專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高速激光打標(biāo)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及激光加工設(shè)備及加工技術(shù)。具體地說(shuō)，是一種由計(jì)算機(jī)控制的振鏡式高速激光打標(biāo)機(jī)。
技術(shù)背景激光打標(biāo)是一種非常重要的激光加工技術(shù)，通過(guò)激光打標(biāo)所形成的標(biāo)記，具有永久性的特點(diǎn)，且對(duì)金屬和非金屬材料的不同形狀物件實(shí)現(xiàn)在線式打標(biāo)。已有的激光打標(biāo)方式可分為掃描(書(shū)寫(xiě))式、掩模式、掃描掩模式三類(lèi)，如專(zhuān)利CN92200956.2中公開(kāi)了一種激光打標(biāo)機(jī)，該機(jī)采用一次反射鏡在X-Y伺服掃描機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，激光束在物件表面掃描形成點(diǎn)陣式標(biāo)記；專(zhuān)利CN90212683.0中公開(kāi)了一種激光蝕刻機(jī)，它在物件表面覆蓋了具有特定圖形的遮光掩摸，激光束通過(guò)它的通光部分對(duì)物件表面進(jìn)行蝕刻加工；專(zhuān)利CN96110257.8中公開(kāi)了一種激光防偽打標(biāo)機(jī)，該機(jī)是在前兩種專(zhuān)利技術(shù)基礎(chǔ)上，將掃描式和掩模式結(jié)合于一體的打標(biāo)機(jī)。掃描(書(shū)寫(xiě))式打標(biāo)的打標(biāo)速度因?yàn)榉瓷溏R(或物件)的兩維移動(dòng)速度慢而限制了打標(biāo)速度；掩模式因?yàn)閳D形模板的相對(duì)固定而無(wú)法隨時(shí)更改圖形，并且由于激光束通過(guò)掩模板時(shí)的衍射效應(yīng)而使微小標(biāo)記變得模糊不清。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種高速激光打標(biāo)機(jī)，即通過(guò)激光與物質(zhì)的作用，在物件表面形成清晰的永久性標(biāo)記，而且能提高打標(biāo)速度，改善打標(biāo)精度，能快捷地對(duì)打標(biāo)內(nèi)容的進(jìn)行編排、輸出、更改，進(jìn)一步滿足在線打標(biāo)的需要。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案是所述一種高速激光打標(biāo)機(jī)，由以脈沖形式發(fā)射激光束的激光器系統(tǒng)4、擴(kuò)束透鏡組3、振鏡頭1、F-θ透鏡組2、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)5等組成，它由計(jì)算機(jī)控制的兩維伺服電機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)反射鏡作高速度、高精度、短矢量的轉(zhuǎn)動(dòng)，即由計(jì)算機(jī)控制的兩維伺服電機(jī)6和8分別帶動(dòng)兩個(gè)反射鏡7和9轉(zhuǎn)動(dòng)，使進(jìn)入振鏡頭的激光束經(jīng)過(guò)兩次反射，出射光束通過(guò)F-θ透鏡組2后，所形成的光斑在同一焦平面內(nèi)作兩維高速移動(dòng)，從而在相對(duì)靜止或連續(xù)運(yùn)動(dòng)的物件表面形成清晰的永久性標(biāo)記，標(biāo)記的內(nèi)容可以通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行文字、數(shù)字、符號(hào)、圖形、圖象、條形碼、二維矩陣碼等的制作、編排、輸出、更改，并自動(dòng)遞增序列號(hào)和日期。
本實(shí)用新型的主控制系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)管理，打標(biāo)控制部分建立在WINDOWS98操作平臺(tái)上，通過(guò)局域網(wǎng)和英特網(wǎng)等的聯(lián)通，提供網(wǎng)絡(luò)化管理功能。
本實(shí)用新型的優(yōu)越性在于與傳統(tǒng)激光打標(biāo)機(jī)相比，由于光點(diǎn)移動(dòng)是通過(guò)反射鏡轉(zhuǎn)動(dòng)而不是平移，也不需要更換掩模板，因而其打標(biāo)速度可提高到3084mm/s，打標(biāo)精度達(dá)到0.1mm，分辨率達(dá)到0.1mm，標(biāo)記的內(nèi)容可以多樣化，標(biāo)記內(nèi)容的制作可以智能化，根據(jù)需要由計(jì)算機(jī)非常便捷地進(jìn)行制作、編排、更改，并自動(dòng)遞增序列號(hào)和日期。


