專利名稱：管狀表面布線電路導電圖案智能曝光系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種容納在電子器件外殼內(nèi)的印刷線路板的導電圖案曝光方法， 尤其是印制管狀傳感器電路布線導電圖案及特定信息圖案的制作方法。
背景技術(shù)：
當前電路布線導電圖案及特定信息圖案的制作原理是將事先制作在底板上的透明導電膜轉(zhuǎn)移到其它底板上，與此同時形成圖案。將感光性導電膜按照感光性樹脂層密合于基板上的方式進行層壓的工序，所述感光性導電膜具備支撐膜、設(shè)置于該支撐膜上并含有導電性纖維的導電層和設(shè)置于該導電層上的所述感光性樹脂層；對所述基板上的所述感光性樹脂層的規(guī)定部分照射活性光線的曝光工序；在剝離所述支撐膜后通過將曝光過的所述感光性樹脂層顯影而形成導電圖形的顯影工序。為了提高成品收率，減小由于圖案耦合形成的電容差以及通過絕緣層形成的導電層，一般通過掩膜對基片上的層進行光掃描， 通過該層的曝光在基片上形成圖案，掃描的方向基本上垂直于該圖案的長度方向?，F(xiàn)有技術(shù)涉及的印制管狀傳感器表面布線電路的形成和相關(guān)信息圖案的產(chǎn)生，最終依賴于傳感器表面感光膠膜曝光質(zhì)量的好壞。能否對表面的感光膠進行有效合理的曝光，制約著產(chǎn)品的質(zhì)量。曝光過程中，影響曝光的因素較多，曝光過程是生產(chǎn)過程中比較困難的一個工序。曝光光源系統(tǒng)的設(shè)計是曝光系統(tǒng)能否使曝光傳感器曝光效果達到最佳的一個關(guān)鍵點之一。曝光光源系統(tǒng)主要包括三方面的內(nèi)容(I)選擇合適的光源，使其發(fā)出的光譜與感光膠光譜靈敏范圍相匹配。由于聚乙烯醇感光膠的光譜敏感區(qū)間比較寬，而且敏感程度在整個區(qū)間的分布也不均勻，另外，感光膠對感光區(qū)域的照度強度有一定要求，太強引起溫度過高影響曝光效果，太弱不能使感光膠曝光充分，如何選取合適的光源使其發(fā)出的光譜與照度強度能使感光膠中的光化反應(yīng)達到最大化，對光源系統(tǒng)至關(guān)重要。不同光源的光譜、能量、溫度、 均勻度、漫射性等特性都不一樣，因此光源的選取是光源系統(tǒng)很重要的一個研究內(nèi)容。(2) 采取合理的措施在一定區(qū)域內(nèi)形成均勻照明。均勻照明是保證傳感器表面各個位置曝光效果、曝光程度一致性的一個因素，它制約著傳感器的整體曝光效果。(3)采取合理措施控制光源系統(tǒng)曝光區(qū)域溫度。在曝光系統(tǒng)工作時，曝光照度強度有比較大的要求，因此選用的光源功率都比較大，容易使光源系統(tǒng)曝光區(qū)域的溫度達到一個比較高的值。被曝光的傳感器表面貼的電路貼片，它有一個溫度承受的范圍，最高不能超過50°C，另外聚乙烯醇感光膠具有熱硬化的現(xiàn)象，它在高溫的強光源環(huán)境中容易受熱硬化，從而使感光膠改變了它的水溶特性，影響曝光效果。光源發(fā)出的高強度的熱量易引起被曝光傳感器表面電路貼片加速老化的現(xiàn)象，不是每一種光源都能滿足要求，曝光光源需要提供一均勻照明區(qū)域，均勻照明是影響曝光質(zhì)量的一個重要因素。很多光源會產(chǎn)生大量紫外線，會引起系統(tǒng)操作者身體上的傷害。
曝光效果的好壞主要取決于三個因素一、選擇曝光用的光譜是否合適；二、是否采用了最佳曝光時間和曝光強度進行曝光；三、管狀傳感器的表面是否受光均勻。目前，企業(yè)里的曝光方法相當落后，曝光方法主要采用傳統(tǒng)曝光箱和利用自然光。這兩種曝光方法主要缺點有一、曝光均勻性得不到保證，而且不能保證產(chǎn)品的質(zhì)量；二、曝光時間不能準確控制，主要取決于人工記時和操作經(jīng)驗；三、非最佳光譜；四、對操作工人手部皮膚存在傷害；五、生產(chǎn)效率低，曝光效率跟不上生產(chǎn)需求的發(fā)展；六、人工勞動強度大。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處和現(xiàn)有曝光方法的不足，提供一種對管狀表面布線電路導電圖案曝光均勻，能夠準確控制曝光時間，并能提高曝光效率， 工作勞動強度小的管狀表面布線電路導電圖案智能曝光系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達到一種管狀表面布線電路導電圖案智能曝光系統(tǒng)，包括，曝光光源系統(tǒng)、嵌入智能控制系統(tǒng)、對流排風系統(tǒng)和整機供電系統(tǒng)，其特征在于，電連接人機交互系統(tǒng)的曝光光源系統(tǒng)設(shè)置在四周內(nèi)壁采用反射鋼板的箱體內(nèi)，人機交互系統(tǒng)通過可編程主控單元5電連接一組通過固態(tài)繼電器分別進行控制的長弧氙燈3，長弧氙燈3順序排列在上層板面中部，每盞長弧氙燈通過智能曝光系統(tǒng)的可編程主控單元相連位于曝光光源系統(tǒng)下方箱體內(nèi)側(cè)板上的溫度照度傳感器15，可編程主控單元對每盞長弧氙燈開啟與關(guān)閉進行程序控制，智能控制曝光傳感器進行曝光；夾持各種長短曝光傳感器的機械頂緊裝置7平行排列在曝光光源系統(tǒng)下方箱體曝光層上，每個曝光傳感器通過左、 右頂尖夾持，由可編程主控單元控制的驅(qū)動裝置6對其中一組定頂尖進行驅(qū)動，每組定頂尖之間通過齒輪20傳遞力矩，帶動曝光傳感器28旋轉(zhuǎn)，沿著平行排列的導軌14自由移動進行曝光。
本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的有益效果。
本發(fā)明通過選用穩(wěn)定性高、光譜線好的發(fā)光光源，配合有效的均勻照明方案，使曝光效果到達最佳的光譜段，在傳感器被曝光的區(qū)域產(chǎn)生均勻的照明，為傳感器表面感光膠光化反應(yīng)提供了優(yōu)良的條件。為了適應(yīng)不同長度曝光傳感器，合理設(shè)計的機械機構(gòu)對傳感器進行機械夾持，配合有效的驅(qū)動裝置驅(qū)動傳感器自動曝光，以機器代替人工曝光的功能， 改進了人工曝光的不足。通過嵌入智能控制系統(tǒng)對于每盞長弧氙燈分別用程序進行控制， 提高了曝光系統(tǒng)的智能化和自動化。在箱體曝光層的四周裝有反射鋼板組成有效的反光系統(tǒng)對曝光傳感器形成均勻照明，改善了傳感器曝光環(huán)境，到達了均勻曝光的目的。為了對曝光工作時箱體內(nèi)的溫度和照度進行試驗，曝光箱體具有溫度和照度參數(shù)測試功能、記憶功能的設(shè)計實現(xiàn)機器自動選擇曝光參數(shù)，曝光完成后自動結(jié)束曝光并聲音提示，便于曝光系統(tǒng)操作的人機接口體現(xiàn)了人性化的設(shè)計。具有合理的人機交互系統(tǒng)進行人機對話，控制器外圍配有顯示器與鍵盤，顯示器用于顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)及參數(shù)，鍵盤用于操作，同時為了適應(yīng)操作者的習慣，顯示器具有漢字顯示的功能，同時鍵盤操作簡單容易。
