CN105313481B - 一种透明材料激光诱导湿法彩色打标装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种透明材料激光诱导湿法彩色打标装置，包括：控制系统，控制系统控制激光器和振镜，CCD监控装置，以及工控机，工控机控制X‑Y加工平台，X‑Y加工平台上设有加工腔，其中，激光器与振镜之间还设有光闸和扩束装置，振镜后方还设有一场镜，激光器发射出的激光经所述光闸、扩束装置、振镜、场镜作用于放置于所述盛有彩色油墨的加工腔上的工件，控制系统和工控机根据输入的打标内容或图案分别控制振镜和X‑Y加工平台动作，完成打标内容或图案的加工。该发明的透明材料激光诱导湿法彩色打标装置及方法，采用激光诱导的方法实现了在透明材料表面留下永久性彩色印记。方法及装置简单；印记永久不脱落；广泛应用于透明材料打标。

Description

一种透明材料激光诱导湿法彩色打标装置及方法
技术领域
本发明涉及彩色打标技术领域，尤其涉及一种透明材料激光诱导湿法彩色打标装置及方法。
背景技术
彩色打标是为打标物品提供高对比度的彩色装饰效果，一般来说激光直接作用于某些金属或塑料，通过正确的激光参数对基材进行打标，就可以得到所需要的具有高对比度的白色、黑色或彩色印记。然而对于玻璃、蓝宝石、陶瓷以及某些透明高分子材料而言，激光直接作用只能破坏其结构来产生标识，无法产生对比度高的彩色印记。而采用传统印刷或涂覆的方式实现的彩色印记是非永久性标记。如何在透明材料表面实现永久彩色打标是业界的一大难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种透明材料激光诱导湿法彩色打标装置及方法，用于解决现有技术中对透明硬质材料进行彩色打标难以实现永久标记的问题。
为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：
本发明的一种透明材料激光诱导湿法彩色打标装置，其包括：控制系统，所述控制系统控制激光器和振镜，CCD监控装置，以及工控机，所述工控机控制X-Y加工平台，所述X-Y加工平台上设有加工腔，其中，所述激光器与振镜之间还设有光闸和扩束装置，所述振镜后方还设有一场镜，所述激光器发射出的激光经所述光闸、扩束装置、振镜、场镜作用于放置于所述盛有彩色油墨的加工腔上的工件，控制系统和工控机根据输入的打标内容或图案分别控制振镜和X-Y加工平台动作，完成打标内容或图案的加工，加工过程中采用所述CCD监控装置对工件进行定位及监测。
其中，所述的加工腔包括中部设有容纳腔上端开口的本体，以及可盖合所述开口的盖体；所述盖体包括一金属边框，以及安装于所述金属边框上的石英玻璃窗。
其中，所述的本体为圆柱体状，固定于所述X-Y加工平台上。
其中，所述的盖体与本体之间采用螺纹连接，且中间有一密封圈。
其中，所述的本体的侧壁上还设有液体出入口，用于输入、排放彩色油墨或保护气体。
采用如上任意一项所述的透明材料激光诱导湿法彩色打标装置进行打标的方法，其包括以下步骤：
第一步，将工件放入盛有彩色油墨的加工腔内；
第二步，将打标图案输入工控机，并通过控制系统将指令传输至激光器、振镜以及X-Y加工平台；
第三步，开启激光器及X-Y加工平台，在工控机和控制系统的控制下，完成对工件的彩色打标。
其中，所述的第一步中，若所选用的彩色油墨具有挥发性、污染性，则需要用石英玻璃盖住加工腔。
其中，用于对透明材质的玻璃、蓝宝石、陶瓷、高分子材料进行彩色打标。
与现有技术相比，该发明的一种透明材料激光诱导湿法彩色打标装置及方法，采用激光诱导的方法实现了在透明材料表面留下永久性彩色印记。其方法及装置简单；印记永久不脱落；广泛应用于透明材料打标，如玻璃、蓝宝石、陶瓷、高分子材料等。
附图说明
图1为本发明透明材料激光诱导湿法彩色打标装置的整体结构示意图。
图2为本发明透明材料激光诱导湿法彩色打标装置的加工腔部分结构示意图。
图3为本发明透明材料激光诱导湿法彩色打标方法的流程图。
具体实施方式
以下参考附图，对本发明予以进一步地详尽阐述。
