一种设有Z轴调焦专用温控容纳空间的激光打标机的制作方法

本发明涉及激光打标设备领域，具体涉及一种设有z轴调焦专用温控容纳空间的激光打标机。

背景技术：

激光打标机是综合了激光技术和计算机技术的光、机电一体化设备。激光打标技术目前在国内外工业上的应用正被人们逐渐重视，各种新型的打标设备层出不穷，它以其独特的优点正在取代传统的标记方法，可在各种机械零部件、电子元器件、集成电路模块、仪器、仪表等多种物体表面上，打印出标记。

激光打标机在工作的过程中，需要通过z轴调焦镜片对焦距进行调整，但z轴调焦镜片在调焦过程中会产生很多的热量，如果不能有效地对z轴调焦镜片进行散热，将会影响激光打标机的工作性能和打标精度，使得打标效果不理想；在使用大功率激光器的情况下，z轴调焦镜片温度太高会制约激光打标机的可靠性以及进一步提高功率的可能，因此需要对z轴调焦镜片进行温控，但在现有技术中缺少对z轴调焦镜片进行温控的应用研究。

因此，有必要提供一种使用方便、安全性好且能够对z轴调焦镜片进行温度调节的设有z轴调焦专用温控容纳空间的激光打打标机。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种使用方便、安全性好且能够对z轴调焦镜片进行温度调节的设有z轴调焦专用温控容纳空间的激光打打标机。

为达到上述发明目的，本发明的技术方案实现如下：一种设有z轴调焦专用温控容纳空间的激光打标机，包括机箱，所述机箱的底端设有用于放置打标物的打标台；所述机箱的一侧设有电气柜，电气柜内设有控制器；

所述机箱的顶部设有支撑机构，所述机箱的顶部设有顶板，所述顶板上沿竖直方向设有安装孔，所述支撑机构上端穿过所述安装孔伸出所述机箱外；

所述支撑机构上设有打标组件，所述打标组件包括打标盒和扫描头，所述打标盒内设有激光器和温控室；所述扫描头紧挨所述打标盒设置且与所述温控室在同一方向上；所述打标盒远离所述扫描头的一侧倾斜设有反射组件，所述温控室位于所述扫描头与所述反射组件之间；

所述温控室内部设有温控容纳空间，所述温控容纳空间内设有z轴调焦组件；所述z轴调焦组件与所述控制器连接，用于调节入射激光的光束焦距以适应打标物表面不同位置的高低起伏变化；

所述温控室的前侧面上设有矩形通孔，所述矩形通孔沿水平方向向内延伸与所述温控容纳空间连通；

所述安装孔上安装有温控组件，所述温控组件包括由内向外依次设置的传导块、半导体制冷片以及散热器；所述半导体制冷片的冷端与所述传导块贴合，热端与所述散热器贴合；所述半导体制冷片与所述控制器连接；所述传导块与所述温控容纳空间连通；所述半导体制冷片通过所述传导块向所述温控室传递热能；

所述扫描头包括若干振镜，用于改变打标激光的方向，使打标激光朝向打标台射出；

所述温控容纳空间内设有用于测量温控室温度的温度传感器，所述温度传感器与所述控制器连接，所述控制器根据所述温度传感器测量到的温控室的温度数据，控制所述半导体制冷片开启/关闭，对所述z轴调焦组件的温度进行调节；

打标激光自激光器出射，依次经过所述反射组件反射后入射至温控室内，经温控室内的z轴调焦组件调焦后入射至扫描头，最后打在打标物上，实现打标操作。

优选地，所述温控室内设置有与传导块对应的传导块连接片，所述传导块通过传导块连接片固定在所述温控室前侧面上；所述传导块连接片上设有多个连接孔。

优选地，所述散热器包括第一散热区和第二散热区，所述第一散热区和第二散热区均包括多个沿水平方向均匀分布的散热片；所述第一散热区和第二散热区之间设有多个螺丝孔，所述螺丝孔包括左右设置的第一螺丝孔和第二螺丝孔；所述第一螺丝孔和第二螺丝孔均沿水平方向贯穿所述散热器的前后两侧。

优选地，所述传导块的左右两侧分别沿水平方向向外突出设有第一连接部和第二连接部；所述第一连接部和第二连接部的两端均沿所述传导块的厚度方向延伸至所述传导块的前后两端边缘处；所述第一连接部沿所述传导块的厚度方向设有第一连接槽；所述第二连接部沿所述传导块的厚度方向设有第二连接槽。

优选地，所述反射组件包括还包括从后往前依次连接的第一反射组件、连接管以及第二反射组件；所述第一反射组件包括第一反射透镜，用于改变打标激光的光路；所述第一反射组件设置与所述激光器的前端且位于打标激光的出射光路上；所述第二反射组件包括第二反射透镜，用于改变经第一反射透镜反射的打标激光的光路，使打标激光入射至z轴调焦组件；所述第二反射组件设置于所述z轴调焦组件的右端。

