CN201721134U - 近波长同轴定位激光打标系统 - Google Patents

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高云峰
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Abstract

本实用新型提供一种近波长同轴定位激光打标系统，所述激光打标系统包括发射激光的激光器、扩束镜、CCD图像传感器、镜片、扫描振镜和发射照明光邻近所述激光波长的照明光源；所述激光器、所述扩束镜、所述镜片和所述扫描振镜沿激光光路依次设置；所述扫描振镜接收的照明光经过所述镜片反射后至所述CCD图像传感器。本实用新型的有益效果是：采用邻近波长的激光器和照明光源，以降低CCD图像传感器识别出的加工平面位置与实际激光作用位置的差异，提高了CCD同轴定位精度。

Description

近波长同轴定位激光打标系统
【技术领域】
本实用新型涉及激光打标技术领域，特别是一种近波长同轴定位激光打标系统。
【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。激光打标可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级，这对产品的防伪有特殊的意义。
聚焦后的极细的激光光束如同刀具，可将物体表面材料逐点去除，其先进性在于标记过程为非接触性加工，不产生机械挤压或机械应力，因此不会损坏被加工物品；由于激光聚焦后的尺寸很小，热影响区域小，加工精细，因此，可以完成一些常规方法无法实现的工艺。
现有的激光打标系统，其包括激光器、扩束镜、扫描振镜和CCD图像传感器，激光器发射的激光经过扩束镜后至扫描振镜，再从扫描振镜的平场聚焦镜至工件表面。工件表面反射的照明光线，目前照明光源采用的一般是红光、绿光、蓝光、或混合白光，这些光的波长与1064nm激光波长相差较远，经过透镜后由于色差，会产生偏差，经过扫描振镜后至CCD图像传感器。经过扫描振镜后，由于色差的影响，使得CCD图像传感器识别出的加工平面位置与实际激光作用的位置存在差异。
【实用新型内容】
为了解决现有的技术问题，本实用新型提供一种近波长同轴定位激光打标系统，其降低CCD图像传感器识别出的加工平面位置与实际激光作用位置的差异，提高了CCD定位精度。
本实用新型解决现有的技术问题，提供一种近波长同轴定位激光打标系统，所述激光打标系统包括发射激光的激光器、扩束镜、CCD图像传感器、镜片、扫描振镜和发射照明光邻近所述激光波长的照明光源；所述激光器、所述扩束镜、所述镜片和所述扫描振镜沿激光光路依次设置；所述扫描振镜接收的照明光经过所述镜片反射后至所述CCD图像传感器。
本实用新型更进一步的改进是：
所述扫描振镜包括XY振镜组和平场聚焦镜，所述照明光源包括第一照明光源和第二照明光源，所述第一、第二照明光源分处所述平场聚焦镜的两侧。
所述平场聚焦镜包括中间平面，所述第一、第二照明光源相对所述中间平面对称分布。
所述照明光源的出光平面斜交于所述中间平面。
本激光打标系统包括照明光45°全反、激光45°全透的所述镜片，所述镜片具有镀膜层。
本激光打标系统包括激光波长为1064nm的所述激光器。
本激光打标系统包括照明光波长范围为940～1100nm的所述照明光源。
本激光打标系统包括照明光波长为980nm的所述照明光源。
本激光打标系统包括照明光波长为1030nm的所述照明光源。
本激光打标系统包括照明光波长为1070nm的所述照明光源。
相较于现有技术，本实用新型的有益效果是：采用邻近波长的激光器和照明光源，以降低CCD图像传感器识别出的加工平面位置与实际激光作用位置的差异，提高了CCD同轴定位精度。
【附图说明】
图1为本实用新型近波长同轴定位激光打标系统的侧面示意图；
图2为图1所述激光打标系统的俯视示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型进一步说明。
