CN107790892A - 一种用于激光机的密闭式扫描振镜装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于激光机的密闭式扫描振镜装置，其包括：基座、X振镜机构、Y振镜机构、场镜机构；X振镜机构包括X振镜电机、X振镜片、X振镜座，X振镜座上设有X固位孔；Y振镜机构包括Y振镜电机、Y振镜片、Y振镜座，Y振镜座上设有Y固位孔；场镜机构包括场镜，基座前端设有激光入射孔，基座底部设有场镜安装孔，场镜安装于场镜安装孔内；X固位孔、Y固位孔、场镜安装孔、激光入射孔相互连通于一腔体，腔体除X固位孔、Y固位孔、场镜安装孔、激光入射孔之外无任何其他通孔。本发明提供的扫描振镜装置，对Y振镜电机、X振镜电机、场镜进行固定，其相对位置更稳定，固定完成后，基座内部为密闭腔体，激光束通过时，灰尘污染少。

Description

一种用于激光机的密闭式扫描振镜装置

技术领域

本发明涉及一种用于激光机的密闭式扫描振镜装置。

背景技术

激光打标的基本原理是，由激光发生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。

激光打标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。

激光几乎可对所有零件(如活塞、活塞环、气门、阀座、五金工具、卫生洁具、电子元器件等)进行打标，且标记耐磨，生产工艺易实现自动化，被标记部件变形小。

激光打标机采用扫描法打标，即将激光束入射到两反射镜上，利用计算机控制扫描电机搜索带动反射镜分别沿Y、X轴转动，激光束聚焦后落到被标记的工件上，从而形成了激光标记的痕迹，并通过控制激光束的有效位移，精确地灼刻出精致的图案或文字。激光标记清晰永久，不可擦涂和更改。

目前，现有的激光机通常对Y振镜电机和X振镜电机分别设立支架，场镜设置于其共同的反射范围内，并与机壳固定。该方式的缺陷在于，激光光路在一个开放的空间内活动，容易受到空气中粉尘的干扰，且场镜单独固定在机壳上，其相对于Y振镜和X振镜的相对位置不稳定，需要给场镜预留更大的范围。

因此，如何提供一种固定牢靠、且使得激光能够在封闭的腔体内传播的扫描振镜装置成为了业界需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种用于激光机的密闭式扫描振镜装置，其振镜电机固定牢靠、激光在完全封闭的腔体内传播，受到的灰尘干扰少。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于激光机的密闭式扫描振镜装置，密闭式扫描振镜装置包括：基座、X振镜机构、Y振镜机构、场镜机构；

X振镜机构包括X振镜电机、由X振镜电机驱动的X振镜片、X振镜座，X振镜座上设有用于固定X振镜电机的X固位孔；

Y振镜机构包括Y振镜电机、由Y振镜电机驱动的Y振镜片、Y振镜座，Y振镜座上设有用于固定Y振镜电机的Y固位孔；

场镜机构包括场镜，基座前端设有激光入射孔，基座底部设有场镜安装孔，场镜安装于场镜安装孔内，X振镜座位于基座上方，Y振镜座位于基座后端，X振镜座、Y振镜座与基座一体成型；

X固位孔、Y固位孔、场镜安装孔、激光入射孔相互连通于一腔体，腔体除X固位孔、Y固位孔、场镜安装孔、激光入射孔之外无任何其他通孔。

本发明通过将X振镜座、Y振镜座与基座一体成型，基座上设置场镜安装孔、激光入射孔，使得激光能够在基座内一个密闭的腔体内传播，收到的灰尘干扰少，激光传播效果好。X振镜座与Y振镜座均在基座上，其受到的支撑更牢固，X振镜电机、Y振镜电机以及场镜之间的相对位置更牢固，激光传播的光路控制的更精确，使得打标效果更好。

本发明提供的扫描振镜固定装置零部件少，结构紧凑，安装方便，装置更牢固，激光打标效果好，有效地提高了该产品的质量，便于广泛应用和推广。

根据本发明另一具体实施方式，X固位孔的中心线相对于基座的竖直方向向左倾斜，X振镜座的上表面与X固位孔的中心线互相垂直。

根据本发明另一具体实施方式，X固位孔上设有X紧固槽，X紧固槽为以X固位孔的中心轴为中心的半圆环凹槽，X紧固槽的深度为3－6mm，X固位孔上的侧边上设有与X紧固槽深度相同的X缺口，X缺口与X紧固槽的一端连通。

