CN101486279A - 激光打标器 - Google Patents

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Abstract

一种激光打标器,包括有激光器(13)、嵌入式工控***(12)和振镜***(4),所述嵌入式工控***(12)、激光器(13)通过导线与电源构成回路,所述振镜***(4)设置于打标工作头(23)上,其特征在于:所述激光器(13)为光纤激光器,且激光器(13)、嵌入式工控***(12)置于可移动的移动箱(1)中,所述激光器(13)通过光纤(14)与聚焦装置相连接,而聚焦装置与振镜***(4)适配在一起。由于本打标器采用半导体泵浦光纤激光器作为光源,其结构简单,体积小,转换效率高,激光光束质量好,寿命长,免维护,因此,在打标过程中不需要庞大的冷却装置,便于移动打标。可移动光纤激光打标机不仅环境要求简单,无需恒温恒湿和水冷设施,适用于恶劣环境,耗材最少、国际通用软件,易学易用、体积小重量轻、占用面积小、使用寿命长。

Description

激光打标器
技术领域
本发明涉及一种打标器,尤其指一种激光打标器。
背景技术
现有一种专利号为02265752.5名称为《平移可调导光***的激光打标装置》的中国实用新型专利提出了一种结构,其特点是在激光光源和需打标的工件之间置有平移可调导光***,该***包括两全反射镜,由聚焦镜、X、Y扫描镜组成的聚焦扫描***,两全反射镜之间及全反射镜与聚焦扫描***之间各置有平移可调装置。这可使激光光源和工件不动,通过平移可调装置调整两全反射镜之间以及全反射镜与聚焦扫描***之间的距离,以使激光的焦点聚在需打标的工件或生物体上。但其的缺点是,激光打标机体积大,并且需要相应配套的冷却设施,移动不方便,对环境要求比较高维护困难,只能针对一些平面工件进行加工,不可对一些立体和大型的工件打标,加工存在很大的局限性,导致其应用范围大大减少。激光打标机体积大,移动不方便,对环境要求比较高维护困难,且在打标过程中需要庞大的冷却装置,移动激光打标机不仅环境要求高,还需恒温恒湿和水冷设施,难以适用于恶劣环境,耗材最大、体积大重量也大、占用面积又多、结构复杂、可靠性差,使用成本高等缺点。且只能针对一些平面工件进行加工,不可对一些立体和大型不可移动的工件打标,加工存在很大的局限性,导致其应用范围大大减少,所以其结构还有待于改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种结构简单、体积小、可移动且方便地对三维或二维物体进行打标的激光打标器。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:该激光打标器,包括有激光器、嵌入式工控***和振镜***,所述嵌入式工控***、激光器、振镜***通过导线与电源构成回路,所述振镜***设置于打标工作头上,所述工控式***与激光器、振镜***相连接,其特征在于:所述激光器为光纤激光器,且激光器、嵌入式工控***置于可移动的移动箱中,所述激光器通过光纤与聚焦装置相连接,而聚焦装置与振镜***适配连接在一起。
作为改进,所述聚焦装置由一个扩束镜和一个可调聚焦焦距的透镜组成,所述扩束镜和透镜依次设置于工作体中,而所述透镜为可移动地设置于工作体上并与振镜***相适配。
再改进,在聚焦装置与振镜***之间的工作体上设置有手柄,在手柄的前部设置有能观测到打标工作区的CCD探测区,在CCD探测区下方设置有光学镀膜透镜,该镀膜透镜与激光出射方向成45度地设置于打标工作体中。
再改进,所述打标工作头上还设有安全保护装置,该安全保护装置由能吸收激光的镀膜材料制成的保护罩和保护镜组成,保护罩与保护镜连接在一起。
再改进,所述电源采用可蓄电的蓄电池,该蓄电池置于可移动的移动箱中。
再改进,所述透镜为可移动地设置于工作体上的具体结构为所述透镜夹置于带有内螺纹的夹具中,该夹具上端与一调节螺杆连接而配合在一起,螺杆另一端安装在调节盒中。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
1、激光器、可蓄电电源、嵌入式工控机,集成在一个带轮的手推箱式的可移动的移动箱里,工作头通过光纤与移动箱实现软连接,打标是可轻巧、灵活地随意拖动,从而可对三维或二维产品方便地进行打标。
2、激光器采光纤激光器,其产生的激光通过光纤传入激光头,通过前聚焦***进行前聚焦后进入振镜***,由嵌入式工控***发出控制信号,控制振镜***对聚焦后的激光进行扫描。
3、前聚焦***由一个扩束镜和一个可调聚焦的透镜组成,减小通过振镜***光的损失,用一个带有内螺纹的夹具夹住可调聚焦的透镜,再用一螺杆与其吻合,通过旋转螺杆来带动夹具前后移动从而调节可调聚焦透镜的位置来改变焦点的位置和大小,使聚焦后的激光束的焦点能够精确照射到加工面上,而且还能根据用户需要选择合适的离焦量。
4、在聚焦装置与振镜***之间的工作体上设置有手柄,在手柄的前部设置有能观测到打标工作区的探测区,在探测区下方设置有光学镀膜透镜,该镀膜透镜与激光出射方向成45度地设置于打标工作体中,对从工作区返回并被镀膜透镜反射的可见光进行探测,然后通过屏幕显示。
5、在打标工作头上设有安全保护装置,该安全保护装置由能吸收激光的镀膜材料的保护罩和保护镜组成,保护罩与保护镜连接在一起,此装置对工作区域进行密封,所以能够在打标工作时,保护周边环境和操作人员防止受到激光辐射,起到有效的安全保护作用。