曝光系統(tǒng)通過7個風扇將曝光溫度控制在最佳溫度50°C。曝光傳感器的驅(qū)動設(shè)備選用了額定電壓為24V的直流電機，用直流電機驅(qū)動機構(gòu)配合十組可以在箱體內(nèi)部滑軌上自由移動的左、右頂尖夾持機構(gòu)，從而帶動傳感器進行曝光，代替了人工旋轉(zhuǎn)曝光。
具有記憶性的可編程主控單元，用于保存參數(shù)。曝光光源通斷、電機通斷及轉(zhuǎn)速的控制、溫度和照度、蜂鳴器通斷、排風風扇的工作，都由i_7188EA型核心控制器、i-7017RC 模擬量采集模塊組成的控制板由程序驅(qū)動控制。在曝光系統(tǒng)工作時，多根大大小小、長短不一的傳感器也能夠在箱體中進行曝光。
可以極大的節(jié)約勞動力，智能曝光系統(tǒng)的其中一個創(chuàng)新點是用智能控制傳感器曝光的方式代替手工控制，用電機驅(qū)動傳感器轉(zhuǎn)動取代傳統(tǒng)的人工操作，從而節(jié)約勞動力。智能控制曝光傳感器進行曝光，則需要相應(yīng)的機械夾持結(jié)構(gòu)，它用于在曝光系統(tǒng)工作時，裝夾被曝光的曝光傳感器，并起到人手旋轉(zhuǎn)傳感器曝光的作用，它可以在驅(qū)動機構(gòu)的帶動下使傳感器沿其軸線進行旋轉(zhuǎn)，同時可以夾持10根傳感器同時曝光。選取能產(chǎn)生最佳曝光效果的曝光光源。采用有效的措施在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生均勻光。設(shè)計合理的管狀傳感器機械夾持裝置并配合有效的穩(wěn)定的驅(qū)動控制系統(tǒng)代替人工旋轉(zhuǎn)進行批量曝光生產(chǎn)。植入現(xiàn)代智能測控系統(tǒng)。通過試驗得出對不同型號傳感器的最佳曝光溫度、照度和曝光時間并予以記錄保存，在曝光時自動提取已保存的最佳參數(shù)曝光，自動控制系統(tǒng)整個曝光過程。提供人性化的人機交互系統(tǒng)。人機界面安全友好，操作方便，使用簡單。通過這樣的設(shè)計達到了提高生產(chǎn)效率、節(jié)約勞動力、提高生產(chǎn)質(zhì)量、降低廢品率的目的。


本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)將參照附圖通過實施例進一步描述。
圖I是本發(fā)明管狀表面布線電路導電圖案智能曝光系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖I夾持機構(gòu)的主視圖。
圖3是圖2的俯視圖。
圖4是圖I智能控制系統(tǒng)的的電路示意圖。
圖5是圖I智能曝光系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)電路示意圖。
圖中I箱體，2排風扇，3長弧氙燈，4人機交互系統(tǒng)，5可編程主控單元(系統(tǒng)控制模塊)，6驅(qū)動裝置，7機械頂緊裝置，8箱體下層，9反光罩，10控制繼電器，11開關(guān)電源，12 強電接線模塊，13光源配套設(shè)備，14導軌，15溫度照度傳感器，16滾輪，17支柱，18散熱孔， 19直流電動機，20齒輪，21左頂尖，22右頂尖，23滑輪，24壓縮彈簧，25軸承，26鎖緊螺栓， 27主動齒輪，28曝光傳感器。
具體實施方式
參見圖I。在以下實施例描述的一種管狀表面布線電路導電圖案智能曝光系統(tǒng)實施例中，整個智能曝光系統(tǒng)包括，曝光光源系統(tǒng)、嵌入智能控制系統(tǒng)、對流排風系統(tǒng)和整機供電系統(tǒng)。箱體I是整個曝光系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它連接了曝光系統(tǒng)的光源部分、嵌入式智能控制系統(tǒng)部分、傳感器夾持裝置驅(qū)動機構(gòu)部分，使曝光系統(tǒng)的各個零部件聯(lián)成一個整體，所有系統(tǒng)模塊都安裝在箱體I上。箱體I共分為三層，上層放置曝光系統(tǒng)可編程主控單元5的主要部件?；诮Y(jié)構(gòu)緊湊簡單的原則，上層距離為260 mm，這個空間大小足夠以上器件的擺放，同時也不會浪費空間；光源系統(tǒng)安裝在中層空間，中層高度距離為439 mm的空間曝光箱的曝光區(qū)域，反光罩9安裝在箱體I上中層的上部，四盞長弧氙燈3通過固定夾持裝置安裝在反光罩9中，從而置于箱體I內(nèi)部。箱體I中層下側(cè)設(shè)有裝夾曝光傳感器的機械頂緊裝置7、導軌14、驅(qū)動曝光傳感器旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置6、溫度照度傳感器15等。為保證光源曝光照度的不流失及均勻性，整個曝光層空間的內(nèi)壁采用反射鋼板設(shè)計，箱體下層8空間為方便用戶而預(yù)留，可以用來放置待曝光或已完成曝光的產(chǎn)品。箱體I上端設(shè)有頂蓋，其上設(shè)有散熱孔18，可以通過拆卸安裝好的螺釘取下頂蓋，后端不采取封閉措施，而是用可以方便打開的兩扇門組成的后板將后側(cè)封閉，目的是方便各層空間各種部件的安裝及接線。前端的中層曝光層及下層預(yù)留層分別設(shè)有門，方便曝光傳感器的裝入與取出。箱體I下方設(shè)有可以滑動和轉(zhuǎn)動的四個滾輪16，這樣就方便了整個箱體I的移動。另外考慮到箱體I在整體裝機后重量會比較大，因此滾輪16的兩側(cè)還設(shè)有四個可以通過螺旋傳動伸出和收回的支柱17，當箱體I需要移動時將支柱17收回，靠滾輪16的滑動進行移動，當移動的到合適位置后，將支柱17伸出，靠支柱17承受箱體重量，這樣就有效避免了滾輪16因長時間的承重而受到損壞。
電連接人機交互系統(tǒng)的曝光光源系統(tǒng)設(shè)置在四周內(nèi)壁采用反射鋼板的箱體內(nèi)，人機交互系統(tǒng)通過可編程主控單元5電連接一組通過固態(tài)繼電器分別進行控制的長弧氙燈 3，長弧氙燈3順序排列在上層板面中部，每盞長弧氙燈通過智能曝光系統(tǒng)的可編程主控單元相連位于曝光光源系統(tǒng)下方箱體內(nèi)側(cè)板上的溫度照度傳感器15，可編程主控單元5對每盞長弧氙燈開啟與關(guān)閉進行程序控制，智能控制曝光傳感器進行曝光；上層板面強電接線模塊12由交流接觸器組成，控制整個系統(tǒng)的電源。接觸器是一種用來接通或斷開帶負載的交直流主電路或大容量控制電路的自動化切換器，它不僅能接通和切換電路，而且還具有低電壓釋放保護作用。接觸器控制容量大，它使用適用于頻繁操作和遠距離控制。系統(tǒng)采用的接觸器為Andeli公司生產(chǎn)的CJXZ-4011，它與兩個按鈕采用標準的接觸器接法進行連接，用來控制整個系統(tǒng)的電源通斷。接觸器輸入端為交流電壓220V，輸出端分別與光源配套設(shè)備13的鎮(zhèn)流器和觸發(fā)器、控制繼電器10、用于弱電供電的開關(guān)電源11、排風扇2相連接。 光源配套設(shè)備13由相互連接的鎮(zhèn)流器和觸發(fā)器組成。
