CN220971094U - 激光打标组件及光纤激光打标机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光打标技术领域，公开激光打标组件及光纤激光打标机。激光打标组件包括光路体、波纹管接头、光隔离器、红光指示组件、合束镜、振镜组件和聚焦透镜，光路体包括底板、后盖板、安装座和罩盖；波纹管接头固定于后盖板的外侧；光隔离器设置于容纳腔内，光隔离器的输出端固定于安装座；红光指示组件安装于安装座内，且垂直于光隔离器的输出端；合束镜安装于红光指示组件，且位于红光指示组件及光隔离器的出射光路上；振镜组件安装于安装座内，用于接收激光光束以执行偏振；聚焦透镜安装于安装座内，且位于振镜组件的下方。本实用新型体积小，布局紧凑、合理，集成度高，便携性好，方便安装和使用。

Description

激光打标组件及光纤激光打标机

技术领域

本实用新型涉及激光打标技术领域，尤其涉及激光打标组件及光纤激光打标机。

背景技术

激光打标是一种通过高能量密度的激光照射工件，对工件局部产生永久性标记的打标方法。激光打标与传统的加工工艺不同，它不与产品接触便可进行加工，整个过程中不会对产品产生损坏，加工速度快、耗能少，对产品加工精度高，可以打出各种文字、符号和图案，应用范围十分广泛，是一种新型的加工工艺。目前，激光打标机的种类有半导体激光打标机、光纤激光打标机、紫外激光打标机、CO₂激光打标机等。

光纤激光打标机是指采用光纤激光发生器产生激光束，并在各种不同物质表面打上永久标记的设备。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。光纤激光打标机属于非接触加工，不损坏产品，标记质量好，对高硬度、高熔点和脆性材料具有明显优势。

然而，随着产品在线打标的应用需求逐渐增多，人们需要更小体积的激光打标组件以适应更多的应用场合。目前的光纤激光打标机，其打标组件大都是将振镜模块和光路模块作为两个单独的部件拼装而成，其体积大、集成度低、成本较高，使用不方便。

因此，亟需一种激光打标组件及光纤激光打标机，以解决上述技术问题。

实用新型内容

基于以上所述，本实用新型的目的在于提供一种激光打标组件及光纤激光打标机，激光打标组件采用一体式结构，体积小，布局紧凑、合理，集成度高，便携性好，方便使用。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

激光打标组件，包括：

光路体，包括底板、设于所述底板一端的后盖板、设于所述底板另一端的安装座，以及罩设于所述底板和所述安装座上方的罩盖，所述底板、所述后盖板、所述安装座和所述罩盖合围形成封闭的容纳腔；

波纹管接头，固定于所述后盖板的外侧，并与所述容纳腔相连通；所述波纹管接头的内部穿设有光纤组件，所述波纹管接头被配置为通过波纹管与光纤激光发生器的壳体连接；

光隔离器，设置于所述容纳腔内，所述光隔离器的输出端固定于所述安装座，所述光隔离器为所述光纤激光发生器的激光输出头；

红光指示组件，安装于所述安装座内，且垂直于所述光隔离器的输出端；

合束镜，安装于所述红光指示组件，且位于所述红光指示组件及所述光隔离器的出射光路上，用于将红光光束和激光光束合并射向振镜组件；

振镜组件，安装于所述安装座内，用于接收激光光束以执行偏振；以及

聚焦透镜，安装于所述安装座内，且位于所述振镜组件的下方。

在一些可能的实施方式中，所述安装座靠近所述光隔离器的一端设有第一安装槽，所述光隔离器的输出端通过隔离器卡套固定于所述第一安装槽内。

在一些可能的实施方式中，所述安装座上设有第一安装腔，所述红光指示组件和所述合束镜均设置于所述第一安装腔内；所述第一安装槽与所述第一安装腔相连通，用于使所述光隔离器输出的激光射向所述合束镜。

