[發(fā)明專利]一種大幅面激光標(biāo)記方法及設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711186782.2
• 申請(qǐng)日: 2017-11-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109822223B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范醉風(fēng);陳克勝;吳烈;高云峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大族激光科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): B41J2/435
• 分類號(hào): B41J2/435;B23K26/362
• 代理公司: 深圳市世聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44385
• 代理人: 汪琳琳

本發(fā)明涉及激光打標(biāo)技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種大幅面激光標(biāo)記方法，包括：調(diào)整激光聚焦至工件表面，使激光到工件表面范圍內(nèi)各處的焦距一致，其中所述工件表面包括若干個(gè)打標(biāo)區(qū)域；根據(jù)預(yù)設(shè)的打標(biāo)路徑在若干個(gè)所述打標(biāo)區(qū)域中依次進(jìn)行打標(biāo)，其中，在任意一個(gè)所述打標(biāo)區(qū)域中進(jìn)行打標(biāo)時(shí)，根據(jù)預(yù)設(shè)的光斑直徑校正表獲取所述打標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)的光斑直徑校正參數(shù)，根據(jù)所述光斑直徑校正參數(shù)對(duì)所述打標(biāo)區(qū)域中激光聚焦的光斑的直徑進(jìn)行校正，并根據(jù)校正后的光斑直徑進(jìn)行激光打標(biāo)。本發(fā)明實(shí)施例提供的大幅面激光標(biāo)記方法使激光在加工工件上形成的聚焦光斑大小一致，打標(biāo)粗細(xì)、深淺一致，打標(biāo)效果均勻，打標(biāo)精度高；此外本發(fā)明還提供一種實(shí)施前述方法的設(shè)備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光打標(biāo)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種大幅面激光標(biāo)記方法及設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著激光技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣，市場(chǎng)上對(duì)激光加工技術(shù)的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，倘若需要在較大幅面的工件表面上進(jìn)行均勻激光標(biāo)記，傳統(tǒng)的激光標(biāo)記方式是使用高功率激光器及大范圍F-theta鏡頭(線性成像鏡頭)進(jìn)行大幅面打標(biāo)，這種激光加工方法存在客觀缺陷：因受限于光學(xué)器件的客觀缺點(diǎn)及安裝精度，大范圍F-theta鏡頭的整個(gè)工作平面內(nèi)會(huì)出現(xiàn)聚焦光斑大小不一致、激光能量密度不一致的情況，會(huì)導(dǎo)致實(shí)際打標(biāo)效果出現(xiàn)中間和邊緣線條粗細(xì)、深度不一致，效果不均勻的現(xiàn)象，影響加工后的產(chǎn)品的美觀。

其中，造成大范圍F-theta鏡頭聚焦光斑不一致的客觀原因主要有以下兩點(diǎn)：

1、球差：F-theta鏡頭無(wú)法設(shè)計(jì)成絕對(duì)的F-theta鏡。入射到F-theta鏡上的激光光束不是絕對(duì)的平行光，F(xiàn)-theta鏡頭安裝時(shí)無(wú)法保證完全與激光光路垂直，導(dǎo)致F-theta鏡頭中間和邊緣無(wú)法保證在同一個(gè)焦平面，調(diào)試焦點(diǎn)以中間為標(biāo)準(zhǔn)，邊緣則為離焦?fàn)顟B(tài)，而使得F-theta鏡頭中間和邊緣聚焦的焦距不一致，聚焦在加工工件上的光斑大小也進(jìn)而產(chǎn)生了差異。

2、慧差：F-theta鏡頭邊緣的激光入射光束帶有一定角度。例如，F(xiàn)-theta鏡頭中心位置的激光入射角為0度，最邊緣位置的激光入射角則是偏移了13.14度；入射到F-theta鏡頭的激光束的入射角不同，F(xiàn)-theta鏡頭所投影出來(lái)的光斑直徑也不相同，激光束的入射到F-theta鏡頭的角度越大，F(xiàn)-theta鏡頭所投影出來(lái)激光光斑也越大。如圖7所示為使用F-theta鏡頭打標(biāo)時(shí)的光學(xué)畸變示意圖，圖中矩形區(qū)域代表F-theta鏡頭的掃描范圍，圓及橢圓為激光光斑在掃描區(qū)域內(nèi)不同位置聚焦后的形狀。激光通過(guò)F-theta鏡頭聚焦后存在打標(biāo)幅面中心和邊緣光斑變形的現(xiàn)象，離F-theta鏡中心越遠(yuǎn)，光斑直徑變化越大，四個(gè)角落畸變尤其嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種大幅面激光標(biāo)記方法及設(shè)備，目的是為了解決現(xiàn)有的激光打標(biāo)技術(shù)在采用F-theta鏡頭等光學(xué)聚焦鏡后在加工工件上形成的聚焦光斑大小不一致，激光能量密度不一致，打標(biāo)粗細(xì)、深淺不一致，打標(biāo)效果不均勻，打標(biāo)精度不夠的問(wèn)題。

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例所采用的技術(shù)方案為：

一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種大幅面激光標(biāo)記方法，應(yīng)用于振鏡式激光標(biāo)記設(shè)備，包括：

調(diào)整激光聚焦至工件表面，使激光到工件表面范圍內(nèi)各處的焦距一致，其中所述工件表面包括若干個(gè)打標(biāo)區(qū)域；

根據(jù)預(yù)設(shè)的打標(biāo)路徑在若干個(gè)所述打標(biāo)區(qū)域中依次進(jìn)行打標(biāo)，其中，在任意一個(gè)所述打標(biāo)區(qū)域中進(jìn)行打標(biāo)時(shí)，根據(jù)預(yù)設(shè)的光斑直徑校正表獲取所述打標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)的光斑直徑校正參數(shù)，根據(jù)所述光斑直徑校正參數(shù)對(duì)所述打標(biāo)區(qū)域中激光聚焦的光斑的直徑進(jìn)行校正，并根據(jù)校正后的光斑直徑進(jìn)行激光打標(biāo)。

進(jìn)一步的，所述根據(jù)預(yù)設(shè)的光斑直徑校正表獲取所述打標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)的光斑直徑校正參數(shù)具體為：

獲取所述打標(biāo)區(qū)域的多個(gè)激光聚焦光斑所在的坐標(biāo)區(qū)間或者所述打標(biāo)區(qū)域中一個(gè)激光聚焦光斑的坐標(biāo)，根據(jù)所述坐標(biāo)區(qū)間或者所述坐標(biāo)從所述預(yù)設(shè)的直徑校正表中獲取所述打標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)的光斑直徑校正參數(shù)。