[實用新型]金屬零件高速振鏡式在線激光打碼機

無效

• 申請號: 200820204312.4
• 申請日: 2008-11-28
• 公開（公告）號: CN201300588Y
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 楊永強;周敏;李陽
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B41J2/475
• 分類號: B41J2/475;B41J2/47;B41J3/413;B41J29/38;G05B19/418;G05B19/02;G05B19/042
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 李衛東

技術領域

本實用新型涉及產品包裝編碼與標志技術，激光加工設備與加工技術，具體涉及一種金屬零件高速振鏡式在線激光打碼機。

背景技術

激光打碼是利用高能量密度的激光束對目標作用使目標表面發生物理或化學的變化從而獲得可見圖案的標記方式。高能量的激光束聚焦在材料表面上，使材料迅速汽化，形成凹坑。隨著激光束在材料表面有規律地移動同時控制激光的開斷，激光束也就在材料表面熔蝕或蝕刻成了一個指定的圖案。金屬材料被熔蝕出幾個微米以上的線條(寬度可以幾微米到幾十微米)后，線條的顏色及反光率與原來不一樣，造成人眼目視反差效果，使人能敏感到這些線條，如條形碼、數字、圖案、商標等。燒蝕和蝕刻技術所產生的編碼都是高質的、永久的、瞬時的。

在各種打碼方式中，振鏡式打碼因其應用范圍廣，可進行矢量打碼，也可以標記點陣字符，且標記范圍可調，標記速度也較快，因而已成為目前打碼方式的主流。

現有的激光打碼機一般采用計算機來控制。采用步進電機控制振鏡偏轉，電壓信號決定其偏轉角度，-5V偏轉到負方向最大，+5V偏轉到正方向最大。-5V-+5V之間偏轉角度與電壓成正比，需采用模擬信號對其進行控制。計算機輸出的是數字信號，所以采用數?？▽底中盘栟D換為模擬信號。目前常用數?？ǖ碾妷狠敵龇秶加?5V-+5V，所以一般數模卡均能滿足要求。但是數模卡有一定的輸出精度，有8位、10位、12位及16位等，其輸出信號精度直接影響到振鏡的控制精度。

實用新型內容

本實用新型為了克服以上現有技術存在的不足，提供了一種節約成本、精度高、體積小的金屬零件高速振鏡式在線激光打碼機。

本實用新型的目的通過以下的技術方案實現：本金屬零件高速振鏡式在線激光打碼機，其特征在于：包括遠程控制器、主控單元和打碼機，所述打碼機為Nd:YAG激光器或光纖激光器打碼機，所述遠程控制器與主控單元信號連接，主控單元與打碼機信號連接。

所述遠程控制器包括ARM微處理器、LCD顯示屏、矩陣鍵盤、DSPC口、RS232驅動模塊、閃存FlashROM、存儲器SRAM、存儲器NVSRAM和外部總線擴展，ARM微處理器分別與LCD顯示屏、矩陣鍵盤、DSPC口、RS232驅動模塊連接，ARM微處理器通過總線分別與閃存FlashROM、存儲器SRAM、存儲器NVSRAM連接，總線與外部總線擴展連接。

所述主控單元包括DSP微處理器、X數模轉換模塊、Y數模轉換模塊、PWM驅動模塊、控制I/O模塊、HPI口、RS232驅動模塊、閃存FlashROM、存儲器SRAM、存儲器NVSRAM和外部總線擴展，DSP微處理器分別與X數模轉換模塊、Y數模轉換模塊、PWM驅動模塊、控制I/O模塊、HPI口、RS232驅動模塊連接，DSP微處理器通過總線分別與閃存FlashROM、存儲器SRAM、存儲器NVSRAM連接，總線與外部總線擴展連接。

所述DSPC口與HPI口通過HPIB接口連接。

所述打碼機包括Nd:YAG激光器或光纖激光器、擴束鏡、反射鏡、X方向振鏡驅動單元、X方向掃描振鏡、Y方向掃描振鏡、Y方向振鏡驅動單元和平場聚光鏡；激光器、擴束鏡、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方向振鏡驅動單元與X方向掃描振鏡信號連接，Y方向振鏡驅動單元與Y方向掃描振鏡信號連接。

所述Nd:YAG激光器或光纖激光器，波長1.06μm～1.090μm，激光器連接供電電源；供電電源采用大功率開光器件IGBT；激光器功率50-60W，聲光調Q，形成1-20kHz激光脈沖輸出，激光器的聚光腔采用陶瓷漫反射體全腔水冷方式，恒溫冷卻系統設置內循環水溫為20-30℃±1℃，高溫報警上限為35℃，流量為30L/min，制冷壓縮機為1.5匹。

所述反射鏡為兩個。

所述主控單元與激光器、X方向振鏡驅動單元、Y方向振鏡驅動單元信號連接。

本金屬零件高速振鏡式在線激光打碼機的工作原理如下：

由主控單元負責激光打碼機的系統控制與協調工作。DSP微處理器通過X數模轉換模塊、Y數模轉換模塊將數字控制信號轉換成-5V～+5V的模擬電壓送入X方向振鏡驅動單元、Y方向振鏡驅動單元放大后驅動X方向掃描振鏡和Y方向掃描振鏡兩個相互垂直方向的掃描振鏡工作。PWM驅動模塊對激光器進行功率調節以控制激光能量。遠程控制器采用以ARM微處理器為核心的嵌入式系統，構成激光打碼機的人機界面，負責激光打碼機系統參數的設定，以及打碼內容和格式等的輸入，并與主控單元通信實現激光打碼機的遠程控制。