CN207414590U - 一种基于能量分光技术的多头激光打码机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的基于能量分光技术的多头激光打码机，激光器产生的激光光束通过第一反射镜反射至能量分光镜，能量分光镜将激光光束分为两路，一路角度不变直接进入第一振镜，另一路以45°角反射至第二反射镜，第二反射镜反射的激光光束经光路进入第二振镜，第一振镜、第二振镜分别由控制器控制打码；第一振镜、第二振镜入射面设置有能量衰减器；采用多台振镜共享一个激光器，通过能量分光镜将激光光束分为多路反射至相应振镜，并由能量衰减器微调激光能量，确保多路振镜的入射激光能量一致，能够完成大幅面激光打码的设备，降低采购和维护成本，打码分辨率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于能量分光技术的多头激光打码机。
背景技术
激光打码机的工作原理是将激光以极高的能量密度聚集在物体表面，通过烧灼和刻蚀，将其表层的物质气化，并通过控制激光束的有效位移，精确地刻出图案或文字田；激光打码机一般由激光器，光路传输镜组，振镜，控制器构成；激光光束从激光器射出，经过光路传输镜组，对激光光束直径进行放大或缩小，最后到达振镜；振镜一般由2个反射镜构成，由两组电机分别驱动反射镜偏转，使具有一定功率密度的激光聚焦点在目标材料上按所需的要求运动，从而在材料表面上留下永久的标记。
由于振镜的原理限制，提高激光打码机的加工幅面，必须增大振镜系统的焦距；现有技术中一般采用单个二维振镜的激光打码机（单头激光打码机，见图 1），加工幅面最大为300mm；通过增加焦距来增加打码幅面，随着焦距增大，激光焦点的功率密度会下降，激光焦点尺寸变大，打码分辨率下降，因而一般极限幅面都控制在300mm以内；但打码行业面向自动化批量生产，大量应用都要求激光打码机具备更大幅面的加工能力；目前，行业内通常应对大幅面加工的激光打码方案，是由多台打码机并列来实现；这样的方案有几大缺陷：
1.不同的打码机，激光光束来自于不同的激光器，然而激光器与激光器之前能量并不非常一致，随着时间的推移，衰减程度也可能不一致，这会导致并列的多台打码机打出不一样的效果，多台激光器容易造成工艺效果不一致。
2.激光打码机的主要成本一般在激光器上，多台打码机无疑大幅提高了客户的开销。
3.采购和维护成本较高，在有损耗的激光器上，耗材会随出光时间的增加而消耗；多台打码机就意味着有多台激光器的耗材同时损耗。
特别是紫外激光打码，绿光激光打码，皮秒激光打码等领域，以上缺陷尤为突出。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够完成大幅面激光打码的设备，成本低，打码分辨率高的基于能量分光技术的多头激光打码机。
本发明的基于能量分光技术的多头激光打码机，包括能够产生激光光束的激光器，激光器通过光路经反射镜连接至振镜，其特征在于：激光器产生的激光光束通过第一反射镜反射至能量分光镜，能量分光镜将激光光束分为两路，一路角度不变直接进入第一振镜，另一路以45°角反射至第二反射镜，第二反射镜反射的激光光束经光路进入第二振镜，第一振镜、第二振镜分别由控制器控制打码；
所述激光器功率为能够完成1/2工作幅面的单头激光打码设备功率的两倍以上；
所述第一振镜、第二振镜入射面设置有能量衰减器；
所述多头激光打码机打码幅面≥400mm。
本发明的基于能量分光技术的多头激光打码机，采用多台振镜共享一个激光器，通过能量分光镜将激光光束分为多路反射至相应振镜，并由能量衰减器微调激光能量，确保多路振镜的入射激光能量一致，能够完成大幅面激光打码的设备，降低采购和维护成本，打码分辨率高。例如一台6瓦的紫外激光器，能量输出能力与两台3瓦的紫外激光器能力相当，而价格仅相当于两台3瓦紫外激光器的60%左右；将6瓦的激光光束精确分为两路3瓦的激光光束，能量偏差小于2%；一台6瓦激光器、一套光学机械系统和两组振镜构成的双头激光打码机，加工幅面和效率与两台3瓦的单头激光打码机一致，但采购和维护成本都低于两台3瓦的单头激光打码机，且提高了打码一致性，打码分辨率高。
附图说明
图1是现有技术中的单头激光打码机结构示意图；
图2本发明实施例基于能量分光技术的多头激光打码机结构示意图。
具体实施方式
如图所示，一种基于能量分光技术的多头激光打码机，包括能够产生激光光束的激光器2，激光器2通过光路经反射镜连接至振镜，激光器2产生的激光光束通过第一反射镜3反射至能量分光镜5，能量分光镜5将激光光束分为两路，一路角度不变直接进入第一振镜1，另一路以45°角反射至第二反射镜7，第二反射镜7反射的激光光束经光路进入第二振镜8，第一振镜1、第二振镜8分别由控制器控制打码，控制器控制第一振镜1、第二振镜8的激光聚焦点在目标材料上按所需的要求运动，从而在材料表面上留下永久的标记完成大幅面打码工作。
激光器2的功率为能够完成1/2工作幅面的单头激光打码设备功率的两倍以上，能够实现两台单头激光打码设备双倍幅面的打码工作，同时降低成本，打码一致性好，清晰度高。
第一振镜1、第二振镜8的入射面设置有能量衰减器6，通过能量衰减器6微调激光能量，弥补分光镜带来的能量分割误差，使第一振镜1、第二振镜8的入射激光能量保持一致。
本发明的基于能量分光技术的多头激光打码机，能够完成的打码幅面≥400mm。
