CN207824180U - 一种用于激光机的全封闭式光路腔体结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于激光机的全封闭式光路腔体结构，激光机包括激光器，全封闭式光路腔体结构包括：激光防护腔、合束腔、振镜腔；激光防护腔位于激光防护装置内、合束腔位于连接件内、振镜腔位于振镜基座内，激光器、激光防护装置、连接件、振镜基座依次固定连接，激光器发射的激光束经过激光防护腔、合束腔、振镜腔，所有腔体均密闭连接，与外界完全阻隔，保持腔体内无灰尘，激光束传播时，不受灰尘的干扰，有效地提高了激光机的打标效果和质量。

Description

一种用于激光机的全封闭式光路腔体结构

技术领域

本实用新型涉及一种用于激光机的全封闭式光路腔体结构。

背景技术

激光打标的基本原理是，由激光发生器生成高能量的连续激光光束，聚焦后的激光作用于承印材料，使表面材料瞬间熔融，甚至气化，通过控制激光在材料表面的路径，从而形成需要的图文标记。

激光为不可见光，为确定激光投射的具体位置，常需要通过红光进行追踪激光的轨迹。在激光机内设置红光指示器和合束镜，通过合束镜将红光与激光合并成一束合束光，通过识别红光的位置来确认激光的具体位置。

激光打标机采用扫描法打标，将激光束入射到两反射镜上，利用控制器控制振镜电机带动反射镜分别沿X、Y轴转动，使得激光束在一定范围内移动。激光束聚焦后落到被标记的工件上，从而形成了激光标记的痕迹，精确地灼刻出精致的图案或文字。

激光机内，激光束经过合束镜和反射镜的过程中，如果激光机内有灰尘，激光束在传播过程中遇到灰尘的干扰，则会影响激光束的质量，从而导致激光束在承印材料上打出的图案无法达到预期效果。

因此，如何提供一种能使激光束不受灰尘干扰的全封闭式光路腔体结构成为了业界需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种用于激光机的全封闭式光路腔体结构，其激光束在完全密闭的腔体内传播，可保持腔体内无灰尘，激光传播过程不受灰尘的干扰。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于激光机的全封闭式光路腔体结构，其包括：合束腔、振镜腔；

合束腔位于连接件内，连接件设有水平方向上的第一通光孔，第一通光孔由连接件的前端延伸到连接件的后端，连接件的竖直方向上设有第一安装孔，第一安装孔由连接件的上端延伸到第一通光孔的上侧壁，第一安装孔与第一通光孔连通；

振镜腔位于振镜基座内，振镜基座设有用于固定X振镜电机的X固位孔、用于固定Y振镜电机的Y固位孔、用于安装场镜的场镜安装孔、激光入射孔；X固位孔、Y固位孔、场镜安装孔、激光入射孔相互连通于一腔体，腔体除X固位孔、Y固位孔、场镜安装孔、激光入射孔之外无任何其他通孔；X振镜电机的输出轴上固定X振镜片，Y振镜电机的输出轴上固定Y振镜片；

第一安装孔内用于固定合束镜支架，合束镜支架上设有红光指示器和合束镜片，连接件与激光器固定连接，振镜基座与连接件固定连接；激光器发射的激光束从第一通光孔进入，透过合束镜，再到激光入射孔，经X振镜片和Y振镜片的反射，透过场镜，作用于承印材料上。

本实用新型通过设置连接件，合束镜固定于合束镜支架上，并且合束镜支架安装于连接件内，使得合束镜片位于合束腔内，该合束腔为密闭式腔体，并且将X振镜片、Y振镜片、场镜均设置于振镜装置上，振镜腔除需要安装和连接的孔之外无其他通孔，形成一密闭的腔体；将连接件与振镜装置固定连接，使得激光束从连接件出来之后，直接进入振镜腔，整个传播过程均在密闭的腔体内进行，灰尘污染少，激光传播时，受到的灰尘污染少。

