CN207824203U - 一种激光光路控制结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种激光光路控制结构，其包括：激光器、扩束机构、合束机构、扫描振镜机构。激光器发射激光；扩束机构包括扩束镜、扩束镜支架，扩束镜固定设置于扩束镜支架内，扩束镜支架固定设置于激光发射端前方；合束机构包括合束镜、红光指示器、合束支架，合束镜和红光指示器固定于合束支架上，合束支架固定于扩束镜支架上，合束镜固定设置于扩束镜的前方；扫描振镜机构包括X振镜片、Y振镜片、场镜和扫描振镜装置，X振镜片、Y振镜片、场镜均固定设置于扫描振镜装置内，扫描振镜装置固定设置于扩束镜支架的前方。本实用新型提供的激光光路控制结构使得激光该光路过程简单、直接，不需要人工调整，操作方便、工作效率高。

Description

一种激光光路控制结构

技术领域

本实用新型涉及一种激光光路控制结构。

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。

激光从激光器发射出，为了使激光能更好的作用于承印材料上，需要使用使激光经过扩束镜扩束，扩展激光束的直径，减小激光束的发散角。

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。

现有的激光机中，从扩束镜到合束装置再到扫描打印过程中，还存在有装置复杂、占用空间大；合束镜角度需要调整，操作麻烦；振镜电机控制不精确等系列问题。

因此，如何提供一种能使光路结构简单、操作方便的激光光路控制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激光光路控制结构，其光路结构简单，无需调节，操作简单、方便。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种激光光路控制结构，其包括：激光器、扩束机构、合束机构、扫描振镜机构；

激光器发射激光，激光器包括激光发射端；

扩束机构包括扩束镜、扩束镜支架，扩束镜固定设置于扩束镜支架内，扩束镜支架设有水平方向上的第一通光孔，第一通光孔正对激光发射端，第一通光孔上侧壁设有延伸到扩束镜支架上表面的第一安装孔；

合束机构包括合束镜、红光指示器、合束支架，合束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，圆柱座侧壁上设有第二通光孔，第二通光孔穿过斜面的中心，合束镜固定于斜面上，第二通光孔上侧壁向上延伸到顶板设有第三通光孔，用于传播红光指示器发射的红光；

合束支架固定于第一安装孔内，第二通光孔与第一通光孔连通；

扫描振镜机构包括X振镜片、驱动X振镜片转动的X振镜电机、Y振镜片、驱动Y振镜片转动的Y振镜电机、场镜和扫描振镜装置；X振镜电机、Y振镜电机、场镜均固定设置于扫描振镜装置内，扫描振镜装置包括激光入射孔，激光入射孔正对第一通光孔。

本实用新型通过扩束镜固定设置在扩束镜支架内，合束镜和红光指示器固定于合束支架上，并将合束支架固定于扩束镜支架上，合束支架将合束镜和红光指示器发射的红光方向相对位置固定，激光从扩束镜支架内固定的方向通过，红光指示器发射的红光方向固定，合束镜角度固定，激光从第一通光孔穿过时直接与红光合束，操作方便、合束效果好，合束后的合束光经过激光入射孔到扫描振镜装置内，经过X方向上的X振镜片、Y方向上的Y振镜片不同角度的控制，使得激光透过场镜后发射的不同的位置。其扫描振镜装置兼具固定X振镜电机、Y振镜电机和场镜的功能，一体式固定，固定牢靠，扫描误差小。

本实用新型提供的激光光路控制结构使得激光经过扩束、与红光合束、再经X振镜片、Y振镜片不同角度的反射、透过场镜到承印材料上，该光路过程简单、直接，不需要人工调整，操作方便、工作效率高。

根据本实用新型另一具体实施方式，扩束镜为单镜片，扩束镜固定设置于第一通光孔的后端。

根据本实用新型另一具体实施方式，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，红光指示器安装于第二安装孔内，第三通光孔穿过第二安装孔的底部。

根据本实用新型另一具体实施方式，第二安装孔的大小与红光指示器的大小相适应，第三通光孔的大小与红光指示器的发射孔相适应。

根据本实用新型另一具体实施方式，顶板为平板，顶板与扩束镜支架上表面贴合。

根据本实用新型另一具体实施方式，扫描振镜装置还包括固定X振镜电机的X固位孔、固定Y振镜电机的Y固位孔、场镜安装孔。

根据本实用新型另一具体实施方式，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。

根据本实用新型另一具体实施方式，激光入射孔位于扫描振镜装置的后端，Y固位孔位于扫描振镜装置的前端，X固位孔位于扫描振镜装置的上方，场镜安装孔位于扫描振镜装置的底部。

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扫描振镜装置的竖直方向向左倾斜。

根据本实用新型另一具体实施方式，激光器、扩束镜支架、合束支架、扫描振镜装置之间均闭合连接。

与现有技术相比，本实用新型具备如下有益效果：

1、本实用新型将扩束镜设置成单镜片，激光通过直接完成合束功能，结构简单，扩束镜安装牢固，用于固定扩束镜片的扩束镜支架与合束支架固定连接，光路方向固定，方向控制准确。

