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随着世界电子电路的发展尤其是亚洲地区的迅速扩展,我国PCB(Printed Circuit Board)行业迎来一个新的发展高峰。笔记本、手机、PDA(Personal Digital Assistant)、LCD(Liquid Crystal Display)监视器、数码相机等产品的风潮使FPC(Flexible Printed Circuits)成为PCB市场的焦点,汽车行业的快速发展也进一步拉动了HDI(High Density Interconnection)柔性板的发展。无论是单面、双面和多层板,钻孔加工、外形切割加工为最基本的工序,所以在FPC生产设备中自动钻孔、切割设备起着重要的作用。然而,原来的PCB机械式加工设备在FPC加工中很难被应用,并且我国在FPC激光柔性加工方面与世界先进水平还存在着很大差距。因此,开展FPC激光柔性加工关键技术的研究与应用,改善和提高FPC激光柔性加工设备的整体性能,对提高我国电子制造工艺装备水平具有重要的现实意义。同时,研制FPC钻孔、切割、覆盖膜开窗等设备拥有良好的市场前景。
在FPC激光柔性加工中关键技术包括激光与材料的相互作用机理,精密机构设计,控制系统的软硬件开发,以及各种加工的加工工艺等多个方面。本文选取在控制系统开发中起重要作用的实时数据处理作为研究对象,进行了深入研究。
本论文针对FPC激光柔性加工的具体特点和要求,提出了全面改善和提高设备若干关键技术指标的实现方法和途径。首先,根据FPC加工时对定位精度的要求,提出了一种基于垂距的线阵CCD(Charge Coupled Device)定位方法,该方法充分利用了线阵CCD的特点,使得定位精度主要依赖于线性马达工作台的精度,从而实现1μm左右的定位精度,而且定位视场大,操作灵活。其次,通过分析振镜扫描失真产生的原因,得出了针对各种复杂因素,无法找到一个确切的数学模型来处理校正问题的结论,从而提出了一种基于牛顿插值的失真校正方法,该方法采用牛顿插值得到振镜各轴轨迹曲线及摆角关系多项式,进而得到平面内各坐标点的加工数据。第三,针对群孔加工时的路径优化问题,提出了一种模糊综合评价方法,并对一些典型的优化方法进行了综合评价,从而确定了最佳的优化算法。最后,对加工轨迹数据处理过程中存在的一些问题,提出了解决方法。其中包括:数据的智能分区,四次曲线加减速控制和一种自适应NURBS曲线插补。从而实现了轨迹数据分区的合理化,加工速度的前瞻性和加工轨迹的平滑性。