本实用新型提供的密闭式光路腔体结构，功能完善，结构合理，使用方便，激光束经过的腔体全部密闭连接，腔体内无灰尘，激光束传播时，不受灰尘的干扰，有效地提高激光机的打标效果和质量。

根据本实用新型另一具体实施方式，合束镜支架包括圆柱座和顶板，圆柱座的顶端与顶板固定连接，圆柱座的底端为斜面，圆柱座与顶板一体成型，顶板中心向圆柱座方向设有第二安装孔。

根据本实用新型另一具体实施方式，红光指示器设置于第二安装孔内，第二安装孔底部设有第二通光孔；

合束镜片固定连接于斜面上，圆柱座侧壁上设有第三通光孔，第三通光孔穿过斜面的中心，第三通光孔与第二通光孔连通。

根据本实用新型另一具体实施方式，合束镜片与斜面粘接，斜面相对竖直方向的倾斜角度为45°。

根据本实用新型另一具体实施方式，合束腔内进一步设有扩束镜，扩束镜为单镜片，扩束镜固定连接于第一通光孔的前端。

根据本实用新型另一具体实施方式，激光入射孔位于振镜基座的前端，Y固位孔位于振镜基座的后端，X固位孔位于振镜基座的上方，场镜安装孔位于振镜基座的底部。

根据本实用新型另一具体实施方式，X固位孔的中心线相对于振镜基座的竖直方向向左倾斜。

根据本实用新型另一具体实施方式，全封闭式光路腔体结构进一步包括激光防护腔，激光防护腔位于激光防护装置内，激光防护装置包括激光器连接板和防护光杆，激光器连接板的前、后端分别与激光器和连接件固定连接。

根据本实用新型另一具体实施方式，激光器连接板设有第四通光孔，第四通光孔覆盖激光器的激光发射孔；

防护光杆从第四通光孔的径向穿过激光器连接板，防护光杆中间段设有第五通光孔，第五通光孔整体位于第四通光孔内，防护光杆包括自由端和控制端。

根据本实用新型另一具体实施方式，连接件、合束镜支架、振镜基座、激光防护装置均采用6061铝合金制成。

与现有技术相比，本实用新型具备如下有益效果：

1、本实用新型中，激光器、激光防护装置、连接件、振镜基座依次固定连接，激光器发射的激光束经过激光防护腔、合束腔、振镜腔，所有腔体均密闭连接，与外界完全阻隔，保持腔体内无灰尘，激光束传播时，不受灰尘的干扰，提高激光机的打标效果和质量。

2、本实用新型中，将红光与合束镜的角度固定成45°，红光、激光束、合束镜的角度经过精确、稳定地固定，使得任何时候，激光与红光的合并都能得到较好的效果，减少了调节的操作步骤。

3、本实用新型将场镜、X振镜片、Y振镜片均设置于振镜腔内，X振镜电机、Y振镜电机固定更牢固，移动误差小，打印出来的图标更精细，与场镜的相对位置也更稳固，激光发射出去的能量也更稳定。

4、本实用新型设有激光防护腔，可即时控制激光的通断，不会影响激光器的使用寿命，有效地减小激光对人体的伤害。

5、本实用新型中，各个装置均固定连接在一起，中间无间隔，减少了激光机内部装置的长度，激光束传播距离短，可将激光机设计成更小型的激光机。

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

附图说明

图1是实施例1的全封闭式光路腔体结构的结构示意图；

图2是实施例1的全封闭式光路腔体结构的结构爆炸示意图；

图3是实施例1的全封闭式光路腔体结构的激光防护装置结构爆炸示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种用于激光机的全封闭式光路腔体结构，如图1至图3所示，激光机中包括激光器1，激光器1发射的激光束为肉眼看不见，需要通过与红光合束成合束光后，才能追踪到激光的轨迹，便于确定激光打标的位置。激光束通过X和Y两个方向的X振镜片302和Y振镜片305依次反射后，透过场镜308照射到承印材料上，进行打标。X振镜片302和Y振镜片305，分别通过X振镜电机301和Y振镜电机304控制其在一定的角度范围内摆动，使得激光束的打标位置移动，从而形成需要打印的图文标记。全封闭式光路腔体结构包括：合束腔、振镜腔。