白熾燈、紅外線燈、日光燈、碘鎵燈、長弧氙燈等都可以用作曝光光源。在進行曝光試驗時，傳感器在太陽光的照射下曝光效果最理想，而長弧氙燈能輻射出從紫外線到近紅光的光，光譜形態(tài)是較強的連續(xù)光譜加較弱的線光譜，可見光區(qū)的光色近似日光，有小太陽之稱。綜合以上各種曝光光源的特點，結(jié)合本實施例光源穩(wěn)定性、光譜、光強度等要求，因此選擇長弧氙燈作為本系統(tǒng)的曝光光源。長弧氙燈3可以看作是一種線光源，本實施例需要在至少1800 mm長的范圍內(nèi)產(chǎn)生平行光，為了保證照明均勻性，可以選用十組長弧氙燈3組合，以滿足傳感器長度的要求。為了使四組光源同時發(fā)光時能在一定區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生均勻照明。 可以采用拋物型反光燈罩9，反光燈罩9長度在1800 mm左右，形狀是截面為拋物線的柱狀體。位于反光燈罩9內(nèi)的光源沿一條直線安裝，燈管放置在反光燈罩9拋物線焦點，反光燈罩9燈罩開口寬度與工件擺放的最大寬度相同。燈管放置在拋物線焦點處的四組光源均通過燈罩反光9產(chǎn)生平行光，就可以在反光燈罩9下方的某個位置處形成均勻光。
本實施例采用了四盞光源。選擇的長弧氙燈每盞的功率為1500W，當四盞燈同時工作時，會在箱體I內(nèi)產(chǎn)生大量熱量，引起箱內(nèi)溫度升高，曝光傳感器在曝光時，為了防止感光膠的熱硬化現(xiàn)象和電路貼片加速老化的問題，必須將曝光溫度控制在50°c以下，必須采用必要的降溫措施以保證溫度不會超標。為了使溫度得到有效控制，可以采用排風措施以達到降溫目的。在箱體I的適當位置安裝數(shù)個一定功率的風扇，風扇的排風方向的設(shè)計可以使曝光工作層的空氣得到有效的循環(huán)，這樣就可以使內(nèi)部溫度較高的空氣不斷的排出，外部溫度較低的空氣進入曝光區(qū)域，起到降溫的作用?；诤唵蔚脑瓌t，對流排風系統(tǒng)系統(tǒng)選用了 7個排風風扇2，分別安裝在曝光箱體的兩端、頂端及后端。兩端選用兩個120 mm X 120 mm的小風扇，排風設(shè)計由外部向曝光箱體內(nèi)部吹；頂端選用了三個200 mm X 200 mm的大風扇，排風設(shè)計由曝光箱體內(nèi)部向外部吹；后端選用了兩個200 mm X200 mm的大風扇， 排風設(shè)計由外部向曝光箱體內(nèi)部吹，不但吹進的氣流可充分的到達導軌14表面，另一方面，后端這兩個200 mm X 200 mm風扇與兩端兩個120 mm X 120 mm的小風扇吹進箱體內(nèi)的氣流量與頂端三個200 mm X200 mm的大風扇排出的氣體量相同，這樣對氣流的充分循環(huán)也有好處，通過試驗驗證，溫度被控制在了系統(tǒng)要求的范圍之內(nèi)。
夾持各種長短曝光傳感器的機械頂緊裝置7平行排列在曝光光源系統(tǒng)下方箱體曝光層上，每個曝光傳感器通過左、右頂尖夾持，由可編程主控單元控制的驅(qū)動裝置6對其中一組定頂尖進行驅(qū)動，每組定頂尖之間通過齒輪20傳遞力矩，帶動曝光傳感器旋轉(zhuǎn)，沿著平行排列的導軌14自由移動進行曝光。
參見圖2、圖3。智能曝光系統(tǒng)的夾持機構(gòu)包含驅(qū)動控制系統(tǒng)?；诮Y(jié)構(gòu)簡單、工作可靠穩(wěn)定、方便夾持與取下原則，機械頂緊裝置7的夾持裝置對傳感器的固定方式采用兩個維形的頂尖，分別稱為左頂尖21和右頂尖22，左頂尖21為定頂尖，右頂尖22為動頂尖， 這兩個頂尖分別定在管狀曝光傳感器的兩端起到固定的作用。為了能使此裝置可以夾持各種長短的傳感器，左頂尖21設(shè)計為固定不動，右頂尖22為可以沿左右方向移動的方式。兩個頂尖固聯(lián)在導軌14的兩端，左頂尖固定安裝在導軌14上，右頂尖22通過支撐座體上連接的滑輪23可沿導軌14左右移動，并且在移動到適當?shù)奈恢每梢杂芍巫w上的鎖緊螺栓26鎖住。左右兩個頂尖的中心在一條軸線上，以保證安裝的曝光傳感器不發(fā)生偏斜。右頂尖22內(nèi)部設(shè)有壓縮壓縮彈簧24，目的首先是為了安裝方便，其次是產(chǎn)生一定的頂緊力。 當右頂尖22移動到合理位置后就用鎖緊螺栓26鎖緊，安裝待曝光的曝光傳感器時，先讓曝光傳感器的一端被左頂尖21頂住，然后人工壓縮右頂尖22引起壓縮彈簧24壓縮、頂尖縮回，將曝光傳感器的另一端放于右頂尖22軸線上后松開被壓縮的頂尖，這樣在壓縮彈簧力的作用下曝光傳感器就被兩個頂尖頂緊了。左頂尖21內(nèi)設(shè)有軸承25，這樣頂尖就可以沿其軸線轉(zhuǎn)動，它的錐形部分設(shè)計成斜齒形狀，用以保證驅(qū)動傳感器轉(zhuǎn)動時有足夠大的摩擦力。 左頂尖還配有設(shè)計好參數(shù)的齒輪20，齒輪20中心與頂尖軸心在一條直線上，當齒輪20轉(zhuǎn)動時驅(qū)動頂尖對曝光傳感器壓緊。十組如圖2所示的左右頂尖配合導軌14，并排固聯(lián)在主體箱體的曝光層空間中，驅(qū)動裝置6對其中一組進行驅(qū)動，每組頂尖之間通過齒輪20傳遞力矩，就可以實現(xiàn)曝光系統(tǒng)工作時，每次旋轉(zhuǎn)曝光十根傳感器的功能。為了使機構(gòu)看起來更美觀，左頂尖21排成一排固定在導軌14上后，還設(shè)計了頂尖蓋板安裝在一排左頂尖21的上部，這樣既提高了具有驅(qū)動作用的左頂尖21的安全性，又使裝置看齊來美觀大方。
驅(qū)動機構(gòu)用來驅(qū)動夾持裝置運動，而驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動裝置6，常用的有步進電機、 直流電機、同步電動機、測速電動機和壓電陶瓷驅(qū)動器等。基于設(shè)計原則及系統(tǒng)性能的考慮以及個驅(qū)動裝置特點、成本等因素的對比，本實施例采用了額定電壓為24V的直流電動機 19作為驅(qū)動裝置。
