一种大幅面3D紫外激光打标机
技术领域
本实用新型属于激光打标技术领域,具体涉及一种大幅面3D紫外激光打标机,用于对物体三维表面进行激光大幅面打标。
背景技术
激光打标机是利用激光束在物质表面打上永久标记的技术。该技术通过激光器产生激光束,经过一系列光学传导与处理,最终通过光学镜片进行光束聚焦,然后将聚焦后的高能量光束偏转到待加工物体表面的指定位置;激光打标机可以标记出各种文字、符号和图案,市场应用前景广阔。然而现有的激光打标机一般对二维平面进行小幅面的打标,而对物体三维表面进行激光大幅面打标还是很缺少。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有2D紫外激光打标机只能对二维平面进行小幅面打标,而不能对异形曲面物体的表面加工,应用范围窄的问题。
为此,本实用新型的实施例提供了一种大幅面3D紫外激光打标机,包括下层机柜,设置在下层机柜上表面用于放置待加工件的工作台板,设置在工作台板一端部的升降机构,以及设置在升降机构上的激光打标机构;所述激光打标机构包括同轴依次设置的紫外激光器、衰减器、动态扩束镜和激光扫描振镜,所述激光扫描振镜底部设置有大幅面聚焦透镜,所述紫外激光器一侧设置有用于控制动态扩束镜可变扩束的动态扩束镜控制卡,所述动态扩束镜控制卡通过A/D转换卡与外部控制器电连接,所述衰减器一侧设有红光输入。
作为一种实施方式,所述下层机柜包括用于安装工控机和激光器电源箱的箱体,用于安装键盘和鼠标的抽屉,以及空气开关和散热风扇,所述空气开关与箱体内的工控机和激光器电源电连接,所述散热风扇位于下层机柜内侧侧壁上。
进一步的,所述下层机柜中嵌入有冷却水箱,所述冷却水箱位于紫外激光器(23)的下方。
作为一种实施方式,所述大幅面3D紫外激光打标机还包括设置在下层机柜上方的上层防护罩,所述上层防护罩的前面板上设有升降门组件、显示屏和操作面板,所述上层防护罩顶部设有三色报警器。
进一步的,所述升降门组件包括手气动升降门、升降门导轨、手气动门配重和定滑轮,所述升降门导轨设置在手气动升降门两侧,所述手气动门配重通过钢丝绳穿过定滑轮与手气动升降门连接。
作为一种实施方式,所述升降机构包括两个相对设置的升降导轨模组,以及设置在升降导轨模组上的手轮和刻度尺;所述升降导轨模组底部通过带柄紧固螺栓与工作台板固定连接。
进一步的,所述升降导轨模组为双滑轨加梯形丝杠结构,包括滑轨,以及通过手轮控制滑动连接在滑轨上的托架,所述托架上设有升降板,所述激光打标机构安装在升降板上。
进一步的,所述紫外激光器底部设置有激光器微调底座。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果:
(1)本实用新型提供的这种大幅面3D紫外激光打标机采用动态扩束镜,通过软件控制动态振镜和扩束镜,在激光被聚焦前进行可变扩束,以此改变激光束的焦距来实现对曲面异形物体的表面加工,加工深度达到±30mm以上,打标稳定灵活,精度高。
(2)本实用新型提供的这种大幅面3D紫外激光打标机采用了大幅面聚焦透镜,加工幅面可达400mm*400mm以上,扩大了其应用范围。
(3)本实用新型提供的这种大幅面3D紫外激光打标机大大缩减和降低了人工和耗材成本,提高了生产效率。
以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
图1是本实用新型中带上层防护罩的大幅面3D紫外激光打标机整体结构示意图;
图2是本实用新型中不带上层防护罩的大幅面3D紫外激光打标机整体结构示意图;
图3是本实用新型中下层机柜的结构示意图;
图4是本实用新型中上层防护罩的结构示意图;
图5是本实用新型中上层防护罩的内部结构示意图;
图6是本实用新型中激光打标机构与升降机构的安装结构示意图;
图7是本实用新型中激光打标机构的结构示意图;
图8是本实用新型中升降机构的结构示意图。
附图标记说明:1、下层机柜;2、上层防护罩;3、冷却水箱;4、工作台板;5、激光打标机构;6、升降机构;7、箱体;8、抽屉;9、空气开关;10、凹槽;11、散热风扇;12、地脚;13、升降门组件;14、前面板;15、显示屏;16、三色报警器;17、操作面板;18、手气动门配重;19、定滑轮;20、升降门导轨;21、手气动升降门;22、升降板;23、紫外激光器;24、衰减器;25、动态扩束镜;26、激光扫描振镜;27、大幅面聚焦透镜;28、动态扩束镜控制卡;29、A/D转换卡;30、红光输入;31、激光器微调底座;32、手轮;33、带柄紧固螺栓;34、滑轨;35、刻度尺;36、托架。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。
