一种激光加工设备及其光路切换装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种激光加工设备的光路切换装置，包括用以发射激光光束的激光器以及用以接收所述激光光束并进行激光加工的第一激光扫描偏镜系统，还包括设置于所述激光器与所述第一激光扫描偏镜系统之间用以反射所述激光光束或者供所述激光光束通过的光路切换部件，还包括用以接收经所述光路切换部件反射后的激光光束并进行激光加工的第二激光扫描偏镜系统。本实用新型还公开了一种包括上述光路切换装置的激光加工设备。上述光路切换装置，使得第一激光扫描偏镜系统与第二激光扫描偏镜系统非同时性的激光加工，提高了激光器的使用效率。
【专利说明】
一种激光加工设备及其光路切换装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及激光加工技术领域，特别涉及一种光路切换装置。本实用新型还涉及一种具有该光路切换装置的激光加工设备。
【背景技术】
[0002]随着我国经济建设的快速发展，市场对于具有光路切换装置的激光加工设备的需求日益增大。
[0003]众所周知，在激光加工技术领域中，激光打标技术是激光加工最大的应用领域之一。激光加工是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种打标方法。激光加工可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级，这对产品的防伪有特殊的意义。
[0004]激光加工的基本原理是，由激光器生成高能量的连续激光光束，聚焦后的激光作用于承印材料，使表面材料瞬间熔融，甚至气化，通过控制激光在材料表面的路径，从而形成需要的图文标记。激光加工的特点是非接触加工，可在任何异型表面标刻，工件不会变形和产生内应力，适于金属、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革等材料的标记。
[0005]激光加工通常需要激光扫描偏镜系统，其目的是使得激光束入射到两反射镜(扫描镜)上，用计算机控制反射镜的反射角度，这两个反射镜可分别沿Χ、γ轴扫描，从而达到激光束的偏转，使具有一定功率密度的激光聚焦点在打标材料上按所需的要求运动，从而在材料表面上留下永久的标记，聚焦的光斑可以是圆形或矩形。
[0006]在现有技术中，一台激光器对应一台激光扫描偏镜系统，完成激光加工工作；由于激光器的造价高昂，尤其是高性能的激光器更为贵重，因此如何提高激光器的加工效率和使用效率便成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的是提供一种光路切换装置，该光路切换装置可以解决一台激光器无法为两台或以上的激光扫描偏镜系统提供激光束的问题。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述光路切换装置的激光加工设备。
[0008]为实现上述目的，本实用新型提供一种激光加工设备的光路切换装置，包括用以发射激光光束的激光器以及用以接收所述激光光束并进行激光加工的第一激光扫描偏镜系统，还包括设置于所述激光器与所述第一激光扫描偏镜系统之间用以反射所述激光光束或者供所述激光光束通过的光路切换部件，还包括用以接收经所述光路切换部件反射后的激光光束并进行激光加工的第二激光扫描偏镜系统。