在傳動方式的設(shè)計上，常用的傳動方式有齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動、螺旋傳動、摩擦傳動等。齒輪傳動是機械系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)用最為廣泛的一種傳動方式。它可以傳動任意兩軸之間的運動和轉(zhuǎn)矩，也是一種可以將移動變換為轉(zhuǎn)動或者將轉(zhuǎn)動變換為移動的機構(gòu)。齒輪傳動的傳動比較穩(wěn)定，傳動精度也較其他方式高，在用作傳遞功率時它有著傳動效率高、 壽命長的優(yōu)點。本實施例設(shè)計傳動方式的主要技術(shù)要求是傳動效率的保證以及運動變換方式的合理性，采用了齒輪傳動的直齒輪傳動方式。即每個左頂尖21的轉(zhuǎn)動軸上都安裝有齒輪20，相鄰左頂尖21上的齒輪20相互嚙合互相傳遞力矩，因此通過直流電機驅(qū)動最外側(cè)一個左頂尖21齒輪20旋轉(zhuǎn)，只要電機的力矩足夠大，就可以使每個左頂尖21的轉(zhuǎn)動軸都進行旋轉(zhuǎn)。與直流電動機19直接連接的主動齒輪27的軸套上制有一個螺紋孔，將主動齒輪 27套在直流電動機19旋轉(zhuǎn)軸上，用與齒輪20的軸套上的螺紋孔配套的螺釘，沿螺紋孔扭緊后，螺釘就頂緊了直流電動機19的旋轉(zhuǎn)軸，從而起到了將主動齒輪27與直流電動機19旋轉(zhuǎn)軸的連接作用。
參閱圖4。光源系統(tǒng)的設(shè)計采用了四盞1500W的長弧氙燈，為了起到適應(yīng)不同長度傳感器曝光的效果，需對四盞光源的開啟與關(guān)閉進行程序控制，而取代傳統(tǒng)的人工控制。 為適應(yīng)不同長度曝光傳感器的曝光以提高系統(tǒng)智能化程度，對于每盞長弧氙燈應(yīng)分別可以用程序進行控制。在不同場合的應(yīng)用下對控制系統(tǒng)的要求不同，一般來說，對控制系統(tǒng)共同的要求有穩(wěn)定、精確、快速、安全。曝光傳感器的驅(qū)動設(shè)備選用了額定電壓為24V的直流電機，用直流電機驅(qū)動機構(gòu)帶動曝光傳感器進行曝光。系統(tǒng)還需要對電機進行控制，對電機的控制不僅需要控制其通斷，還要控制其轉(zhuǎn)速。設(shè)計時為了適應(yīng)內(nèi)徑大的曝光傳感器及內(nèi)徑小的曝光傳感器曝光的一致性，將電機的轉(zhuǎn)速設(shè)計為了兩檔。當曝光傳感器的內(nèi)徑較大時采用高速檔，內(nèi)徑小時采用低速檔。為了簡化設(shè)計，利用直流電機的工作特性，對電機的換檔的方法采用切換其供電電源電壓的方式實現(xiàn)，當采用低速檔時用5V電壓對其供電， 采用高速檔時用12V直流電壓對其供電。因此在系統(tǒng)進行電機控制的設(shè)計中采用了前后兩個連接的觸點式繼電器K。第一個繼電器控制電機電源的通斷，第二個繼電器對其供電電源進行切換，直流電機的工作受可編程主控單元控制?？删幊讨骺貑卧刹捎梦⑿涂删幊套詣踊刂破?μ PAC系列)。結(jié)構(gòu)小巧的可編程主控單元，具有強大的運算能力和通訊功能?？勺鳛樵O(shè)備控制核心。本實施例采用泓格科技的i_7188EA型核心控制器作為主控器。i_7188EA是一種低價格、多用途、可編程的串口通信控制器和通信協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊。泓格1-7188EA模塊內(nèi)嵌AMD公司80188-40處理器，存儲器包括512K Flash-ROM,2k EEPROM 及31 Byte NVRAM。其中NVRAM非易失性隨機訪問存儲器，是指斷電后仍能保持數(shù)據(jù)的一種 RAM，它訪問讀寫速度快，用于保存需要不斷更改的參數(shù)，F(xiàn)lash-ROM及EEPROM的容量大，斷電后數(shù)據(jù)仍能保持，泓格i_7188EA模塊存儲器的設(shè)計完全滿足了本系統(tǒng)的要求。1-7188EA 內(nèi)部還提供有看門狗定時器、電源保護電路，提高了系統(tǒng)在 運行時的安全性，BIOS支持RTC 時間和日期，它還內(nèi)置了 ROM DOS操作系統(tǒng)，方便了系統(tǒng)的開發(fā)與調(diào)試，用戶可借助一臺普通的PC機開發(fā)程序。電源10 30VDC，功耗2. O 3. 0W。在接口方面，它可以提供兩個串口，一個RS232和一個RS485接口，這兩個接口一方面可以用于開發(fā)系統(tǒng)進行調(diào)試時與上位機的連接，一方面可以擴展其他泓格模塊進行模擬量的采集，或者與帶有串口的顯示器或鍵盤通信。模塊的外部還置有6個數(shù)字輸入口和7個數(shù)字輸出口，6個輸入口可以作為人機交互系統(tǒng)4中鍵盤的接口，7個數(shù)字輸出口可以通過控制繼電器起到控制電機及光源通斷的作用。主控制器六個數(shù)字輸入口都采用了內(nèi)部上拉電阻，因此當輸入口懸空，系統(tǒng)掃描時該口對應(yīng)檢測線為高電平，當某一個按鍵被按下時，對應(yīng)的檢測線就變成了低電平，而與其它鍵相對應(yīng)的檢測線仍為高電平，從而識別出哪一個鍵被按下。
根據(jù)智能控制系統(tǒng)的要求及變送器的要求及變送器輸出信號的特點，智能控制系統(tǒng)采用了采用了泓格科技的i_7017RC模擬量采集模塊，它具有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，并且可以利用泓格公司內(nèi)部開發(fā)的DCON協(xié)議對它進行遠程控制。它帶有一個RS-485通信口，通過這個通信口可以與主控制器i_7188EA的RS-485通信口進行通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，串口通信的波特率可以達到115. 2K。i_7017R可以采集八個通道的電流輸入，不用外接電阻，并且內(nèi)部設(shè)有高壓保護，可以承受240V的有效電壓而不受到損壞。它的主要性能指標采樣速度為10次/S、采樣精度為±0. I %、輸入阻抗IM歐姆、10 30V直流電源供電、功耗I. 3W，因此它的特性指標完全滿足曝光系統(tǒng)模擬量采集的要求。在i_7017RC引腳的使用上，前三個模擬量采集通道用來與變送器進行連接，它的RS485串行通信口(DATA +、DATA-)與主控制器RS485 口連接，VS+與GND為電源供電的兩個引腳，用24V直流電源為其供電。
智能控制系統(tǒng)包括圍繞主控制器電連接的長弧氙燈、電機、接觸器、顯示器、蜂鳴器、模擬量采集模塊i_7017RC和電連接模擬量采集模塊i_7017RC照度變送器及兩個溫度變送器。為了使各種型號的傳感器的曝光效果達到最佳，直流電機的轉(zhuǎn)速設(shè)計為高速和低速兩檔，通過切換直流電機的供電電源實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的切換。為了對曝光工作時箱體內(nèi)的溫度和照度進行實驗，系統(tǒng)還需要具有溫度和照度數(shù)據(jù)采集的功能，需要合理的人機交互系統(tǒng)進行人機對話，因此控制器外圍配包含顯示器與鍵盤的人機交互系統(tǒng)4，顯示器用于顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)及參數(shù)，鍵盤用于操作，同時為了適應(yīng)操作者的習慣，顯示器具有漢字顯示的功能，同時鍵盤操作簡單容易。系統(tǒng)還需要選擇具有記憶性的控制器，用于保存參數(shù)。在硬件系統(tǒng)的輸入通道上，需要采集三路模擬信號，其中包括兩路溫度信號和一路照度信號，輸出通道上具有控制四盞光源開關(guān)的能力，同時電機的通斷及速度的調(diào)節(jié)也需要得到控制。因此在核心控制器的選擇上，它的接口必須滿足一定要求，它至少應(yīng)包括采集三路模擬量信號采集的接口、顯示器和鍵盤通信接口、控制電機通斷及轉(zhuǎn)速的接口、控制四路光源通斷的接口。智能設(shè)備普遍采用由多個按鍵組合在一起而構(gòu)成按鍵式鍵盤，鍵盤中的一個按鍵都代表一個特定的功能或者數(shù)字。常用的鍵盤有編碼式和非編碼式兩種類型。本實施例采用了非編碼式鍵盤。非編碼式鍵盤是用軟件的方法分析鍵的閉與合，軟件通過周期性的對一組按鍵或開關(guān)進行掃描，查詢是否有按鍵閉合。因為智能曝光系統(tǒng)的操作系統(tǒng)流程比較簡單，因此鍵盤的設(shè)計采用了使用靈活、成本較小的非編碼式鍵盤。
