一种大行程的直写式丝网制版系统及制版方法技术方案

本发明专利技术公开了一种大行程的直写式丝网制版系统，包括主机、运动系统、光源驱动控制器、光源、可编程数据控制器，空间光调制器、主动聚焦模块、光学镜头、位置误差修正模块以及通信模块。其中，运动系统由步进轴、扫描轴以及平台驱动器组成，扫描轴与步进轴固定相连并在步进轴的带动下沿步进方向移动。本发明专利技术还公开了一种利用该系统在网版上进行图形曝光的方法。本发明专利技术的大行程直写式丝网制版系统，成本低、工序简单、图像精度高、产能高。由于采用步进轴带动扫描轴实现步进移动，在曝光过程中避免移动网版；且网版放置灵活，可实现超大网版的制版；本发明专利技术还实现了主动聚焦功能，有效避免因网版不平导致离焦进而导致图形模糊或曝光不充分等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种大行程的直写式丝网制版系统及制版方法
本专利技术涉及丝网制版
，具体涉及一种大行程的直写式丝网制版系统及制版方法。
技术介绍
传统的丝网制版系统，需要通过晒版机使用菲林进行制版。菲林与早期的照相机底片类似。使用菲林进行制版流程如下：将带有图像的菲林贴在已涂敷感光胶的丝网网版上，使用汞灯照射菲林，菲林上有图形部分可以透射光线，使网版的感光胶感光，将感光的网版进行显影，显影之后未感光的部分会被显影液溶解，从而在网版上形成图形。传统的利用菲林制版的方法存在如下缺陷：1、耗材成本高昂，传统丝网印刷制版方法需要使用照排机制作菲林，多色印刷需要多张菲林，晒版后菲林即遭废弃，与直接制版相比耗材成本较高；2、增加工序，导致制版效率低下：传统丝网印刷制版过程需首先制作图案底片，再经晒版机制版工艺周期较长，制版效率低下，由此还可能导致更多的问题点出现以及人工成本、时间成本的增加；3、菲林易损坏：菲林本身易变形易被划伤，导致其使用寿命大大受影响；4、图像精度差，无法满足小线宽图形的制版：由于传统丝网印刷制版方法是通过图案底片与感光胶接触曝光复制而完成的，因而复制过程中会造成图像细节的损失，图像精度低于原稿，该现象在厚感光胶的晒版过程中尤为明显，因此传统菲林制版通常仅适用于50μm以上的线宽；5、无法制作超大网版：受菲林本身面积的限制，传统的制版方法无法制作超大网版，必须将多张菲林拼接在一起完成一次曝光，过程繁琐，成本高昂。近年来，研究者们也进行了一些直接制版的尝试。如我国授权公告号CN103149801B的专利中，使用密排激光器进行曝光处理实现直接制版。但在实际应用中，激光器装配受到物理条件、尺寸等的限制，密排方式装配的激光器数量相当有限，一般不超过256支，加之网版制版只能使用平面扫描，而平面扫描需要不停的来回更换扫描方向，大大限制了密排式激光器的工作能力，导致产能地下；采用密排激光器进行直接制版的方式控制难度也较大，能量的细微不均匀都将带来曝光效果的差异；此外，采用密排激光器进行直接制版的方式还存在加工精细度不够高的不足。此外，在超大网版的直写制版中，由于网版本身面积过大，造成丝网制版设备的体积过于庞大，从而增加了设备运输和安装的难度，也使得场地利用率低下。另一方面，在现有的直接制版系统中，网版往往通过夹具固定于平台上。这种固定方式无法保证网版的各部分保持在同一水平面上，原因在于：(1)网版自身的变形；(2)夹具各间隙不均匀；(3)重力原因导致网版中间部分出现轻微下垂。网版各部分无法保持在同一水平面上会带来离焦的问题，进而导致图形模糊或曝光不充分。
技术实现思路
