[發(fā)明專利]在線高速CO2激光打碼機(jī)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810219520.6
• 申請日: 2008-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN101412325A
• 公開（公告）日: 2009-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊永強(qiáng);李陽;周敏
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B41J2/475
• 分類號(hào): B41J2/475;B41J2/47;B41J29/38;G05B19/418;G05B19/02;G05B19/042
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 李衛(wèi)東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及產(chǎn)品包裝編碼與標(biāo)記技術(shù)，激光加工設(shè)備與加工技術(shù)，具體涉及一種在線高速CO₂激光打碼機(jī)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的產(chǎn)品及包裝編碼與標(biāo)記技術(shù)是使用油墨、傳輸編碼或貼標(biāo)，包括熱傳輸打碼機(jī)、機(jī)械壓印系統(tǒng)、噴墨打印系統(tǒng)和打印-貼標(biāo)系統(tǒng)。盡管他們各有所長并均有各自特定的應(yīng)用領(lǐng)域，但是激光打碼作為一種新的技術(shù)進(jìn)入編碼與標(biāo)記行業(yè)，為制造商提供了又一個(gè)選擇。

激光打碼是利用高能量密度的激光束對目標(biāo)作用使目標(biāo)表面發(fā)生物理或化學(xué)的變化從而獲得可見圖案的標(biāo)記方式。激光打碼技術(shù)用燒灼和蝕刻的工藝。燒灼是將印刷包裝上的表層如油墨去除，該過程使用恰如其分的能量使油墨中的水分揮發(fā)，將油墨從基質(zhì)上燒蝕掉。蝕刻是使用適量的激光能在PET(如汽水瓶)、PS和PP等材料上熔蝕或者蝕刻出一個(gè)細(xì)槽。燒灼和蝕刻技術(shù)所產(chǎn)生的編碼都是高質(zhì)的、永久的、瞬時(shí)的。

在各種打碼方式中，振鏡式打碼因其應(yīng)用范圍廣，可進(jìn)行矢量打碼，也可以標(biāo)記點(diǎn)陣字符，且標(biāo)記范圍可調(diào)，標(biāo)記速度也較快，因而已成為目前打碼方式的主流。

現(xiàn)有的激光打碼機(jī)一般采用計(jì)算機(jī)來控制。采用步進(jìn)電機(jī)控制振鏡偏轉(zhuǎn)，電壓信號(hào)決定其偏轉(zhuǎn)角度，-5V偏轉(zhuǎn)到負(fù)方向最大，+5V偏轉(zhuǎn)到正方向最大。-5V—+5V之間偏轉(zhuǎn)角度與電壓成正比，需采用模擬信號(hào)對其進(jìn)行控制。計(jì)算機(jī)輸出的是數(shù)字信號(hào)，所以采用數(shù)模卡將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。目前常用數(shù)模卡的電壓輸出范圍都有-5V—+5V，所以一般數(shù)模卡均能滿足要求。但是數(shù)模卡有一定的輸出精度，有8位、10位、12位及16位等，其輸出信號(hào)精度直接影響到振鏡的控制精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種節(jié)約成本、精度高、體積小的在線高速CO₂激光打碼機(jī)。

本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：本在線高速CO₂激光打碼機(jī)，其特征在于：包括遠(yuǎn)程控制器、主控單元和打碼機(jī)，所述打碼機(jī)為CO₂激光器打碼機(jī)，所述遠(yuǎn)程控制器與主控單元信號(hào)連接，主控單元與打碼機(jī)信號(hào)連接。

所述遠(yuǎn)程控制器包括ARM微處理器、LCD顯示屏、矩陣鍵盤、DSPC口、RS232驅(qū)動(dòng)模塊、閃存FlashROM、存儲(chǔ)器SRAM、存儲(chǔ)器NVSRAM和外部總線擴(kuò)展，ARM微處理器分別與LCD顯示屏、矩陣鍵盤、DSPC口、RS232驅(qū)動(dòng)模塊連接，ARM微處理器通過總線分別與閃存FlashROM、存儲(chǔ)器SRAM、存儲(chǔ)器NVSRAM連接，總線與外部總線擴(kuò)展連接。

所述主控單元包括DSP微處理器、X數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、Y數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、PWM驅(qū)動(dòng)模塊、控制I/O模塊、HPI口、RS232驅(qū)動(dòng)模塊、閃存FlashROM、存儲(chǔ)器SRAM、存儲(chǔ)器NVSRAM和外部總線擴(kuò)展，DSP微處理器分別與X數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、Y數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、PWM驅(qū)動(dòng)模塊、控制I/O模塊、HPI口、RS232驅(qū)動(dòng)模塊連接，DSP微處理器通過總線分別與閃存FlashROM、存儲(chǔ)器SRAM、存儲(chǔ)器NVSRAM連接，總線與外部總線擴(kuò)展連接。

所述DSPC口與HPI口通過HPIB接口連接。

所述打碼機(jī)包括CO₂激光器、擴(kuò)束鏡、反射鏡、X方向振鏡驅(qū)動(dòng)單元、X方向掃描振鏡、Y方向掃描振鏡、Y方向振鏡驅(qū)動(dòng)單元和平場聚光鏡；激光器、擴(kuò)束鏡、反射鏡、X方向掃描振鏡、Y方向掃描振鏡和平場聚光鏡依照光路的傳遞路線依次排列，X方向振鏡驅(qū)動(dòng)單元與X方向掃描振鏡信號(hào)連接，Y方向振鏡驅(qū)動(dòng)單元與Y方向掃描振鏡信號(hào)連接。

所述CO₂激光器含風(fēng)冷結(jié)構(gòu)，波長10μm～11μm，CO₂激光器連接供電電源；激光功率10W；供電電源輸入AC220V，10％，輸出：DC30V@6A，+15V@1A，-15V@1A，輸出功率：210W。

所述反射鏡為兩個(gè)。

所述主控單元與激光器、X方向振鏡驅(qū)動(dòng)單元、Y方向振鏡驅(qū)動(dòng)單元信號(hào)連接。

本在線高速CO₂激光打碼機(jī)的工作原理如下：