[0009]相对于上述【背景技术】，本实用新型提供的光路切换装置，激光器发射的激光光束能够为第一激光扫描偏镜系统提供光源，从而供第一激光扫描偏镜系统进行激光加工;本文在激光器与第一激光扫描偏镜系统之间还设置有光路切换部件，并且还设置有第二激光扫描偏镜系统；当不需要第一激光扫描偏镜系统加工，而需要第二激光扫描偏镜系统进行加工时，利用光路切换部件对激光器所发射的激光光束进行反射，从而使得激光光束被第二激光扫描偏镜系统接收，供第二激光扫描偏镜系统进行激光加工；即，光路切换部件具备两种不同工作状态；当需要第一激光扫描偏镜系统工作时，光路切换部件并不阻挡激光器所发生的激光光束，而是令激光光束被第一激光扫描偏镜系统接收；当无需第一激光扫描偏镜系统工作、而需要第二激光扫描偏镜系统工作时，光路切换部件可以阻挡激光光束，使得激光光束的方向发生变化，从而被第二激光扫描偏镜系统接收;这样一来，能够利用光路切换部件实现对激光光束的避开或反射，从而使得第一激光扫描偏镜系统与第二激光扫描偏镜系统非同时性的激光加工，提高了激光器的使用效率。
[0010]优选地，所述光路切换部件包括动力装置以及与所述动力装置连接的旋转部件，所述旋转部件设置有反射镜片；当所述旋转部件旋转至第一位置时，所述反射镜片位于所述激光器与所述第一激光扫描偏镜系统之间的激光光束上；当所述旋转部件旋转至第二位置时，所述反射镜片位于所述激光器与所述第一激光扫描偏镜系统之间的激光光束之外。
[0011]优选地，还包括当所述旋转部件位于所述第一位置时或者所述旋转部件位于所述第二位置时用以控制所述动力装置停止运动的控制部件。
[0012]优选地，所述光路切换部件还包括感应片;所述光路切换装置还设置有当所述旋转部件旋转至第一位置时对应于所述感应片位置的第一位置感应器以及当所述旋转部件旋转至第二位置时对应于所述感应片位置的第二位置感应器。
[0013]优选地，所述动力装置具体为旋转电机。
[0014]优选地，所述第一激光扫描偏镜系统与所述第二激光扫描偏镜系统分别位于所述激光器的两侧;并且所述第一激光扫描偏镜系统与所述激光器之间设置有一组用以反射并改变所述激光光束的方向并供所述第一激光扫描偏镜系统接收的第一组全反射镜片，所述第二激光扫描偏镜系统与所述激光器之间设置有一组用以反射并改变经所述光路切换部件反射后的激光光束的方向并供所述第二激光扫描偏镜系统接收的第二组全反射镜片。
[0015]优选地，所述第一位置与所述第二位置之间间隔90度。
[0016]优选地，还包括用以固定所述激光器和所述光路切换部件的安装基板。
[0017]本实用新型还提供一种激光加工设备，包括机身以及与所述机身连接的光路切换装置，所述光路切换装置为上述任一项所述的光路切换装置。
[0018]优选地，所述激光加工设备具体为激光打标机。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型实施例所提供的光路切换装置的结构示意图；
[0020]图2为图1的正视图；
[0021]图3为图1的光路切换部件在第一位置时局部方法图；
[0022]图4为图1的光路切换部件在第二位置时局部方法图。
[0023]其中:
[0024]1-激光器、2-第一激光扫描偏镜系统、3-光路切换部件、31-动力装置、32-旋转部件、33-反射镜片、34-感应片、35-第一位置感应器、36-第二位置感应器、4-第二激光扫描偏镜系统、51-第一全反射镜片、52-第二全反射镜片、53-第三全反射镜片、54-第四全反射镜片、55-第五全反射镜片、6-安装基板。
【具体实施方式】
[0025]本实用新型的核心是提供一种光路切换装置，该光路切换装置的一台激光器可以为两台或以上的激光扫描偏镜系统提供激光束;本实用新型的另一核心是提供一种包括上述光路切换装置的激光加工设备。
[0026]为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明。
[0027]请参考图1至图4，图1为本实用新型实施例所提供的光路切换装置的结构示意图；图2为图1的正视图；图3为图1的光路切换部件在第一位置时局部方法图；图4为图1的光路切换部件在第二位置时局部方法图。