合束腔位于连接件2内，连接件2上设有水平方向上的第一通光孔201，第一通光孔201由连接件2的前端延伸到连接件2的后端，连接件2与激光器1固定连接，激光器1发射的激光束从第一通光孔201的前端水平入射到第一通光孔201的后端。

连接件2的竖直方向上设有第一安装孔202，第一安装孔202由连接件2的上端延伸到第一通光孔201的上侧壁，第一安装孔202与第一通光孔201连通。

第一安装孔202内用于固定合束镜支架，合束镜支架上设有红光指示器208和合束镜片209。合束镜支架包括圆柱座205和顶板204，圆柱座205的顶端与顶板204固定连接，圆柱座205的底端为斜面207，圆柱座205与顶板204一体成型，顶板204中心向圆柱座205方向设有第二安装孔(图中未示出)。

红光指示器208安装于第二安装孔内，红光指示器208的发射孔朝向第二安装孔的底部。圆柱座205的侧壁设有螺纹孔(图中未示出)，螺纹孔与第二安装孔连通，用于通过顶丝固定红光指示器208，使得红光指示器208发射的红光方向固定。第二安装孔底部设有第二通光孔(图中未示出)。第二通光孔用于传播红光指示器208发射的红光，因此，红光指示器208的发射孔对正第二通光孔。第二通光孔的大小与红光指示器208发射红光的光束大小相适应。

合束镜片209固定连接于斜面207上，圆柱座205侧壁上设有第三通光孔206，第三通光孔206穿过斜面207的中心，第三通光孔206与第二通光孔连通，使得红光能够照射入第三通光孔206内。

合束镜片209与斜面207粘接，斜面207相对竖直方向的倾斜角度为45°，使得红光指示器208发射的红光从竖直方向的第二通光孔内发出后，经过合束镜209的反射，从水平方向射出，在第三通光孔206内与激光束同轴。

合束镜支架与连接件2通过螺纹固定连接，合束镜支架固定于连接件2上时，第三通光孔206与第一通光孔201共线，并重合。为了实现这一目的，在第一通光孔201的侧壁上，正对第一安装孔202的正下方处设有用于容纳斜面底部的凹槽(图中未示出)。因为，斜面207上，除第三通光孔206外，其下端还有一小段的尖角，为避免这一尖角阻挡激光的传播，将这尖角落入第一通光孔201侧壁的凹槽内。

合束镜支架固定安装于连接件2上时，圆柱座205的斜面207在前，激光束05由前向后传播，激光束05先经过合束镜片209，再与红光指示器208发射的红光合束，变成一束合束光，合束光从第一通光孔的后端201穿出。

合束腔内进一步设有扩束镜210，激光束经过扩束后，可扩展激光束的直径，减小激光束的发散角。本实施例中，扩束镜210采用单镜片，扩束镜210固定连接于第一通光孔201的前端。扩束镜210通过橡胶垫圈211固定于第一通光孔201上。

连接件2后端固定连接振镜基座3，连接件2的侧壁凸起处设置螺纹孔203，通过螺纹与振镜基座3连接。连接件2的第一通光孔201与振镜基座3的激光入射孔(图中未示出)对齐，激光入射孔在振镜基座3的前端。

振镜腔位于振镜基座3内，振镜基座3设有用于固定X振镜电机301的X固位孔303、用于固定Y振镜电机304的Y固位孔306、用于安装场镜308的场镜安装孔(图中未示出)、激光入射孔。X固位孔303、Y固位孔306、场镜安装孔、激光入射孔相互连通于一腔体，腔体除X固位孔、Y固位孔、场镜安装孔、激光入射孔之外无任何其他通孔，安装连接固定后，该腔体为完全密闭式的腔体。