本专利技术的目的就是解决传统使用菲林带来的成本高、工序多、精度低、无法进行超大制版等问题以及现有使用密排激光器进行曝光处理的直接制版方法产能低、加工精细度差的问题。本专利技术的另一目的是解决现有的直接制版方法在超大网版制作过程中的不足以及容易离焦的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供一种大行程的直写式(DIS)丝网制版系统以及使用该系统制版的方法。本专利技术的技术方案如下：一种大行程的直写式丝网制版系统，用于丝网制版过程中在网版上进行图形曝光，系统包括主机、运动系统、光源驱动控制器(LSC)、光源(LS)、可编程数据控制器(PDC)，空间光调制器(SLM)、主动聚焦模块(AF)、光学镜头、位置误差修正模块以及通信模块；所述运动系统由步进轴、扫描轴以及平台驱动器组成，其中平台驱动器与主机相连并驱动步进轴和扫描轴运动，扫描轴与步进轴固定相连并在步进轴的带动下沿步进方向移动；所述光源驱动控制器控制所述光源的开关状态以及光强；所述可编程数据控制器与主机直接相连，在主机的控制下驱动空间光调制器完成曝光任务；所述主动聚焦模块控制光学镜头与网版间的距离；所述位置误差修正模块接收扫描轴发出的实时位置信号，对实时位置信号进行修正得到精确位置信号并将精确位置信号输出至可编程数据控制器；所述通信模块上行与主机相连，下行与光源驱动控制器以及主动聚焦模块分别相连。其中，所述主机是个人计算机、服务器或工控机中的一种。其中，所述步进平台承载网版并带动网版运动，所述扫描轴承载主动聚焦模块和光学镜头并带动主动聚焦模块和光学镜头运动。其中，所述光源是激光器或LED中的一种。其中，所述可编程数据控制器由随机存储器、现场可编程门阵列以及空间光调制器控制芯片(SLMC)组成。其中，所述空间光调制器控制芯片为数字光处理芯片(DLP)。其中，所述空间光调制器为数字微镜器件(DMD)。其中，所述主动聚焦模块由高速电机、位置传感器和主动聚焦控制器组成。本专利技术还提供一种利用上述大行程的直写式丝网制版系统在网版上进行图形曝光的方法，包括如下步骤：(1)网版准备步骤，通过上版设备将网版送至指定位置并固定；(2)版图发送步骤，主机将版图发送给可编程数据控制器，同时向可编程数据控制器发出关闭空间光调制器指令；(3)曝光准备步骤，主机根据相关参数计算出初始曝光点位置，然后控制平台驱动器驱动步进轴和扫描轴移动到初始曝光点位置；(4)启动主动聚焦步骤，主动聚焦模块经由通信模块接收主机下发的指令，进行主动聚焦操作；(5)版图就绪信号及图形生成步骤，可编程数据控制器接收版图并准备就绪后，向主机发出版图就绪信号，表示可以开始曝光，之后可编程数据控制器依据版图发送步骤中接收的版图，持续地按空间光调制器的宽度生成图形数据；(6)打开光源步骤，光源驱动控制器经由通信模块接受主机下发的指令，打开光源；(7)正方向的单次扫描步骤，平台驱动器接受主机发出的控制指令，驱动扫描轴按指定速度匀速运动到单次扫描的结束位置，扫描过程中，扫描轴持续向位置误差修正模块反馈位置信号，位置误差修正模块对接收到的位置信号进行修正得到精确位置信号，并输出精确位置信号至可编程数据控制器，可编程数据控制器根据接收的精确位置信号控制空间光调制器在指定位置投射相应图案；(8)步进移动步骤，平台驱动器受主机发出的控制指令，步进轴在平台驱动器的驱动下带动扫描轴向待曝光区域移动空间光调制器有效扫描宽度的距离；(9)反方向的单次扫描步骤，平台驱动器接受主机发出的控制指令，驱动扫描轴按指定速度反方向匀速运动到反方向的结束位置，扫描过程中，扫描轴持续向位置误差修正模块反馈位置信号，位置误差修正模块对接收到的位置信号进行修正得到精确位置信号，并输出精确位置信号至可编程数据控制器，可编程数据控制器根据接收的精确位置信号控制空间光调制器在指定位置投射相应图案；(10)步进移动步骤，平台驱动器受主机发出的控制指令，步进轴在平台驱动器的驱动下带动扫描轴向待曝光区域移动空间光调制器有效扫描宽度的距离；(11)重复步骤(7)-步骤(10)，直至所有图形均被转移，曝光过程完成。其中，所述启动主动聚焦步骤中的主动聚焦操作过程如下：主动聚焦模块中的位置传感器实时测量镜头到网版间的距离，当所述距离的值超过镜头的误差范围时，主动聚焦模块中的主动聚焦控制器上下移动主动聚焦模块中的高速电机，使得镜头的焦面保持在网版平面上。