激光打标机及其打标方法技术

本发明专利技术提供了一种激光打标机，在对工件进行加工前，先通过三维移动平台带动探测仪位于三维坐标系中的不同位置点，并使音圈电机移动，以使激光束分别聚焦于探测仪上。因此，通过记录不同位置点的坐标信息及音圈电机对应的位移量，便可得到激光束聚焦于不同位置时，对应音圈电机的位移量的校正表。对工件打标时，将三维移动平台拆除，并将工件置于承载台上。控制器根据校正表及激光束的光斑在三维坐标系中的坐标信息，控制音圈电机移动，以使激光束聚焦于工件的表面。因此，上述激光打标机及其打标方法可减小失真，从而有效提高加工精度。此外，本发明专利技术还提供一种激光打标方法。

【技术实现步骤摘要】
激光打标机及其打标方法
本专利技术涉及激光应用技术，特别是涉及一种激光打标机及其打标方法。
技术介绍
激光扫描技术的应用范围越来越广，其应用行业涉及到光电医疗、激光加工、激光切割、激光焊接等。在各种激光扫描技术的应用中，要求激光束能准确聚焦在视场上的任意位置，且光点的移动按照确定的关系进行。各种激光扫描技术中，振镜式扫描是广泛采用的一种扫描方式。振镜是用于控制激光束方向的反射镜。一般在激光打标机中，在X轴和Y轴方向上各设置一块振镜，通过转动振镜达到移动光点的目的。但是，在激光打标过程中，由于振镜的线性度不可能达到百分百，且振镜在不同的范围内的线性度可能也不同。因此，振镜式激光打标机存在着打标图形的线性失真或者非线性失真，从而使得在实际使用过程中，出现加工的尺寸与预定的尺寸不符的情况。特别是当扫描区域较大时，会严重影响激光打标的加工精度。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能有效提高加工精度的激光打标机及其打标方法。一种激光打标机，用于在工件表面形成预设图案，所述激光打标机包括：底座，其上设有用于承载所述工件的承载台；激光器，安装于所述底座上，所述激光器用于发出激光束；调焦装置，固定于所述底座上，所述调焦装置包括镜片组件及用于驱动所述镜片组件沿其轴向运动的音圈电机；二维扫描振镜，固定于所述底座上并与所述调焦装置相对设置，所述二维扫描振镜与所述承载台相对设置，所述激光束经所述调焦装置进入所述二维扫描振镜，并经所述二维扫描振镜反射后可射向所述承载台；与所述音圈电机及所述二维扫描振镜通讯连接的控制器，所述控制器用于控制所述二维扫描振镜转动，以使所述激光束的光斑在所述工件上沿预设路线移动，所述控制器还用于控制所述音圈电机移动，以使所述激光束聚焦于所述工件的表面；三维移动平台，可拆卸地安装于所述承载台上；探测仪，安装于所述三维移动平台上，所述探测仪用于接收所述激光束，且所述三维移动平台可带动所述探测仪在预设的三维坐标系中移动；及位移采集器，与所述控制器通讯连接，所述位移采集器用于采集当所述激光束聚焦于所述探测仪时所述音圈电机的位移量；其中，所述控制器还用于获取所述探测仪在所述三维坐标系中的多个坐标信息及每个所述坐标信息对应的所述音圈电机的位移量，并将所述音圈电机的位移量与所述探测仪的坐标信息对应存储，以形成校正表，所述控制器还用于根据所述校正表及所述激光束的光斑在所述三维坐标系中的坐标，控制所述音圈电机的移动，以使所述激光束聚焦于所述工件的表面。在其中一个实施例中，所述三维移动平台包括两两相互垂直的第一移动轴、第二移动轴及第三移动轴，所述第一移动轴可拆卸地安装于所述承载台，所述第二移动轴可滑动地设于所述第一移动轴上，所述第三移动轴可滑动地设于所述第二移动轴上，所述三维坐标系分别以所述第一移动轴、所述第二移动轴及所述第三移动轴为X轴、Y轴及Z轴。在其中一个实施例中，所述探测仪为电荷耦合图像传感器。在其中一个实施例中，所述电荷耦合图像传感器的表面设有滤光片。在其中一个实施例中，所述控制器根据所述校正表及所述激光束的光斑在所述三维坐标系中的坐标，通过插值法获取所述音圈电机的所需位移量，以控制所述音圈电机移动。一种激光打标方法，包括以下步骤：提供如上述优选实施例中任一项所述的激光打标机；所述三维移动平台带动所述探测仪在所述三维坐标系中移动，以使所述探测仪依次位于多个位置点；所述二维扫描振镜转动且所述音圈电机移动，以使所述激光束依次聚焦于位于所述多个位置点的所述探测仪上，所述位移采集器依次采集所述音圈电机的位移量；所述控制器获取所述多个位置点的坐标信息及每个所述位置点对应的所述音圈电机的位移量并对应存储，以形成校正表；拆卸所述三维移动平台，并将所述工件置于所述承载台上；所述控制器控制所述二维扫描振镜转动，以使所述激光束的光斑在所述工件上沿预设路线移动，所述控制器还根据所述校正表及所述激光束的光斑在所述三维坐标系中的坐标信息，控制所述音圈电机移动，以使所述激光束聚焦于所述工件的表面。