CN110560916A - 利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备，包括底座，所述底座的一侧固定有Z向导轨，所述Z向导轨上固定有Y向导轨，所述Y型导轨上固定有放置板，所述底座的上侧壁固定有激光器，所述底座的上侧壁还固定有位于激光器端部的扩束镜；利用激光在铝合金阳极层表面打标的方法，包括以下步骤：S1,将清理干净待进行打标的工件放置在放置板上，通过夹持板对工件进行夹持。本发明本发明通过对工件进行夹持形成对面夹持，避免了点支撑，保证了较大的应力支撑面，避免应力集中造成的变形，同时通过利用打标过程中自身产生的热量推动冷却水的流动进行热量的吸附，能耗更低，同时避免了热应力造成工件的变形，保证打标后的质量。

Description

利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备及方法
技术领域
本发明涉及工件加工技术领域，尤其涉及利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备及方法。
背景技术
激光打标技术是激光加工最大的应用领域之一。激光打标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。
经检索，申请公布号CN 102442082 A公开了一种利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备及方法，该设备包括用于为激光加工材料表面提供光源的激光器；用于将激光源发出的光扩大，以提高激光传输特性使其更好地将激光汇聚到材料表面的可调扩束镜；用于利用电机带动镜片偏转式的激光按照电脑给定的指定位置进行定位的振镜头；用于使激光光束在某一平面聚焦到点的激光光斑特性一致的光学透镜；以及用于密封光路的光路防护罩。启动该设备，根据被加工的铝合金的阳极层厚度，调整激光器的脉冲波长和脉冲宽度，对铝合金的阳极层表面进行打标。利用本发明进行打标，可在阳极层形成致密的保护膜，且不破坏阳极层表面，也不改变其属性强度；但存在以下问题：
利用激光在铝合金的阳极层上进行打标，但激光对对材料的热损伤及热扩散比较严重，产生的热边效应常会使标记模糊，特别是对手机壳等较薄的材料进行打标时热损更加明显。
发明内容
本发明的目的是为了解决背景技术中的问题，而提出的利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备及方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备，包括底座，所述底座的一侧固定有Z向导轨，所述Z向导轨上固定有Y向导轨，所述Y型导轨上固定有放置板，所述底座的上侧壁固定有激光器，所述底座的上侧壁还固定有位于激光器端部的扩束镜，所述底座的上侧壁还固定有位于扩束镜一侧的聚焦镜，所述放置板靠近聚焦镜的一侧侧壁上设有夹持机构；
所述夹持机构包括两个与放置板转动连接的夹持板，所述放置板的外壁上固定有位于每个夹持板外侧的固定板，每个所述固定板与位于其同一侧夹持板之间固定有伸缩弹簧，所述放置板的侧壁上固定有伸缩杆，所述伸缩杆的驱动端固定有位于两个夹持板之间的推板，所述放置板的侧壁上还固定有位于推板上侧的水平板，所述放置板上还嵌设有位于水平板上侧的导热板，所述导热板上设有导热机构；
所述导热机构包括嵌设在导热板外壁上的多段且连续的导热管，所述导热管的中部一体成型有延伸管，所述延伸管内滑动有活塞一，所述活塞一的下侧与延伸管的内壁之间填充有低温蒸发液，所述导热管的两端滑动有活塞二，所述活塞二与导热管的端部内壁之间固定有复位弹簧，所述活塞一与活塞二之间填充有冷却水。
优选地，两个所述夹持板的内壁上均设有与推板端部相接触的斜面。
优选地，所述斜面与水平面之间的夹角为70°。
优选地，所述放置板的外壁上固定有位于推板与水平板之间的倾斜设置的连接板，所述连接板的端部转动连接有抵板，所述连接板的中部开设有通口，所述通口内安装有导线轮，所述导线轮上绕设有拉绳，所述拉绳的两端分别与推板的上侧壁和抵板的内侧壁固定连接。
优选地，所述通口的两侧内壁上均开设有转口，所述导线轮的两侧外壁上均固定有插设在转口内的转杆。
优选地，所述Z向导轨和Y向导轨的外侧壁均固定有吸尘装置，所述吸尘装置包括微型吸尘机。
利用激光在铝合金阳极层表面打标的方法，包括以下步骤：
S1,将清理干净待进行打标的工件放置在放置板上，通过夹持板对工件进行夹持；
S2,启动微型吸尘机，调节激光器的参数后启动激光器，同时根据打标的位置设定Y向导轨和Z向导轨的运动轨迹；
S3，工件运动的同时，激光通过扩束镜和聚焦镜后对工件表面进行打标工作。
与现有的技术相比，本利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备及方法的优点在于：
1、设置扩束镜和聚焦镜，扩束镜进行激光光束的扩散，增大光束直径，再通过聚焦镜对光束进行聚焦，进行光束的集中，使光束密度增大，便于破坏阳极层进行打标；