如图2和图7所示,本实施例提供了一种大幅面3D紫外激光打标机,包括下层机柜1,设置在下层机柜1上表面用于放置待加工件的工作台板4,设置在工作台板4一端部的升降机构6,以及设置在升降机构6上的激光打标机构5;所述激光打标机构5包括同轴依次设置的紫外激光器23、衰减器24、动态扩束镜25和激光扫描振镜26,所述激光扫描振镜26底部设置有大幅面聚焦透镜27,所述紫外激光器23一侧设置有用于控制动态扩束镜25可变扩束的动态扩束镜控制卡28,所述动态扩束镜控制卡28通过A/D转换卡29与外部控制器电连接,所述衰减器24一侧设有红光输入30。将待加工的曲面异形物体置于工作台板4上,曲面异形物体上待打标面正对升降机构6,通过调节升降机构6调整激光打标机构5的位置而调节打标焦距,使焦点的初始位置位于待打标面上;同时,针对曲面异形物体,在激光打标机构5中采用动态扩束镜25,通过外部控制器的软件控制动态扩束镜控制卡28调节动态扩束镜25,使得激光在被聚焦前进行可变扩束,以此改变激光束的焦距,使加工深度达到±30mm以上;另外通过在激光扫描振镜26上采用了大幅面聚焦透镜27,使加工幅面可达400mm*400mm以上。
其中,如图7所示,激光打标机构5中紫外激光器23放置在激光器微调底座31上,衰减器24安装在紫外激光器23端部,动态扩束镜25安装在光具座上,激光扫描振镜26通过振镜连接件连接在光具座顶部,光具座通过升降板22固定在升降机构6上。
细化的实施方式,如图3所示,所述下层机柜1包括用于安装工控机和激光器电源箱的箱体7,用于安装键盘和鼠标的抽屉8,以及空气开关9和散热风扇11,所述空气开关9与箱体7内的工控机和激光器电源电连接,用于保护电路短路、严重过载及欠电压等故障,所述散热风扇11位于下层机柜1内侧侧壁上,冷却下层机柜1内部环境温度;安装工控机和激光器电源箱的箱体7和安装键盘和鼠标的抽屉8位于下层机柜1前端,空气开关9位于下层机柜1右侧中轴线上方,散热风扇11固定于下层机柜1后端,为了方便下层机柜1的固定及散热,在下层机柜1的下端设置多个地脚12,使得下层机柜1与地面具有一定距离。进一步的,所述下层机柜1上设有一凹槽10,该凹槽10内嵌入有冷却水箱3,所述冷却水箱3位于紫外激光器23的下方,用于带走紫外激光器23中的多余热量,保持紫外激光器23的温度稳定,优选的,将散热风扇11设置在该凹槽10的侧壁上。
作为一种实施方式,如图1和图4所示,所述的大幅面3D紫外激光打标机还包括设置在下层机柜1上方的上层防护罩2,所述上层防护罩2的前面板14上设有升降门组件13、显示屏15和操作面板17,所述上层防护罩2顶部设有三色报警器16,通过三种不同颜色指示设备运行、停止、故障状况,以便工作人员对设备工作状态的监控。具体的,如图5所示,所述升降门组件13包括手气动升降门21、升降门导轨20、手气动门配重18和定滑轮19,所述升降门导轨20设置在手气动升降门21两侧,通过手气动升降门21在升降门导轨20上的上下移动来打开和关闭上层防护罩2,以便放取待加工工件,所述手气动门配重18通过钢丝绳穿过定滑轮19与手气动升降门21连接,通过手气动门配重18减少手气动升降门21上下移动阻力,手气动门配重18和定滑轮19配合控制手气动升降门21的位置。
如图6和图8所示,所述升降机构6包括两个相对设置的升降导轨模组,以及设置在升降导轨模组上的手轮32和刻度尺35;所述升降导轨模组底部通过带柄紧固螺栓33与工作台板4固定连接。具体的,所述升降导轨模组为双滑轨加梯形丝杠结构,包括滑轨34,以及通过手轮32控制滑动连接在滑轨34上的托架36,所述托架36上设有升降板22,所述激光打标机构5安装在升降板22上;通过手轮32控制托架36在滑轨34上上升或下降,从而控制激光打标机构5的高度,并可通过刻度尺35读取激光打标机构5的高度,实现激光打标机构5的光斑在曲面异形物体待打标面上位置的调节,提高了激光打标机打标的幅面。
综上所述,本实用新型提供的这种大幅面3D紫外激光打标机结构简单,专门针对物体三维表面进行激光大幅面打标,可对异形曲面物体的表面进行加工,极大的改善了工艺效果,提高了生产效率,降低了制造成本,具有极大的应用价值,相较于目前市场上的2D紫外激光打标机优势日显突出;而且可应用于各行业(例如家电、汽车等)外观件生产设备,可提升制造工艺,更加美观,更加节能环保,提升性价比,对紫外激光加工应用的行业来说有着广阔的发展前景。
以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明,并不构成对本实用新型的保护范围的限制,凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。