可具有120個噴頭，噴印控制系統的結構示意如圖1所示。

(2)所述噴印控制系統上位機

一方面，上位機根據準備噴印的圖形、生產批次任務、每個噴頭的位置坐標、設置的噴印時間基準、噴印物件速度、噴頭孔位參數，按后面描述的幀生成算法進行運算處理，為每個噴頭生成噴印作業指令及數據，封裝為噴印點火數據幀、計劃方案指令幀、臨時方案指令幀(各類幀結構在后面定義說明)，發送給NUSB中控系統；

另一方面，上位機根據用戶的設備操作、墨路定時自動維護動作，生成機構運動指令幀，墨路操作指令幀，發送給NUSB中控系統。上位機通過主動詢問或被動接收NUSB中控系統的設備狀態管理幀，分析、確認設備的狀態。

(3)所述噴印控制系的NUSB中控系統

NUSB中控系統工作在上位機與噴頭控制板卡陣列之間，負責傳輸數據、解析指令，進行作業調度與任務分發。