X振镜电机301的输出轴上固定X振镜片302，Y振镜电机304的输出轴上固定Y振镜片305。

激光入射孔位于振镜基座3的前端，X固位孔303位于振镜基座3的上方，Y固位孔306位于振镜基座3的后端，场镜安装孔位于振镜基座3的底部。激光束05通过激光入射孔传播入振镜腔内时，先经过X振镜片303的反射，其反射光再经过Y振镜片305反射，最后的反射光束通过场镜308投射到承印材料上。由于场镜308在振镜基座的下方，为了实现最后的反射光都能从下方射出，X振镜电机301与竖直方向需要有一定倾斜角度。因此，X固位孔303的中心线相对于振镜基座3的竖直方向向左倾斜。本实施例中，X固位孔303的中心线相对于振镜基座3的竖直方向向左倾斜的角度为15°，X振镜电机301驱动X振镜片302做±15°的往复运动，Y振镜电机304驱动Y振镜片305做±15°的往复运动。

为了将X振镜电机301和Y振镜电机304分别牢固地固定于X固位孔303和Y固位孔306内，分别在X固位孔303和Y固位孔306上设置了紧固槽309。紧固槽309为以X固位孔303或Y固位孔306的中心轴为中心的半圆环凹槽，紧固槽309的深度为4mm，X固位孔303或Y固位孔306的侧边上设有与紧固槽309深度相同的缺口310，缺口310与紧固槽309的一端连通。

X振镜电机301和Y振镜电机304通过顶丝挤压紧固槽309的侧壁进行固定，对应地，在振镜基座3上设置螺纹孔311，螺纹孔311从振镜基座3的伸到紧固槽309的侧壁。通过紧固槽309的方式固定X振镜电机301和Y振镜电机304，安装方便，紧固时受力均匀。

场镜308固定于场镜支架309上，场镜支架307通过螺纹固定安装于场镜安装孔内。

本实施例中的全封闭式光路腔体结构进一步包括激光防护腔，激光防护腔位于激光防护装置4内，激光防护装置4包括激光器连接板401和防护光杆402。激光器连接板401设有螺纹孔404，激光器连接板401的前、后端分别与激光器1和连接件2通过螺纹固定连接。

激光器连接板401设有第四通光孔403，第四通光孔403覆盖激光器1的激光发射孔。

防护光杆402从第四通光孔403的径向穿过激光器连接板401，防护光杆402的中间段设有第五通光孔405，第五通光孔405整体位于第四通光孔403内，防护光杆402为圆柱状，防护光杆402包括自由端和控制端。

激光器连接板401为矩形板，与激光器1发出激光束的一端形状相适应，对应激光器1上的凸起，激光器连接板401上设有通孔409，通孔409的形状与激光器1的凸起形状相适应，使得第四通光孔403能够完整覆盖激光器发射出来的激光束，进一步保证激光束在密闭的腔体内传播。

防护光杆402通过旋转方式控制激光光路的通断，防护光杆402的控制端套有密封螺母407。通过转动密封螺母407实现防护光杆402的旋转，第五通光孔405的中心轴与激光束光轴平行时，激光束通过，第五通光孔405的中心轴与激光束光轴垂直时，激光束被防护光杆402阻挡，激光束断开，不会发射出去。防护光杆402的控制端轴向设有一字凹槽408。通过一字凹槽408的方向判断激光束的通断状态，判断方式简单实用，判断准确。

防护光杆402的自由端设置平端螺母406，平端螺母406与防护光杆402连接，对防护光杆402的自由端进行限位。

连接件2、合束镜支架、振镜基座3、激光防护装置4均采用6061铝合金制成，6061铝合金表面经过氧化发黑，可吸收杂光，避免激光对人体的伤害。

本实施例的全封闭式光路腔体结构，激光器1、激光防护装置4、连接件2、振镜基座3依次固定连接，激光器发射的激光束经过激光防护腔、合束腔、振镜腔，所有腔体均密闭连接，与外界完全阻隔，保持腔体内无灰尘，激光束传播时，不受灰尘的干扰，提高激光机的打标效果和质量。

