激光点阵光刻机控制系统的硬件设计.pdf

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1、2013年1月机床与液压Jan．2013第4l卷第2期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．41No．2DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．02．038激光点阵光刻机控制系统的硬件设计殷庆纵，刘吉(1．苏州工业职业技术学院电子工程系，江苏苏州215104；2．苏州印象镭射有限公司，江苏苏州215004)摘要：为了制作大尺寸的激光防伪商标，开发了高速激光点阵光刻机。该光刻机以工业控制计算机为上位机，以ARMLPC2138和单片机STC12C5410AD为下位

2、机，采用直线电机直接驱动X—Y工作台，实现了高速高精度定位。动态曝光的工作方式，克服了传统光刻机工作速度慢的静态曝光工作模式，使光刻工作速度提高了lO～l2倍，解决了大尺寸防伪商标制作困难的问题，有效提高了全息母板制作的效率。关键词：激光直写；直线电动机；光刻；光栅；ARMLPC2138；单片机中图分类号：TP273文献标识码：B文章编号：1001—3881(2013)2—109—4HardwareDesignofControlSystemforL鼬erDotMatrixLithographyYINQ

3、ingzong，LIUJi(1．DepartmentofElectronicEngineering，SuzhouInstituteofIndustrialTechnology，SuzhouJiangsu215104，China；2．SuzhouYinxiangLaserCo．，Ltd．，SuzhouJiangsu215004，China)Abstract：Inordertoproducelargesizelaseranti—counterfeitingtrademarks，amaehir~eofhig

4、hspeedlaserdotmatrixlithogra—phywasdeveloped．ThelithographymachinesusedIndustrialPersonalComputer(!PC)asupper_computerandwithARMLPC2138andMicroControllerUnit(MCU)STC12C5410ADaslowercomputer，andX-Ytabledrivendirectlywithlinearmotor，thehighspeedandhighpre

5、cisionpositioningwereachieved．Bydynamicexposureworkingmethodtheslowtraditionalworkingmodelofstaticexposurelithographywasovercome，andtheworkingspeedoflithographyWas10～12timesfaster．Theproblemofdificulttomakeanti—counterfeitingtrademarkswithlargesizeissol

6、ved。whichefectivelyimprovetheeficiencyitheproductionofholographicmasterplate．Keywords：Laserdirectwriting；Linearmotor；Lithography；Grating；ARMLPc2138；MCU激光全息防伪技术在防伪包装、防伪标贴和防伪STC12C5410AD、激光器)、交流伺服控制(交流伺证卡领域获得了广泛应用。激光全息技术是采用激光服控制器、交流伺服电机、光栅)、工业控制计算机作为光源，通过

7、各种不同特性的微小光栅组合，产生和接口通信等组成，光刻机结构示意图如图1所具有色彩变化、动态效果和三维感等光变效果的光学示，实物图如图2所示，结构框图如图3所示。光刻可变图像OVD(OpticalVariableDevice)，部分地实机的控制系统采用上位机和下位机的结构形式，上位现3D图像的数字化¨。作者介绍了一种用单光束机采用工业控制计算机，下位机采用ARMLPC2138激光直写的点阵光刻机控制系统的硬件设计，该光刻和单片机STC12C5410AD。机采用逐行扫描、动态曝光的工作方式，克服了传统光

8、刻机需要在静止的状态下完成曝光的工作模式，使光刻工作速度提高了10～12倍，解决了大尺寸防伪商标制作困难的问题。1光刻机的硬件结构与主要技术指标1．1光刻机的硬件结构光刻机主要由—y工作台(X—Y轴直线电机、—y轴位移传感器)、X．Y运动控制(正交脉冲计数处理电路、ARMLPC2138、X-Y轴直线电机控制器)、曝光控制电路(正交脉冲计数处理电路、单片机图1制版系统结构示意图收稿日期：2011—12—06作者简介：殷庆纵(1956一)，男，副教授，研究方