2、本实用新型将合束镜固定于合束支架上，将红光指示器、激光的方向均固定设置好，合束镜角度固定，激光与红光指示器发射的红光方向固定，直接合束，合束效果好，无需调节，操作方便。

3、本实用新型将场镜、X振镜片、Y振镜片均设置于扫描振镜装置内，X振镜电机、Y振镜电机固定更牢固，电机振动幅度小，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、本实用新型中的各装置固定连接，激光的传输通道为完全密封式，避免了灰尘对激光传输的影响，同时，该通道内的扩束镜、合束镜、X振镜片、Y振镜片、场镜均不受灰尘影响，得到了保护。固定连接后，该装置结构更加紧凑，进一步减小了激光机的体积，同时，激光传输的距离也得到了缩短，有效地提高激光机的工作效率。

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的激光光路控制结构的结构示意图；

图2是实施例1的激光光路控制结构的扩束机构示意图；

图3是实施例1的激光光路控制结构的合束机构示意图；

图4是实施例1的激光光路控制结构的合束机构光路示意图；

图5是实施例1的激光光路控制结构的扫描振镜机构示意图；

图6是实施例1的激光光路控制结构的扫描振镜机构另一结构示意图；

图7是实施例1的激光光路控制结构的扫描振镜机构光路示意图；

图8是实施例1的激光光路控制结构的扫描振镜机构另一光路示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种激光光路控制结构，如图1－8所示，其包括激光器1、扩束机构、合束机构、扫描振镜机构。

激光器1发射激光05，激光器1包括激光发射端(图中未示出)。

扩束机构包括扩束镜22、扩束镜支架2，扩束镜支架2设有水平方向上的第一通光孔23，第一通光孔23正对激光发射端。

根据激光的传播方向，设定激光为向前传播，扩束镜22固定设置于扩束镜支架2内，为便于安装和固定，本实施例中，扩束镜22为单镜片。扩束镜22通过橡胶垫圈25固定设置于第一通光孔23的后端，激光器1位于扩束镜22支架2的后端，激光器1发射出来的激光经过向第一通光孔23传播，即经过扩束镜22扩束。

为了与合束机构相连接，扩束镜支架2上第一通光孔23的上侧壁设有延伸到扩束镜支架2上表面的第一安装孔24，并将合束机构固定于第一安装孔24内。

合束机构包括合束镜33、红光指示器32、合束支架，合束镜33和红光指示器32均设置于合束支架上。合束支架包括圆柱座311和顶板312，圆柱座311的顶端与顶板312固定连接，圆柱座311的底端为斜面315，圆柱座311侧壁上设有第二通光孔313，第二通光孔313穿过斜面315的中心。合束镜33粘接固定于斜面315上，斜面315相对于圆柱座311中心轴倾斜45°。第二通光孔313上侧壁向上延伸到顶板312设有第三通光孔314，用于传播红光指示器32发射的红光06，第二通光孔313与圆柱座311同轴。

圆柱座311与顶板312一体成型，顶板312中心向圆柱座311方向设有第二安装孔(图中未示出)，红光指示器32安装于第二安装孔内，第三通光孔314穿过第二安装孔的底部。

第二安装孔的大小与红光指示器32的大小相适应，第三通光孔314的大小与红光指示器32的发射孔相适应。红光指示器32通过圆柱座侧壁的顶丝(图中未示出)固定牢固。

合束支架固定于第一安装孔24内，合束支架安装时，斜面315向后，第二通光孔313与第一通光孔23连通。如图4所示，激光05经过扩束后到第一通光孔23内，透过合束镜33穿过第二通光孔313，红光指示器32发射的红光06经过第三通光孔314到第二通光孔313内，由竖直方向发出，经45°角度的合束镜33反射后，成水平方向传播，与激光05同轴，形成合束光07。

顶板312为平板，圆柱座311完全置入第一安装孔24内，顶板312与扩束镜支架2的上表面贴合，贴合后通过顶板312上和扩束镜22支架2上表面的螺纹孔(图中未示出)进行固定牢固，进一步将扩束镜22、第一通光孔23、合束镜33、红光指示器32之间的相对位置固定牢固。

扫描振镜机构包括X振镜片47、驱动X振镜片47转动的X振镜电机45、Y振镜片48、驱动Y振镜片48转动的Y振镜电机46、场镜(图中未示出)和扫描振镜装置43；X振镜电机45、Y振镜电机46、场镜均固定设置于扫描振镜装置43内，扫描振镜装置43包括激光入射孔41，激光入射孔41正对第一通光孔23。

扫描振镜装置43还包括固定X振镜电机45的X固位孔42、固定Y振镜电机46的Y固位孔43、场镜安装孔44。

X固位孔42、Y固位孔43、场镜安装孔44、激光入射孔41相互连通于扫描振镜腔内，激光在扫描振镜腔内经X振镜片47、Y振镜片48不同角度的依次反射，向不同的位置透过场镜发射到承印材料上。