2、设置夹持板和抵板，工件放在放置板上后，伸缩杆的端部伸出，在伸缩弹簧的弹力作用下，夹持板往内侧移动对工件进行夹持，保持工件稳定，在推板往下移动的同时，通过拉绳拉动抵板往内侧转动使工件与导热板抵紧，形成较大的支撑面，使应力分散，避免了应力集中造成的工件变形；
3、设置导热管，在光束对工件打标的过程中产生热量，热量传递至导热管上通过冷却水进行吸附，同时在热量的作用下，延伸管内的低温蒸发液进行蒸发使延伸管内的气压增大推动活塞一进行移动，推动冷却水进行移动，进一步加强吸热效果，通过吸热去除打标过程产生的热应力，避免了热应力变形，同时活塞二进行移动挤压伸缩弹簧，后续便于借助伸缩弹簧的弹力进行复位工作；
4、设置微型吸尘机，在激光光束对工件打标过程中产生的粉尘气体，避免粉尘堵塞标记，同时避免了环境污染；
综上所述，本发明通过对工件进行夹持形成对面夹持，避免了点支撑，保证了较大的应力支撑面，避免应力集中造成的变形，同时通过利用打标过程中自身产生的热量推动冷却水的流动进行热量的吸附，能耗更低，同时避免了热应力造成工件的变形，保证打标后的质量。
附图说明
图1为本发明提出的利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备及方法的结构示意图；
图2为本发明提出的利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备及方法中放置板的正视图；
图3为本发明提出的利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备及方法中放置板的侧视图；
图4为本发明提出的利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备及方法中导热板的侧视图。
图中：1底座、2 Z向导轨、3 Y向导轨、4放置板、5激光器、6扩束镜、7聚焦镜、8夹持板、9固定板、10伸缩弹簧、11伸缩杆、12推板、13水平板、14低温蒸发液、15导热板、16连接板、17抵板、18导线轮、19拉绳、20导热管、21活塞一、22活塞二、23复位弹簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-4，利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备，包括底座，底座1的一侧固定有Z向导轨2，Z向导轨2上固定有Y向导轨3，Z向导轨2和Y型导轨3均采用直线导轨，同时根据打标需要设定Z向导轨2和Y型导轨3的运动轨迹，实现工件的前后上下移动，Y型导轨3上固定有放置板4，底座1的上侧壁固定有激光器5，根据打标需要调节激光器5的脉冲、频率等参数，底座1的上侧壁还固定有位于激光器5端部的扩束镜6，底座1的上侧壁还固定有位于扩束镜6一侧的聚焦镜7，扩束镜6进行激光器5发出光束的扩散，增大光束直径，再通过聚焦镜7的作用对光束进行聚焦，进行光束的集中，使光束密度增大，便于破坏阳极层进行打标，放置板4靠近聚焦镜7的一侧侧壁上设有夹持机构；
夹持机构包括两个与放置板4转动连接的夹持板8，放置板4的外壁上固定有位于每个夹持板8外侧的固定板9，每个固定板9与位于其同一侧夹持板8之间固定有伸缩弹簧10，放置板4的侧壁上固定有伸缩杆11，伸缩杆11的驱动端固定有位于两个夹持板8之间的推板12，伸缩杆11的端部收回，拉动推板12往下移动，挤压夹持板8往外侧转动打开同时挤压伸缩弹簧10，将待进行打标的工件放在放置板4上，伸缩杆11的端部伸出，在伸缩弹簧10的反向弹力夹持板8往外侧转动对工件进行夹持，保证工件的稳定，同时两个夹持板8往内侧移动进行工件的夹持保证工件的居中，放置板4的侧壁上还固定有位于推板12上侧的水平板13，放置板4上还嵌设有位于水平板13上侧的导热板15，导热板15上设有导热机构；
两个夹持板8的内壁上均设有与推板12端部相接触的斜面，斜面与水平面之间的夹角为70°，通过推板12与斜面的接触产生向外侧的推力进而实现夹持板8往外侧转动打开；
放置板4的外壁上固定有位于推板12与水平板13之间的倾斜设置的连接板16，连接板16的端部转动连接有抵板17，连接板16的中部开设有通口，通口内安装有导线轮18，通口的两侧内壁上均开设有转口，导线轮18通过转杆在转口内进行转动，进行拉绳19的导向工作，导线轮18的两侧外壁上均固定有插设在转口内的转杆，导线轮18上绕设有拉绳19，拉绳19的两端分别与推板12的上侧壁和抵板17的内侧壁固定连接，在伸缩杆11往下移动的同时，拉绳19的端部往下移动，拉绳19的另一端拉动抵板17往内侧转动推动工件往导热板15移动并与导热板15抵紧，在之后夹持板8对工件夹持后保证工件与导热板15抵紧，同时工件与导热板15以及与夹持板8的接触，形成较大的支撑面，使应力分散，避免了应力集中造成的工件在打标过程因应力集中或热应力造成的挤压变形；