虽然本实用新型以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本实用新型实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本实用新型所做的同等改进，应为本实用新型的范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种用于激光机的全封闭式光路腔体结构，所述激光机包括激光器，其特征在于，所述全封闭式光路腔体结构包括：合束腔、振镜腔；

所述合束腔位于连接件内，所述连接件设有水平方向上的第一通光孔，所述第一通光孔由所述连接件的前端延伸到所述连接件的后端，所述连接件的竖直方向上设有第一安装孔，所述第一安装孔由所述连接件的上端延伸到所述第一通光孔的上侧壁，所述第一安装孔与所述第一通光孔连通；

所述振镜腔位于振镜基座内，所述振镜基座设有用于固定X振镜电机的X固位孔、用于固定Y振镜电机的Y固位孔、用于安装场镜的场镜安装孔、激光入射孔；所述X固位孔、所述Y固位孔、所述场镜安装孔、所述激光入射孔相互连通于一腔体，所述腔体除所述X固位孔、所述Y固位孔、所述场镜安装孔、所述激光入射孔之外无任何其他通孔；所述X振镜电机的输出轴上固定X振镜片,所述Y振镜电机的输出轴上固定Y振镜片；

所述第一安装孔内用于固定合束镜支架，所述合束镜支架上设有红光指示器和合束镜片，所述连接件与所述激光器固定连接，所述振镜基座与所述连接件固定连接；所述激光器发射的激光束从所述第一通光孔进入，透过所述合束镜，再到所述激光入射孔，经所述X振镜片和所述Y振镜片的反射，透过所述场镜，作用于承印材料上。

2.如权利要求1所述的全封闭式光路腔体结构，其特征在于，所述合束镜支架包括圆柱座和顶板，所述圆柱座的顶端与所述顶板固定连接，所述圆柱座的底端为斜面，所述圆柱座与所述顶板一体成型，所述顶板中心向所述圆柱座方向设有第二安装孔。

3.如权利要求2所述的全封闭式光路腔体结构，其特征在于，所述红光指示器设置于所述第二安装孔内，所述第二安装孔底部设有第二通光孔；

所述合束镜片固定连接于所述斜面上，所述圆柱座侧壁上设有第三通光孔，所述第三通光孔穿过所述斜面的中心，所述第三通光孔与所述第二通光孔连通。

4.如权利要求3所述的全封闭式光路腔体结构，其特征在于，所述合束镜片与所述斜面粘接，所述斜面相对竖直方向的倾斜角度为45°。

5.如权利要求1所述的全封闭式光路腔体结构，其特征在于，所述合束腔内进一步设有扩束镜，所述扩束镜为单镜片，所述扩束镜固定连接于所述第一通光孔的前端。

6.如权利要求1所述的全封闭式光路腔体结构，其特征在于，所述激光入射孔位于所述振镜基座的前端，所述Y固位孔位于所述振镜基座的后端，所述X固位孔位于所述振镜基座的上方，所述场镜安装孔位于所述振镜基座的底部。

7.如权利要求6所述的全封闭式光路腔体结构，其特征在于，所述X固位孔的中心线相对于所述振镜基座的竖直方向向左倾斜。

8.如权利要求1所述的全封闭式光路腔体结构，其特征在于，所述全封闭式光路腔体结构进一步包括激光防护腔，所述激光防护腔位于激光防护装置内，所述激光防护装置包括激光器连接板和防护光杆，所述激光器连接板的前、后端分别与所述激光器和所述连接件固定连接。

9.如权利要求8所述的全封闭式光路腔体结构，其特征在于，所述激光器连接板设有第四通光孔，所述第四通光孔覆盖所述激光器的激光发射孔；

所述防护光杆从所述第四通光孔的径向穿过所述激光器连接板，所述防护光杆中间段设有第五通光孔，所述第五通光孔整体位于所述第四通光孔内，所述防护光杆包括自由端和控制端。

10.如权利要求9所述的全封闭式光路腔体结构，其特征在于，所述连接件、所述合束镜支架、所述振镜基座、所述激光防护装置均采用6061铝合金制成。