根据本发明另一具体实施方式，X振镜电机通过X顶丝挤压X紧固槽的侧壁进行固定，对应地，X振镜座上设有X螺纹孔，X螺纹孔从X振镜座的侧壁延伸到X紧固槽的侧壁。

根据本发明另一具体实施方式，Y固位孔上设有Y紧固槽，Y紧固槽为以Y固位孔的中心轴为中心的半圆环凹槽，Y紧固槽的深度为3－6mm，Y固位孔上的侧边上设有与Y紧固槽深度相同的Y缺口，Y缺口与Y紧固槽的一端连通。

根据本发明另一具体实施方式，Y振镜电机通过Y顶丝挤压Y紧固槽的侧壁进行固定，对应地，Y振镜座上设有Y螺纹孔，Y螺纹孔从Y振镜座的侧壁延伸到Y紧固槽的侧壁。

根据本发明另一具体实施方式，场镜安装孔内设有用于安装场镜的内螺纹。

根据本发明另一具体实施方式，场镜机构进一步包括场镜支架和场镜底座，场镜固定于场镜支架上，场镜支架穿过场镜底座、安装于场镜安装孔内。

根据本发明另一具体实施方式，基座的前端和底部设有若干用于固定连接的基座螺纹孔，用于与激光机内的其他装置固定连接，如红光预览装置，进一步确保激光的密闭式传播。

根据本发明另一具体实施方式，X振镜座、Y振镜座、基座均采用6061铝合金制成，其重量轻，硬度硬，经过氧化发黑，表面可吸收激光杂光，避免激光对人体的伤害，不影响激光的传输效果。

根据本发明另一具体实施方式，基座与X振镜座、Y振镜座一体成型后，扫描振镜装置占长70－80mm、宽65－72mm、高55－63mm，X振镜座占长35－45mm、宽35－45mm；Y振镜座占宽35－45mm、高30－40mm。通过X振镜座、Y振镜座合二为一式的设计，使得整个扫描振镜装置更加牢固，结构更加紧凑，受到的电机振动幅度小，受温差影响小，使用寿命长。

与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：

1、本发明将X振镜电机、Y振镜电机、场镜以及激光入射孔集中于一个基座上，功能齐全、结构紧凑、各部件的安装更牢固，X振镜电机和Y振镜电机的震动幅度小，因而对激光光路的影响小，有效地提高激光束的打标效果。

2、本发明中，激光经激光入射孔后在基座内传播，基座中包括X固位孔、Y固位孔、场镜安装孔、激光入射孔，无其他通孔，激光在密闭的腔体内传播，遇到的灰尘少，激光受到的灰尘干扰几乎可忽略，进一步提高激光束的打标效果，提高激光机的打标质量。同时X振镜片、Y振镜片、场镜受到的灰尘少，对其进行了保护，延长了其使用寿命。

3、本发明通过紧固槽的方式固定X振镜电机和Y振镜电机，安装X振镜电机和Y振镜电机时方便，紧固时，X振镜电机和Y振镜电机的受力均匀，对X振镜电机和Y振镜电机的影响小，X紧固槽、Y紧固槽与基座一体，减少了零部件数量，使得基座无其他凸起。

4、本发明中通过X振镜座和Y振镜座与基座一体成型，进行机械加工时，可尽少地减少X固位孔与Y固位孔之间的距离，减小整个扫描振镜装置的尺寸大小，使得体积更加小巧，占用空间小。

5、本发明中，基座的前端和底部设有若干用于固定连接的基座螺纹孔，使得该扫描振镜装置可与其他装置通过螺纹固定连接，例如红光预览装置、激光机底板，进一步缩短激光传播光路的距离，使得整个激光机的结构更加紧凑，减小激光机的体积大小。

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是实施例1的密闭式扫描振镜装置的结构示意图；

图2是实施例1的密闭式扫描振镜装置的结构爆炸示意图；

图3是实施例1的密闭式扫描振镜装置的另一结构示意图；

图4是实施例1的密闭式扫描振镜装置的光路控制示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种用于激光机的密闭式扫描振镜装置，如图1－3所示，应当说明的是，本实施例中的“前”、“后”均以激光由前向后传播为参考。密闭式扫描振镜装置包括：基座1、X振镜机构2、Y振镜机构3、场镜机构4；