导热机构包括嵌设在导热板15外壁上的多段且连续的导热管20，导热管20的中部一体成型有延伸管，延伸管内滑动有活塞一21，活塞一21的下侧与延伸管的内壁之间填充有低温蒸发液14，低温蒸发液14能在较低的温度下实现蒸发，进而增大延伸管内的气压，导热管20的两端滑动有活塞二22，活塞二22与导热管20的端部内壁之间固定有复位弹簧23，活塞一21与活塞二22之间填充有冷却水，在光束对工件打标的过程中产生热量，热量传递至导热管20上通过冷却水进行吸附，同时在热量的作用下，延伸管内的低温蒸发液14进行蒸发使延伸管内的气压增大推动活塞一21进行移动，推动冷却水进行移动，通过冷取水的流动使吸热效率更高，进一步加强吸热效果，通过吸热去除打标过程产生的热应力，避免了热应力变形。
所述Z向导轨2和Y向导轨3的外侧壁均固定有吸尘装置，所述吸尘装置包括微型吸尘机，微型吸尘机可固定在直线导轨的滑块上随放置板4一同移动，将打标过程中产生的粉尘吸附，避免高温粉尘粘附在工件上影响工件质量，或逸出污染环境。
利用激光在铝合金阳极层表面打标的方法，包括以下步骤：
S1,将清理干净待进行打标的工件放置在放置板上，通过夹持板对工件进行夹持；
S2,启动微型吸尘机，调节激光器的参数后启动激光器，同时根据打标的位置设定Y向导轨和Z向导轨的运动轨迹；
S3，工件运动的同时，激光通过扩束镜和聚焦镜后对工件表面进行打标工作。
进一步说明，上述固定连接，除非另有明确的规定和限定，否则应做广义理解，例如，可以是焊接，也可以是胶合，或者一体成型设置等本领域技术人员熟知的惯用手段。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)的一侧固定有Z向导轨(2)，所述Z向导轨(2)上固定有Y向导轨(3)，所述Y型导轨(3)上固定有放置板(4)，所述底座(1)的上侧壁固定有激光器(5)，所述底座(1)的上侧壁还固定有位于激光器(5)端部的扩束镜(6)，所述底座(1)的上侧壁还固定有位于扩束镜(6)一侧的聚焦镜(7)，所述放置板(4)靠近聚焦镜(7)的一侧侧壁上设有夹持机构；
所述夹持机构包括两个与放置板(4)转动连接的夹持板(8)，所述放置板(4)的外壁上固定有位于每个夹持板(8)外侧的固定板(9)，每个所述固定板(9)与位于其同一侧夹持板(8)之间固定有伸缩弹簧(10)，所述放置板(4)的侧壁上固定有伸缩杆(11)，所述伸缩杆(11)的驱动端固定有位于两个夹持板(8)之间的推板(12)，所述放置板(4)的侧壁上还固定有位于推板(12)上侧的水平板(13)，所述放置板(4)上还嵌设有位于水平板(13)上侧的导热板(15)，所述导热板(15)上设有导热机构；
所述导热机构包括嵌设在导热板(15)外壁上的多段且连续的导热管(20)，所述导热管(20)的中部一体成型有延伸管，所述延伸管内滑动有活塞一(21)，所述活塞一(21)的下侧与延伸管的内壁之间填充有低温蒸发液(14)，所述导热管(20)的两端滑动有活塞二(22)，所述活塞二(22)与导热管(20)的端部内壁之间固定有复位弹簧(23)，所述活塞一(21)与活塞二(22)之间填充有冷却水。
2.根据权利要求1所述的利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备，其特征在于，两个所述夹持板(8)的内壁上均设有与推板(12)端部相接触的斜面。
3.根据权利要求2所述的利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备，其特征在于，所述斜面与水平面之间的夹角为70°。
4.根据权利要求1所述的利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备，其特征在于，所述放置板(4)的外壁上固定有位于推板(12)与水平板(13)之间的倾斜设置的连接板(16)，所述连接板(16)的端部转动连接有抵板(17)，所述连接板(16)的中部开设有通口，所述通口内安装有导线轮(18)，所述导线轮(18)上绕设有拉绳(19)，所述拉绳(19)的两端分别与推板(12)的上侧壁和抵板(17)的内侧壁固定连接。
5.根据权利要求1所述的利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备，其特征在于，所述通口的两侧内壁上均开设有转口，所述导线轮(18)的两侧外壁上均固定有插设在转口内的转杆。
6.根据权利要求1所述的利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备，其特征在于，所述Z向导轨(2)和Y向导轨(3)的外侧壁均固定有吸尘装置，所述吸尘装置包括微型吸尘机。
7.利用激光在铝合金阳极层表面打标的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1,将清理干净待进行打标的工件放置在放置板上，通过夹持板对工件进行夹持；
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