非編碼式鍵盤又分為獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤，它們是按照鍵盤與核心控制器連接方式的不同來劃分的。在設(shè)計上，一般按鍵數(shù)目大于八個時，一般都采用矩陣式鍵盤。獨立式鍵盤的特點是一個鍵占用一個獨立的接口，即一鍵一線。當按鍵數(shù)目較多時，這種結(jié)構(gòu)需要占用較多的檢測線，因此獨立式鍵盤不便于組成大型鍵盤。智能曝光系統(tǒng)工作流程簡單，根據(jù)系統(tǒng)需要設(shè)計了 6個按鍵，因此選用了獨立式鍵盤作為本系統(tǒng)的鍵盤結(jié)構(gòu)。在鍵盤定義的設(shè)計上，為了滿足系統(tǒng)功能的要求，設(shè)計了六個開關(guān)按鍵，每個按鍵均采用普通的開關(guān)作為按鍵器件。系統(tǒng)需要控制每盞光源的開關(guān)及電機的轉(zhuǎn)速和通斷，因此操作者可以通過操作按鍵進行光源及電機的控制。另外，曝光傳感器的曝光時間需要操作者通過按鍵提前進行設(shè)置，在曝光過程中出現(xiàn)問題時，可以通過按鍵中斷系統(tǒng)工作等。
智能控制系統(tǒng)采用的顯示器要對操作者直接提供各種信息。顯示器需要顯示必要的信息使操作者了解系統(tǒng)工作的階段。在智能曝光系統(tǒng)工作過程中，需要對各種參數(shù)進行設(shè)置，因此顯示器需要顯示系統(tǒng)工作時的參數(shù)信息，包括設(shè)置前的參數(shù)與更改后的參數(shù)。智能控制系統(tǒng)能根據(jù)曝光傳感器的型號自動選取預(yù)置的參數(shù)進行工作，因此需要顯示器具有顯示各種型號信息及方便選擇的功能。曝光工作過程中，需要實時的采集箱體內(nèi)的溫度和照度信息，這兩個信號的大小也要通過顯示器提供給用戶。曝光一批曝光傳感器的時間及日期、曝光時間的長度等信息要提供操作者。當曝光結(jié)束后，顯示器應(yīng)該具有相關(guān)的提示。 另外，為了方便操作者操作，顯示器還應(yīng)顯示相關(guān)幫助信息。
根據(jù)系統(tǒng)功能和特點，采用了有利華彩色液晶顯示器。該顯示器的單片機電路部分與同類液晶顯示模塊電路大致相同，而顯示驅(qū)動邏輯電路則采用專門的優(yōu)化邏輯電路取代專用液晶驅(qū)動芯片，利用分時技術(shù)讓顯示與輸入數(shù)據(jù)同時進行，實現(xiàn)了畫面的高速更新， 而且互不干擾。它的外形尺寸為172X 120. 5 X 32，它被安裝在人機交互控制盒加工的相應(yīng)尺寸的方孔中。它的點陣規(guī)格為480XRGBX234，可以顯示14行X30列漢字，完全可以滿足系統(tǒng)的顯示要求。且這種顯示模塊具有預(yù)置頁面的功能，它可以預(yù)置256頁畫面。它可以顯示黑、蘭、綠、青、紅、粉、黃、白八種顏色，它可以用串口或者并口進行通信，本實施例通過串行口使其與核心控制器i_7188EA進行通信。它的工作電壓為12V，左右視野角度為150 度，功率 12VX870Ma。
顯示器的對外接口為二十針引腳，其中有三根地線和三根電源線，其余為串行通信口的引腳與并行通信口的引腳，核心控制器通過串口與其通信，通信是主要用它的14腳 RXD端口向其發(fā)送數(shù)據(jù)，它的15腳DTR為緩沖區(qū)滿信號，如果每組的數(shù)據(jù)量少于256字節(jié)， 同時每組之間又有足夠的間隙，則不判斷DTR位信號也可連續(xù)發(fā)出。因此，為了方便設(shè)計， 在使用時每次向顯示器發(fā)送數(shù)據(jù)后都留有足夠的時間間隙，沒有使用DTR這個引腳。為了提高通信速度，通信口的波特率設(shè)置為9600bps (顯示器的SW1-3撥向OFF位置)，主控制器i_7188EA與液晶顯示器的通信格式為1個低電平起始位，8個低位在前，高位在后的數(shù)據(jù)位，I個高電平停止位。
參閱圖5。智能曝光系統(tǒng)中，需要控制的部件比較少，主要是對四盞曝光光源、電機及蜂鳴器的控制，對這三個部件的控制操作全部通過主控制器的數(shù)字輸出口實現(xiàn)。蜂鳴器的控制比較簡單，將蜂鳴器串接在24V電壓端子與主控制器i_7188EA的一個數(shù)字輸出口之間，當輸出口輸出高電平時蜂鳴器不會發(fā)出聲音，輸出低電平則由于兩端存在壓差而使蜂鳴器發(fā)出聲響。因此蜂鳴器的工作狀態(tài)可以用程序控制改變其控制輸出口的狀態(tài)進行控制。
為了滿足各個模塊電壓及功耗的需求，需要選用合適的開關(guān)電源分別對它們進行供電。需要直流供電的部件有彩色液晶顯示器(12V)、直流電機(5V及12V)、泓格的主控制器i_7188EA及i-7017RC數(shù)據(jù)采集模塊(12V 30V)、繼電器(24V)等。因此系統(tǒng)需要提供5V、12V、及24V的直流電壓，5V的電壓提供給直流電機，工作時最大電流不超過IA ；12V 電壓需要提供給直流電機與顯示器，當兩者同時需要供電時，最大需求電流不超過2A;24V 電壓供給泓格的主控制器、i-7017RC數(shù)據(jù)采集模塊及繼電器。系統(tǒng)選用Mean well公司 D-120A及S-150-24開關(guān)電源模塊，D-120A具有5V及12V電壓輸出端口，輸出功率可以達到 60W，即只輸出5V電壓時最大工作電流可達12A，只輸出12V電壓時最大工作電流可達5A， 可以提供24V電壓的輸出，它的輸出功率為150W，完全可以滿足系統(tǒng)的要求。另外，這兩個電源模塊的尺寸為199 X 110 X 50 mm,重量都在O. 82kg，交流電壓的輸入可為IIOV和220V， 可以通過電源模塊上配置的電源開關(guān)進行配置。
