高速动态聚焦激光振镜模组制造技术

本实用新型专利技术涉及一种高速动态聚焦激光振镜模组。其目的是提供一种集成度高、标刻精细、性能稳定的动态聚焦激光振镜。本实用新型专利技术包括壳体、动态聚焦模块、X扫描振镜和Y扫描振镜，动态聚焦模块、X扫描振镜和Y扫描振镜都设置在壳体内部，动态聚焦模块又包括Z轴底座、Z轴第一电机、Z轴第二电机、连杆传动机构、变焦透镜和聚焦透镜组。Z轴采用双电机的驱动方式，极大的提升了Z轴的运行速度；动态聚焦模块与X扫描振镜和Y扫描振镜组合而成，大大提高了产品的集成度。遮光座、变焦透镜和聚焦透镜组为一体化装配，保证了光路的同轴度，整体结构对电机装配及光路系统进行了高精度和紧凑化设计，在保证曲面或者大幅面精密标刻的同时，整体体积比同类型产品缩小三分之一。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及激光标刻
，特别是涉及一种高速动态聚焦激光振镜模组。
技术介绍
随着激光加工技术的发展，采用动态光学控制技术的三维动态聚焦系统的出现克服了传统激光打标、激光雕刻系统存在的加工幅面小和聚焦光斑不均匀性等现象，广泛应用于高端工业制造、电子、医疗和工艺品等领域的大幅面标刻和三维曲面标刻之中。目前市场上的大多数动态聚焦振镜都存在着速度慢、精度低和体积偏大等缺陷，不能满足新型行业及高端领域的应用需求，而国外激光振镜厂家所生产的动态聚焦振镜存在结构复杂、整体设计不够紧凑、加工精度不够精细等缺陷，导致产品体积偏大，而且价格偏高，使得国内很多终端使用厂家和行业用户望而却步。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种集成度高、标刻精细、性能稳定的高速动态聚焦激光振镜模组。本技术高速动态聚焦激光振镜模组，其中，包括壳体、动态聚焦模块、X扫描振镜和Y扫描振镜，壳体又包括第一壳体和第二壳体，第二壳体的第一侧壁上开设有保护窗口，保护窗口内嵌有保护窗镜片，与第二壳体的第一侧壁相对的第二壳体的第二侧壁为敞口设置，第一壳体与第二壳体的敞口侧配合连接，第二壳体的第三侧壁上开设有激光入射孔，第二壳体内部设置有内支架，内支架的内部开设有空腔，空腔与保护窗口连通，内支架的第一侧壁上开设有第一通孔，与内支架的第一侧壁相邻的内支架的第二侧壁上开设有第二通孔，与内支架的第二侧壁相对的内支架的第三侧壁上开设有入光孔，第二通孔与入光孔相对设置，第一通孔分别与第二通孔和入光孔相互垂直，内支架的第一侧壁外侧设置有X扫描振镜，X扫描电机轴穿过第一通孔并伸入到空腔中，X扫描电机轴的端部与X镜片连接，X镜片与入光孔位于同一水平面上，内支架的第二侧壁外侧设置有Y扫描振镜，Y扫描电机轴穿过第二通孔并伸入到空腔中，Y扫描电机轴的端部与Y镜片连接，Y镜片的中心对准保护窗口的中心，内支架的一侧设置有第一驱动板，第二壳体内部还设置有动态聚焦模块，动态聚焦模块的两侧分别设置有Z轴第一电机驱动板和Z轴第二电机驱动板，动态聚焦模块又包括Z轴底座、Z轴第一电机、Z轴第二电机、连杆传动机构、变焦透镜和聚焦透镜组，Z轴底座固定在第二壳体的第一侧壁内侧，Z轴底座上安装有直线导轨，直线导轨上嵌有滑座，直线导轨的一侧沿竖直方向并排固定有Z轴第一电机和Z轴第二电机，位于底端的Z轴第一电机轴和Z轴第二电机轴与连杆传动机构的一端铰接，连杆传动机构的另一端与滑座铰接，滑座上沿竖直方向安装有变焦透镜，Z轴底座顶端沿水平方向并排设置有遮光座和聚焦透镜组，遮光座中间位置开设有通光孔，通光孔、变焦透镜和聚焦透镜组的中心位于同一水平直线上，变焦透镜对准激光入射孔，聚焦透镜组对准内支架上的入光孔。