本专利技术的有益效果如下：本专利技术的大行程的直写式丝网制版系统，制版过程不需要菲林，有效降低了成本，且工序简单、图像精度高，可适用于制作超大网版；本专利技术采用面阵式空间光调制器进行直写式制版，相对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大行程的直写式丝网制版系统，用于丝网制版过程中在网版上进行图形曝光，其特征在于：包括主机(1)、运动系统(2)、光源驱动控制器(3)、光源(4)、可编程数据控制器(5)、空间光调制器(6)、主动聚焦模块(7)、光学镜头(8)、位置误差修正模块(9)以及通信模块(10)；所述运动系统(2)由步进轴(2‑1)、扫描轴(2‑2)以及平台驱动器(2‑3)组成，其中平台驱动器(2‑3)与主机(1)相连并驱动步进轴(2‑1)和扫描轴(2‑2)运动，扫描轴(2‑2)与步进轴(2‑1)固定相连并在步进轴(2‑1)的带动下沿步进方向移动；所述光源驱动控制器(3)控制所述光源(4)的开关状态以及光强；所述可编程数据控制器(5)与主机直接相连(1)，在主机(1)的控制下驱动空间光调制器(6)完成曝光任务；所述主动聚焦模块(7)控制光学镜头(8)与网版间的距离；所述位置误差修正模块(9)接收扫描轴(2‑2)发出的实时位置信号，对实时位置信号进行修正得到精确位置信号，并将精确位置信号输出至可编程数据控制器(5)；所述通信模块(10)上行与主机(1)相连，下行与光源驱动控制器(3)以及主动聚焦模块(7)分别相连。...

【技术特征摘要】
1.一种大行程的直写式丝网制版系统，用于丝网制版过程中在网版上进行图形曝光，其特征在于：包括主机(1)、运动系统(2)、光源驱动控制器(3)、光源(4)、可编程数据控制器(5)、空间光调制器(6)、主动聚焦模块(7)、光学镜头(8)、位置误差修正模块(9)以及通信模块(10)；所述运动系统(2)由步进轴(2-1)、扫描轴(2-2)以及平台驱动器(2-3)组成，其中平台驱动器(2-3)与主机(1)相连并驱动步进轴(2-1)和扫描轴(2-2)运动，扫描轴(2-2)与步进轴(2-1)固定相连并在步进轴(2-1)的带动下沿步进方向移动；所述光源驱动控制器(3)控制所述光源(4)的开关状态以及光强；所述可编程数据控制器(5)与主机直接相连(1)，在主机(1)的控制下驱动空间光调制器(6)完成曝光任务；所述主动聚焦模块(7)控制光学镜头(8)与网版间的距离；所述位置误差修正模块(9)接收扫描轴(2-2)发出的实时位置信号，对实时位置信号进行修正得到精确位置信号，并将精确位置信号输出至可编程数据控制器(5)；所述通信模块(10)上行与主机(1)相连，下行与光源驱动控制器(3)以及主动聚焦模块(7)分别相连。2.根据权利要求1所述的一种大行程的直写式丝网制版系统，其特征在于：所述主机(1)是个人计算机、服务器或工控机中的一种。3.根据权利要求1所述的一种大行程的直写式丝网制版系统，其特征在于：所述扫描轴(2-2)承载主动聚焦模块(7)和光学镜头(8)并带动主动聚焦模块(7)和光学镜头(8)运动。4.根据权利要求1所述的一种大行程的直写式丝网制版系统，其特征在于：所述光源(4)是激光器或LED中的一种。5.根据权利要求1所述的一种大行程的直写式丝网制版系统，其特征在于：所述可编程数据控制器(5)由随机存储器、现场可编程门阵列以及空间光调制器控制芯片组成。6.根据权利要求5所述的一种大行程的直写式丝网制版系统，其特征在于：所述空间光调制器控制芯片为数字光处理芯片。7.根据权利要求1所述的一种大行程的直写式丝网制版系统，其特征在于：所述空间光调制器(6)为数字微镜器件。8.根据权利要求1所述的一种大行程的直写式丝网制版系统，其特征在于：所述主动聚焦模块(7)由高速电机、位置传感器和主动聚焦控制器组成。9.一种利用如权利要求1所述大行程的直写式丝网制版系统在网版上进行图形曝光的方法，其特征在于，包括如下步骤：网版准备步骤，通过上版设备将网版送至指定位置并固定；版图发送步骤，主机(1)将版图发送给可编程数据控制器(5)，同时向可编程数据控制器(5)发出关闭空间光调制器(6)指令；曝光准备步骤，主机(1)根据相关参数计算出...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞庆平，
申请(专利权)人：俞庆平，
类型：发明
国别省市：安徽,34