CN203887388U - 一种激光打标机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种激光打标机，包括激光器、光路系统、加工平台和打标机控制器，所述打标机控制器控制聚焦激光束与加工平台的相对位置，其特征在于：所述激光器为波长1.8微米到2.2微米的光纤激光器，所述光路系统包括激光扫描振镜和场镜，所述激光器输出的激光束经激光扫描振镜和场镜后聚焦在加工平台上的加工件的待打标处。本实用新型具有系统设计简单，造价低廉，可靠性高、波长独特等优点，是一种具有实用价值的激光打标系统，可用于制造业、医药工业、半导体工业等领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种对物体表面进行标记的装置，具体涉及一种激光打标机，尤其是一种采用光纤激光器的激光打标机。
背景技术
在元器件和材料表面进行标记，通常采用机械、化学、喷涂印刷等方法，这些方法常常有印记不清楚、污染环境、随时间印记弱化等缺点。随着激光技术的迅猛发展，激光在元器件和材料表面的标记应用技术在最近十多年也得到发展，这就是激光打标技术。激光打标采用计算机控制的激光束聚焦在材料表面，激光与材料（如金属、有机、无机、半导体等）发生作用产生材料剥离或色彩变性，从而将需要标记的信息（如产品的序列号，名称及一些图案等等）标记在产品的表面任意位置。激光打标技术具有现有其它标记技术无法比拟的优点，不仅标记清楚、耐磨、标记图案一致美观，而且不需要油墨材料，非常有利于环境保护，同时可以实现高速自动化生产。无论是现代制造工业还是医药制造、材料等领域存在大量需要标记的设备、工具、元器件、材料等，对这些大量需要标记的目标（设备、工具、元器件、材料等）进行标记识别，从而可以对这些目标进行科学清楚的管理，优化物流配置等具有重大意义。
为了实现对上述这些设备、工具、元器件、材料等的激光打标，现有工业加工行业通常采用的激光器是二氧化碳激光器、紫外固体激光器、固体Nd：YAG激光器、固体Nd：YVO3激光器和1微米光纤激光器等，现有采用上述这些激光器的激光打标技术存在着各种不同的缺陷，如1微米波长的固体Nd：YAG激光器、固体Nd：YVO3激光器和1微米光纤激光器对含有有机材料的打标效果就很差，激光波长对人眼不安全。紫外激光器存在着寿命短、对人体有危害等缺点，而二氧化碳激光器也存在着效率低、热效应大、打标分辨率低等缺陷。
因此，需要对现有的激光打标装置进行改进，以适用各种材料的激光打标，提高装置的稳定性和可靠性，提高打标的分辨率。
发明内容
本实用新型的发明目的是提供一种激光打标机，以适应对各种材料特别是有机材料的打标需求，提高激光打标机的稳定性和可靠性。
为达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：一种激光打标机，包括激光器、光路系统、加工平台和打标机控制器，所述打标机控制系统控制聚焦激光束与加工平台的相对位置，所述激光器为波长1.8微米到2.2微米的光纤激光器，所述光路系统包括激光扫描振镜和场镜，所述激光器输出的激光束经激光扫描振镜和场镜后聚焦在加工平台上的加工件的待打标处。
上述技术方案中，所述激光器为脉冲宽度从几十飞秒到毫秒量级的脉冲光纤激光器。
所述场镜为平面场镜；或者，所述场镜为远心聚焦场镜。
所述场镜的焦距为10毫米至500毫米。
上述技术方案中，所述待加工的材料加工件可以是金属材料，也可以是有机材料、无材料、半导体材料及复合材料等。
所述激光器是光纤激光器；所述激光束为脉冲激光束，输出激光脉冲宽度为几十飞秒，皮秒，纳秒，微秒到毫秒量级。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
1、本实用新型利用金属材料、有机材料、无材料、半导体材料及复合材料等对1.8到2.2微米特定波长的激光束有一定吸收的特性，实现对这些材料表面进行激光打标，是一种清洁环保的激光打标方法；
2、本实用新型可以实现对小尺寸物体的激光打标 ，实现大规模工业化生产；
3、本专利的激光打标机 ，具有体积小、效率高、激光波长人眼安全等优点。
附图说明
图1是实施例一的激光打标机原理示意图。
图2是实施例二的激光打标机原理示意图。