X振镜机构2包括X振镜电机22、由X振镜电机22驱动的X振镜片23、X振镜座21，X振镜座21上设有用于固定X振镜电机22的X固位孔24。

X震镜片23固定连接于X振镜电机22的输出轴上，X振镜电机22驱动X震镜片23摆动。

Y振镜机构3包括Y振镜电机32、由Y振镜电机32驱动的Y振镜片33、Y振镜座31，Y振镜座31上设有用于固定Y振镜电机32的Y固位孔34。

Y震镜片33固定连接于Y振镜电机32的输出轴上，Y振镜电机32驱动Y震镜片33摆动。

如图4所述，激光束05首先经过X振镜片23的反射，其反射光再经过Y振镜片33反射，最后的反射光束通过场镜41投射到承印材料上。X振镜电机22驱动X振镜片23在X角度范围内做往复运动，Y振镜电机32驱动Y振镜片33在Y角度范围内做往复运动。X振镜电机22和Y振镜电机32需要成一定空间的三维夹角，才使得X振镜片23在X角度范围内的摆动时，激光经过X振镜片23反射的反射光都能反射到Y振镜片33上，Y振镜片33在Y角度范围内的摆动，反射光经Y振镜片33再次反射的反射光能反射到场镜41上。由于场镜41在基座1的下方，为了实现最后的反射光都能从下方射出，X振镜电机22与竖直方向需要有一定倾斜角度。根据实际应用中，激光机需要打标的宽度范围，设定X振镜电机22、Y振镜电机32的空间固定角度，以及X振镜电机22输出轴摆动的X角度范围和Y振镜电机32的输出轴摆动的Y角度范围。

本实施例中，激光水平入射，以激光入射孔为前端，Y振镜座31位于基座1的后端，Y振镜电机33水平安装于Y振镜座31的Y固位孔34内。X振镜座21位于基座1的上方，X固位孔24的中心线相对于基座1的竖直方向向左倾斜，X振镜座21的上表面与X固位孔24的中心线互相垂直。

本实施例中，X固位孔24的中心线相对于基座1的竖直方向向左倾斜的角度为15°，X振镜电机22驱动X振镜片23做±15°的往复运动，Y振镜电机32驱动Y振镜片33做±15°的往复运动。

X固位孔24上设有X紧固槽25，X紧固槽25为以X固位孔24的中心轴为中心的半圆环凹槽，X紧固槽25的深度为4mm，X固位孔24上的侧边上设有与X紧固槽25深度相同的X缺口26，X缺口26与X紧固槽25的一端连通。

X振镜电机22通过X顶丝28挤压X紧固槽25的侧壁进行固定，对应地，X振镜座21上设有X螺纹孔27，X螺纹孔27从X振镜座21的侧壁延伸到X紧固槽25的侧壁。通过该方式固定X振镜电机22，安装X振镜电机22时更方便，进行紧固时，X振镜电机22的受力均匀，对X振镜电机22的影响小，X紧固槽25与基座1一体，减少了零部件的数量。

同样地，Y固位孔34上设有Y紧固槽35，Y紧固槽35为以Y固位孔34的中心轴为中心的半圆环凹槽，Y紧固槽35的深度为4mm，Y固位孔34上的侧边上设有与Y紧固槽35深度相同的Y缺口36，Y缺口36与Y紧固槽35的一端连通。

Y振镜电机32通过Y顶丝38挤压Y紧固槽35的侧壁进行固定，对应地，Y振镜座31上设有Y螺纹孔37，Y螺纹孔37从Y振镜座31的侧壁延伸到Y紧固槽35的侧壁。

场镜机构4包括场镜41，基座1的前端设有激光入射孔5，基座1底部设有场镜安装孔42，场镜41安装于场镜安装孔42内，X振镜座22位于基座1上方，Y振镜座34位于基座1后端。

场镜安装孔42内设有用于安装场镜41的内螺纹。场镜机构4进一步包括场镜支架43和场镜底座44，场镜41固定于场镜支架43上，场镜支架43穿过场镜底座44、安装于场镜安装孔42内。场镜41固定更加牢固、安装更方便。

基座1的前端和底部设有若干用于固定连接的基座螺纹孔11，使得该扫描振镜装置可与其他装置通过螺纹固定连接，例如红光预览装置、激光机底板，进一步确保激光在密闭的环境内传播，使得整个激光机的结构更加紧凑，减小激光机的体积大小。

X固位，24、Y固位孔34、场镜安装孔42、激光入射孔5相互连通于一腔体，腔体除X固位孔24、Y固位孔34、场镜安装孔42、激光入射孔5之外无任何其他通孔。激光05通过激光入射孔5传播到腔体内，在腔体内，首先投射到X振镜片23上，经X振镜片23的反射后，再到Y振镜片33，经Y振镜片33的反射后，到场镜41，透过场镜41，打到承印材料上进行图文打标。激光在该传播过程中，均在密闭的腔体内完成，遇到的灰尘少，激光受到的灰尘干扰几乎可忽略，有效地提高激光束的传播效果，提高激光机的打标质量。同时X振镜片、Y振镜片、场镜受到的灰尘少，对其进行了保护，延长了其使用寿命。

