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激光打标与激光打标机概述:激光打标有哪几种方式呢?

激光打标按形成标记图案方式可分为三类:掩模式打标、阵列式打标和扫描式打标。

1)掩模式打标(投影式打标)

(1) 掩模式打标机典型结构:图1-26是掩模式CO2 激光打标机的光路系统外形结构图,光路系统内部器件 由激光器、掩模板和成像透镜等主要器件组成,如图1-27 所示。

(2) 掩模式打标机工作原理:打标内容雕刻在掩模 板上,激光器发出的脉冲激光经过扩束后均匀地投射在掩模上,部分激光从掩模的雕空部分 透射,掩模板上的图形通过透镜聚焦后成像到工件表面,受激光辐射的工件材料表面形成可 分辨的清晰标记,通常每个脉冲激光形成一个标记。

激光标记内容的变换通过更换掩模板实现。

掩模式打标常用脉冲CO2激光器和脉冲固体YAG激光器。

图1-26掩模式CO2激光打标机 光路系统实物外形图
图1-26掩模式CO2激光打标机 光路系统实物外形图
图1-27 掩模式打标机光路系统内部结构示意图
图1-27 掩模式打标机光路系统内部结构示意图

2)阵列式打标

(1)阵列式打标机典型结构:阵列式打标机光路系统由工’控机、激光电源、7个阵列射频CO2激光器、光学耦合系统和聚焦镜组成,激光光束投射到在线运动的工件上,如图1-28 所示。

图1-28阵列式打标机典型结构
图1-28阵列式打标机典型结构

(2)阵列式打标机工作原理:1?7号射频Co2激光器竖向排列,在^时刻,若工控机控 制激光电源同时开启,1-7号激光器阵列将同时发射7个脉冲激光,在工件表面上烧蚀出7 个凹坑,构成了竖笔画7个点,形同“1”字。在时刻,若工控机控制激光电源只让7号激光 器开启,则只有下面的1个点;同理,在t3、t4 t5时刻都只让7号激光器开启,可以看出,在 t1到t5的时间范围内形成了一个7X5阵列的L字母图案,如图1-29所示。

常见的字符形成横笔画为5个点,竖笔画为7个点,形成的5X7的阵列,精度要求不太 高时5X5的阵列也可。

阵列式打标速度高可达6000字符/s,因而成为高速在.线打标的理想选择,其缺点是只 能标记点阵字符,且只能达到5X7的分辨率,对于汉字打标这种精度是不够的。

3)扫描式打标

(1) 扫描式打标机工作原理:扫描式打标机是将需要打标的图案输人工控机,工控机控 制激光器开启和扫描机构运动,使激光在被加工材料表面上扫描形成打标图案。

(2) 扫描式打标机典型结构:扫描机构有机械式扫描和振镜式扫描两种结构形式。

①机械式扫描:机械扫描式打标机的光路系统主要由激光器、反射镜?、反射镜⑧和聚

焦透镜构成,如图1-30所示。

图1-29阵列式打标机 工作原理
图1-29阵列式打标机 工作原理
图1-30机械扫描式打标原理
图1-30机械扫描式打标原理

机械式扫描通过机械运动方法对反射镜进行坐标的平移,从而改变激光光束到达 工件的位置,激光光束经过反射镜?、⑧实现光路转折后,再经过聚焦透镜作用到被加工工 件上。其中笔臂带着反光镜@沿x轴方向来回运动;聚焦透镜连同反光镜⑧(两者固定在一起)沿y轴方向运动。

在工控机并口输出控制信号的控制下,y方向上的运动与x方向上的运动合成使输出 激光到达平面内任意点,标刻出任意图形和文字。

②振镜式扫描:振镜扫描式打标机的光路系统主要由激光器,x、y振镜,平场聚焦透镜 构成,如图1-31所示。

图1-31振镜扫描式打标机原理图
图1-31振镜扫描式打标机原理图

激光器发出的激光光束人射到振镜上,X、Y振镜分别沿轴扫描,用工控机控 制反射镜的反射角度,从而控制激光光束的偏转,经平场聚焦透镜聚焦后,使具有一定功率 密度的激光聚焦点在打标材料上按所需的要求运动,在材料表面上留下标记图案。

振镜式扫描提高了激光打标质量和速度,但标记面积不如机械式扫描打标大。

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