CTP全自动校准老化系统及其实现方法技术方案

本发明专利技术涉及CTP全自动校准老化系统及其实现方法，系统包括光能量采集系统，高精度光学聚焦系统和机械结构部分，光能量采集系统包括扫描卡和采集卡，扫描卡和采集卡之间通过MAX232通信接口连接通信，扫描卡与上位机之间通过MAX232通信接口连接通信；采用光纤密排和高分辨率镜头相结合的方式，利用激光光束的高斯特性与相干特性进行焦深扩展，实现不低于10微米点间分辨率；集成了线性光纤密排组件，通过ST光纤接口将激光能量汇集到紧密排列的光纤端面线阵；集成高分辨率的精密光学镜头；集成激光功率动态采集单元，实现闭环激光功率自动校准、达到高均匀度曝光的目的，提高了曝光制版效率，改善了成像质量，实现了高精度制版印刷质量，提高了CTP光源模组的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
CTP全自动校准老化系统及其实现方法
本专利技术涉及一种自动校准老化系统，具体来讲主要涉及一种CTP全自动校准老化系统及其实现方法。
技术介绍
CTP：computer-to-plate，从计算机直接到印版，即“数字化直接制版机”。最早由照相直接制版发展而来，采用计算机控制的激光扫描成像，然后通过显影、定影工序制成印版。CTP技术免去了胶片这一中间环节，使文字、图像直接转变为数字，减少了中间过程的质量损耗和材料消耗。印刷质量和效率将有大幅度提高而能耗会降低，还可以避免原来印刷工艺对环境的污染，同时印刷的保密性大大提高。CTP直接制版机由精确而复杂的光学成像系统、激光器及驱动电路系统以及曝光滚筒机械系统三大部分构成。CTP设备是典型的光机电结合的精密设备，其中激光器及驱动电路系统和光学成像系统构成CTP的光源系统。CTP的许多特点以及技术指标都与其光学成像系统密不可分。光学成像系统是由光源、光路两部分构成，光源的核心LD模块对于驱动电路要求极其严格，要具备纯净的恒流特性，同时又要能够响应高速曝光工况的高频脉冲调制，因此，既要求精密恒流，又要在高频调制时不出现电流过冲。光学成像的每路激光经光纤耦合传输到成像镜头，各路光纤的另一端整齐排列合成光纤密排，才能由光学镜头成像到板材上，所以目前主要影响CTP性能的因素有如下三点：光学镜头的焦深；聚焦到板材上的曝光能量；光纤排旋转角度的调试。这些因素会直接影响成像质量的情况，造成成像曝光效果下降。目前CTP行业中LD模块通常采用模拟驱动方式，其成本高、效率低、发热量大、调制频率低，很难同时解决精度与速度的双重要求。解决这个问题就成为了本
的技术人员所要研究和解决的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为克服现有技术的不足，为了克服现有技术中成像质量差，曝光效果差，CTP可靠性低的缺陷，本专利技术提供了一种CTP全自动校准老化系统及其实现方法，通过系统的光能量采集与高精度光学聚焦功能，结合上位机软件实现对LD模块的光功率校准与读取，保证了CTP的校准速度与校准质量，大大提高了CTP的工作效率，确保曝光能量的分布均匀。本专利技术是通过这样的技术方案实现的：CTP全自动校准老化系统，包括光能量采集系统，高精度光学聚焦系统和机械结构部分和上位机，其特征在于，所述光能量采集系统包括扫描卡和采集卡，扫描卡和采集卡之间通过MAX232通信接口连接通信，所述扫描卡与上位机之间通过MAX232通信接口连接通信；光能量采集系统的扫描卡电路包括主控制器STM32F103、FPGA芯片和两个MAX232通信接口芯片；主控制器STM32F103分别与FPGA芯片、两个MAX232通信接口芯片连接；采集卡电路包括单片机Atmega8、EEPROM芯片AT24C02、MAX232通信接口、温度传感器DS18B20、光电池；单片机Atmega8分别与EEPROM芯片AT24C02、MAX232通信接口、温度传感器DS18B20、光电池连接；扫描卡的主控核心是主控制器STM32F103和FPGA芯片，主控制器STM32F103负责解析上位机