[0028]本实用新型提供的一种激光加工设备的光路切换装置，激光器1、第一激光扫描偏镜系统2、光路切换部件3和第二激光扫描偏镜系统4。激光器I发射激光光束后，第一激光扫描偏镜系统2能够接收激光器I所发射的激光光束，并进行相应的激光加工。
[0029]本文在激光器I与第一激光扫描偏镜系统2之间还设置有光路切换部件3，并且光路切换装置还设置有第二激光扫描偏镜系统4;光路切换部件3用于供激光光束通过或者将激光光束进行反射;即，当光路切换部件3供激光光束通过时，第一激光扫描偏镜系统2能够接收激光器I所发射的激光光束，使得第一激光扫描偏镜系统2进行激光加工；当光路切换部件3反射激光光束之后，经光路切换部件3反射的激光光束被第二激光扫描偏镜系统4接收，从而供第二激光扫描偏镜系统4进行激光加工。
[0030]通过说明书附图1与说明书附图2可以看出，处于两个不同工位的第一激光扫描偏镜系统2和第二激光扫描偏镜系统4;利用光路切换部件3的工作位置的切换，使得由激光器I发射出的激光光束能够被第一激光扫描偏镜系统2或者第二激光扫描偏镜系统4接收，从而分别供第一激光扫描偏镜系统2或者第二激光扫描偏镜系统4进行激光加工。也就是说，光路切换部件3具备两种不同工作状态；当需要第一激光扫描偏镜系统2工作时，光路切换部件3并不阻挡激光器I所发生的激光光束，而是令激光光束被第一激光扫描偏镜系统2接收；当无需第一激光扫描偏镜系统2工作、而需要第二激光扫描偏镜系统4工作时，光路切换部件3可以阻挡激光光束，使得激光光束的方向发生变化，从而被第二激光扫描偏镜系统4接收;这样一来，能够利用光路切换部件3实现对激光光束的避开或反射，从而使得第一激光扫描偏镜系统2与第二激光扫描偏镜系统4非同时性的激光加工，提高了激光器I的使用效率。
[0031]为了优化光路切换部件3的形状构造，本文的光路切换部件3设置有动力装置31以及旋转部件32，并且动力装置31与旋转部件32相连;动力装置31提供动力，供旋转部件32进行旋转;此外，旋转部件32还安装有反射镜片33。
[0032]通过说明书附图3与说明书附图4，可以看出，当旋转部件32旋转至第一位置时，反射镜片33位于激光器I与第一激光扫描偏镜系统2之间的激光光束上；当旋转部件32旋转至第二位置时，反射镜片33位于激光器I与第一激光扫描偏镜系统2之间的激光光束之外。
[0033]当旋转部件32至于第一位置时，反射镜片33能够对激光器I与第一激光扫描偏镜系统2之间的激光光束进行反射，从而使得激光光束无法被第一激光扫描偏镜系统2接收，而是被第二激光扫描偏镜系统4接收;显然，在旋转部件32至于第一位置时，第一激光扫描偏镜系统2不进行激光加工，而第二激光扫描偏镜系统4进行激光加工。
[0034]当旋转部件32至于第二位置时，反射镜片33位于激光器I与第一激光扫描偏镜系统2之间的激光光束之外；S卩，反射镜片33无法对激光光束进行阻挡，从而使得激光光束被第一激光扫描偏镜系统2接收，而第二激光扫描偏镜系统4无法接收激光光束;显然，在旋转部件32至于第二位置时，第一激光扫描偏镜系统2进行激光加工，而第二激光扫描偏镜系统4并不进行激光加工。
[0035]上述描述了光路切换部件3实现反射激光光束或者供所述激光光束通过的【具体实施方式】。当然，光路切换部件3还可以有其他不同设置方式，只要其能够实现反射激光光束或者供所述激光光束通过这一功能即可。
[0036]除此之外，光路切换装置还包括控制部件；当旋转部件32位于第一位置时或者旋转部件32位于第二位置时，控制部件能够控制动力装置31停止运动。
[0037]显而易见地，为了实现光路切换部件3中的旋转部件32能够自动旋转以实现上述第一激光扫描偏镜系统2与第二激光扫描偏镜系统4工作状态的切换，本文的光路切换装置还设置有控制部件，能够控制旋转部件32停止在第一位置或者第二位置，从而实现第二激光扫描偏镜系统4进行加工或者第一激光扫描偏镜系统2进行加工。