激光入射孔41位于扫描振镜装置43的后端，扫描振镜装置43与扩束镜22装置连接后，激光入射孔41与第一通光孔23贴合，激光入射孔41与第一通光孔23大小相同。Y固位孔43位于扫描振镜装置43的前端，X固位孔42位于扫描振镜装置43的上方，场镜安装孔44位于扫描振镜装置43的底部。

激光束首先经X振镜片47的反射，其反射光再经过Y振镜片48反射，最后的反射光束通过场镜投射到承印材料上。X振镜电机45驱动X振镜片47在X角度范围内做往复运动，Y振镜电机46驱动Y振镜片48在Y角度范围内做往复运动。X振镜电机45和Y振镜电机46需要成一定空间的三维夹角，才使得X振镜片47在X角度范围内的摆动时，激光经过X振镜片47反射的反射光都能反射到Y振镜片48上，Y振镜片48在Y角度范围内的摆动，反射光经Y振镜片48再次反射的反射光能反射到场镜上。由于场镜在扫描振镜装置43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45与竖直方向需要有一定倾斜角度。根据实际应用，激光机需要打标的宽度范围，设定X振镜电机45、Y振镜电机46的空间固定角度，以及X振镜电机45输出轴摆动的X角度范围和Y振镜电机46的输出轴摆动的Y角度范围。

激光水平入射，Y振镜座位于扫描振镜装置43的前端，Y振镜电机46水平安装于Y振镜座的Y固位孔43内。X振镜座位于扫描振镜装置43的上方，X固位孔42的中心线相对于扫描振镜装置43的竖直方向向左倾斜，X振镜座的上表面与X固位孔42的中心线互相垂直。

本实施例中，X固位孔42的中心线相对于扫描振镜装置43的竖直方向向左倾斜的角度为15°，X振镜电机45驱动X振镜片47做±15°的往复运动，Y振镜电机46驱动Y振镜片48做±15°的往复运动。

激光器1、扩束镜22支架2、合束支架、扫描振镜装置43之间均闭合连接。使得该激光光路控制结构结构紧凑，占用空间小，且激光在一个闭合的空间内传播，避免灰尘对激光的干扰。

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)

1.一种激光光路控制结构，其特征在于，所述激光光路控制结构包括：激光器、扩束机构、合束机构、扫描振镜机构；

所述激光器发射激光，所述激光器包括激光发射端；

所述扩束机构包括扩束镜、扩束镜支架，所述扩束镜固定设置于所述扩束镜支架内，所述扩束镜支架设有水平方向上的第一通光孔，所述第一通光孔正对所述激光发射端，所述第一通光孔上侧壁设有延伸到所述扩束镜支架上表面的第一安装孔；

所述合束机构包括合束镜、红光指示器、合束支架，所述合束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，所述圆柱座侧壁上设有第二通光孔，所述第二通光孔穿过所述斜面的中心，所述合束镜固定于所述斜面上，所述第二通光孔上侧壁向上延伸到所述顶板设有第三通光孔，用于传播所述红光指示器发射的红光；

所述合束支架固定于所述第一安装孔内，所述第二通光孔与所述第一通光孔连通；

所述扫描振镜机构包括X振镜片、驱动所述X振镜片转动的X振镜电机、Y振镜片、驱动所述Y振镜片转动的Y振镜电机、场镜和扫描振镜装置；所述X振镜电机、所述Y振镜电机、所述场镜均固定设置于所述扫描振镜装置内，所述扫描振镜装置包括激光入射孔，所述激光入射孔正对所述第一通光孔。

2.如权利要求1所述的激光光路控制结构，其特征在于，所述扩束镜为单镜片，所述扩束镜固定设置于所述第一通光孔的后端。

3.如权利要求1所述的激光光路控制结构，其特征在于，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，所述红光指示器安装于所述第二安装孔内，所述第三通光孔穿过所述第二安装孔的底部。

4.如权利要求3所述的激光光路控制结构，其特征在于，所述第二安装孔的大小与所述红光指示器的大小相适应，所述第三通光孔的大小与所述红光指示器的发射孔相适应。

5.如权利要求1所述的激光光路控制结构，其特征在于，所述顶板为平板，所述顶板与所述扩束镜支架上表面贴合。

6.如权利要求1所述的激光光路控制结构，其特征在于，所述扫描振镜装置还包括固定所述X振镜电机的X固位孔、固定所述Y振镜电机的Y固位孔、场镜安装孔。

7.如权利要求6所述的激光光路控制结构，其特征在于，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。

8.如权利要求7所述的激光光路控制结构，其特征在于，所述激光入射孔位于所述扫描振镜装置的后端，所述Y固位孔位于所述扫描振镜装置的前端，所述X固位孔位于所述扫描振镜装置的上方，所述场镜安装孔位于所述扫描振镜装置的底部。

9.如权利要求8所述的激光光路控制结构，其特征在于，所述X固位孔的中心线相对于所述扫描振镜装置的竖直方向向左倾斜。

10.如权利要求1所述的激光光路控制结构，其特征在于，所述激光器、所述扩束镜支架、所述合束支架、所述扫描振镜装置之间均闭合连接。