二反射镜223向被打标物的内表面反射打标激光。
[0035]第一旋转装置与第二反射镜223连接，用于驱动第二反射镜223相对于被打标物向上或者向下移动，改变打标激光入射第二反射镜223的入射点，以使打标点在第一方向移动。需要说明的是:在第二反射镜223相对于被打标物向上或者向下移动时，打标激光入射第二反射镜223的入射角保持不变，在打标激光入射第二反射镜223的入射点发生变化后，打标点沿第一方向移动。
[0036]第二旋转装置224与被打标物连接，用于驱动被打标物旋转，以使被打标点在第二方向移动。值得说明的是:在驱动第二反射镜223旋转时，不改变打标激光入射第二反射镜223的入射角，只是改变从第二反射镜223出射的打标激光的传输方向，以使打标点在第二方向移动。控制器具体与第一旋转装置和第二旋转装置224连接，用于控制第一旋转装置和第二旋转装置224。在本发明实施方式中，优选的，第一反射镜221、场镜222和第二反射镜223的光轴位于同一平面。
[0037]进一步的，不同的被打标物，打标激光从第二反射镜223出射的出射点与被打标物的内表面之间距离是不同的，例如:戒指和手镯，由于手镯的内径较戒指的内径大，因此，打标激光从第二反射镜223出射的出射点与手镯的内表面之间的距离大于打标激光从第二反射镜223出射的出射点与戒指的内表面之间，则在先后对戒指和手镯进行标时，需要调节场镜222与第二反射镜223之间的距离，以使打标激光在戒指和手镯的内表面进行打标时，打标点均位于场镜222的焦点处。而为了方便调节场镜222与第二反射镜223之间的距离，激光打标机20还包括移动装置(图未示)。移动装置与场镜222连接，用于移动场镜222，以调节场镜222与打标点之间的光路距离。
[0038]为了方便控制移动装置移动场镜222，激光打标机20还包括第一距离检测装置(图未示)和第二距离检测装置(图未示)。
[0039]第一距离检测装置用于检测打标激光从第二反射镜223出射的出射点与被打标物的内表面之间的距离。第二距离检测装置用于检测场镜222与打标激光入射第二反射镜223的入射点之间的距离。控制器与第一距离检测装置和第二距离检测装置连接，用于根据第一距离检测装置和第二距离检测装置的检测结果控制移动装置进行移动，以保证打标点位于场镜222的焦点处。在本实施方式中，第一距离检测装置和第二距离检测装置优选为红外线距离传感器，第二距离检测装置设置于场镜222，第一距离检测装置设置于第二反射镜223。
[0040]为了避免激光输出装置21输出打标激光时，光路中存在返回光束，返回光束输入至激光输出装置21，会影响激光输出装置21所输出的激光的质量，则激光打标机20还包括隔离器23。隔离器23设置于激光输出装置21的输出端，并且隔离器23位于第一反射镜221的前方。激光输出装置21所输出的打标激光经过隔离器23后入射至第一反射镜221;隔离器23的主要目的隔绝和减少打标过程中返回到激光输出装置21的返回光束，以保证激光输出装置21的稳定输出。另外，隔离器23还能实现小光束扩束，得到较大的准直光束。准直光束有较小的发散角，保证了该准直光束能够长距离传输后光斑大小变化不大。
[0041]需要说明的是:由于第一反射镜221在转动时，打标激光会在被打物的上下方向移动。为了保证打标激光不会打到被打标物、第二反射镜223和场镜222外的区域，根据场镜222焦距和尺寸、第一反射镜221的角度、第二反射镜223角度仿真得到第一反射镜221的旋转角度范围，以一定安全系数缩小该旋转角度范围，保证在任何装配公差和尺寸公差下打标激光不会打到被打标物、第二反射镜223和场镜222外的区域外。
[0042]第二反射镜223受损的概率与打标激光打标第二反射镜223的表面的功率密度相关，为了有效降低打标激光打到第二反射镜223的功率密度，减少第二反射镜223受损的概率。在设计过程中根据输入第二反射镜223的光斑大小、场镜222焦距、场镜222具体参数、以及各个零部件之间的距离在光学仿真软件中建立模型。当焦点准确落在戒指内壁表面上时通过设计软件监控在第二反射镜223表面的光斑大小。如果我们使用相同的脉宽、频率和平均输出功率的激光器进行该打标时，第二反射镜223光斑面积越大，在该第二反射镜223表面的功率密度越低，该反射片受损的概率越小。当然以上方法也可以通过测量设备直接测量光斑确定场镜222和输入光斑的大小。当隔离器23输入的准直光斑直径为8.8mm时，计算得到打标激光打到第二反射镜223表面上激光光斑的大小，该光斑随着场镜222的焦距变大而变小，为了减少第二反射镜223的受损概率，可尽可能地选用焦距较短的场镜222系统。当我们使用焦距为10mm的场镜222系统时，计算不同直径的隔离器23准直光束经过场镜222和振镜系统后在次反射镜上的光斑大小。可以看到该光斑随着输入光斑的变大，打标激光在第二反射镜223上的光斑在变大。为了减低第二反射镜223的受损概率，我们尽可能保证透过率足够高的情况下，选用较大的隔离器23准直光斑。