本技术高速动态聚焦激光振镜模组，其中所述内支架的四个顶角处分别开设有安装通孔，通过螺钉将内支架固定在第二壳体内部，内支架的内部开设的空腔为圆柱形。本技术高速动态聚焦激光振镜模组，其中所述X扫描振镜7在内支架的第一侧壁外侧沿竖直方向设安装，Y扫描振镜在内支架的第二侧壁外侧沿水平方向安装。本技术高速动态聚焦激光振镜模组，其中所述第一驱动板上集成有X扫描电机驱动电路、Y扫描电机驱动电路和DA转换电路。本技术高速动态聚焦激光振镜模组，其中所述直线导轨的一侧并排设置有Z轴第一电机夹和Z轴第二电机夹，Z轴第一电机和Z轴第二电机分别沿竖直方向夹设在Z轴第一电机夹和Z轴第二电机夹上，Z轴第一电机夹与Z轴第一电机之间、Z轴第二电机夹与Z轴第二电机之间通过单侧螺钉进行固定，Z轴第一电机轴和Z轴第二电机轴分别从Z轴第一电机夹和Z轴第二电机夹底端伸出。本技术高速动态聚焦激光振镜模组，其中所述连杆传动机构又包括第一铰接杆、第二铰接杆、第三铰接杆和第四铰接杆，Z轴第一电机轴和Z轴第二电机轴分别与沿水平方向设置有第一铰接杆和第二铰接杆的一端铰接，第一铰接杆和第二铰接杆的另一端分别与沿水平方向设置的第三铰接杆和第四铰接杆的一端铰接，第三铰接杆的另一端和第四铰接杆的另一端铰接，第三铰接杆和第四铰接杆的铰接点通过螺钉与滑座铰接。本技术高速动态聚焦激光振镜模组，其中所述滑座上设置有变焦透镜座，变焦透镜安装在变焦透镜座上，Z轴底座上安装有聚焦透镜筒，聚焦透镜组安装在聚焦透镜筒上。本技术高速动态聚焦激光振镜模组，其中所述激光入射孔的中心、变焦透镜的中心、聚焦透镜组的中心和内支架上的入光孔的中心位于同一水平直线上。本技术高速动态聚焦激光振镜模组与现有技术不同之处在于：1、Z轴方向上采用双电机驱动的控制方式Z轴设置有Z轴第一电机和Z轴第二电机，Z轴采用双电机的驱动方式对动态轴的聚焦过程进行控制，将Z轴动作的响应时间从0.3ms提高到0.2ms以内，确保Z轴的响应速度与X振镜和Y振镜的响应速度可以进行良好的匹配，大大提高了激光的打标质量和标刻效果。2、模块化的组合结构方式集成动态聚焦模块和X振镜、Y振镜模块于一体化装配，结构简单、紧凑，布局合理，大大缩小了动态聚焦振镜的整体体积，在保证标刻性能的同时，整体体积比同行业其他公司的产品缩小三分之一，给操作使用带来了很大的便利性。3、一体化装配遮光座、变焦透镜、聚焦透镜组和直线导轨都安装在Z轴底座上，有效的保证了整个光路行程的同轴度，使得激光标刻的线条更加精细。4、Z轴电机采用包裹式固定方式Z轴第一电机夹和Z轴第二电机夹分别对Z轴第一电机和Z轴第二电机进行包裹式安装，并通过单侧螺钉进行固定，极大提高了Z轴第一电机和Z轴第二电机垂直安装的精确度，确保了元件在直线导轨上滑动的灵活性。5、采用内嵌式安装方式保护窗镜片从第二壳体内侧嵌入保护窗口内，第二壳体外壁平整，内支架和第二壳体采用分体式结构，通过四个安装通孔对内支架进行固定安装，避免了传统产品外侧过多孔位对于美观度的影响，整套产品外侧仅有四个安装孔位，大大提高了整体的美观度。6、高集成度的模块化设置X扫描电机驱动电路、Y扫描电机驱动电路和DA转换电路都集成在同一驱动板上，缩小了整体体积，优化的设计思路和简单的结构方式，大大提高了生产效率，充分保证了产品的质量和性能。下面结合附图对本技术高速动态聚焦激光振镜模组作进一步说明。