6、可蓄电的蓄电池中包含一个可以充/放电的电池和一个转换装置,打标机可不需要外部电源,直接使用该充/放电电池供电,只需外部电源为电池充电即可,电池可通过转换模块转换后输出所需电压,使使用更方便。
附图说明
图1为本发明实施例的立体图;
图2是图1的结构原理图;
图3是图1的前聚焦***原理图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1、图2和图3所示,本实施例的激光打标器包括有激光器13、嵌入式工控***12和振镜***4。嵌入式工控***12、激光器13、振镜***4通过导线与电源构成回路,而振镜***4设置于打标工作头23上。工控式***12与激光器13、振镜***4相连接,激光器13为光纤激光器,且激光器13、嵌入式工控***12置于可移动的移动箱1中,所述激光器13通过光纤14与聚焦装置相连接,而聚焦装置与振镜***4适配连接在一起。聚焦装置由一个扩束镜22和一个可调聚焦焦距的透镜21组成,扩束镜22和透镜21依次设置于工作体2中,而透镜21为可移动地设置于工作体2上并与振镜***4相适配,其具体结构为透镜21夹置于带有内螺纹的夹具21a中,该夹具21a上端与一调节螺杆21b连接而配合在一起,螺杆21b另一端安装在调节盒中。在聚焦装置与振镜***4之间的工作体2上设置有手柄3,在手柄3的前部设置有能观测到打标工作区的CCD探测区30,在CCD探测区30下方设置有光学镀膜透镜31,该镀膜透镜31与激光出射方向成45度地设置于打标工作体2中。在打标工作头23上设有安全保护装置,该安全保护装置由能吸收激光的镀膜材料制成的保护罩25和保护镜24组成,保护罩25与保护镜24连接在一起。电源采用可蓄电的蓄电池11,该蓄电池11置于可移动的移动箱1中。
以下对本发明作的工作原理及结构作进一步说明:
本发明能够解决现有激光打标设备不易对立体和大型、不便移动的工件加工的问题,提出了一种可移动激光打标***,该装置采用了光纤激光器做为光源,使该装置具有体积小、重量轻、操作方便、维护简便、光束质量好、效率高、可靠性强、使用寿命长等优点,可广泛应用于各种工件的移动加工中。
本发明的打标器主要由可蓄电电源、嵌入式工控***、光纤激光器、打标工作头、前聚焦***、振镜***、安全保护装置、保护镜、探测***(探测区的内部结构)、1064纳米光高透对可见光高反的光学镀膜镜片、移动箱组成;其中,可蓄电电源与光纤激光器、嵌入式工控***、振镜***、可视探测***连接而为其供电,嵌入式工控***与光纤激光器、振镜***和可视探测***相连,光纤激光器的光纤与打标工作头连接,光纤的末端接头嵌入到打标工作头,振镜***与嵌入式工控***连接,该装置还设置有防止激光束对外界辐射的安全保护装置与一个防止灰尘的保护镜相连。该***可针对不同的打标对象选择不同的光纤激光器,激光的波长为1064纳米,光纤激光器发射的激光为连续激光或脉冲激光。
装置加入了一个前聚焦***,由一个扩束镜和一个可调聚焦透镜组成,可通过调节聚焦透镜的位置来改变焦点的位置,使聚焦后的激光束的焦点能够精确照射到加工面上,还能根据用户需要选择合适的离焦量。振镜***的频率和幅度可以控制,可对前聚焦后的激光束进行扫描工作。
本打标器中各部分所具有的功能为:光纤激光器用来发射激光;嵌入式工控***能够对光纤激光器的激光束参数进行控制和对振镜***进行控制,对激光束的控制参数包括激光束的功率、激光打标的速度、频率等。对振镜***的控制涉及到对扫描速度,扫描方式、扫描区域大小、扫描图形任一参数变量的修改和控制;振镜***能够使激光对图象进行扫描,扫描光学***根据控制***所设置的参数来控制,能使激光束在空间中X、Y方向上任一方向上的扫描。
安全保护装置中的保护罩采用能吸收激光的镀膜材料制成,此装置对加工区域密封,所以能够在打标***工作运行时,保护周边环境和操作人员防止受到激光辐射;同时与一个保护镜相连,可对激光头起到防尘的作用。
探测区的内部结构包括有一个光学镀膜透镜,镀膜透镜应为反射镜,对激光(其波长为1064nm)为高强度透视,对可见光为高强度反射。镀膜透镜与激光出射方向成45度放置,上方为CCD探测区,对从工作区返回并被镀膜透镜反射的可见光进行探测,然后通过屏幕显示。
其工作原理为:光纤激光器作为光源,从激光器发出的一束高光束质量的激光束照射在工件表面,工件在激光的照射下,汽化或蒸发工件的表面物质露出工件的深层物质。
由于本打标器采用半导体泵浦光纤激光器作为光源,其结构简单,体积小,转换效率高,激光光束质量好,寿命长,免维护,因此,在打标过程中不需要庞大的冷却装置,便于移动打标。可移动光纤激光打标机不仅环境要求简单,无需恒温恒湿和水冷设施,适用于恶劣环境,耗材最少、国际通用软件,易学易用、体积小重量轻、占用面积小、使用寿命长,外观设计新颖、结构紧凑、可靠性强,使用成本低廉等原有固定式光纤激光打标机的优点,而且还能对一些立体和大型、不可移动的工件打标。
综上所述,本发明的打标机不仅环境要求简单,无需恒温恒湿和水冷设施,适用于恶劣环境,耗材最少、国际通用软件,超强功能,易学易用、体积小重量轻、占用面积小、使用寿命长,外观设计新颖、结构紧凑、光束质量好、效率高、可靠性强,激光器使用寿命长,免维护,使用成本低廉等原有固定式光纤激光打标机的优点,而且还能对一些立体和大型、不可移动的工件打标。