[0043]在本发明实施方式中，将打标控制装置入被打标物的内部，打标控制装置接收激光输出装置所输出的打标激光并将打标激光打到被打标物的内表面，并且打标控制装置控制打标激光打到被打标物上形成的打标点沿第一方向或者第二方向移动，其中，第一方向和第二方向为两个不相同的方向，从而实现对被打打物进行二维打标;另外，打标控制装置在将打标激光打到被打标物的内表面时，控制打标控制装置的场镜与打标点之间的光路距离等于场镜的焦距与第一数值之和，以使打标点位于场镜的焦点处或者焦点附近，而场镜的焦点处或焦点附近的光的密度较大，从而使得激光打标机在打标时能够有效地避免出现打标t旲糊的情况，提尚其打标质量。
[0044]以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种激光打标机，其特征在于，包括激光输出装置和打标控制装置； 所述激光输出装置用于输出打标激光； 所述打标控制装置用于接收所述打标激光并将所述打标激光打到被打标物的内表面；所述打标控制装置还用于控制所述打标激光打到被打标物上形成的打标点沿第一方向或者第二方向移动，其中，所述打标控制装置的场镜与打标点之间的光路距离等于所述场镜的焦距与第一数值之和。2.根据权利要求1所述的激光打标机，其特征在于， 所述激光打标机还包括控制器； 所述控制器分别与打标控制装置和激光输出装置连接，用于接收打标数据，并根据所述打标数据控制激光输出装置输出打标激光，以及控制打标控制装置移动打标点。3.根据权利要求2所述的激光打标机，其特征在于， 所述打标控制装置还包括第一反射镜、第一旋转装置、场镜、第二反射镜和第二旋转装置； 所述第一反射镜用于接收从所述激光输出装置所输出的打标激光，并将所述打标激光反射到场镜，所述场镜将所述打标激光输出至第二反射镜，所述第二反射镜置入被打标物的内部，所述第二反射镜向所述被打标物反射所述打标激光； 所述第一旋转装置与第一反射镜连接，用于驱动所述第一反射镜转动，改变所述打标激光入射第二反射镜的入射点，以使所述打标点沿第一方向移动，所述第二旋转装置与被打标物连接，用于驱动所述被打标物旋转，以使所述被打标点沿第二方向移动， 或者， 所述第一旋转装置与第一反射镜连接，用于驱动所述第一反射镜转动，改变所述打标激光入射第二反射镜的入射点，以使所述打标点朝第一方向移动，所述第二旋转装置与第二反射镜连接，用于驱动所述第二反射镜旋转， 或者， 所述第一旋转装置与第二反射镜连接，用于驱动所述第二反射镜相对于被打标物向上或者向下移动，改变所述打标激光入射第二反射镜的入射点，以使所述打标点沿第一方向移动，所述第二旋转装置与被打标物连接，用于驱动所述被打标物旋转，以使所述被打标点朝第二方向移动； 所述控制器具体分别与第一旋转装置和第二旋转装置连接。4.根据权利要求3所述的激光打标机，其特征在于， 所述第一反射镜、场镜和第二反射镜的光轴位于同一平面。5.根据权利要求3所述的激光打标机，其特征在于， 所述激光打标机还包括移动装置； 所述移动装置与场镜连接，用于移动场镜222，以调节场镜222与打标点之间的光路距离； 所述移动装置与控制器连接。6.根据权利要求5所述的激光打标机，其特征在于， 所述激光打标机还包括第一距离检测装置和第二距离检测装置； 所述第一距离检测装置用于检测所述打标激光从第二反射镜出射的出射点与被打标物的内表面之间的距离； 所述第二距离检测装置用于检测所述场镜与打标激光入射第二反射镜的入射点之间的距离； 所述控制器分别与第一距离检测装置和第二距离检测装置连接。7.根据权利要求1-6任意一项所述的激光打标机，其特征在于， 所述激光打标机还包括隔离器； 所述隔离器设置于所述激光输出装置的输出端，并且所述隔离器位于所述第一反射镜的前方;所述激光输出装置所输出的打标激光经过所述隔离器后入射至第一反射镜； 所述隔离器用于隔离返回光束。
【专利摘要】本发明公开了一种激光打标机，包括激光输出装置和打标控制装置；所述激光输出装置用于输出打标激光；所述打标控制装置置入被打标物的内部，用于接收所述打标激光并将所述打标激光打到被打标物的内表面；所述打标控制装置还用于控制所述打标激光打到被打标物上形成的打标点沿第一方向或者第二方向移动，其中，打标控制装置的场镜与打标点之间的光路距离等于场镜的焦距与第一数值之和。通过上述方式，本发明能够对被打标物的内表面进行二维打标，并且其所打出的图案更清楚，打标质量更高。
【IPC分类】B41J29/38, B41J2/435
【公开号】CN105644156
【申请号】
【发明人】居剑, 张浩泰, 李连城, 宋君, 蒋峰
【申请人】深圳市创鑫激光股份有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年12月30日