激光打標機及其打標方法技術

本發明專利技術提供了一種激光打標機，在對工件進行加工前，先通過三維移動平臺帶動探測儀位于三維坐標系中的不同位置點，并使音圈電機移動，以使激光束分別聚焦于探測儀上。因此，通過記錄不同位置點的坐標信息及音圈電機對應的位移量，便可得到激光束聚焦于不同位置時，對應音圈電機的位移量的校正表。對工件打標時，將三維移動平臺拆除，并將工件置于承載臺上。控制器根據校正表及激光束的光斑在三維坐標系中的坐標信息，控制音圈電機移動，以使激光束聚焦于工件的表面。因此，上述激光打標機及其打標方法可減小失真，從而有效提高加工精度。此外，本發明專利技術還提供一種激光打標方法。

【技術實現步驟摘要】
激光打標機及其打標方法
本專利技術涉及激光應用技術，特別是涉及一種激光打標機及其打標方法。
技術介紹
激光掃描技術的應用范圍越來越廣，其應用行業涉及到光電醫療、激光加工、激光切割、激光焊接等。在各種激光掃描技術的應用中，要求激光束能準確聚焦在視場上的任意位置，且光點的移動按照確定的關系進行。各種激光掃描技術中，振鏡式掃描是廣泛采用的一種掃描方式。振鏡是用于控制激光束方向的反射鏡。一般在激光打標機中，在X軸和Y軸方向上各設置一塊振鏡，通過轉動振鏡達到移動光點的目的。但是，在激光打標過程中，由于振鏡的線性度不可能達到百分百，且振鏡在不同的范圍內的線性度可能也不同。因此，振鏡式激光打標機存在著打標圖形的線性失真或者非線性失真，從而使得在實際使用過程中，出現加工的尺寸與預定的尺寸不符的情況。特別是當掃描區域較大時，會嚴重影響激光打標的加工精度。
技術實現思路
基于此，有必要提供一種能有效提高加工精度的激光打標機及其打標方法。一種激光打標機，用于在工件表面形成預設圖案，所述激光打標機包括：底座，其上設有用于承載所述工件的承載臺；激光器，安裝于所述底座上，所述激光器用于發出激光束；調焦裝置，固定于所述底座上，所述調焦裝置包括鏡片組件及用于驅動所述鏡片組件沿其軸向運動的音圈電機；二維掃描振鏡，固定于所述底座上并與所述調焦裝置相對設置，所述二維掃描振鏡與所述承載臺相對設置，所述激光束經所述調焦裝置進入所述二維掃描振鏡，并經所述二維掃描振鏡反射后可射向所述承載臺；與所述音圈電機及所述二維掃描振鏡通訊連接的控制器，所述控制器用于控制所述二維掃描振鏡轉動，以使所述激光束的光斑在所述工件上沿預設路線移動，所述控制器還用于控制所述音圈電機移動，以使所述激光束聚焦于所述工件的表面；三維移動平臺，可拆卸地安裝于所述承載臺上；探測儀，安裝于所述三維移動平臺上，所述探測儀用于接收所述激光束，且所述三維移動平臺可帶動所述探測儀在預設的三維坐標系中移動；及位移采集器，與所述控制器通訊連接，所述位移采集器用于采集當所述激光束聚焦于所述探測儀時所述音圈電機的位移量；其中，所述控制器還用于獲取所述探測儀在所述三維坐標系中的多個坐標信息及每個所述坐標信息對應的所述音圈電機的位移量，并將所述音圈電機的位移量與所述探測儀的坐標信息對應存儲，以形成校正表，所述控制器還用于根據所述校正表及所述激光束的光斑在所述三維坐標系中的坐標，控制所述音圈電機的移動，以使所述激光束聚焦于所述工件的表面。在其中一個實施例中，所述三維移動平臺包括兩兩相互垂直的第一移動軸、第二移動軸及第三移動軸，所述第一移動軸可拆卸地安裝于所述承載臺，所述第二移動軸可滑動地設于所述第一移動軸上，所述第三移動軸可滑動地設于所述第二移動軸上，所述三維坐標系分別以所述第一移動軸、所述第二移動軸及所述第三移動軸為X軸、Y軸及Z軸。在其中一個實施例中，所述探測儀為電荷耦合圖像傳感器。在其中一個實施例中，所述電荷耦合圖像傳感器的表面設有濾光片。在其中一個實施例中，所述控制器根據所述校正表及所述激光束的光斑在所述三維坐標系中的坐標，通過插值法獲取所述音圈電機的所需位移量，以控制所述音圈電機移動。一種激光打標方法，包括以下步驟：提供如上述優選實施例中任一項所述的激光打標機；所述三維移動平臺帶動所述探測儀在所述三維坐標系中移動，以使所述探測儀依次位于多個位置點；所述二維掃描振鏡轉動且所述音圈電機移動，以使所述激光束依次聚焦于位于所述多個位置點的所述探測儀上，所述位移采集器依次采集所述音圈電機的位移量；所述控制器獲取所述多個位置點的坐標信息及每個所述位置點對應的所述音圈電機的位移量并對應存儲，以形成校正表；拆卸所述三維移動平臺，并將所述工件置于所述承載臺上；所述控制器控制所述二維掃描振鏡轉動，以使所述激光束的光斑在所述工件上沿預設路線移動，所述控制器還根據所述校正表及所述激光束的光斑在所述三維坐標系中的坐標信息，控制所述音圈電機移動，以使所述激光束聚焦于所述工件的表面。