在一些可能的实施方式中，所述红光指示组件包括红光指示器、光路轴和光路轴套，所述光路轴固定于所述第一安装腔内，所述红光指示器通过光路轴套固定于所述光路轴内，所述合束镜安装于所述光路轴下端的出口处。

在一些可能的实施方式中，所述安装座上部设有第二安装腔，所述安装座远离所述光隔离器的一端设有第三安装腔，所述安装座的底部开设有第四安装腔，所述第一安装腔、所述第二安装腔、第三安装腔分别与所述第四安装腔相连通；所述振镜组件包括第一振镜机构和第二振镜机构，所述第一振镜机构安装于所述第二安装腔内且所述第一振镜机构的振镜片伸入所述第四安装腔，所述第二振镜机构安装于所述第三安装腔内且所述第二振镜机构的振镜片伸入所述第四安装腔；所述光路轴的侧壁设有通孔，用于使经过所述合束镜后的红光光束和激光光束射向所述振镜组件。

在一些可能的实施方式中，所述安装座的底部还设有第二安装槽，所述第二安装槽位于第四安装腔的下端，所述聚焦透镜安装于所述第二安装槽内。

在一些可能的实施方式中，所述容纳腔内还设有控制板，所述控制板通过安装支架固定于所述容纳腔内，所述光隔离器位于所述控制板的下方。

在一些可能的实施方式中，所述波纹管接头呈锥形结构，由靠近所述后盖板的一端至远离所述后盖板的一端直径逐渐变小；所述波纹管接头靠近所述后盖板的一端设有法兰结构，所述法兰结构与所述后盖板通过紧固件固定；所述波纹管接头远离所述后盖板的一端设有波纹管卡槽，用于与所述波纹管连接。

在一些可能的实施方式中，所述波纹管接头沿轴线方向分为第一半管和第二半管，所述波纹管接头由所述第一半管和所述第二半管相互拼接形成。

光纤激光打标机，包括光纤激光发生器和电源模块，还包括以上任一方案所述的激光打标组件，所述激光打标组件的波纹管接头通过波纹管与所述光纤激光发生器的壳体连接。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的激光打标组件，将波纹管接头、光隔离器、红光指示组件、合束镜、振镜组件及聚焦透镜多个部件一体安装于光路体，使得振镜模块和光路模块集成于一个壳体上，提高了激光打标组件的集成度；通过合理、紧凑的空间布置，使得打标机组件的体积更小，制作成本更低，便携性好，方便安装和使用；同时，本实用新型通过设置波纹管接头能够对其内部的光纤形成良好的防护作用，防止光纤发生弯曲折断，提高光纤激光打标机的使用可靠性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的激光打标组件的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的激光打标组件的部分分解示意图；

图3是本实用新型实施例提供的激光打标组件去除罩盖后的分解示意图；

图4是本实用新型实施例提供的安装座的第一视角结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的安装座的第二视角结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的激光打标组件的激光光路原理图；