如图1和图2所示，一种近波长同轴定位激光打标系统，该激光打标系统包括激光器11、扩束镜12、CCD(Charge-coupled Device)图像传感器16、镜片17、扫描振镜13和照明光源15；激光器11用于产生连续激光，用以进行激光打标操作；扩束镜12用于将激光器所发出的激光进行空间整形，光束直径变大，压缩光的发散角；镜片用于穿透激光；扫描振镜13用于改变激光焦点的位置；激光器11发射的激光顺序经过扩束镜12、镜片17、扫描振镜13后输出至工件平面14，以进行打标作业；扫描振镜13接收的照明光经过镜片17反射后至CCD图像传感器16，由CCD图像传感器识别加工平面14的位置。
本实用新型的扫描振镜13包括XY振镜组131和平场聚焦镜132。
本实用新型的照明光源15包括第一照明光源151和第二照明光源152，第一、第二照明光源151、152分处平场聚焦镜132的两侧。平场聚焦镜132包括中间平面，即其出光平面的几何中心线所在平面，中间平面垂直于出光平面，第一、第二照明光源151、152相对中间平面对称分布。照明光源15的出光平面斜交于中间平面，即第一、第二照明光源151、152的出光平面呈八字形。
本激光打标系统包括照明光45°全反、激光45°全透的镜片17，镜片17具有镀膜层。因为镜片17必须实现照明光45°全反、激光45°全透，因此如果用与激光同波长的照明光源，该镜片17无法实现，而对于与激光波长相近的照明光源，镜片17则可以通过镀膜方式实现照明光45°全反、激光45°全透。本实用新型创造性的发现测量系统的误差主要是由于照明光源与激光波长的不一致，受此启发，误差最小的照明光源应该是与激光同波长的光源，基本能达到零误差，考虑到要求照明光45°全反、激光45°全透，即采用本实用新型的镜片17。
本激光打标系统包括激光波长为1064nm的激光器，同时包括照明光波长选值范围为940～1100nm的照明光源，这样照明光波长接近于激光波长。该照明光波长能够采用980nm、1030nm或1070nm的波长。对激光加工最常用的1064nm激光，照明光源采用很成熟的980nmDIODE LASER，也可采用1030nm或1070nm等相近波长，虽然这些照明光是人眼不可见激光，但CCD的感光范围能达到红外波段，能够起到照明作用。
本实用新型采用邻近波长的激光器和照明光源，以降低CCD图像传感器识别出的加工平面位置与实际激光作用位置的差异，提高了CCD同轴定位精度。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种近波长同轴定位激光打标系统，其特征在于：所述激光打标系统包括发射激光的激光器、扩束镜、CCD图像传感器、镜片、扫描振镜和发射照明光邻近所述激光波长的照明光源；所述激光器、所述扩束镜、所述镜片和所述扫描振镜沿激光光路依次设置；所述扫描振镜接收的照明光经过所述镜片反射后至所述CCD图像传感器。
2.根据权利要求1所述的近波长同轴定位激光打标系统，其特征在于：所述扫描振镜包括XY振镜组和平场聚焦镜，所述照明光源包括第一照明光源和第二照明光源，所述第一、第二照明光源分处所述平场聚焦镜的两侧。
3.根据权利要求2所述的近波长同轴定位激光打标系统，其特征在于：所述平场聚焦镜具有一中间平面，所述第一、第二照明光源相对所述中间平面对称分布。
4.根据权利要求3所述的近波长同轴定位激光打标系统，其特征在于：所述照明光源的出光面斜交于所述中间平面。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的近波长同轴定位激光打标系统，其特征在于：本激光打标系统包括照明光45°全反、激光45°全透的所述镜片，所述镜片具有镀膜层。
6.根据权利要求1所述的近波长同轴定位激光打标系统，其特征在于：本激光打标系统包括激光波长为1064nm的所述激光器。
7.根据权利要求1所述的近波长同轴定位激光打标系统，其特征在于：本激光打标系统包括照明光波长范围为940～1100nm的所述照明光源。
8.根据权利要求7所述的近波长同轴定位激光打标系统，其特征在于：本激光打标系统包括照明光波长为980nm的所述照明光源。
9.根据权利要求7所述的近波长同轴定位激光打标系统，其特征在于：本激光打标系统包括照明光波长为1030nm的所述照明光源。
10.根据权利要求7所述的近波长同轴定位激光打标系统，其特征在于：本激光打标系统包括照明光波长为1070nm的所述照明光源。
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