专利名称：激光打标器的制作方法
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《平移可调导光系统的激光打标装置》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 可调导光系统，该系统包括两全反射镜，由聚焦镜、X、 Y扫描镜组成的聚焦扫描系 统，两全反射镜之间及全反射镜与聚焦扫描系统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 系统之间的距离，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、 嵌入式工控系统和振镜系统，所述嵌入式工控系统、激光器、振镜系统通过导线与电 源构成回路，所述振镜系统设置于打标工作头上，所述工控式系统与激光器、振镜系 统相连接，其特征在于所述激光器为光纤激光器，且激光器、嵌入式工控系统置于 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，而聚焦装置与振镜系统 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系统相适配。
再改进，在聚焦装置与振镜系统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，通过前聚焦系统进 行前聚焦后进入振镜系统，由嵌入式工控系统发出控制信号，控制振镜系统对聚焦后 的激光进行扫描。
3、 前聚焦系统由一个扩束镜和一个可调聚焦的透镜组成，减小通过振镜系统光的 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、 在聚焦装置与振镜系统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。
图l为本发明实施例的立体图； 图2是图1的结构原理图3是图1的前聚焦系统原理图。
具体实施例方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图l、图2和图3所示，本实施例的激光打标器包括有激光器13、嵌入式工控系统 12和振镜系统4。嵌入式工控系统12、激光器13、振镜系统4通过导线与电源构成回 路，而振镜系统4设置于打标工作头23上。工控式系统12与激光器13、振镜系统4相连 接，激光器13为光纤激光器，且激光器13、嵌入式工控系统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，而聚焦装置与振镜系统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上并与振镜系统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。在聚焦装置与振镜系统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ll，该蓄电池ll置于可移动的移动箱l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系统，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、嵌入式工控系统、光纤激光器、打标工作 头、前聚焦系统、振镜系统、安全保护装置、保护镜、探测系统(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、嵌入式工控系统、振镜系统、可视探测系统连接而为其供电，嵌入式工控 系统与光纤激光器、振镜系统和可视探测系统相连，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，振镜系统与嵌入式工控系统连接，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。该系 统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
5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系统，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。振镜系统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；嵌入式工控系统 能够对光纤激光器的激光束参数进行控制和对振镜系统进行控制，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。对振镜系统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；振镜系统能够 使激光对图象进行扫描，扫描光学系统根据控制系统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，所以能够在打标系统工作运行时，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。
权利要求
1、一种激光打标器，包括有激光器(13)、嵌入式工控系统(12)和振镜系统(4)，所述嵌入式工控系统(12)、激光器(13)、振镜系统(4)通过导线与电源构成回路，所述振镜系统(4)设置于打标工作头(23)上，所述工控式系统(12)与激光器(13)、振镜系统(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)、嵌入式工控系统(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，而聚焦装置与振镜系统(4)适配连接在一起。
2、 根据权利要求l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)上并与振镜系统(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系统(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l、 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l、 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(ll)，该蓄电池(ll)置于可移动的移动箱(l)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。
全文摘要
一种激光打标器，包括有激光器(13)、嵌入式工控系统(12)和振镜系统(4)，所述嵌入式工控系统(12)、激光器(13)通过导线与电源构成回路，所述振镜系统(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)、嵌入式工控系统(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，而聚焦装置与振镜系统(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。
文档编号B41J2/475GK101486279SQ20081005929
公开日2009年7月22日 申请日期2008年1月16日 优先权日2008年1月16日
发明者俞国麟, 松 武, 威 谭 申请人:俞国麟