一種高速雷射打標機的製作方法
2023-05-29 08:57:36
專利名稱：一種高速雷射打標機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及雷射加工設備及加工技術。具體地說，是一種由計算機控制的振鏡式高速雷射打標機。
技術背景雷射打標是一種非常重要的雷射加工技術，通過雷射打標所形成的標記，具有永久性的特點，且對金屬和非金屬材料的不同形狀物件實現在線式打標。已有的雷射打標方式可分為掃描(書寫)式、掩模式、掃描掩模式三類，如專利CN92200956.2中公開了一種雷射打標機，該機採用一次反射鏡在X-Y伺服掃描機構的帶動下運動，雷射束在物件表面掃描形成點陣式標記；專利CN90212683.0中公開了一種雷射蝕刻機，它在物件表面覆蓋了具有特定圖形的遮光掩摸，雷射束通過它的通光部分對物件表面進行蝕刻加工；專利CN96110257.8中公開了一種雷射防偽打標機，該機是在前兩種專利技術基礎上，將掃描式和掩模式結合於一體的打標機。掃描(書寫)式打標的打標速度因為反射鏡(或物件)的兩維移動速度慢而限制了打標速度；掩模式因為圖形模板的相對固定而無法隨時更改圖形，並且由於雷射束通過掩模板時的衍射效應而使微小標記變得模糊不清。
發明內容
本實用新型的目的在於提供一種高速雷射打標機，即通過雷射與物質的作用，在物件表面形成清晰的永久性標記，而且能提高打標速度，改善打標精度，能快捷地對打標內容的進行編排、輸出、更改，進一步滿足在線打標的需要。實現本實用新型的具體技術方案是所述一種高速雷射打標機，由以脈衝形式發射雷射束的雷射器系統4、擴束透鏡組3、振鏡頭1、F-θ透鏡組2、計算機控制系統5等組成，它由計算機控制的兩維伺服電機帶動兩個反射鏡作高速度、高精度、短矢量的轉動，即由計算機控制的兩維伺服電機6和8分別帶動兩個反射鏡7和9轉動，使進入振鏡頭的雷射束經過兩次反射，出射光束通過F-θ透鏡組2後，所形成的光斑在同一焦平面內作兩維高速移動，從而在相對靜止或連續運動的物件表面形成清晰的永久性標記，標記的內容可以通過計算機進行文字、數字、符號、圖形、圖象、條形碼、二維矩陣碼等的製作、編排、輸出、更改，並自動遞增序列號和日期。
本實用新型的主控制系統由計算機管理，打標控制部分建立在WINDOWS98操作平臺上，通過區域網和英特網等的聯通，提供網絡化管理功能。
本實用新型的優越性在於與傳統雷射打標機相比，由於光點移動是通過反射鏡轉動而不是平移，也不需要更換掩模板，因而其打標速度可提高到3084mm/s，打標精度達到0.1mm，解析度達到0.1mm，標記的內容可以多樣化，標記內容的製作可以智能化，根據需要由計算機非常便捷地進行製作、編排、更改，並自動遞增序列號和日期。
圖1是本實用新型的控制系統結構方框圖。
圖2是本實用新型系統框圖中振鏡頭的結構示意圖。
在圖1中，雷射器系統4發出的雷射經過擴束透鏡組3整理後傳輸至振鏡頭1，經過兩次反射，再經過F-θ透鏡組2聚焦後，在打標物件表面作兩維運動完成打標；計算機控制系統5控制振鏡頭1的伺服電機轉動和雷射器系統4的運行。
在圖2中，反射鏡7和10分別粘連在伺服電機6和8的傳動軸上，伺服電機6和8相互垂直固定，雷射束經過振鏡頭後以與入射光垂直的方向輸出，即水平入射雷射束，經過振鏡頭兩次反射後，在水平或垂直方向與入射光成90°輸出。
所述雷射器系統，包括固體雷射器和氣體雷射器，以脈衝方式工作或以連續方式工作而通過聲光調Q、電光調Q、色心調Q等形成脈衝方式輸出。
打標物件可以是相對靜止的，也可以是在線連續運動的。
具體實施方法本實用新型的實施實例之一的組成包括YAG連續雷射器(含恆溫冷卻系統)，雷射功率50-60W(連續)，雷射波長1064nm；聲光調Q，形成1-20kHz雷射脈衝輸出；586兼容PC機及控制軟體；3倍擴束組合透鏡；振鏡頭的反射鏡為10mm，振鏡頭伺服電機響應時間0.25ms，轉動慣量0.5gm*cm2，最大線速度3084mm/s；焦距為160mm的F-θ透鏡組。
權利要求1.一種高速雷射打標機，它包括以脈衝方式輸出雷射的雷射器系統，擴束透鏡組，振鏡頭，F-θ透鏡組，計算機控制系統，其特徵在於，所述振鏡頭是由計算機控制的兩維伺服電機帶動兩個與之連接的反射鏡作高速度、高精度、短矢量的轉動，使進入振鏡頭的雷射束經過兩次反射，出射光束通過F-θ透鏡組聚焦後，所形成的光斑在同一焦平面內作兩維高速移動。
2.根據權利要求1所述的一種高速雷射打標機，其特徵在於，反射鏡中第一反射鏡和第二反射鏡分別粘連在相互垂直的二維伺服電機的傳動軸上，雷射束經過振鏡頭兩次反射後，在水平或垂直方向以與入射光成90°的垂直方向輸出。
專利摘要本實用新型涉及一種高速雷射打標機。它包括以脈衝方式輸出雷射的雷射器系統，擴束透鏡組，振鏡頭，F－θ透鏡組，計算機控制系統。所述振鏡頭是由計算機控制的兩維伺服電機帶動兩個反射鏡作高速度、高精度、短矢量的轉動，從而使進入振鏡頭的雷射束經過兩次反射，出射光束通過F－θ透鏡組後，所形成的光斑在同一焦平面內作兩維高速移動，通過控制雷射脈衝的頻率和脈寬，從而形成由密集點陣組成的標記。該方法實現了高速度、高精度的雷射打標。
文檔編號B65B61/00GK2557432SQ02228748
公開日2003年6月25日 申請日期2002年3月22日 優先權日2002年3月22日
發明者彭宣啟, 叢建明 申請人:武漢波富信息有限公司