[0038]为了优化上述实施方式，本文的光路切换部件3还包括感应片34;通过说明书附图3和说明书附图4可知，旋转部件32的一端设置有反射镜片33，另一端设置有感应片34;并且光路切换装置还设置有第一位置感应器35和第二位置感应器36。
[0039]第一位置感应器35位于当旋转部件32旋转至第一位置时感应片34所对应的位置，第二位置感应器36位于当旋转部件32旋转至第二位置时感应片34所对应的位置。即，说明书附图3所示为反射镜片33反射激光光束时的位置，此时第二激光扫描偏镜系统4进行加工;说明书附图4所示为反射镜片33未阻挡激光光束时的位置，此时第一激光扫描偏镜系统2进行加工。
[0040]从说明书附图3和说明书附图4可以看出，旋转部件32的第一位置与第二位置相差90度；即，当旋转部件32处于第一位置时，其顺时针转过90度时，旋转部件32处于第二位置；而这一过程导致由第二激光扫描偏镜系统4进行加工切换为第一激光扫描偏镜系统2进行加工;与之类似地，当旋转部件32处于第二位置时，旋转部件32逆时针转过90度时，旋转部件32处于第一位置;而这一过程导致由第一激光扫描偏镜系统2进行加工切换为第二激光扫描偏镜系统4进行加工。当然，根据实际需要，上述90度还可以设置为其他度数，本文并不作出限定。
[0041]本文优选将动力装置31设置为旋转电机，该旋转电机还可以是伺服电机。
[0042]也就是说，当伺服电机接收到指令后，伺服电机开始旋转，旋转部件32从第一位置顺时针转过90度时，感应片34由第一位置感应器35处转至第二位置感应器36处；当感应片34旋转至第二位置感应器36处时，由控制部件控制伺服电机停止，此时旋转部件32位于第二位置；即，完成了由第二激光扫描偏镜系统4加工向第一激光扫描偏镜系统2加工的切换过程。
[0043]与之类似地，在伺服电机的转动下，旋转部件32从第二位置逆时针转过90度时，感应片34由第二位置感应器36处转至第一位置感应器35处；当感应片34旋转至第一位置感应器35处时，由控制部件控制伺服电机停止，此时旋转部件32位于第一位置；即，完成了由第一激光扫描偏镜系统2加工向第二激光扫描偏镜系统4加工的切换过程。
[0044]除此之外，还可以对第一激光扫描偏镜系统2、第二激光扫描偏镜系统4以及激光器I的位置进行优化;但需要说明的是，本文仅仅给出上述三者位置关系的一种实施方式，其他位置关系及其设置方式也应在本文的保护范围之内。
[0045]激光器I的两侧分别设置第一激光扫描偏镜系统2和第二激光扫描偏镜系统4;并且在激光器I与第一激光扫描偏镜系统2之间还设置有第一组全反射镜片;在激光器I与第二激光扫描偏镜系统4之间还设置有第二组全反射镜片。
[0046]通过说明书附图1可以看出，利用安装基板6固定激光器I和光路切换部件3;当然，安装基板6上还可以安装第一激光扫描偏镜系统2和第二激光扫描偏镜系统4;此外，还设置有第一全反射镜片51、第二全反射镜片52、第三全反射镜片53、第四全反射镜片54和第五全反射镜片55。
[0047]当光路切换部件3处于第二位置时，激光器I所发射的激光光束未被光路切换部件3阻挡，而是直接打在第一全反射镜片51上，并经过第一全反射镜片51的反射打在第二全反射镜片52上，经过第二全反射镜片52的反射后被第一激光扫描偏镜系统2接收并实现第一激光扫描偏镜系统2的加工。
[0048]当光路切换部件3处于第一位置时，激光器I所发射的激光光束被光路切换部件3阻挡，经光路切换部件3的反射镜片33的反射后，打在第三全反射镜片53上，并依次经过第四全反射镜片54和第五全反射镜片55的反射，最终被第二激光扫描偏镜系统4接收并实现第二激光扫描偏镜系统4的加工。
[0049]当然，根据实际需要，可以将上述第一全反射镜片51、第二全反射镜片52、第三全反射镜片53、第四全反射镜片54和第五全反射镜片55均设置为45°全反射镜片；并且，也不仅仅局限于上述以及说明书附图1中的布局方式;无论采用何种规格的反射镜片以及各个反射镜片之间的布局方式如何，均应在本文的保护范围之内。