发送的命令、接收来自采集卡的数据，以及和FPGA芯片进行通信工作；采集卡的主控核心是单片机Atmega8，负责EEPROM芯片AT24C02的读写、通信处理、数据采集工作，扫描卡通过MAX232通信接口与采集卡进行双向信息交互，以完成整个老化测试系统的底层驱动；所述高精度光学聚焦系统由高分辨率CTP线阵聚焦镜头、光纤密排和光电池组成；所述机械结构部分包括光学平台，以光学平台为底板固定机箱，机箱内部为光学部件，光学平台上面固定长导轨，长导轨包括上面板和两个侧面板，两个侧面板的下端内收，下端部弯曲成小边，作为固定平面，其截面为梯形的部分上底宽于下底，长导轨的长向表面设有两条平行的光滑金属条；长导轨上依次置放三个导轨滑片，导轨滑片包括上面板和两个侧面板，两个侧面板的下端内收，其截面为梯形的部分上底宽于下底，导轨滑片和长导轨相互滑动配合，以长导轨为轨道左右移动，导轨滑片的侧面板设有螺孔，螺孔用于和调整螺钉配合；三个导轨滑片分别为第一导轨滑片，第二导轨滑片，第三导轨滑片；第一导轨滑片上固定第一支架座，第一支架座上固定外支架A，外支架A内插入光纤支架插杆，光纤支架插杆与光纤密排支架的底部连接；光纤密排支架上固定光纤密排；第二导轨滑片上固定第二支架座，第二支架座上固定外支架B，外支架B内插入镜头支架插杆，镜头支架插杆与镜头支架的底部连接；镜头支架上固定高分辨率CTP线阵聚焦镜头19；第三导轨滑片上固定第三支架座，第三支架座上固定外支架C，外支架C内插入光电池支架插杆，光电池支架插杆与光电池支架的底部连接；光电池支架上固定光电池；长导轨7的最右端为散热装置。所述的CTP全自动校准老化系统的实现方法，其特征在于，包括扫描卡信号处理过程和采集卡信号处理过程；扫描卡信号处理过程为：a)扫描卡通电后，主控制器STM32F103首先进行初始化，对片上外设串口、SPI通信口初始化；b)初始化结束后，进入主循环，开始正常的老化测试，当接收到来自上位机的老化命令后，进入老化状态，同时发送老化命令给采集卡，采集卡准备完成后返回准备完成命令，然后开始采集并保存数据；c)当一次老化完成后扫描卡发送老化完成命令给采集卡，采集卡将本次采集数据发送给扫描卡，若接收到校光数据命令，则将当前读取的光能量数据发送给扫描卡，FPGA芯片接收主控制器STM32F103的命令后发送各种扫描信号给电源驱动板；采集卡信号处理过程为：1)采集卡通电后，单片机Atmega8首先进行初始化，对片上外设串口、I2C通信口、模拟-数字转换器ADC初始化；2)初始化结束后，进入主循环，开始采集光能量，间隔2s采集一次温度，当接收到发送命令后，将至于采集卡的发送数据指令置位，发送数据指令为1时通过串口将数据发送给扫描卡，完成一次数据传输，数据发送结束后又进入主循环采集数据；发送数据指令不为1时，继续进入主循环采集光能量，如此无限循环；3)上位机操作软件界面，上位机和扫描卡通过MAX232通信连接进行双向信息交互，上位机可进行能量读取、自动校光、单通道打开/关闭和数据保存功能；4)老化测试命令由上位机发出，扫描卡接收到该命令后进入老化测试模式，同时发送老化测试命令给采集卡，当上位机接收到采集卡返回的老化测试准备完成命令后，开始老化测试；5)上位机软件采用RS232通信方式，在RS232标准通信协议基础上自定义了具有抗干扰通信协议，保证数据传输的可靠性与准确性，实现对LD模块的光功率校准与读取，电流设定与读取和数据保存功能；老化测试平台工作流程包括以下步骤：1）连接所有线路，并确保各接口连接正确且稳固；先连接扫描卡与采集卡之间的连线，然后连接扫描卡与上位机之间的连线；2）调节光学系统：先固定密排和镜头，然后调节旋钮，使密排中心、镜头中心、光电池中心在同一水平线上；3）模块初始化；采集卡主控核心单片机Atmega8初始化，对EEPROM芯片AT24C02操作，进入接收命令状态；扫描卡主控制器STM32F103初始化，进入接收命令状态；4）上位机软件设置；先读取上次保存的参数，设置相应的校光参数，进行自动校光功能，将N通道激光器能量校准到同本文档来自技高网...