在其中一個實施例中，所述控制器還根據所述校正表及所述激光束的光斑在所述三維坐標系中的坐標信息，控制所述音圈電機移動，以使所述激光束聚焦于所述工件的表面的步驟具體為：所述控制器根據所述校正表及所述激光束的光斑在所述三維坐標系中的坐標，通過插值法獲取所述音圈電機的所需位移量，以控制所述音圈電機移動。在其中一個實施例中，所述三維移動平臺帶動所述探測儀在所述三維坐標系中移動，以使所述探測儀依次位于多個位置點的步驟為：以所述三維坐標系的原點為起點，依次帶動所述探測儀沿X軸方向及Y軸方向移動；帶動所述探測儀沿Z軸方向移動預設距離，再依次帶動所述探測儀沿X軸方向及Y軸方向移動并依次類推。在其中一個實施例中，所述預設距離為1毫米。在其中一個實施例中，所述控制器獲取所述多個位置點的坐標信息及每個所述位置點對應的所述音圈電機的位移量并對應存儲，以形成校正表的步驟為：將Z軸坐標相同的所述位置點的坐標信息及其對應的所述音圈電機的位移量存儲于一個表中，以得到多個校正表。上述激光打標機及其打標方法，在對工件進行加工前，先通過三維移動平臺帶動探測儀位于三維坐標系中的不同位置點，并使音圈電機移動，以使激光束分別聚焦于探測儀上。因此，通過記錄不同位置點的坐標信息及音圈電機對應的位移量，便可得到激光束聚焦于不同位置時，對應音圈電機的位移量的校正表。對工件打標時，將三維移動平臺拆除，并將工件置于承載臺上。控制器根據校正表及激光束的光斑在三維坐標系中的坐標信息，控制音圈電機移動，以使激光束聚焦于工件的表面。因此，上述激光打標機及其打標方法可減小失真，從而有效提高加工精度。附圖說明圖1為本專利技術較佳實施例中激光打標機的結構示意圖；圖2為一個實施例中激光打標方法的流程示意圖。具體實施方式為了便于理解本專利技術，下面將參照相關附圖對本專利技術進行更全面的描述。附圖中給出了本專利技術的較佳實施例。但是，本專利技術可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本專利技術的公開內容的理解更加透徹全面。需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本專利技術的
的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本專利技術的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本專利技術。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。請參閱圖1，本專利技術較佳實施例中的激光打標機100包括底座110、激光器120、調焦裝置130、二維掃描振鏡140、控制器150、三維移動平臺160、探測儀170及位移采集器(圖未示)。其中，激光打標機100用于在工件表面形成預設圖案。底座110起制成作用，一般由金屬制成。底座110上設有用于承載工件的承載臺112。承載臺112的表面為平面，可使工件保持穩定。激光器120安裝于底座110上。激光器120用于發出激光束。。激光器120可以為半導體激光器、氣體激光器等。調焦裝置130固定于底座110上。調焦裝置130本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種激光打標機，用于在工件表面形成預設圖案，其特征在于，所述激光打標機包括：底座，其上設有用于承載所述工件的承載臺；激光器，安裝于所述底座上，所述激光器用于發出激光束；調焦裝置，固定于所述底座上，所述調焦裝置包括鏡片組件及用于驅動所述鏡片組件沿其軸向運動的音圈電機；二維掃描振鏡，固定于所述底座上并與所述調焦裝置相對設置，所述二維掃描振鏡與所述承載臺相對設置，所述激光束經所述調焦裝置進入所述二維掃描振鏡，并經所述二維掃描振鏡反射后可射向所述承載臺；與所述音圈電機及所述二維掃描振鏡通訊連接的控制器，所述控制器用于控制所述二維掃描振鏡轉動，以使所述激光束的光斑在所述工件上沿預設路線移動，所述控制器還用于控制所述音圈電機移動，以使所述激光束聚焦于所述工件的表面；三維移動平臺，可拆卸地安裝于所述承載臺上；探測儀，安裝于所述三維移動平臺上，所述探測儀用于接收所述激光束，且所述三維移動平臺可帶動所述探測儀在預設的三維坐標系中移動；及位移采集器，與所述控制器通訊連接，所述位移采集器用于采集當所述激光束聚焦于所述探測儀時，所述音圈電機的位移量；其中，所述控制器還用于獲取所述探測儀在所述三維坐標系中的多個坐標信息及每個所述坐標信息對應的所述音圈電機的位移量，并將所述音圈電機的位移量與所述探測儀的坐標信息對應存儲，以形成矯正表，所述控制器還用于根據所述校正表及所述激光束的光斑在所述三維坐標系中的坐標，控制所述音圈電機的移動，以使所述激光束聚焦于所述工件的表面。...