Claims (6)

1、一种激光打标器,包括有激光器(13)、嵌入式工控***(12)和振镜***(4),所述嵌入式工控***(12)、激光器(13)、振镜***(4)通过导线与电源构成回路,所述振镜***(4)设置于打标工作头(23)上,所述工控式***(12)与激光器(13)、振镜***(4)相连接,其特征在于:所述激光器(13)为光纤激光器,且激光器(13)、嵌入式工控***(12)置于可移动的移动箱(1)中,所述激光器(13)通过光纤(14)与聚焦装置相连接,而聚焦装置与振镜***(4)适配连接在一起。
2、根据权利要求1所述的激光打标器,其特征在于:所述聚焦装置由一个扩束镜(22)和一个可调聚焦焦距的透镜(21)组成,所述扩束镜(22)和透镜(21)依次设置于工作体(2)中,而所述透镜(21)为可移动地设置于工作体(2)上并与振镜***(4)相适配。
3、根据权利要求2所述的激光打标器,其特征在于:在聚焦装置与振镜***(4)之间的工作体(2)上设置有手柄(3),在手柄(3)的前部设置有能观测到打标工作区的CCD探测区(30),在CCD探测区(30)下方设置有光学镀膜透镜(31),该镀膜透镜(31)与激光出射方向成45度地设置于打标工作体(2)中。
4、根据权利要求1、2或3所述的激光打标器,其特征在于:所述打标工作头(23)上设有安全保护装置,该安全保护装置由能吸收激光的镀膜材料制成的保护罩(25)和保护镜(24)组成,保护罩(25)与保护镜(24)连接在一起。
5、根据权利要求1、2或3所述的激光打标器,其特征在于:所述电源采用可蓄电的蓄电池(11),该蓄电池(11)置于可移动的移动箱(1)中。
6、根据权利要求2或3所述的激光打标器,其特征在于:所述透镜(21)为可移动地设置于工作体(2)上的具体结构为所述透镜(21)夹置于带有内螺纹的夹具(21a)中,该夹具(21a)上端与一调节螺杆(21b)连接而配合在一起,螺杆(21b)另一端安装在调节盒中。
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