【技术保护点】
CTP全自动校准老化系统，包括光能量采集系统，高精度光学聚焦系统和机械结构部分和上位机，其特征在于，所述光能量采集系统包括扫描卡和采集卡，扫描卡和采集卡之间通过MAX232）通信接口连接通信，所述扫描卡与上位机之间通过MAX232通信接口连接通信；光能量采集传输系统的扫描卡电路包括主控制器STM32F103、FPGA芯片和两个MAX232通信接口芯片；主控制器STM32F103分别与FPGA芯片、两个MAX232通信接口芯片连接；   采集卡电路包括单片机Atmega8、EEPROM芯片AT24C02、MAX232通信接口、温度传感器DS18B20、光电池；单片机Atmega8分别与EEPROM芯片AT24C02、MAX232通信接口、温度传感器DS18B20、光电池连接；扫描卡的主控核心是主控制器STM32F103和FPGA芯片，主控制器STM32F103负责解析上位机发送的命令、接收来自采集卡的数据，以及和FPGA芯片进行通信工作；采集卡的主控核心是单片机Atmega8，负责EEPROM芯片AT24C02的读写、通信处理、数据采集工作，扫描卡通过MAX232通信接口与采集卡进行双向信息交互，以完成整个老化测试系统的底层驱动；所述高精度聚焦系统由高分辨率CTP线阵聚焦镜头（19）、光纤密排（20）和光电池（21）组成；   所述机械结构部分包括光学平台（18），以光学平台（18）为底板固定机箱，机箱内部为光学部件，光学平台（18）上面固定长导轨（7），长导轨（7）包括上面板和两个侧面板，两个侧面板的下端内收，下端部弯曲成小边，作为固定平面，其截面为梯形的部分上底宽于下底，长导轨（7）的长向表面设有两条平行的光滑金属条；长导轨（7）上依次置放三个导轨滑片，导轨滑片包括上面板和两个侧面板，两个侧面板的下端内收，其截面为梯形的部分上底宽于下底，导轨滑片和长导轨（7）相互滑动配合，以长导轨（7）为轨道左右移动，导轨滑片的侧面板设有螺孔，螺孔用于和调整螺钉配合；三个导轨滑片分别为第一导轨滑片（6），第二导轨滑片（9），第三导轨滑片（11）；第一导轨滑片（6）上固定第一支架座（5），第一支架座（5）上固定外支架A（13），外支架A（13）内插入光纤支架插杆（12），光纤支架插杆（12）与光纤密排支架（1）的底部连接；光纤密排支架（1）上固定光纤密排（20）；第二导轨滑片（9）上固定第二支架座（8），第二支架座（8）上固定外支架B（15），外支架B（15）内插入镜头支架插杆（14），镜头支架插杆（14）与镜头支架（2）的底部连接；镜头支架（2）上固定高分辨率CTP线阵聚焦镜头（19）；第三导轨滑片（11）上固定第三支架座（10），第三支架座（10）上固定外支架C（17），外支架C（17）内插入光电池支架插杆（16），光电池支架插杆（16）与光电池支架（3）的底部连接；光电池支架（3）上固定光电池（21）；长导轨（7）的最右端为散热装置。...

【技术特征摘要】
1.CTP全自动校准老化系统，包括光能量采集系统，高精度光学聚焦系统和机械结构部分和上位机，其特征在于，所述光能量采集系统包括扫描卡和采集卡，扫描卡和采集卡之间通过MAX232通信接口连接通信，所述扫描卡与上位机之间通过MAX232通信接口连接通信；光能量采集系统的扫描卡电路包括主控制器STM32F103、FPGA芯片和两个MAX232通信接口芯片；主控制器STM32F103分别与FPGA芯片、两个MAX232通信接口芯片连接；采集卡电路包括单片机Atmega8、EEPROM芯片AT24C02、MAX232通信接口、温度传感器DS18B20、光电池；单片机Atmega8分别与EEPROM芯片AT24C02、MAX232通信接口、温度传感器DS18B20、光电池连接；扫描卡的主控核心是主控制器STM32F103和FPGA芯片，主控制器STM32F103负责解析上位机发送的命令、接收来自采集卡的数据，以及和FPGA芯片进行通信工作；采集卡的主控核心是单片机Atmega8，负责EEPROM芯片AT24C02的读写、通信处理、数据采集工作，扫描卡通过MAX232通信接口与采集卡进行双向信息交互，以完成整个老化测试系统的底层驱动；所述高精度光学聚焦系统由高分辨率CTP线阵聚焦镜头（19）、光纤密排（20）和光电池（21）组成；所述机械结构部分包括光学平台（18），以光学平台（18）为底板固定机箱，机箱内部为光学部件，光学平台（18）上面固定长导轨（7），长导轨（7）包括上面板和两个侧面板，两个侧面板的下端内收，下端部弯曲成小边，作为固定平面，其截面为梯形的部分上底宽于下底，长导轨（7）的长向表面设有两条平行的光滑金属条；长导轨（7）上依次置放三个导轨滑片，导轨滑片包括上面板和两个侧面板，两个侧面板的下端内收，其截面为梯形的部分上底宽于下底，导轨滑片和长导轨（7）相互滑动配合，以长导轨（7）为轨道左右移动，导轨滑片的侧面板设有螺孔，螺孔用于和调整螺钉配合；三个导轨滑片分别为第一导轨滑片（6），第二导轨滑片（9），第三导轨滑片（11）；第一导轨滑片（6）上固定第一支架座（5），第一支架座（5）上固定外支架A（13），外支架A（13）内插入光纤支架插杆（12），光纤支架插杆（12）与光纤密排支架（1）的底部连接；光纤密排支架（1）上固定光纤密排（20）；第二导轨滑片（9）上固定第二支架座（8），第二支架座（8）上固定外支架B（15），外支架B（15）内插入镜头支架插杆（14），镜头支架插杆（14）与镜头支架（2）的底部连接；镜头支架（2）上固定高分辨率CTP线阵聚焦镜头（19）；第三导轨滑片（11）上固定第三支架座（10），第三支架座（10）上固定外支架C（17），外支架C（17）内插入光电池支架插杆（16），光电池支架插杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯永茂，关世阳，吴克强，孙哲，
申请(专利权)人：矽卓光电技术天津有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12