CN2283570Y

CN2283570Y - 激光打标书写雕刻机

Info

Publication number: CN2283570Y
Application number: CN 97202640
Authority: CN
Inventors: 王伟祥; 孟庆宜; 郭宁; 王立新
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 1997-04-03
Filing date: 1997-04-03
Publication date: 1998-06-10
Anticipated expiration: 2007-04-03

Abstract

一种激光打标书写雕刻机,包括采用倍频Nd:YAG激光作光源的激光器系统1、扩束系统2、光路控制器5、振镜扫描系统6、二维反射镜扫描系统7及计算机控制系统4。光路控制器5由动、定燕尾导轨16、19组成的台架、推动动燕尾导轨16移动的推杆11及固定于动燕尾导轨16上、装有反射镜14的反射镜架15构成。经扩束系统2扩束后的激光,由用户按需求调整光路控制器5中反射镜14的位置,控制其进入何种扫描系统,以完成大幅面或精细图形、文字雕刻。本机具有一机多用功能及加工精度高等特点。

Description

激光打标书写雕刻机

一种应用于激光加工行业的激光打标书写雕刻机，可在金属、陶瓷、半导体、橡胶、塑料等材料制品表面雕刻各种图形、文字等标记。

现有的激光打标书写雕刻机结构框图如图1所示，它主要包括有顺序连接的激光器系统1、扩束系统2、扫描系统3及计算机控制系统4。激光器系统1产生的激光经扩束系统2扩束后，在计算机控制系统4的控制下，再经扫描系统3将光束聚焦在工件表面，完成雕刻工作。计算机控制系统4主要控制图形的采集、文字的输入辅出、激光器系统1与扫描系统3的正常运行及同步工作等任务。从其工作原理可知，这种雕刻机仅能采用一种扫描系统工作，即或者采用振镜扫描系统工作，雕刻一种幅面小(一般为50×50mm²)且精细的图形、文字，或者采用二维反射镜扫描系统工作，雕刻一种大幅面(一般为A₃、A₂、A₁、A₀绘图纸大小)的图形、文字，一台雕刻机不能同时实现两种扫描系统工作方式、满足多种工件的加工要求。因此在激光加工中，为满足多种激光加工尺寸和精度的要求，必须配置两套激光打标书写雕刻机，这样势必大大增加用户支出成本，同时，现有的激光器采用波长为1.06μm的Nd：YAG激光或波长为10.6μm的CO₂激光作光源，加工精度受到局限。

本实用新型的目的在于提供一种使用一台激光器和一台计算机可分别实现振镜扫描系统工作方式或二维反射镜扫描系统工作方式工作的激光打标书写雕刻机。

本实用新型的激光打标书写雕刻机结构框图如图2所示，其特征在于：采用了倍频Nd：YAG激光的激光器，另在扩束系统和扫描系统之间，增设了可控制激光分别进入多台扫描系统的光路控制器5，光路控制器5主要包括动、定燕尾导轨16、19组成的台架、推动动燕尾导轨16移动的推杆11及固定于动燕尾导轨16上的反射镜操15和其架上的反射镜14。激光器系统1产生的高功率、高重复频率的激光，经扩束系统2扩束后，由光路控制器5控制光束进入振镜扫描系统6或二维反射镜扫描系统7，完成不同扫描系统工作方式任务，无论何种工作状况均由一台计算机系统控制其工作。

本实用新型中的光路控制器5主要由与激光器底座固定在一起的定燕尾导轨19、置于其上的动燕尾导轨16、通过转动丝21调节动、定燕尾导轨间隙的间隙调节块20、定位动燕尾导轨16位置的定位块17、推动动燕尾导轨16移动的推杆11及固定于动燕尾导轨16上的反射镜架15和其架上的反射镜14构成。推杆11与动燕尾导轨16相连，这样，通过控制推杆11的移动，便可控制动燕尾导轨16及与之相连的反射镜架15和其上的反射镜14一起沿定燕尾导轨19左右移动。转动顶丝21可调节间隙调节块20，从而调整动、定燕尾导轨16、19间的间隙，以保证动、定燕尾导轨16、19配合紧密但又不致卡死。推杆11中部设有两段与密封板8上的螺孔22相配合的螺纹10，当其中一段与螺孔22配合时，通过推杆11与动燕尾导轨16之间的连接装置以及定位块17的作用，对动燕导轨16施加一定的压力，使其稳固精确定位，使反射镜14处于工作位置；相反，当推杆11的中部螺纹10的另一段与螺孔22配合时，反射镜14脱离工作位置。

本实用新型采用了波长为0.532μm的掺钕钇铝石榴石的二倍频Nd：YAG激光，其光路工作状态如图4、图5所示。图4中，反射镜14处于工作位置，入射光束经反射镜14反射后，进入二维反射镜扫描系统7，可对工件进行大幅面图形、文字的雕刻；图5中，反射镜脱离工作位置，入射光束直接进入振镜扫描系统6，可对工作进行精细图形、文字的雕刻。