開關(guān)電源、排風風扇及四盞1500W的光源系統(tǒng)需要220V的交流電壓進行供電，因此系統(tǒng)采用三相電進行供電。為了使三相電的每一相電流均分，三相電中的兩相為四盞光源供電，即每盞光源占用一相電，另外一相用來給開關(guān)電源及所有的排風扇供電。強電的控11制采用交流接觸器控制整個系統(tǒng)的電源。接觸器是一種用來接通或斷開帶負載的交直流主電路或大容量控制電路的自動化切換器，它不僅能接通和切換電路，而且還具有低電壓釋放保護作用。接觸器控制容量大。它使用適用于頻繁操作和遠距離控制，是自動控制系統(tǒng)中的重要元件之一。系統(tǒng)采用的接觸器為Andeli公司生產(chǎn)的CJXZ-4011，它與兩個按鈕采用標準的接觸器接法進行連接，用來控制整個系統(tǒng)的電源通斷。
智能曝光系統(tǒng)模擬量采集通道采用了兩個與24V電源相連接的溫度傳感器、一個照度傳感器、變送器和A/D轉(zhuǎn)換器，溫度傳感器、照度傳感器的輸出電壓信號端與模擬量采集模塊i_7017RC的輸入端電連接，實現(xiàn)了溫度及照度數(shù)據(jù)準確、及時的采集。智能曝光系統(tǒng)包括電連接在主控制器i_7188EA的繼電器K、i_7017RC模擬量采集模塊、電機、顯示器、 鍵盤、蜂鳴器，溫度傳感器、照度傳感器與模擬量采集模塊i_7017RC電連接，繼電器K電路上連接的開關(guān)電源、風扇AIR和接觸器，接觸器經(jīng)繼電器K相連變送器Tl、T2，變送器Tl、T2 通過鎮(zhèn)流器L并聯(lián)，變送器Τ2次級線圈電路上并聯(lián)有開關(guān)Kl和電容器C2，G是電容Cl兩端電壓達到的火花間隙G，開關(guān)電源分別與顯示器(12V)、直流電機(5V及12V)、泓格的主控制器i-7188EA及i-7017RC數(shù)據(jù)采集模塊(12V 30V)、繼電器(24V)、蜂鳴器電連接并對它們進行供電。長弧氙燈的工作原理如圖所示。合上接觸器電源開關(guān)，與繼電器K電連接的觸發(fā)電路內(nèi)的升壓變送器Tl的次級線圈，感應(yīng)出3 6KV高壓。在交變電壓的每半周，次級高壓向儲能電容Cl充電，當Cl兩端電壓達到火花間隙G的擊穿電壓時，火花間隙擊穿。 Cl通過G產(chǎn)生高頻高壓火花脈沖，向脈沖變送器T2的初級放電，次級感應(yīng)出一萬伏以上的脈沖高壓。當C2電壓達到長弧氙燈放電電壓時，燈內(nèi)的氙氣迅速電離，發(fā)生火花放電。只要觸發(fā)器有足夠的能量輸出，使電極加熱到具有一定的熱發(fā)射能力，燈管中的氣體，則由火花放電過度到弧光放電，氙燈被點燃。電源經(jīng)主電路的鎮(zhèn)流器L向氙燈供電。此時開關(guān)Kl 應(yīng)閉合，以防止大電流將T2次級線圈燒壞。L的作用是使燈的工作比較穩(wěn)定。
與傳感器連接的A/D轉(zhuǎn)換器將傳感器輸出的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，這個模擬量一般指電壓和電流參量。在選擇A/D轉(zhuǎn)換器時，需要考慮到它的分辨率與量化誤差、轉(zhuǎn)換精度、轉(zhuǎn)換速率與滿刻度范圍等幾個關(guān)鍵的技術(shù)指標。與A/D轉(zhuǎn)換器連接的熱電阻是工程上應(yīng)用最廣泛的溫度傳感器，在溫度測量領(lǐng)域占有重要的地位。熱電阻傳感器就是利用導體電阻隨溫度變化的特性進行溫度和與溫度有關(guān)的參數(shù)進行測量的。熱電阻傳感器的主要優(yōu)點是測量精度高、在低溫方面有較大的測量范圍、易于使用在自動測量和遠距離測量中。曝光系統(tǒng)箱體I內(nèi)的溫度變化范圍很小，最低值取決于曝光系統(tǒng)工作環(huán)境的溫度，一般為室溫的最低值，最高不超過60°C。因此在溫度傳感器的選擇上考慮了在低溫方便測量精度較高的熱電阻傳感器。智能曝光系統(tǒng)熱電阻傳感器可以采用成都怡騰自動化科技有限公司生產(chǎn)的WZP-010型熱電阻溫度傳感器，它的測量溫度為-50°C 350°C，測量精度可以達到 O. 1°C，完全可以滿足系統(tǒng)要求。將它可以與怡騰公司的JWB-DP-A溫度變送模塊配套使用， 將溫度變化轉(zhuǎn)換為4 20mA的標準電流輸出。與熱電阻溫度傳感器電連接的溫度變送模塊為二線制引線，供電電壓為直流24V。關(guān)于照度的測量范圍及照度傳感器的選用，一般可以提供人閱讀的照明在500 1000LUX就足夠了，陰天戶外的照度約為8000LUX，冬日陽光下的照度為60000 80000LUX，夏日陽光下的照度很強，約為十萬LUX。因此，曝光箱體內(nèi)照度的大小最大不可能超過夏日陽光下的照度強度，照度的測量采用ZD-H-AT型照度變送器，它的測量范圍為O 100000LUX，滿足了系統(tǒng)要求。
曝光光源利用四個固態(tài)繼電器分別進行控制，與主控制器電連接的四個繼電器占用四個數(shù)字輸出口。控制光源的固態(tài)繼電器有四個引腳，兩個為控制輸入腳，為弱電通電端，其余兩個為輸出腳，為強電通電端。將兩輸出腳作為光源的開關(guān)與光源系統(tǒng)進行連接， 輸入腳一端接24V電源，另一端接主控制器的數(shù)字輸出口。當對控制輸入腳兩端施加24V 電壓時，兩輸出腳接通為接通狀態(tài)，反之為斷開狀態(tài)。當主控制器初始化后，默認的輸出口狀態(tài)為“1”，即高電平，因為固態(tài)繼電器另一端連接24V，也為高電平，因此兩端間不存在電壓差，電源不會啟動。當需要開啟電源時，只需要利用程序控制相應(yīng)的輸出口，使其狀態(tài)為 “0”，這樣控制輸入腳的兩端就有了 24V的電壓差，引起繼電器輸出端接通，光源即可啟動。
長弧氙燈配有觸發(fā)器及鎮(zhèn)流器，所以可以利用繼電器K起到弱電控制強電的作用。繼電器分為有觸點的電磁繼電器及無觸點的固態(tài)繼電器，相對于有觸點的電磁繼電器， 固態(tài)繼電器有著壽命長、工作頻率高、可靠性高、使用安全、對外電磁干擾小等優(yōu)點，因此本系統(tǒng)選用4個固態(tài)繼電器分別控制每盞光源。根據(jù)每盞光源的功率大小，選用shunke公司 SSR-H380D60型的繼電器，這種繼電器最大可以通過60A的電流，并配有散熱器，完全可以滿足1500W功率長弧氙燈的要求。
當控制電機通斷的第一個繼電器K2 D05的輸出狀態(tài)為高電平時，左邊繼電器的觸點切到懸空，因此電機無法通電而不工作。當D05輸出為低電平時，電機通電，供電電壓取決于右邊的繼電器即取決于控制電源切換的第二個繼電器K3 D06的狀態(tài)，D06為高電平則接通開關(guān)電源的5V電壓，為低電平則接通12V電壓。兩繼電器為感性負載，為了防止繼電器突然斷電時對電路的沖擊，系統(tǒng)采用了兩個單向二極管進行釋放，起到對電路的保護作用。
當需要啟動智能曝光系統(tǒng)時，按下常開的按鈕，接觸器內(nèi)部線圈因有電流流過而產(chǎn)生磁力，使接觸器主觸頭及內(nèi)部的常開開關(guān)閉合，這樣主回路通電，智能曝光系統(tǒng)工作， 此時無論常開的按鈕如何，智能曝光系統(tǒng)不受其影響。當需要斷開智能曝光系統(tǒng)時，按下常閉的按鈕開關(guān)，它與接觸器內(nèi)部已經(jīng)被吸合的常開開關(guān)時串聯(lián)的關(guān)系，因此它被按下后線圈電流回路被切斷，引起主觸頭的斷開，進而切斷了系統(tǒng)的供電。