图7是本实用新型实施例提供的激光打标组件的红光光路原理图。

图中：

1、光路体；11、底板；12、后盖板；13、安装座；131、第一安装槽；132、第一安装腔；133、第二安装腔；134、第三安装腔；135、第四安装腔；136、第二安装槽；14、罩盖；2、波纹管接头；21、第一半管；22、第二半管；3、光隔离器；31、隔离器卡套；4、红光指示组件；41、红光指示器；42、光路轴；43、光路轴套；5、合束镜；6、振镜组件；61、第一振镜机构；62、第二振镜机构；7、聚焦透镜；8、光纤组件；9、控制板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1-图5所示，本实施例提供一种用于光纤激光打标机的激光打标组件。该激光打标组件包括光路体1、波纹管接头2、光隔离器3、红光指示组件4、合束镜5、振镜组件6和聚焦透镜7。其中，光路体1包括底板11、设于底板11一端的后盖板12、设于底板11另一端的安装座13，以及罩设于底板11和安装座13上方的罩盖14，底板11、后盖板12、安装座13和罩盖14合围形成封闭的容纳腔。后盖板12上贯通开设有安装口，安装口的外周设有沉槽，波纹管接头2通过紧固件固定于沉槽内，波纹管接头2的内腔与光路体1的容纳腔相连通。本实施例中，波纹管接头2被配置为通过波纹管与光纤激光发生器的壳体相连接，波纹管接头2内穿设有光纤组件8，以实现激光的传输。本实施例通过波纹管接头2能对光纤组件8形成良好的防护作用，防止光纤发生弯曲折断，提高光纤激光打标机的使用可靠性。本实施例的光隔离器3设置于容纳腔内，光隔离器3的输出端固定于安装座13，光隔离器3为光纤激光发生器的激光输出头，光隔离器3能够使激光由光纤激光发射器向振镜组件6单向传输。进一步地，容纳腔内还设有控制板9，控制板9通过安装支架固定于底板11和安装座13上，光隔离器3设置于控制板9的下方。

本实施例中，红光指示组件4安装于安装座13内，且垂直于光隔离器3的输出端设置。红光指示组件4用于指示光路，在实际打标过程中，常常需要知道激光聚焦点在哪个位置，从而确定打标的位置，由于用于打标的激光通常是不可见的(如1064nm的光)，而红光指示组件4发出的红光是可见的(如650nm的光)，通过合束镜5将用于打标的激光和用于指示的红光重合，即可达到指示光路的作用。本实施例的合束镜5安装于红光指示组件4，且位于红光指示组件4及光隔离器3的出射光路上，从而能够将红光光束和激光光束合并后射向振镜组件6。振镜组件6安装于安装座13内，能够接收激光光束以执行偏振工作。聚焦透镜7安装于安装座13内，且位于振镜组件6的下方，用于对振镜组件6射出的光进行聚焦。本实施例中，振镜组件6作为激光打标组件主要的工作部件，其能一边接收合束镜5投射过来的激光光束，一边利用激光光束加工物料，振镜组件6能使具有一定功率密度的激光聚焦点在打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。

本实施例提供的激光打标组件，将波纹管接头2、光隔离器3、红光指示组件4、合束镜5、振镜组件6及聚焦透镜7多个部件一体安装于光路体1，使得振镜模块和光路模块集成于一个壳体上，提高了激光打标组件的集成度；通过合理、紧凑的空间布置，使得打标机组件的体积更小，制作成本更低，便携性好，方便安装和使用。

作为优选，本实施例的安装座13靠近光隔离器3的一端设有第一安装槽131，光隔离器3的输出端通过隔离器卡套31固定于第一安装槽131内。进一步地，安装座13的上部设有第一安装腔132，红光指示组件4和合束镜5均安装于第一安装腔132内。具体地，本实施例中，红光指示组件4包括红光指示器41、光路轴42和光路轴套43，光路轴42通过紧固件固定于第一安装腔132内，光路轴42为中空设置，光路轴42的下端出口处为45度倾斜面；红光指示器41外套设有光路轴套43，红光指示器41通过光路轴套43固定于光路轴42内；合束镜5贴合固定于光路轴42下端的倾斜面上，即合束镜5与竖直面呈45度夹角。第一安装槽131与第一安装腔132经通孔相连通，用于使光隔离器3输出的激光能射向合束镜5。