圖1是本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖。
圖2是本實(shí)用新型系統(tǒng)框圖中振鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
在圖1中，激光器系統(tǒng)4發(fā)出的激光經(jīng)過(guò)擴(kuò)束透鏡組3整理后傳輸至振鏡頭1，經(jīng)過(guò)兩次反射，再經(jīng)過(guò)F-θ透鏡組2聚焦后，在打標(biāo)物件表面作兩維運(yùn)動(dòng)完成打標(biāo)；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)5控制振鏡頭1的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和激光器系統(tǒng)4的運(yùn)行。
在圖2中，反射鏡7和10分別粘連在伺服電機(jī)6和8的傳動(dòng)軸上，伺服電機(jī)6和8相互垂直固定，激光束經(jīng)過(guò)振鏡頭后以與入射光垂直的方向輸出，即水平入射激光束，經(jīng)過(guò)振鏡頭兩次反射后，在水平或垂直方向與入射光成90°輸出。
所述激光器系統(tǒng)，包括固體激光器和氣體激光器，以脈沖方式工作或以連續(xù)方式工作而通過(guò)聲光調(diào)Q、電光調(diào)Q、色心調(diào)Q等形成脈沖方式輸出。
打標(biāo)物件可以是相對(duì)靜止的，也可以是在線連續(xù)運(yùn)動(dòng)的。
具體實(shí)施方法本實(shí)用新型的實(shí)施實(shí)例之一的組成包括YAG連續(xù)激光器(含恒溫冷卻系統(tǒng))，激光功率50-60W(連續(xù))，激光波長(zhǎng)1064nm；聲光調(diào)Q，形成1-20kHz激光脈沖輸出；586兼容PC機(jī)及控制軟件；3倍擴(kuò)束組合透鏡；振鏡頭的反射鏡為10mm，振鏡頭伺服電機(jī)響應(yīng)時(shí)間0.25ms，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量0.5gm*cm2，最大線速度3084mm/s；焦距為160mm的F-θ透鏡組。
權(quán)利要求1.一種高速激光打標(biāo)機(jī)，它包括以脈沖方式輸出激光的激光器系統(tǒng)，擴(kuò)束透鏡組，振鏡頭，F(xiàn)-θ透鏡組，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述振鏡頭是由計(jì)算機(jī)控制的兩維伺服電機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)與之連接的反射鏡作高速度、高精度、短矢量的轉(zhuǎn)動(dòng)，使進(jìn)入振鏡頭的激光束經(jīng)過(guò)兩次反射，出射光束通過(guò)F-θ透鏡組聚焦后，所形成的光斑在同一焦平面內(nèi)作兩維高速移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速激光打標(biāo)機(jī)，其特征在于，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(jī)的傳動(dòng)軸上，激光束經(jīng)過(guò)振鏡頭兩次反射后，在水平或垂直方向以與入射光成90°的垂直方向輸出。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種高速激光打標(biāo)機(jī)。它包括以脈沖方式輸出激光的激光器系統(tǒng)，擴(kuò)束透鏡組，振鏡頭，F(xiàn)－θ透鏡組，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。所述振鏡頭是由計(jì)算機(jī)控制的兩維伺服電機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)反射鏡作高速度、高精度、短矢量的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使進(jìn)入振鏡頭的激光束經(jīng)過(guò)兩次反射，出射光束通過(guò)F－θ透鏡組后，所形成的光斑在同一焦平面內(nèi)作兩維高速移動(dòng)，通過(guò)控制激光脈沖的頻率和脈寬，從而形成由密集點(diǎn)陣組成的標(biāo)記。該方法實(shí)現(xiàn)了高速度、高精度的激光打標(biāo)。
文檔編號(hào)B65B61/00GK2557432SQ02228748
公開(kāi)日2003年6月25日 申請(qǐng)日期2002年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月22日
發(fā)明者彭宣啟, 叢建明 申請(qǐng)人:武漢波富信息有限公司