在其中一个实施例中，所述控制器还根据所述校正表及所述激光束的光斑在所述三维坐标系中的坐标信息，控制所述音圈电机移动，以使所述激光束聚焦于所述工件的表面的步骤具体为：所述控制器根据所述校正表及所述激光束的光斑在所述三维坐标系中的坐标，通过插值法获取所述音圈电机的所需位移量，以控制所述音圈电机移动。在其中一个实施例中，所述三维移动平台带动所述探测仪在所述三维坐标系中移动，以使所述探测仪依次位于多个位置点的步骤为：以所述三维坐标系的原点为起点，依次带动所述探测仪沿X轴方向及Y轴方向移动；带动所述探测仪沿Z轴方向移动预设距离，再依次带动所述探测仪沿X轴方向及Y轴方向移动并依次类推。在其中一个实施例中，所述预设距离为1毫米。在其中一个实施例中，所述控制器获取所述多个位置点的坐标信息及每个所述位置点对应的所述音圈电机的位移量并对应存储，以形成校正表的步骤为：将Z轴坐标相同的所述位置点的坐标信息及其对应的所述音圈电机的位移量存储于一个表中，以得到多个校正表。上述激光打标机及其打标方法，在对工件进行加工前，先通过三维移动平台带动探测仪位于三维坐标系中的不同位置点，并使音圈电机移动，以使激光束分别聚焦于探测仪上。因此，通过记录不同位置点的坐标信息及音圈电机对应的位移量，便可得到激光束聚焦于不同位置时，对应音圈电机的位移量的校正表。对工件打标时，将三维移动平台拆除，并将工件置于承载台上。控制器根据校正表及激光束的光斑在三维坐标系中的坐标信息，控制音圈电机移动，以使激光束聚焦于工件的表面。因此，上述激光打标机及其打标方法可减小失真，从而有效提高加工精度。附图说明图1为本专利技术较佳实施例中激光打标机的结构示意图；图2为一个实施例中激光打标方法的流程示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请参阅图1，本专利技术较佳实施例中的激光打标机100包括底座110、激光器120、调焦装置130、二维扫描振镜140、控制器150、三维移动平台160、探测仪170及位移采集器(图未示)。其中，激光打标机100用于在工件表面形成预设图案。底座110起制成作用，一般由金属制成。底座110上设有用于承载工件的承载台112。承载台112的表面为平面，可使工件保持稳定。激光器120安装于底座110上。激光器120用于发出激光束。。激光器120可以为半导体激光器、气体激光器等。调焦装置130固定于底座110上。调焦装置130本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光打标机，用于在工件表面形成预设图案，其特征在于，所述激光打标机包括：底座，其上设有用于承载所述工件的承载台；激光器，安装于所述底座上，所述激光器用于发出激光束；调焦装置，固定于所述底座上，所述调焦装置包括镜片组件及用于驱动所述镜片组件沿其轴向运动的音圈电机；二维扫描振镜，固定于所述底座上并与所述调焦装置相对设置，所述二维扫描振镜与所述承载台相对设置，所述激光束经所述调焦装置进入所述二维扫描振镜，并经所述二维扫描振镜反射后可射向所述承载台；与所述音圈电机及所述二维扫描振镜通讯连接的控制器，所述控制器用于控制所述二维扫描振镜转动，以使所述激光束的光斑在所述工件上沿预设路线移动，所述控制器还用于控制所述音圈电机移动，以使所述激光束聚焦于所述工件的表面；三维移动平台，可拆卸地安装于所述承载台上；探测仪，安装于所述三维移动平台上，所述探测仪用于接收所述激光束，且所述三维移动平台可带动所述探测仪在预设的三维坐标系中移动；及位移采集器，与所述控制器通讯连接，所述位移采集器用于采集当所述激光束聚焦于所述探测仪时，所述音圈电机的位移量；其中，所述控制器还用于获取所述探测仪在所述三维坐标系中的多个坐标信息及每个所述坐标信息对应的所述音圈电机的位移量，并将所述音圈电机的位移量与所述探测仪的坐标信息对应存储，以形成矫正表，所述控制器还用于根据所述校正表及所述激光束的光斑在所述三维坐标系中的坐标，控制所述音圈电机的移动，以使所述激光束聚焦于所述工件的表面。...