优选地，所述z轴调焦组件包括底座，所述底座上沿激光光路方向设有滑轨，所述滑轨上设置有可沿所述滑轨滑动的支座，所述支座上设有调焦透镜；所述z轴调焦组件还包括与支座直接或间接连接的摆动电机，所述摆动电机与控制器连接，所述摆动电机驱动所述支座沿滑轨方向往返运动；所述z轴调焦组件与所述扫描头之间还设有聚焦镜筒。

优选地，所述电气柜内设有电路板以及多个散热风扇，所述电气柜上设有多个散热孔。

优选地，所述支撑机构包括从上往下依次设置的连接板、承托板和矩形外罩，所述连接板的下表面与所述承托板连接；所述连接板的上表面与激光器和z轴调焦组件连接；所述支撑机构通过多个连接杆固定在所述机箱上端，所述承托板上设有与多个连接杆对应的连接孔；所述连接杆一端穿过安装孔连接与机箱连接，另一端穿过连接孔与连接板连接；所述承托板上设有与所述扫描头对应的激光出射口，所述激光出射口沿竖直方向贯穿所述承托板，所述承托板上还设有沿所述激光出射口向上延伸的固定部，所述固定部与所述扫描头的底部连接，以固定所述扫描头；所述矩形外罩上端穿过所述安装孔与所述承托板连接。

优选地，所述打标台的底部设有抽风机构，所述抽风机构包括风罩和抽风管，所述风罩为带有凹槽的方形结构，所述抽风管设置于所述风罩的底角上且位于所述风罩的外侧，所述抽风管向内与所述凹槽连通；所述机箱靠近激光器的一侧设有吸风口，所述吸风口与所述机箱内部连通。

优选地，所述扫描头靠近所述温控室的一侧设有水冷器。

有益效果

与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：本发明提供了一种设有z轴调焦专用温控容纳空间的激光打标机，所述机箱的一侧设有电气柜，电气柜内设有控制器；所述支撑机构上设有打标组件，所述打标组件包括打标盒和扫描头，所述打标盒内设有激光器和温控室；所述温控室内部设有温控容纳空间，所述温控容纳空间内设有z轴调焦组件；所述温控室的前侧面上设有矩形通孔，所述安装孔上安装有温控组件，所述温控组件的设置便于对所述温控室内的温度进行调节；所述温控组件包括由内向外依次设置的传导块、半导体制冷片以及散热器；所述半导体制冷片的冷端与所述传导块贴合，热端与所述散热器贴合；所述半导体制冷片与所述控制器连接；所述半导体制冷片通过所述传导块与所述温控室传递热能；所述温控容纳空间内设有温度传感器，所述温度传感器与所述控制器连接；所述温度传感器的设置便于测量温控室内的温度；z轴调焦组件包括调焦透镜，调焦透镜在调焦过程中会产生大量的热量并散发在温控室内，使得温控室内的温度升高，控制器通过温度传感器检测温控室内的温度，如温度过高，则所述控制器控制所述半导体制冷片工作，所述半导体制冷片向所述温控室内部传递热能，从而对所述调焦透镜的温度进行有效调节，避免因调焦透镜温度过高而导致激光打标机的打标效果不理想以及意外事故的发生，同时，提高本发明的安全性。