本实用新型由于增设了光路控制器5，使一台激光打际书写雕刻机具备了两台激光打标书写雕刻机的功能，降低了使用成本。另由于本实用新型采用了短波长的倍频Nd：YAG激光作光源，使其聚焦的焦斑更小，提高了加工精度，并提高了对不同颜色材料加工的适应性。

下面结合附图和实施例进一步说明。

附图说明：

图1：现有的激光打标书写雕刻机工作原理框图；

图2：本实用新型工作原理框图；

图3：本实用新型光路控制器结构图；

图4：二维反射镜扫描系统工作方式示意图；

图5：振镜扫描系统工作方式示意图。

实施例：

本实施例中光路控制器5具体结构如图3所示。其中，9为螺钉，12为压管板，13为光路密封管。定燕尾导轨19、置于其上的动燕尾导轨16及设在导轨一侧的间隙调节块20和顶丝21共同构成台架，整个台架通过螺钉固定在激光器底座上。动燕尾导轨16可沿定燕尾导轨19作左右往复运动，它们之间的间隙可通过转动顶丝21、调节间隙调节块20加以调整，以保证燕尾导轨配合紧密又不致卡死。反射镜架15固定于动燕尾导轨16上，并在其上部粘有反射镜14，当动燕尾导轨16移动时，便能保证反射镜架15及其上的反射镜14与之作同步移动，反射镜架15与导轨轴线呈45°角布置。

动燕尾导轨16的移动及精确定位由推杆11、固定于其上的压簧18、开有螺孔22的密封板8及固定于定燕尾导轨19上的定位块17构成的推拉、锁紧定位装置控制。密封板8通过螺钉9与定燕尾导轨19固定在一起，并在其上部设有光路密封管13，通过压管板12将光路密封管13压住，可密封激光器，降低灰尘对光学元件的污染。推杆11左端部通过一螺母与其上的螺纹配合及压簧18将其与动燕尾导轨16连接在一起，推杆11移动时，可带动动燕尾导轨16一起移动。推杆11中部设有两段螺纹10与开在密封板8上的螺孔22相配合，当螺纹10与螺孔22处于配合位置时，旋转推杆11，可使推杆11左右移动；螺纹10、螺孔22脱离配合位置时，也可通过推拉使推杆11移动。由于推杆11的移动，可带动与之相连的动燕尾导轨16及固定于其上的反射镜架15及反射镜14一起运动，再通过定位装置可实现对动燕尾导轨16及反射镜14的精确定位，从而实现对光路的控制作用。下面结合图4、图5具体说明。

如图4所示，当推杆11的中部螺纹10处于a位置的一段(从图3上看)与密封板8上的螺孔22相配合时，旋转推杆11，推杆11便可带动与之相连的动燕尾导轨16及导轨上的反射镜14一起左右移动，通过螺纹10与螺孔22间的螺纹连接、推杆11上的压簧18及定位块17的作用，对动燕尾导轨16施加一定压力，可使其稳固精确定位。此时，反射镜14处于工作位置，从激光器发出的入射光束经过反射镜14的反射作用改变了方向，进入二维反射镜扫描系统7，实现二维反射镜扫描系统工作方式，可对工件进行大幅面图形、文字的雕刻。图3中装配图位置即为这种状态。

相反，如图5所示，旋松推杆11的中部螺纹10处于a位置的一段与密封板8上螺孔22的配合，拉出推杆11，使推杆11的中部螺纹10处于b位置的一段(从图3上看)与密封板8上螺孔22相配合，此时，动燕尾导轨16及反射镜14脱离工作位置，入射光束直接进入振镜扫描系统6，实现振镜扫描系统工作方式，可进行精细图形、文字的雕刻。

Claims

1.一种激光打标书写雕刻机，主要包括有顺序连接的激光器系统、扩束系统、扫描系统及计算机控制系统，其特征在于：采用了倍频Nd：YAG激光的激光器，另在扩束系统和扫描系统之间，增设了可控制激光分别进入多台扫描系统的光路控制器(5)，光路控制器(5)主要包括动、定燕尾导轨(16)(19)组成的台架、推动动燕尾导轨(16)移动的推杆(11)、固定于动燕尾导轨(16)上的反射镜架(15)及其架上的反射镜(14)。

2.根据权利要求1所述的激光打标书写雕刻机，其特征在于：所述的光路控制器(5)中的台架，主要包括与激光器底座固定在一起的定燕尾导轨(19)、置于其上的动燕尾导轨(16)、通过转动顶丝(21)调节动、定燕尾导轨(16)(19)间隙的间隙调节块(20)、定位动燕尾导轨(16)位置的定位块(17)，推动动燕尾导轨(16)移动的推杆(11)中部设有两段与密封板(8)上的螺孔(22)相配合的螺纹(10)。

3.根据权利要求1或2所述的激光打标书写雕刻机，其特征在于：采用的是可分别控制激光束进入振镜扫描系统(6)或二维反射镜扫描系统(7)的光路控制器(5)。

4.根据权利要求1所述的激光打标书写雕刻机，其特征在于：采用了波长为0.532μm的二倍频Nd：YAG激光的激光器。