軟件設(shè)計的核心部件是對i_7188EA進行開發(fā)，通過程序的編制使它按照固定的流程進行工作。i_7188EA的工作方式與普通計算機差不多，在對它進行通電后內(nèi)部程序數(shù)據(jù)存儲部分的Mini-BIOS啟動，然后操作系統(tǒng)ROM-DOS運行，操作系統(tǒng)啟動后運行文件 CONFIG. SYS和AUTOEXEC. BAT，之后就運行由開發(fā)用戶編寫的實現(xiàn)特定功能的程序(程序可用QBASIC或C語言進行編寫)。
本實施例中i-7188中運行的程序由C語言進行編寫，選擇BorlandC++3. I作為應(yīng)用程序的開發(fā)環(huán)境，對編寫好的應(yīng)用程序進行編譯聯(lián)接，生成可執(zhí)行文件，通過工具放入 i-7188的程序存儲區(qū)，i-7188啟動后自動執(zhí)行這個文件。
軟件流程的設(shè)計主要具有六大功能針對某型號傳感器設(shè)置參數(shù)并保存；根據(jù)用戶選擇的傳感器型號自動調(diào)用參數(shù)工作；調(diào)用前一次曝光參數(shù)工作；快捷鍵調(diào)用曝光參數(shù)工作；根據(jù)用戶設(shè)置的參數(shù)進行曝光；自動判斷曝光結(jié)束并報警功能。
系統(tǒng)具有參數(shù)記憶功能，可針對每種型號規(guī)格傳感器進行曝光試驗，得出最佳參數(shù)后可將參數(shù)保存在系統(tǒng)中，保存后用戶無需關(guān)心曝光參數(shù)，可直接選擇曝光傳感器得型號按確定即可，系統(tǒng)會自動選擇保存的曝光參數(shù)進行工作。因此，軟件系統(tǒng)不但需要設(shè)計傳感器曝光參數(shù)設(shè)置并保存的功能，并且要提供合理的人機交互界面，便于用戶進行參數(shù)設(shè)置。參數(shù)設(shè)置與保存功能的使用方法對系統(tǒng)上電后顯示器進入系統(tǒng)開機界面，此時短按上、下、左、右任意一個鍵，顯示器的界面就顯示為曝光型號選擇界面。經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)，曝光參數(shù)的設(shè)計主要取決于傳感器的長度，相同長度的傳感器具有基本一致的最佳曝光參數(shù)， 因此曝光型號的選擇設(shè)計為傳感器長度的選擇，不同長度的傳感器曝光參數(shù)不同，將傳感器的長度分為八個范圍列舉出來?？梢酝ㄟ^按上下左右鍵選擇傳感器的型號。選中需要設(shè)置曝光參數(shù)傳感器的型號后，長按取消鍵直至顯示器的顯示截面顯示為參數(shù)設(shè)置。參數(shù)的設(shè)置方法在顯示器上會顯示出來，即按上下鍵選擇各個參數(shù)選項，按左右鍵更改各參數(shù)的值，若取消參數(shù)設(shè)置可以按取消鍵返回上一級界面，參數(shù)設(shè)置完畢后按下確定鍵保存參數(shù)并返回傳感器型號選擇界面，進行此操作后相應(yīng)傳感器的曝光參數(shù)就被設(shè)置或更新了。
為了方便系統(tǒng)的操作，軟件設(shè)計了根據(jù)用戶選擇的傳感器型號自動調(diào)用參數(shù)工作、調(diào)用前一次曝光參數(shù)工作、快捷鍵調(diào)用曝光參數(shù)工作、根據(jù)用戶設(shè)置的參數(shù)進行曝光四個模式，使用戶可以通過四種方式選用設(shè)置相應(yīng)的曝光參數(shù)進行工作。
根據(jù)用戶選擇的傳感器型號自動調(diào)用參數(shù)工作。針對每種規(guī)格的傳感器進行最佳曝光參數(shù)試驗得出最佳曝光參數(shù)后，按照上述方法將參數(shù)進行逐個保存。參數(shù)被保存后系統(tǒng)就可以根據(jù)用戶選擇的型號規(guī)格自動調(diào)用對應(yīng)的參數(shù)進行曝光工作。這種功能的調(diào)用只需在系統(tǒng)上電顯示器顯示開機界面后，短按上下左右鍵中的一個使顯示器進入曝光型號選擇界面，按照相同的方法選擇型號后按確定就可以使系統(tǒng)進行工作。
調(diào)用前一次曝光參數(shù)工作。在傳感器的生產(chǎn)加工時，往往對同一批量同規(guī)格的傳感器進行曝光時，因此系統(tǒng)連續(xù)幾次工作時的曝光參數(shù)都是一樣的。為了適應(yīng)系統(tǒng)在這種情況下方便系統(tǒng)的操作，軟件系統(tǒng)設(shè)計了調(diào)用前一次曝光參數(shù)工作的功能。即在每一次曝光工作后都會將本次工作的曝光參數(shù)保存在NVRAM中，操作者選用此功能進行曝光工作時，系統(tǒng)會從NVRAM中讀取參數(shù)進行曝光工作。操作方法只需在系統(tǒng)開機界面顯示后按下確定鍵，曝光系統(tǒng)直接讀取曝光參數(shù)進行工作。
快捷鍵調(diào)用曝光參數(shù)工作。系統(tǒng)的曝光參數(shù)主要是曝光光源開啟數(shù)量的選擇，因此系統(tǒng)軟件提供了四個快捷鍵，四個快捷鍵就是標識為1、2、3、4的按鍵，長按每個快捷鍵后就會開啟相應(yīng)的曝光光源的盞數(shù)，系統(tǒng)工作時曝光時間與電機轉(zhuǎn)速的選擇也是通過讀取 NVRAM中的值，即采用上一次的電機轉(zhuǎn)速及曝光時間進行工作。
根據(jù)用戶設(shè)置的參數(shù)進行曝光。在對傳感器進行最佳曝光參數(shù)試驗時需要靈活的設(shè)置曝光參數(shù)，這時曝光參數(shù)通過用戶人機界面設(shè)置。在對某種傳感器進行第一次曝光時， 也需要用戶設(shè)置每個曝光參數(shù)，因此這個功能時必須的。這個功能的使用需要用戶在系統(tǒng)開機界面顯示時，按下取消鍵，這時人機界面顯示參數(shù)設(shè)置界面，這個界面與參數(shù)設(shè)置并保存功能種調(diào)用的參數(shù)設(shè)置界面一樣，設(shè)置方法也完全一致。參數(shù)設(shè)置完畢后按下確定鍵就使系統(tǒng)進入工作狀態(tài)，曝光參數(shù)按照用戶設(shè)置的進行。
系統(tǒng)進入工作狀態(tài)后，電機控制帶動傳感器旋轉(zhuǎn)曝光。光源數(shù)量的開啟由曝光參數(shù)決定，顯示器會進行當前狀態(tài)的顯示。軟件系統(tǒng)不斷讀取溫度、照度數(shù)據(jù)并更新在顯示器中，顯示器會將此時工作的曝光參數(shù)、時間日期用一定的顯示方法呈現(xiàn)給操作者。為了操作者對工作流程更好的了解，界面還顯示有剩余曝光時間的功能，以提醒用戶在相應(yīng)的時間過去后取出曝光完畢的傳感器。曝光時間結(jié)束后，系統(tǒng)會聲光提示用戶曝光結(jié)束，人機界面顯示“曝光結(jié)束”四個大子，同時蜂鳴器發(fā)出聲音。為了防止工作過程中出現(xiàn)意外，可以強14制中斷曝光工 作，使光源和電機斷電，停止中斷工作調(diào)用后進入的流程與正常曝光結(jié)束后進入的流程一致。