附图说明

图1为本发明的激光打标机的整体结构示意图；

图2为本发明的激光打标机的前视图；

图3为本发明的激光打标机的斜视图；

图4为本发明的打标组件的结构示意图；

图5为本发明的打标组件的俯视图；

图6为本发明的温控组件的分解图；

图7为本发明的传导块的结构示意图；

图8为本发明的传导块连接片的结构示意图；

图9为本发明的散热器的俯视图；

图10为本发明的支撑机构结构示意图；

图11为本发明的承托板的结构示意图；

图12为本发明的连接板与连接杆的连接的示意图；

图13为本发明的抽风机构的结构示意图；

图14为本发明的z轴调焦组件的结构示意图；

图15本发明的反射组件的结构示意图；

图16本发明的顶板的结构示意图；

图17本发明的的工作原理图；

附图中的标记所对应的技术特征为：1-机箱，11-顶板，111-安装孔，112-限位凸缘，12-固定板，2-支撑机构，21-连接板，22-承托板，221-激光出射口，222-固定部，223-连接孔，23-矩形外罩，24-连接杆，3-打标组件，31-打标盒，311-激光器，312-温控室，3121-温控容纳空间，3122-z轴调焦组件，3122a-底座，3122b-滑轨，3122c-支座，3122d-调焦透镜，3122e-摆动电机，3123-聚焦镜筒，3124-矩形通孔，313-温度传感器，32-扫描头，321-水冷器，4-反射组件，41第一反射组件，411-第一反射透镜，42-第二反射组件，421-第二反射透镜，43-连接管，5-打标台，6-电气柜，61-散热孔，62-控制器，7-抽风机构，71-风罩，711-凹槽，72-抽风管，8-吸风口，9-温控组件，91-传导块，911-第一连接部，9111-第一连接槽，912-第二连接部，9121-第二连接槽，92-半导体制冷片，93-散热器，931-第一散热区，932-第二散热，933-散热片，934-第一螺丝孔，935-第二螺丝孔，94-传导块连接片，941-连接孔，10-打标物。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

如图1至图3所示，一种设有z轴调焦专用温控容纳空间的激光打标机，包括机箱1，所述机箱1的底端设有用于放置打标物的打标台5；所述机箱1的一侧设有电气柜6，所述电气柜6内设有电路板(附图中未有画出)和控制器62；所述电路板与所述控制器62连接；

如图1至图3所示，所述电气柜6内还设有多个散热风扇(附图中未有画出)，所述电气柜6上还设有多个散热孔61。所述散热风扇和散热孔61的设置便于为所述电气柜6散热。

如图1至图5所示，所述机箱1的顶部设有支撑机构2，所述支撑机构2上设有打标组件3，所述打标组件3包括打标盒31和扫描头32，所述打标盒31内设有激光器311和温控室312；所述扫描头32紧挨所述打标盒31设置且与所述温控室312在同一方向上；

如图1、图3和图16所示，所述机箱1的顶部设有顶板11，所述顶板11上沿竖直方向设有安装孔111，所述支撑机构2上端穿过所述安装孔111伸出所述机箱1外。此结构的设置使所述支撑机构2能够突出所述机箱1上端面，便于打标组件的安装。

如图10和图11所示，所述支撑机构2包括从上往下依次设置的连接板21、承托板22和矩形外罩23，所述连接板21的下表面与所述承托板22连接；所述连接板21的上表面与打标盒31底部连接；所述承托板22上设有与所述扫描头32对应的激光出射口221，所述激光出射口221沿竖直方向贯穿所述承托板22，所述承托板22上还设有沿所述激光出射口221向上延伸的固定部222，所述固定部222与所述扫描头32的底部连接，以固定所述扫描头32；所述矩形外罩23上端穿过所述安装孔111与所述承托板22连接。

如图16所示，所述安装孔111下端边缘向内延伸设有限位凸缘112；所述限位凸缘112与所述矩形外罩23的底部连接，限制所述矩形外罩23向下活动。

如图10和图12所示，所述支撑机构2通过多个连接杆24固定在所述机箱1上端，所述承托板22上设有与多个连接杆24对应的连接孔223；所述连接杆24一端穿过安装孔111连接与机箱1连接，另一端穿过连接孔223与连接板21连接。

如图10和图12所示，所述机箱1内侧设有固定板12，多个所述连接杆24的下端与所述固定板12连接。

如图1、图2、图4和图14所示，所述温控室312内部设有温控容纳空间3121，所述温控容纳空间3121内设有z轴调焦组件3122；所述z轴调焦组件3122与所述控制器连接；用于调节入射激光的光束焦距以适应打标物表面不同位置的高低起伏变化；所述z轴调焦组件3122包括底座3122a、支座3122c和调焦透镜3122d；所述底座3122a上设置有沿激光光路延伸的滑轨3122b，所述支座3122c设置在所述滑轨3122b上并可沿所述滑轨3122b滑动，所述调焦透镜3122d设置在所述支座3122c上；所述z轴调焦组件3122还包括与支座3122c直接或间接连接的摆动电机3122e，所述摆动电机3122e与控制器连接；在所述控制器62的控制下，所述摆动电机3122e驱动支座3122c沿滑轨3122b方向往返运动,以调节入射激光的光束焦距以适应打标物表面不同位置的高低起伏变化；

如图2和图6所示，所述温控室312的前侧面上设有矩形通孔3124，所述矩形通孔3124沿水平方向向内延伸与所述温控容纳空间3121连通；所述矩形通孔3124上安装有温控组件9，所述温控组件9包括由内向外依次设置的传导块91、半导体制冷片92以及散热器93；所述半导体制冷片92的冷端与所述传导块91贴合，热端与所述散热器93贴合；所述半导体制冷片92与所述控制器62连接；所述传导块91与所述温控容纳空间3121连通；所述半导体制冷片92通过所述传导块92向所述温控室312传递热能，对温控室312内的温度进行调节。