[0050]本实用新型所提供的一种激光加工设备，包括机身以及与机身连接的光路切换装置;光路切换装置为上述实施例所描述的光路切换装置;激光加工设备的其他部分可以参照现有技术，本文不再展开。当然，本文的激光加工设备可以具体为激光打标机或者其他激光加工装置，本文此处将不再赘述。
[0051]需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
[0052]以上对本实用新型所提供的光路切换装置及其激光加工设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种激光加工设备的光路切换装置，包括用以发射激光光束的激光器(I)以及用以接收所述激光光束并进行激光加工的第一激光扫描偏镜系统(2);其特征在于，还包括设置于所述激光器(I)与所述第一激光扫描偏镜系统(2)之间用以反射所述激光光束或者供所述激光光束通过的光路切换部件(3)，还包括用以接收经所述光路切换部件(3)反射后的激光光束并进行激光加工的第二激光扫描偏镜系统(4)。2.根据权利要求1所述的光路切换装置，其特征在于，所述光路切换部件(3)包括动力装置(31)以及与所述动力装置(31)连接的旋转部件(32)，所述旋转部件(32)设置有反射镜片(33);当所述旋转部件(32)旋转至第一位置时，所述反射镜片(33)位于所述激光器(I)与所述第一激光扫描偏镜系统(2)之间的激光光束上；当所述旋转部件(32)旋转至第二位置时，所述反射镜片(33)位于所述激光器(I)与所述第一激光扫描偏镜系统(2)之间的激光光束之外。3.根据权利要求2所述的光路切换装置，其特征在于，还包括当所述旋转部件(32)位于所述第一位置时或者所述旋转部件(32)位于所述第二位置时用以控制所述动力装置(31)停止运动的控制部件。4.根据权利要求3所述的光路切换装置，其特征在于，所述光路切换部件(3)还包括感应片(34);所述光路切换装置还设置有当所述旋转部件(32)旋转至第一位置时对应于所述感应片(34)位置的第一位置感应器(35)以及当所述旋转部件(32)旋转至第二位置时对应于所述感应片(34)位置的第二位置感应器(36)。5.根据权利要求4所述的光路切换装置，其特征在于，所述动力装置(31)具体为旋转电机。6.根据权利要求1至4任意一项所述的光路切换装置，其特征在于，所述第一激光扫描偏镜系统(2)与所述第二激光扫描偏镜系统(4)分别位于所述激光器(I)的两侧;并且所述第一激光扫描偏镜系统(2)与所述激光器(I)之间设置有一组用以反射并改变所述激光光束的方向并供所述第一激光扫描偏镜系统(2)接收的第一组全反射镜片，所述第二激光扫描偏镜系统(4)与所述激光器(I)之间设置有一组用以反射并改变经所述光路切换部件反射后的激光光束的方向并供所述第二激光扫描偏镜系统(4)接收的第二组全反射镜片。7.根据权利要求2所述的光路切换装置，其特征在于，所述第一位置与所述第二位置之间间隔90度。8.根据权利要求1至4任意一项所述的光路切换装置，其特征在于，还包括用以固定所述激光器(I)和所述光路切换部件(3)的安装基板(6)。9.一种激光加工设备，包括机身以及与所述机身连接的光路切换装置，其特征在于，所述光路切换装置为权利要求1至8任一项所述的光路切换装置。10.根据权利要求9所述的激光加工设备，其特征在于，所述激光加工设备具体为激光打标机。
【文档编号】B41J2/455GK205523087SQ201620101582
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月1日
【发明人】肖磊, 李金华, 徐地华
【申请人】广东正业科技股份有限公司