附图说明图1为本技术高速动态聚焦激光振镜模组的结构分解图；图2为本技术高速动态聚焦激光振镜模组的内部结构图；图3为本技术高速动态聚焦激光振镜模组中第二壳体内部结构的分解图；图4为本技术高速动态聚焦激光振镜模组中动态聚焦模块的立体图；图5为本技术高速动态聚焦激光振镜模组的激光动态聚焦原理图。具体实施方式如图1、图2、图3所示，为本技术高速动态聚焦激光振镜模组，包括壳体、动态聚焦模块、X扫描振镜7和Y扫描振镜6。壳体为长方体形结构，壳体又包括第一壳体10和第二壳体11，第二壳体11的第一侧壁上开设有圆形保护窗口17，保护窗口17内嵌有保护窗镜片18，与第二壳体11的第一侧壁相对的第二壳体11的第二侧壁为敞口设置，第一壳体10与第二壳体11的敞口侧配合连接，第二壳体11的第三侧壁上开设有激光入射孔16，激光通过激光入射孔16射入到第二壳体11内部。第二壳体11内部设置有内支架12，内支架12内侧的四个顶角处分别开设有安装通孔，通过螺钉将内支架12固定在第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速动态聚焦激光振镜模组，其特征在于：包括壳体、动态聚焦模块、X扫描振镜(7)和Y扫描振镜(6)，壳体又包括第一壳体(10)和第二壳体(11)，第二壳体(11)的第一侧壁上开设有保护窗口(17)，保护窗口(17)内嵌有保护窗镜片(18)，与第二壳体(11)的第一侧壁相对的第二壳体(11)的第二侧壁为敞口设置，第一壳体(10)与第二壳体(11)的敞口侧配合连接，第二壳体(11)的第三侧壁上开设有激光入射孔(16)，第二壳体(11)内部设置有内支架(12)，内支架(12)的内部开设有空腔，空腔与保护窗口(17)连通，内支架(12)的第一侧壁上开设有第一通孔(13)，与内支架(12)的第一侧壁相邻的内支架(12)的第二侧壁上开设有第二通孔(15)，与内支架(12)的第二侧壁相对的内支架(12)的第三侧壁上开设有入光孔，第二通孔(15)与入光孔相对设置，第一通孔(13)分别与第二通孔(15)和入光孔相互垂直，内支架(12)的第一侧壁外侧设置有X扫描振镜(7)，X扫描电机轴穿过第一通孔(13)并伸入到空腔中，X扫描电机轴的端部与X镜片连接，X镜片与入光孔位于同一水平面上，内支架(12)的第二侧壁外侧设置有Y扫描振镜(6)，Y扫描电机轴穿过第二通孔(15)并伸入到空腔中，Y扫描电机轴的端部与Y镜片连接，Y镜片的中心对准保护窗口(17)的中心，内支架(12)的一侧设置有第一驱动板(36)，第二壳体(11)内部还设置有动态聚焦模块，动态聚焦模块的两侧分别设置有Z轴第一电机驱动板(38)和Z轴第二电机驱动板(37)，动态聚焦模块又包括Z轴底座(26)、Z轴第一电机(24)、Z轴第二电机(25)、连杆传动机构、变焦透镜和聚焦透镜组，Z轴底座(26)固定在第二壳体(11)的第一侧壁内侧，Z轴底座(26)上安装有直线导轨(27)，直线导轨(27)上嵌有滑座(28)，直线导轨(27)的一侧沿竖直方向并排固定有Z轴第一电机(24)和Z轴第二电机(25)，位于底端的Z轴第一电机轴和Z轴第二电机轴与连杆传动机构的一端铰接，连杆传动机构的另一端与滑座(28)铰接，滑座(28)上沿竖直方向安装有变焦透镜，Z轴底座(26)顶端沿水平方向并排设置有遮光座(30)和聚焦透镜组，遮光座(30)中间位置开设有通光孔，通光孔、变焦透镜和聚焦透镜组的中心位于同一水平直线上，变焦透镜对准激光入射孔(16)，聚焦透镜组对准内支架(12)上的入光孔。...