进一步地，安装座13的上部于第一安装腔132的前侧还设有第二安装腔133，安装座13远离光隔离器3的一端(即安装座13前端)还设有第三安装腔134，安装座13的底部开设有第四安装腔135，第一安装腔132、第二安装腔133、第三安装腔134分别与第四安装腔135相连通。本实施例中，振镜组件6包括呈角度设置的第一振镜机构61和第二振镜机构62，第一振镜机构61安装于第二安装腔133内且第一振镜机构61的振镜片伸入至第四安装腔135内；第二振镜机构62安装于第三安装腔134内且第二振镜机构62的振镜片伸入第四安装腔135内。此外，光路轴42的侧壁也设有通孔，用于使合束镜5输出的红光光束和激光光束能射向振镜组件6。优选地，安装座13的底部还设有第二安装槽136，第二安装槽136贯通设置于第四安装腔135的下端，聚焦透镜7安装于第二安装槽136内，从而使振镜组件6输出的光束能射向聚焦透镜7。

优选地，本实施例中，波纹管接头2呈锥形结构，由靠近后盖板12的一端至远离后盖板12的一端直径逐渐变小，如此设置，使得直径较小的一端方便通过波纹管与光纤激光发生器的壳体连接，而直径较大的一端方便完全覆盖后盖板12上的安装口，并与后盖板12固定连接。具体而言，波纹管接头2靠近后盖板12的一端设有法兰结构，法兰结构与后盖板12通过紧固件固定；波纹管接头2远离后盖板12的一端设有波纹管卡槽，用于与波纹管连接。进一步优选地，本实施例的波纹管接头2沿轴线方向分为第一半管21和第二半管22，第一半管21和第二半管22分别从左右两侧相互对接，从而形成整个波纹管接头2。上述结构使得在组装过程中，可以从两侧将第一半管21和第二半管22罩设于光纤组件8外，不仅安装简单方便，而且能够避免波纹管接头2意外碰撞到光纤组件8，以达到对光纤更好的保护作用。

本实施例的激光光路原理如图6所示，由光纤激光发生器发出的激光沿光纤组件8传输至光隔离器3，然后经光隔离器3单向传输至合束镜5，激光穿透合束镜5后射向第一振镜机构61的振镜片，然后被反射至第二振镜机构62的振镜片，再由第二振镜机构62的振镜片反射至其下方的聚焦透镜7，经聚焦透镜7后射向待打标的物体上。本实施例的红光光路原理如图7所述，由红光指示器41发出的红光射向其下方的合束镜5，接着被合束镜5反射至第一振镜机构61的振镜片，然后被反射至第二振镜机构62的振镜片，再由第二振镜机构62的振镜片反射至其下方的聚焦透镜7，经过聚焦透镜7后射向待打标的物体上。本实施例中，合束镜5能将激光光束和红光光束合并，因此在经过合束镜5后，激光的光路与红光的光路重合。

本实施例还提供一种光纤激光打标机，包括光纤激光发生器、电源模块、操作面板以及如上述的激光打标组件，其中，激光打标组件的波纹管接头2通过波纹管与光纤激光发生器的壳体连接，激光打标组件用于接收来自光纤激光发生器的激光以执行偏振，完成对工件的标识操作。本实施例的光纤激光打标机，由于将振镜模块、激光模块、红光模块等集成于一体，充分利用了光路体1内的空间，从而有效减小了激光打标机的体积，节约了制作成本。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.激光打标组件，其特征在于，包括：

光路体(1)，包括底板(11)、设于所述底板(11)一端的后盖板(12)、设于所述底板(11)另一端的安装座(13)，以及罩设于所述底板(11)和所述安装座(13)上方的罩盖(14)，所述底板(11)、所述后盖板(12)、所述安装座(13)和所述罩盖(14)合围形成封闭的容纳腔；

波纹管接头(2)，固定于所述后盖板(12)的外侧，并与所述容纳腔相连通；所述波纹管接头(2)的内部穿设有光纤组件(8)，所述波纹管接头(2)被配置为通过波纹管与光纤激光发生器的壳体连接；