本发明的基于能量分光技术的多头激光打码机，采用多台振镜共享一个激光器，通过能量分光镜将激光光束分为多路反射至相应振镜，并由能量衰减器微调激光能量，确保多路振镜的入射激光能量一致，能够完成大幅面激光打码的设备，降低采购和维护成本，打码分辨率高。例如一台6瓦的紫外激光器，能量输出能力与两台3瓦的紫外激光器能力相当，而价格仅相当于两台3瓦紫外激光器的60%左右；将6瓦的激光光束精确分为两路3瓦的激光光束，能量偏差小于2%；一台6瓦激光器、一套光学机械系统和两组振镜构成的双头激光打码机，加工幅面和效率与两台3瓦的单头激光打码机一致，但采购和维护成本都低于两台3瓦的单头激光打码机，且提高了打码一致性，打码分辨率高。
激光打码机的工作原理是将激光以极高的能量密度聚集在物体表面，通过烧灼和刻蚀，将其表层的物质气化，并通过控制激光束的有效位移，精确地刻出图案或文字。激光打码机一般由激光器，光路传输镜组，振镜，控制器构成。激光光束从激光器射出，经过光路传输镜组，对激光光束直径进行放大或缩小，最后到达振镜。振镜一般由2个反射镜构成，由两组电机分别驱动反射镜偏转，使具有一定功率密度的激光聚焦点在目标材料上按所需的要求运动，从而在材料表面上留下永久的标记。
现有激光打码机在解决大幅面打码时（一般在400mm以上），需要用两台或更多台独立的激光打码机并列安装使用；两台独立的激光打码机采用两台独立的激光器，采购和维护成本较高，两台激光器容易造成工艺效果不一致。
本发明提出了一种基于能量分光的激光打码技术，可以多台振镜共享一个激光器。本发明主要目的，是降低大幅面（一般在400mm以上）激光打码的采购和维护成本，提高多头并列激光打码机的打码工艺一致性。
对激光打码机的成本进行分析可见，通常激光器的功率提高一倍，价格并不会提高一倍。例如一台6瓦的紫外激光器，能量输出能力与两台3瓦的紫外激光器能力相当。价格一般相当于两台3瓦紫外激光器的60%左右。采用本发明，可将6瓦的激光光束精确分为两路3瓦的激光光束，能量偏差小于2%。从而由一台6瓦激光器，一套光学机械系统和两组振镜，构成一台双头激光打码机，加工幅面和效率与两台3瓦的单头激光打码机一致；采购和维护成本都低于两台3瓦的单头激光打码机。
如图2所示，沿激光光束的传播路径来描述各部件的位置关系，激光光束4从激光器2射出以后，不直接进入振镜，而是经过第一反射镜3反射后进入一套能量分光镜5，将激光功率一分为二，其中一束透过能量分光镜5，直接进入第一振镜1，另一束被能量分光镜5反射，并经第二反射镜进一步反射后进入第二振镜（8）；为弥补能量分光镜5带来的能量分割误差，在第一振镜1、第二振镜8与能量分光镜8中间设计了能量衰减器6，用于微调激光能量，使两个振镜的入射激光能量一致；第一反射镜3、第二反射镜7可根据实际需求放置位置，用于折返光路，调整激光光束的方向；本发明申请专利保护关键点在于能量分光镜5和能量衰减器6。
Claims (4)
1.一种基于能量分光技术的多头激光打码机，包括能够产生激光光束的激光器（2），激光器（2）通过光路（4）经反射镜连接至振镜，其特征在于：激光器（2）产生的激光光束通过第一反射镜（3）反射至能量分光镜（5），能量分光镜（5）将激光光束分为两路，一路角度不变直接进入第一振镜（1），另一路以45°角反射至第二反射镜（7），第二反射镜（7）反射的激光光束经光路进入第二振镜（8），第一振镜（1）、第二振镜（8）分别由控制器控制打码。
2.根据权利要求1所述基于能量分光技术的多头激光打码机，其特征在于：所述激光器（2）功率为能够完成1/2工作幅面的单头激光打码设备功率的两倍以上。
3.根据权利要求1所述基于能量分光技术的多头激光打码机，其特征在于：所述第一振镜（1）、第二振镜（8）入射面设置有能量衰减器（6）。
4.根据权利要求1所述基于能量分光技术的多头激光打码机，其特征在于：所述多头激光打码机打码幅面≥400mm。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201721236830.XU CN207414590U (zh) | 2017-09-26 | 2017-09-26 | 一种基于能量分光技术的多头激光打码机 |
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Publications (1)
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| CN207414590U true CN207414590U (zh) | 2018-05-29 |
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| CN201721236830.XU Active CN207414590U (zh) | 2017-09-26 | 2017-09-26 | 一种基于能量分光技术的多头激光打码机 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107824975A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-03-23 | 丹阳东激光技术有限公司 | 一种基于能量分光技术的多头激光打码机 |
| CN114951975A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-08-30 | 苏州科韵激光科技有限公司 | 激光加工设备和方法 |
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