權(quán)利要求
1.一種管狀表面布線電路導電圖案智能曝光系統(tǒng)，包括，嵌入智能控制系統(tǒng)、曝光光源系統(tǒng)、對流排風系統(tǒng)、整機供電系統(tǒng)，其特征在于，電連接人機交互系統(tǒng)的曝光光源系統(tǒng)設(shè)置在四周內(nèi)壁采用反射鋼板的箱體內(nèi)，人機交互系統(tǒng)通過可編程主控單元(5)電連接一組通過固態(tài)繼電器分別進行控制的長弧氙燈(3)，長弧氙燈(3)順序排列在上層板面中部，每盞長弧氙燈通過智能曝光系統(tǒng)的可編程主控單元相連位于曝光光源系統(tǒng)下方箱體內(nèi)側(cè)板上的溫度照度傳感器(15)，可編程主控單元對每盞長弧氙燈開啟與關(guān)閉進行程序控制，智能控制曝光傳感器進行曝光；夾持各種長短曝光傳感器的機械頂緊裝置(7)平行排列在曝光光源系統(tǒng)下方箱體曝光層上，每個曝光傳感器通過左、右頂尖夾持，由可編程主控單元控制的驅(qū)動裝置(6)對其中一組定頂尖進行驅(qū)動，每組定頂尖之間通過齒輪(20)傳遞力矩， 帶動曝光傳感器旋轉(zhuǎn)，沿著平行排列的導軌(14)自由移動進行曝光。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的管狀表面布線電路導電圖案智能曝光系統(tǒng)，其特征在于箱體(I)共分為三層，上層放置曝光系統(tǒng)可編程主控單元(5 )的主要部件；光源系統(tǒng)安裝在中層空間，中層高度距離為439 mm的空間為曝光箱的曝光區(qū)域，反光罩(9)安裝在箱體(I)上中層的上部，四盞長弧氙燈(3)通過固定夾持裝置安裝在反光罩(9)中，箱體(I)中層下側(cè)設(shè)有裝夾曝光傳感器的機械頂緊裝置(7)、導軌(14)、驅(qū)動曝光傳感器旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置(6) 和溫度照度傳感器(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的管狀表面布線電路導電圖案智能曝光系統(tǒng)，其特征在于 位于反光燈罩(9)內(nèi)的光源沿一條直線安裝，燈管放置在反光燈罩(9)拋物線焦點，反光燈罩 (9)燈罩開口寬度與工件擺放的最大寬度相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的管狀表面布線電路導電圖案智能曝光系統(tǒng)，其特征在于對流排風系統(tǒng)系統(tǒng)選用了七個排風風扇(2)，分別安裝在曝光箱體的兩端、頂端及后端。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的管狀表面布線電路導電圖案智能曝光系統(tǒng)，其特征在于機械頂緊裝置(7)的夾持裝置對傳感器的固定方式采用兩個錐形的頂尖，分別稱為左頂尖 (21)和右頂尖(22 )，左頂尖(21)為定頂尖，右頂尖(22 )為動頂尖，這兩個頂尖分別固定在管狀曝光傳感器的兩端起到固定的作用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的管狀表面布線電路導電圖案智能曝光系統(tǒng)，其特征在于兩個頂尖固聯(lián)在導軌(14)的兩端，左頂尖固定安裝在導軌(14)上，右頂尖(22)通過支撐座體上連接的滑輪(23)可沿導軌(14)左右移動，并且在移動到適當?shù)奈恢糜芍巫w上的鎖緊螺栓(26)鎖住。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的管狀表面布線電路導電圖案智能曝光系統(tǒng)，其特征在于 直流電機的工作受可編程主控單元控制，可編程主控單元采用微型可編程自動化控制器 u PAC系列，作為智能曝光系統(tǒng)王控制器。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的管狀表面布線電路導電圖案智能曝光系統(tǒng)，其特征在于智能控制系統(tǒng)包括圍繞主控制器電連接的長弧氙燈、電機、接觸器、顯示器、蜂鳴器、模擬量采集模塊i_7017RC和電連接模擬量采集模塊i_7017RC照度變送器及兩個溫度變送器。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的管狀表面布線電路導電圖案智能曝光系統(tǒng)，其特征在于曝光光源利用四個固態(tài)繼電器分別進行控制，與主控制器電連接的四個繼電器占用四個數(shù)字輸出口，控制光源的固態(tài)繼電器有四個引腳，兩個為控制輸入腳，為弱電通電端，其余兩個為輸出腳，為強電通電端，兩輸出腳作為光源的開關(guān)與光源系統(tǒng)進行連接，輸入腳一端接24V電源，另一端接主控制器的數(shù)字輸出口。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的管狀表面布線電路導電圖案智能曝光系統(tǒng)，其特征在于十組左右頂尖配合導軌(14)，并排固聯(lián)在主體箱體的曝光層空間中，驅(qū)動裝置(6)對其中一組進行驅(qū)動，每組頂尖之間通過齒輪(20)傳遞力矩。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種管狀表面布線電路導電圖案智能曝光系統(tǒng)，旨在提供一種曝光均勻，能夠準確控制曝光時間，并能提高曝光效率，工作勞動強度小的導電圖案智能曝光系統(tǒng)。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)人機交互系統(tǒng)通過可編程主控單元(5)電連接一組通過固態(tài)繼電器分別進行控制的長弧氙燈(3)，每盞長弧氙燈通過智能曝光系統(tǒng)的可編程主控單元相連位于曝光光源系統(tǒng)下方箱體內(nèi)側(cè)板上的溫度照度傳感器(15)，可編程主控單元對每盞長弧氙燈開啟與關(guān)閉進行程序控制；夾持各種長短曝光傳感器的機械頂緊裝置(7)平行排列在曝光光源系統(tǒng)下方箱體曝光層上，每組定頂尖之間通過齒輪(20)傳遞力矩，帶動曝光傳感器旋轉(zhuǎn)，沿著平行排列的導軌(14)自由移動進行曝光。
文檔編號G03F7/20GK102981372SQ20121046821
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月19日
發(fā)明者許學強 申請人:成都泛華航空儀表電器有限公司