【技術特征摘要】
1.一種激光打標機，用于在工件表面形成預設圖案，其特征在于，所述激光打標機包括：底座，其上設有用于承載所述工件的承載臺；激光器，安裝于所述底座上，所述激光器用于發出激光束；調焦裝置，固定于所述底座上，所述調焦裝置包括鏡片組件及用于驅動所述鏡片組件沿其軸向運動的音圈電機；二維掃描振鏡，固定于所述底座上并與所述調焦裝置相對設置，所述二維掃描振鏡與所述承載臺相對設置，所述激光束經所述調焦裝置進入所述二維掃描振鏡，并經所述二維掃描振鏡反射后可射向所述承載臺；與所述音圈電機及所述二維掃描振鏡通訊連接的控制器，所述控制器用于控制所述二維掃描振鏡轉動，以使所述激光束的光斑在所述工件上沿預設路線移動，所述控制器還用于控制所述音圈電機移動，以使所述激光束聚焦于所述工件的表面；三維移動平臺，可拆卸地安裝于所述承載臺上；探測儀，安裝于所述三維移動平臺上，所述探測儀用于接收所述激光束，且所述三維移動平臺可帶動所述探測儀在預設的三維坐標系中移動；及位移采集器，與所述控制器通訊連接，所述位移采集器用于采集當所述激光束聚焦于所述探測儀時所述音圈電機的位移量；其中，所述控制器還用于獲取所述探測儀在所述三維坐標系中的多個坐標信息及每個所述坐標信息對應的所述音圈電機的位移量，并將所述音圈電機的位移量與所述探測儀的坐標信息對應存儲，以形成校正表，所述控制器還用于根據所述校正表及所述激光束的光斑在所述三維坐標系中的坐標，控制所述音圈電機的移動，以使所述激光束聚焦于所述工件的表面。2.根據權利要求1所述的激光打標機，其特征在于，所述三維移動平臺包括兩兩相互垂直的第一移動軸、第二移動軸及第三移動軸，所述第一移動軸可拆卸地安裝于所述承載臺，所述第二移動軸可滑動地設于所述第一移動軸上，所述第三移動軸可滑動地設于所述第二移動軸上，所述三維坐標系分別以所述第一移動軸、所述第二移動軸及所述第三移動軸為X軸、Y軸及Z軸。3.根據權利要求1所述的激光打標機，其特征在于，所述探測儀為電荷耦合圖像傳感器。4.根據權利要求3所述的激光打標機，其特征在于，所述電荷耦合圖像傳感器的表面設有濾光片。5.根據權利要求1所述的激光打標機，其特征在于，所述控制器根據所述校正表及所述激光束的光斑在所述三維坐標系中的坐標，通過插值法獲取所述音圈電機的所需位移量，以控制所述音圈電機移動。6.一種激光打標方法，其特征在于，包括以下步驟：提供如上述權利要求1～5任一項所述的激光打標機；所述三維移動平臺帶動所述探測儀在所述三維坐標系中移動，以使所述探測儀依次位于多個位置點；所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：舒遠，李玉廷，王光能，閆靜，米野，丁兵，高云峰，
申請(專利權)人：深圳市大族激光科技股份有限公司，深圳市大族電機科技有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44