请参阅附图1和附图2，该透明材料激光诱导湿法彩色打标装置，包括：控制系统1，所述的控制系统1控制激光器2、振镜3、X-Y加工平台以及CCD监控装置10，所述的X-Y加工平台6上设有加工腔5，所述的工控机与控制系统连接，可以通过软件界面控制激光器2、振镜3、X-Y加工平台以及CCD监控装置10，所述的激光器2和振镜3之间还设有光闸7和扩束装置8，所述振镜3后方还设有一场镜9，所述的激光器2发射出的激光经所述光闸7、扩束装置8、振镜3、场镜9作用于放置于所述加工腔5上的工件，其中加工腔5内盛有彩色油墨，可以通过在工控机4软件界面输入所需标记内容或图样，并控制激光器出光，以及振镜3和X-Y工作平台的运动，完成所需内容或图样的加工。
更具体的，工控机4通过与控制系统1连接，首先控制激光器2发射激光的参数以及开关光时间，并控制光闸7，在需要激光通过的时候光闸打开，在不需要激光通过的时候，光闸关闭，即光闸7控制了激光光束是否可以进入到后面的光路系统。在加工过程中，激光器2根据工控机给出的指令发射出激光光束，通过光闸7后进入到扩束装置8进行扩束，然后进入振镜3和场镜9，其中，场镜3通过工控机发出的指令实现激光光束的扫描路径，场镜9实现了激光光束的聚焦，已得到所需的光斑大小，且上述扫描路径是根据事先输入彩色标记的图案来确定的，于此同时X-Y加工平台6配合在x轴和y轴上移动，完成图案的扫描。加工工件是放置与加工腔内5，加工腔5内盛有彩色油墨。激光通过光路系统后照射到加工件上按照预设路径运动，激光作用使得彩色油墨中的元素受热扩散掺杂到工件中，从而形成所需要的永久性标记内容或图案。进一步地，可以根据所需颜色选取不同的一种或多种油墨材料。
请参阅附图2，所述的加工腔5包括中部设有容纳腔上端开口的本体51，以及可盖合所述开口的盖体52；所述盖体52包括一金属边框，以及安装于所述金属边框上的石英玻璃窗。即石英玻璃窗是用于激光光束通过的窗口，工件10位于盛有油墨的容纳腔内。
其中，所述的本体为圆柱体状，固定于所述X-Y加工平台上，所述的盖体52与本体51之间采用螺纹连接，且有一密封圈。
其中，所述的本体51的侧壁上还设有液体出入口511，用于输入、排放彩色油墨或保护气体。
请参与附图3，本发明还公开了一种采用如上所述的透明材料激光诱导湿法彩色打标装置进行打标的方法，其包括以下步骤：
第一步S1，将工件放入盛有彩色油墨的加工腔内；
第二步S2，将打标图案输入,工控机软件界面，并通过控制系统将指令传输给到激光器、振镜以及X-Y加工平台；
第三步S3，开启激光器及X-Y加工平台，在工控机和控制系统的控制下，完成对工件的彩色打标。
其中，所述的第一步S1中，若工件具有挥发性、污染性，则需要用石英玻璃盖住加工腔。
其中，该方法用于对透明的玻璃，蓝宝石，陶瓷，高分子材料的彩色打标。
其中，该方法打标所得到的颜色由油墨中染料的成分决定。
其中，该方法打标所得到的彩色标记为永久性标记，形成于材料表层。
上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种透明材料激光诱导湿法彩色打标装置，其特征在于，包括：控制系统，所述控制系统控制激光器和振镜，CCD监控装置，以及工控机，所述工控机控制X-Y加工平台，所述X-Y加工平台上设有加工腔，其中，所述激光器与振镜之间还设有光闸和扩束装置，所述振镜后方还设有一场镜，所述激光器发射出的激光经所述光闸、扩束装置、振镜、场镜作用于放置于盛有彩色油墨的加工腔上的工件，控制系统和工控机根据输入的打标内容或图案分别控制振镜和X-Y加工平台动作，完成打标内容或图案的加工，加工过程中采用所述CCD监控装置对工件进行定位及监测，其中，所述的加工腔包括中部设有容纳腔上端开口的本体，以及可盖合所述开口的盖体；所述盖体包括一金属边框，以及安装于所述金属边框上的石英玻璃窗；其中，所述的本体为圆柱体状，固定于所述X-Y加工平台上，所述的盖体与本体之间采用螺纹连接，且中间有一密封圈，所述的本体的侧壁上还设有液体出入口，用于输入、排放彩色油墨或保护气体。
2.采用如权利要求1所述的透明材料激光诱导湿法彩色打标装置进行打标的方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，将工件放入盛有彩色油墨的加工腔内；
第二步，将打标图案输入工控机，并通过控制系统将指令传输至激光器、振镜以及X-Y加工平台；
第三步，开启激光器及X-Y加工平台，在工控机和控制系统的控制下，完成对工件的彩色打标；其中，所述的第一步中，若所选用的彩色油墨具有挥发性、污染性，则需要用石英玻璃盖住加工腔，用于对透明材质的玻璃、蓝宝石、陶瓷、高分子材料进行彩色打标。
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