其中：1、光纤激光器；2、激光扫描振镜；3、打标机控制器；4、平面场镜；5、加工平台；6、加工件；7、远心聚焦场镜。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例一：参见附图1所示，一种激光打标机，由金属材料、有机材料、无材料、半导体材料及复合材料等构成的待打标的加工件6固定在一个多维加工平台5上等待激光打标加工，具体连接关系如下：脉冲光纤激光器1输出1.8微米～2.2微米波长具有纳秒、微秒或毫秒量级脉冲宽度的激光光束在进行激光准直、扩束后进入高速激光扫描振镜2中；进入高速激光扫描振镜2中的激光束在打标机控制器3的控制下实现激光束在待打标的加工件6表面的高速移动实现激光打标加工；通过高速激光扫描振镜2的激光束进入1.8微米～2.2微米波长平面场镜4中，使激光束聚焦在待打标的加工件6表面，1.8微米～2.2微米波长的平面场镜4可以实现在一定平面加工范围内聚焦激光光斑大小的均匀分布，从而实现高质量激光打标加工，1.8微米～2.2微米波长的平面场镜4的焦距从10毫米到500毫米；通过平面场镜4的1.8微米～2.2微米波长脉冲激光束聚焦在放在多维加工平台5上的待打标的加工件6表面进行激光打标；打标机控制器3控制脉冲1.8微米～2.2微米波长光纤激光器1、高速激光扫描振镜2、放在多维加工平台5上的待打标的加工件6的位置和加工工艺流程，完成待打标的工件的激光打标加工。
上述实施方案中，待加工的工件对1.8微米～2.2微米激光有一定的吸收，因此1.8微米～2.2微米波长的激光可以实现由金属材料、有机材料、无材料、半导体材料及复合材料等构成待打标工件的激光打标。
上述实施方案中，所述激光器为输出激光波长为1.8微米～2.2输出纳秒、微秒或毫秒量级脉冲宽度的光纤激光器。
实施例二：参见附图2所示，一种激光打标机，由金属材料、有机材料、无材料、半导体材料及复合材料等构成的待打标的加工件6固定在一个多维加工平台5上等待激光打标加工，具体连接关系如下：脉冲光纤激光器1输出1.8微米～2.2微米波长、几十飞秒到皮秒量级脉冲宽度激光脉冲在进行激光准直、扩束后进入高速激光扫描振镜2中；进入高速激光扫描振镜2中激光束在打标机控制器3的控制下实现激光束在待打标的加工件6表面的高速移动实现激光打标加工；通过高速激光扫描振镜2的激光束进入1.8微米～2.2微米波长的远心聚焦场镜7中，实现激光束聚焦在待打标的加工件6表面，1.8微米～2.2微米波长远心聚焦场镜7可以实现在一定平面加工范围内聚焦激光光斑大小的均匀分布，从而实现高质量激光打标加工，1.8微米～2.2微米波长场镜4的焦距从10毫米到500毫米，1.8微米～2.2微米波长远心聚焦场镜7的聚焦激光束在整个加工工作面上都垂直入射到加工件表面，可以实现整个加工面均匀的加工线条，实现高精度激光打标；通过远心聚焦场镜7的1.8微米～2.2微米波长脉冲激光束聚焦在放在多维加工平台5上的待打标的加工件6表面进行激光打标；打标机控制器3控制脉冲光纤激光器1、高速激光扫描振镜2、放在多维加工平台5上的待打标的加工件6的位置和加工工艺流程，完成待打标的工件的激光打标加工。
上述实施方案中， 待加工的工件对1.8微米～2.2微米波长附近激光有一定的吸收，因此1.8微米～2.2微米波长激光可以实现由金属材料、有机材料、无材料、半导体材料及复合材料等构成待打标的工件的激光打标。
上述实施方案中，所述激光器为输出激光波长为1.8微米～2.2微米，输出几十飞秒脉冲到皮秒量级脉冲宽度的光纤激光器。
Claims (5)
1.一种激光打标机，包括激光器、光路系统、加工平台和打标机控制器，所述打标机控制器控制聚焦激光束与加工平台的相对位置，其特征在于：所述激光器为波长1.8微米到2.2微米的掺铥、掺铒、或铥铒共掺光纤激光器，所述光路系统包括激光扫描振镜和场镜，所述激光器输出的激光束经激光扫描振镜和场镜后聚焦在加工平台上的加工件的待打标处。
2.根据权利要求1所述的激光打标机，其特征在于：所述激光器为脉冲宽度从几十飞秒到毫秒量级的脉冲光纤激光器。
3.根据权利要求1所述的激光打标机，其特征在于：所述场镜为平面场镜。
4.根据权利要求1所述的激光打标机，其特征在于：所述场镜为远心聚焦场镜。
5.根据权利要求3或4所述的激光打标机，其特征在于：所述场镜的焦距为10毫米至500毫米。
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