X振镜座和Y振镜座与基座一体成型，进行机械加工时，可尽少地减少X固位孔与Y固位孔之间的距离，减小整个扫描振镜装置的尺寸大小，使得体积更加小巧，占用空间小。本实施例中，以激光传播的前后方向为长度，左右为宽，上下为高，设置基座与X振镜座、Y振镜座一体成型后占长78.85mm、宽66mm、高59.02mm，X振镜座占长40mm、宽39.5mm；Y振镜座占宽40mm、高35mm。

基座1、X振镜座21、Y振镜座31均采用6061铝合金制成，6061铝合金重量轻，硬度硬，经过氧化发黑，表面可吸收激光杂光，避免激光对人体的伤害，不影响激光的传输效果。

虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种用于激光机的密闭式扫描振镜装置，其特征在于，所述密闭式扫描振镜装置包括：基座、X振镜机构、Y振镜机构、场镜机构；

所述X振镜机构包括X振镜电机、由所述X振镜电机驱动的X振镜片、X振镜座，所述X振镜座上设有用于固定所述X振镜电机的X固位孔；

所述Y振镜机构包括Y振镜电机、由所述Y振镜电机驱动的Y振镜片、Y振镜座，所述Y振镜座上设有用于固定所述Y振镜电机的Y固位孔；

所述场镜机构包括场镜，所述基座前端设有激光入射孔，所述基座底部设有场镜安装孔，所述场镜安装于所述场镜安装孔内，所述X振镜座位于所述基座上方，所述Y振镜座位于所述基座后端，所述X振镜座、所述Y振镜座与所述基座一体成型；

所述X固位孔、所述Y固位孔、所述场镜安装孔、所述激光入射孔相互连通于一腔体，所述腔体除所述X固位孔、所述Y固位孔、所述场镜安装孔、所述激光入射孔之外无任何其他通孔。

2.如权利要求1所述的密闭式扫描振镜装置，其特征在于，所述X固位孔的中心线相对于所述基座的竖直方向向左倾斜，所述X振镜座的上表面与所述X固位孔的中心线互相垂直。

3.如权利要求1所述的密闭式扫描振镜装置，其特征在于，所述X固位孔上设有X紧固槽，所述X紧固槽为以所述X固位孔的中心轴为中心的半圆环凹槽，所述X紧固槽的深度为3－6mm，所述X固位孔上的侧边上设有与所述X紧固槽深度相同的X缺口，所述X缺口与所述X紧固槽的一端连通。

4.如权利要求3所述的密闭式扫描振镜装置，其特征在于，所述X振镜电机通过X顶丝挤压所述X紧固槽的侧壁进行固定，对应地，所述X振镜座上设有X螺纹孔，所述X螺纹孔从所述X振镜座的侧壁延伸到所述X紧固槽的侧壁。

5.如权利要求1所述的密闭式扫描振镜装置，其特征在于，所述Y固位孔上设有Y紧固槽，所述Y紧固槽为以所述Y固位孔的中心轴为中心的半圆环凹槽，所述Y紧固槽的深度为3－6mm，所述Y固位孔上的侧边上设有与所述Y紧固槽深度相同的Y缺口，所述Y缺口与所述Y紧固槽的一端连通。

6.如权利要求5所述的密闭式扫描振镜装置，其特征在于，所述Y振镜电机通过Y顶丝挤压所述Y紧固槽的侧壁进行固定，对应地，所述Y振镜座上设有Y螺纹孔，所述Y螺纹孔从所述Y振镜座的侧壁延伸到所述Y紧固槽的侧壁。

7.如权利要求1所述的密闭式扫描振镜装置，其特征在于，所述场镜安装孔内设有用于安装所述场镜的内螺纹。

8.如权利要求1所述的密闭式扫描振镜装置，其特征在于，所述场镜机构进一步包括场镜支架和场镜底座，所述场镜固定于所述场镜支架上，所述场镜支架穿过所述场镜底座、安装于所述场镜安装孔内。

9.如权利要求1所述的密闭式扫描振镜装置，其特征在于，所述基座与X振镜座、Y振镜座一体成型后，所述密闭式扫描振镜装置占长70－80mm、宽65－72mm、高55－63mm；所述X振镜座占长35－45mm、宽35－45mm；所述Y振镜座占宽35－45mm、高30－40mm；所述基座的前端和底部设有若干用于固定连接的基座螺纹孔。

10.如权利要求1所述的密闭式扫描振镜装置，其特征在于，所述X振镜座为防反光防折射的X振镜座，所述Y振镜座为防反光防折射的Y振镜座，所述基座为防反光防折射的基座，所述X振镜座、所述Y振镜座与所述基座采用6061铝合金制成。