如图6和图8所示，所述温控室1内设置有与传导块91对应的传导块连接片94，所述传导块91通过传导块连接片94固定在所述温控室1前侧面上；所述传导块连接片94上设有多个连接孔941。所述连接孔941的设置便于所述传导块连接片94安装在所述温控室1内，同时便于所述传导块连接片94连接所述传导块91。

如图9所示，所述散热器93包括第一散热区931和第二散热区932，所述第一散热区931和第二散热区932均包括多个沿水平方向均匀分布的散热片933；所述散热片933的设置便于所述半导体制冷片92的热端进行散热。

如图9所示，所述第一散热区931和第二散热区932之间设有多个螺丝孔，所述螺丝孔包括左右设置的第一螺丝孔934和第二螺丝孔935；所述第一螺丝孔934和第二螺丝孔935均沿水平方向贯穿所述散热器93的前后两侧。所述第一螺丝孔934和第二螺丝孔935的设置便于所述散热器93与所述传导块91连接。

如图7所示，所述传导块91的左右两侧分别沿水平方向向外突出设有第一连接部911和第二连接部912；所述第一连接部911和第二连接部912的两端均沿所述传导块91的厚度方向延伸至所述传导块91的前后两端边缘处；所述第一连接部911沿所述传导块91的厚度方向设有第一连接槽9111；所述第二连接部312沿所述传导块91的厚度方向设有第二连接槽9121。第一连接部911、第二连接部912、所述第一连接槽9111和第二连接槽9121的设置便于所述传导块91与所述散热器93和传导块连接片94连接，从而使温控组件9固定在所述温控室1上。

如图17所示，所述温控容纳空间3121内设有用于测量温控室312温度的温度传感器313，所述温度传感器313与所述控制器62连接，所述控制器62根据所述温度传感器313测量到的温控室312的温度数据，控制所述半导体制冷片92开启/关闭，对所述z轴调焦组件的温度进行调节；具体地，z轴调焦组件3122的调焦透镜3122d在调焦过程中会产生大量的热量并散发在温控室312内，使得温控室312的温度升高，控制器62通过温度传感器313检测温控室312内的温度，如温度过高，则所述控制器62控制所述半导体制冷片92工作，所述半导体制冷片92向所述温控室1内部传递热能，从而对所述调焦透镜3122d进行降温，使调焦透镜3122d处在合适的温度范围内工作，避免因调焦透镜3122d温度过高而导致激光打标机的打标效果不理想以及意外事故的发生，提高本发明的安全性。

如图1、图2图4、图5和图15所示，所述打标盒31远离所述扫描头32的一侧倾斜设有反射组件4，所述温控室312设置于所述扫描头32与所述反射组件4之间。所述反射组件4包括从后往前依次连接的第一反射组件41、连接管43以及第二反射组件42，所述第一反射组件41包括第一反射透镜411，用于改变打标激光的光路；所述第一反射组件41设置与所述激光器311的前端且位于打标激光的出射光路上；所述第二反射组件42包括第二反射透镜421，用于改变经第一反射透镜411反射的打标激光的光路；所述第二反射组件42设置于所述z轴调焦组件3122的右端；所述第一反射组件41和第二反射组件42的设置便于调整打标激光的光路，使打标激光经过温控室312内的z轴调焦组件3122调焦后入射至所述扫描头32。

如图4所示，所述z轴调焦组件3122与所述扫描头32之间还设有聚焦镜筒3123，所述聚焦镜筒3123包括多个聚焦透镜(附图中未有画出)，具体地，经z轴调焦组件3122调焦后的打标激光，通过聚焦透镜3122d聚焦后入射至扫描头32。

如图所述扫描头32包括若干振镜(附图中未有画出)，所述振镜包括x振镜和y振镜，所述x振镜和y振镜用于改变打标激光的方向，使打标激光朝向打标台5射出；

如图1、图2和图13所示，所述打标台5的底部设有抽风机构7，所述抽风机构7包括风罩71和抽风管72，所述风罩71为带有凹槽711的方形结构，所述抽风管72设置于所述风罩71的底角上且位于所述风罩71的外侧，所述抽风管72向内与所述凹槽711连通；此结构的设置便于使打标物吸附在打标台5上，增强打标效果。

如图3所示，所述机箱靠近激光器311的一侧设有吸风口8，所述吸风口8与所述机箱1的内部连通，所述吸风口8在实际使用中，连接吸风机，便于为吸取打标过程中产生的灰尘。

如图4所示，所述扫描头32靠近z轴调焦组件3122的一侧设有水冷器321；所述水冷器321的设置便于为所述扫描头32散热，防止扫描头32因温度过高，影响打标效果。

打标激光自激光器311出射，依次经过第一反射透镜411和第二反射透镜421反射后入射至温控室，经温控室内的z轴调焦组件3122调焦后入射至扫描头32，最后打在打标物上，实现打标操作。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准；根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。