【技术特征摘要】
1.一种高速动态聚焦激光振镜模组，其特征在于：包括壳体、动态聚焦模块、X扫描振镜(7)和Y扫描振镜(6)，壳体又包括第一壳体(10)和第二壳体(11)，第二壳体(11)的第一侧壁上开设有保护窗口(17)，保护窗口(17)内嵌有保护窗镜片(18)，与第二壳体(11)的第一侧壁相对的第二壳体(11)的第二侧壁为敞口设置，第一壳体(10)与第二壳体(11)的敞口侧配合连接，第二壳体(11)的第三侧壁上开设有激光入射孔(16)，第二壳体(11)内部设置有内支架(12)，内支架(12)的内部开设有空腔，空腔与保护窗口(17)连通，内支架(12)的第一侧壁上开设有第一通孔(13)，与内支架(12)的第一侧壁相邻的内支架(12)的第二侧壁上开设有第二通孔(15)，与内支架(12)的第二侧壁相对的内支架(12)的第三侧壁上开设有入光孔，第二通孔(15)与入光孔相对设置，第一通孔(13)分别与第二通孔(15)和入光孔相互垂直，内支架(12)的第一侧壁外侧设置有X扫描振镜(7)，X扫描电机轴穿过第一通孔(13)并伸入到空腔中，X扫描电机轴的端部与X镜片连接，X镜片与入光孔位于同一水平面上，内支架(12)的第二侧壁外侧设置有Y扫描振镜(6)，Y扫描电机轴穿过第二通孔(15)并伸入到空腔中，Y扫描电机轴的端部与Y镜片连接，Y镜片的中心对准保护窗口(17)的中心，内支架(12)的一侧设置有第一驱动板(36)，第二壳体(11)内部还设置有动态聚焦模块，动态聚焦模块的两侧分别设置有Z轴第一电机驱动板(38)和Z轴第二电机驱动板(37)，动态聚焦模块又包括Z轴底座(26)、Z轴第一电机(24)、Z轴第二电机(25)、连杆传动机构、变焦透镜和聚焦透镜组，Z轴底座(26)固定在第二壳体(11)的第一侧壁内侧，Z轴底座(26)上安装有直线导轨(27)，直线导轨(27)上嵌有滑座(28)，直线导轨(27)的一侧沿竖直方向并排固定有Z轴第一电机(24)和Z轴第二电机(25)，位于底端的Z轴第一电机轴和Z轴第二电机轴与连杆传动机构的一端铰接，连杆传动机构的另一端与滑座(28)铰接，滑座(28)上沿竖直方向安装有变焦透镜，Z轴底座(26)顶端沿水平方向并排设置有遮光座(30)和聚焦透镜组，遮光座(30)中间位置开设有通光孔，通光孔、变焦透镜和聚焦透镜组的中心位于同一水平直线上，变焦透镜对准激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：周双留，李宝良，
申请(专利权)人：北京金海创科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11