光隔离器(3)，设置于所述容纳腔内，所述光隔离器(3)的输出端固定于所述安装座(13)，所述光隔离器(3)为所述光纤激光发生器的激光输出头；

红光指示组件(4)，安装于所述安装座(13)内，且垂直于所述光隔离器(3)的输出端；

合束镜(5)，安装于所述红光指示组件(4)，且位于所述红光指示组件(4)及所述光隔离器(3)的出射光路上，用于将红光光束和激光光束合并射向振镜组件(6)；

振镜组件(6)，安装于所述安装座(13)内，用于接收激光光束以执行偏振；

聚焦透镜(7)，安装于所述安装座(13)内，且位于所述振镜组件(6)的下方。

2.根据权利要求1所述的激光打标组件，其特征在于，所述安装座(13)靠近所述光隔离器(3)的一端设有第一安装槽(131)，所述光隔离器(3)的输出端通过隔离器卡套(31)固定于所述第一安装槽(131)内。

3.根据权利要求2所述的激光打标组件，其特征在于，所述安装座(13)上设有第一安装腔(132)，所述红光指示组件(4)和所述合束镜(5)均设置于所述第一安装腔(132)内；所述第一安装槽(131)与所述第一安装腔(132)相连通，用于使所述光隔离器(3)输出的激光射向所述合束镜(5)。

4.根据权利要求3所述的激光打标组件，其特征在于，所述红光指示组件(4)包括红光指示器(41)、光路轴(42)和光路轴套(43)，所述光路轴(42)固定于所述第一安装腔(132)内，所述红光指示器(41)通过所述光路轴套(43)固定于所述光路轴(42)内，所述合束镜(5)安装于所述光路轴(42)下端的出口处。

5.根据权利要求4所述的激光打标组件，其特征在于，所述安装座(13)上部设有第二安装腔(133)，所述安装座(13)远离所述光隔离器(3)的一端设有第三安装腔(134)，所述安装座(13)的底部开设有第四安装腔(135)，所述第一安装腔(132)、所述第二安装腔(133)、所述第三安装腔(134)分别与所述第四安装腔(135)相连通；所述振镜组件(6)包括第一振镜机构(61)和第二振镜机构(62)，所述第一振镜机构(61)安装于所述第二安装腔(133)内且所述第一振镜机构(61)的振镜片伸入所述第四安装腔(135)，所述第二振镜机构(62)安装于所述第三安装腔(134)内且所述第二振镜机构(62)的振镜片伸入所述第四安装腔(135)；所述光路轴(42)的侧壁设有通孔，用于使经过所述合束镜(5)后的红光光束和激光光束射向所述振镜组件(6)。

6.根据权利要求5所述的激光打标组件，其特征在于，所述安装座(13)的底部还设有第二安装槽(136)，所述第二安装槽(136)位于所述第四安装腔(135)的下端，所述聚焦透镜(7)安装于所述第二安装槽(136)内。

7.根据权利要求1-6任一项所述的激光打标组件，其特征在于，所述容纳腔内还设有控制板(9)，所述控制板(9)通过安装支架固定于所述容纳腔内，所述光隔离器(3)位于所述控制板(9)的下方。

8.根据权利要求1-6任一项所述的激光打标组件，其特征在于，所述波纹管接头(2)呈锥形结构，由靠近所述后盖板(12)的一端至远离所述后盖板(12)的一端直径逐渐变小；所述波纹管接头(2)靠近所述后盖板(12)的一端设有法兰结构，所述法兰结构与所述后盖板(12)通过紧固件固定；所述波纹管接头(2)远离所述后盖板(12)的一端设有波纹管卡槽，用于与所述波纹管连接。

9.根据权利要求8所述的激光打标组件，其特征在于，所述波纹管接头(2)沿轴线方向分为第一半管(21)和第二半管(22)，所述波纹管接头(2)由所述第一半管(21)和所述第二半管(22)相互拼接形成。

10.光纤激光打标机，包括光纤激光发生器和电源模块，其特征在于，还包括如权利要求1-9任一项所述的激光打标组件，所述激光打标组件的波纹管接头(2)通过波纹管与所述光纤激光发生器的壳体连接。