【技术特征摘要】
1.一种激光打标机，用于在工件表面形成预设图案，其特征在于，所述激光打标机包括：底座，其上设有用于承载所述工件的承载台；激光器，安装于所述底座上，所述激光器用于发出激光束；调焦装置，固定于所述底座上，所述调焦装置包括镜片组件及用于驱动所述镜片组件沿其轴向运动的音圈电机；二维扫描振镜，固定于所述底座上并与所述调焦装置相对设置，所述二维扫描振镜与所述承载台相对设置，所述激光束经所述调焦装置进入所述二维扫描振镜，并经所述二维扫描振镜反射后可射向所述承载台；与所述音圈电机及所述二维扫描振镜通讯连接的控制器，所述控制器用于控制所述二维扫描振镜转动，以使所述激光束的光斑在所述工件上沿预设路线移动，所述控制器还用于控制所述音圈电机移动，以使所述激光束聚焦于所述工件的表面；三维移动平台，可拆卸地安装于所述承载台上；探测仪，安装于所述三维移动平台上，所述探测仪用于接收所述激光束，且所述三维移动平台可带动所述探测仪在预设的三维坐标系中移动；及位移采集器，与所述控制器通讯连接，所述位移采集器用于采集当所述激光束聚焦于所述探测仪时所述音圈电机的位移量；其中，所述控制器还用于获取所述探测仪在所述三维坐标系中的多个坐标信息及每个所述坐标信息对应的所述音圈电机的位移量，并将所述音圈电机的位移量与所述探测仪的坐标信息对应存储，以形成校正表，所述控制器还用于根据所述校正表及所述激光束的光斑在所述三维坐标系中的坐标，控制所述音圈电机的移动，以使所述激光束聚焦于所述工件的表面。2.根据权利要求1所述的激光打标机，其特征在于，所述三维移动平台包括两两相互垂直的第一移动轴、第二移动轴及第三移动轴，所述第一移动轴可拆卸地安装于所述承载台，所述第二移动轴可滑动地设于所述第一移动轴上，所述第三移动轴可滑动地设于所述第二移动轴上，所述三维坐标系分别以所述第一移动轴、所述第二移动轴及所述第三移动轴为X轴、Y轴及Z轴。3.根据权利要求1所述的激光打标机，其特征在于，所述探测仪为电荷耦合图像传感器。4.根据权利要求3所述的激光打标机，其特征在于，所述电荷耦合图像传感器的表面设有滤光片。5.根据权利要求1所述的激光打标机，其特征在于，所述控制器根据所述校正表及所述激光束的光斑在所述三维坐标系中的坐标，通过插值法获取所述音圈电机的所需位移量，以控制所述音圈电机移动。6.一种激光打标方法，其特征在于，包括以下步骤：提供如上述权利要求1～5任一项所述的激光打标机；所述三维移动平台带动所述探测仪在所述三维坐标系中移动，以使所述探测仪依次位于多个位置点；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒远，李玉廷，王光能，闫静，米野，丁兵，高云峰，
申请(专利权)人：深圳市大族激光科技股份有限公司，深圳市大族电机科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44