激光刻划机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种利用微机控制的激光刻划机，它包括基座、丫向导轨组件、Ｘ向导轨组件、Ｚ向导轨组件和激光器，激光器通过丫向导轨组件和Ｘ向导轨组件的推动作二维激光扫描，本实用新型专利技术的优点是激光有效利用率高，刻划图形无畸变，刻划范围大，安装方便，运行可靠。本实用新型专利技术可广泛用于汽车、精密机械、电子、包装和广告等行业。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
激光刻划机本技术涉及一种刻划机，特别是一种利用激光进行刻划的激光刻划机。激光刻划机是由微型电子计算机自动控制激光束在产品或零部件的表面上刻划出标识或标记(包括图形、文字和数字等)的高技术产品。激光刻划的优点是：对被加工表面无腐蚀，亦不会使其产生变形和内应力，适宜在以金属、塑料和陶瓷等各种材料制成的产品上刻划标识(标记)，刻划的标识(标记)具有不可更换性和永久性特点。现有各种激光刻划机由激光器和激光刻头构成，激光刻划头包括激光扩束器、二维扫描器和聚焦透镜，从激光器产生的激光光束通过激光刻划头射在被加工件上，并通过激光刻划头内的二维扫描器的二维变动，使被加工件上刻划出一定的标识(标记)，这种激光刻划机由于激光器和激光刻划头是分离的，也就是说从激光器发出的激光光束不是直接射在被加工件上，而是要通过激光刻划头中的激光扩束器和二维扫描器改变光束的光路，因此，这种激光刻划机存在脉冲能量损耗大，对硬质材料刻划难度大，刻划范围小，标识图形容易畸变，机体加工难度大，成本高的缺点，大大影响了该机的应用前景。本技术的目的是提供一种通过移动激光器改变激光光束的光路直接对被加工件进行刻划的激光刻划机。本技术的目的是这样实现的：它是由基座、Y向导轨组件、X向导轨组件、Z向导轨组件、连接件和激光器构成，Y向导轨组件固定在基座上，X向导轨组件固定在Y向导轨组件上并可沿Y向滑动，Z向导轨组件固定在X向导轨组件上并可沿X向滑动，激光器通过连接件固定在Z向导轨组件上，并可沿Z向滑动。其中，激光器垂直设置，自上而下依次由全反镜端盖子、全反镜室、Q开关或Q调制器室、水嘴—激光棒—灯座、矛光腔座、水嘴—激光棒—灯座、部分反射镜室和输出端盖子构成，相邻单元均为面接触并相互固定。Y向导轨组件由Y向导轨、Y向滑板和Y向传动丝杆构成，X向导轨组件由X向导轨、X向滑板和X向传动丝杆-->构成，Z向导轨组件由Z向燕尾形导轨、燕尾形滑块和Z向传动丝杆构成，Y向导轨固定在基座上，Y向滑板固定在Y向导轨上并通过Y向传动丝杆推动在导轨上滑动，X向导轨固定在Y向滑板上，X向滑板固定在X向导轨上并通过X向传动丝杆推动在导轨上滑动，Z向燕尾形导轨固定在X向滑板上，燕尾形滑块插在Z向燕尾形导轨的槽内并通过Z向传动丝杆推动上下滑动。激光刻划机是利用激光束与被加件之间的相对运动对被加工件进行刻划，因此，激光要在被加工件表面刻划出标识，除了掩膜式加工外，它们之间必须发生相对运动，一般有以下几种方式：一、激光束不动，被加工件(或载物台)作二维平面运动，这种工作方式适合于加工比较小而轻的零部件，应用的适用性较差。二、被加工件不动，激光束作二维扫描运动，满足这种要求的装置通常称为激光扫描器或激光刻划头。实现激光束二维扫描有以下三种构造形式：1、两个振动方向互相垂直的双振镜扫描器：激光束先入射到两片振镜中的一个，经反射后再入射到另一个振镜，激光束经两次反射后再投射到被加工件的表面上，表面上光点的运动受扫描驱动控制器控制。这种扫描器的优点是惯性小，扫描速度高，适合于采用连续泵浦声光调Q脉冲激光器时作二维扫描，刻划速度快，缺点是比较娇气，容易损坏，扫描非线性(反射镜扫描角度的非线性)，刻划图形有明显畸变，2、双振镜扫描器+载物台移动，由于振动扫描范围受光束聚焦镜的限制，刻划范围较小，一般只有几十毫米，如果既要扫描速度快，又要刻划范围大，则还要载物台作二维(或只作一维)运动。这种方式使受控机构和控制驱动单元增多，造价将有较大幅度增加。3、激光束二维平移扫描器，即本技术设计的刻划方式，二维(X、Y)平移运动采用丝杆作传动部件，步进电机驱动，这种方式与绘图仪的工作原理相同。这种扫描器适合于用脉冲泵浦调Q脉冲激光刻划。由于激光束扫描运动是线位移运动和步进电机驱动的，所以扫描是完全线性的。从这一点来看就能刻划出无畸变的图形，这种扫描方式的优点是线性扫描可刻划出无畸变图形，刻划范围能够做得比较大。-->使用时，将被加工部件放置在激光器的下方。通过调节Z向传动丝杆对激光束进行聚焦，然后利用微机控制，使激光器在X向和Y向传动丝杆的作用下作二维运动，同时发出激光束，完成刻划工作。本技术与现有技术相比，其显著优点是：1、激光器输出的激光，只需经一透镜聚焦，便可对工件进行加工，激光有效利用率高(95％以上)；2、刻划的标识形状无畸形；3、刻划的范围大(180×180mm2以上)；4、安装方便，运行可靠。本技术可广泛用于汽车、精密机械、电子、包装和广告等行业。下面结合附图和实施例对本技术作进一步详述：图1是激光刻划机的结构示意图。图2是激光器的结构示意图。实施例：本技术制作的激光刻划机包括基座[1]、Y向导轨组件[2]、X向导轨组件[3]、Z向导轨组件[4]、连接件[5]和激光器[6]。其中Y向导轨组件[2]由Y向导轨[21]、Y向滑板[22]和Y向传动丝杆[23]构成。X向导轨组件[3]由X向导轨[31]、X向滑板[32]和X向传动丝杆[33]构成。Z向导轨组件[4]由Z向燕尾形导轨[41]、燕尾形滑块[42]和Z向传动丝杆[43]构成。激光器[6]由全反镜端端盖子[61]、全反镜室[62]、Q开关或Q调制器室[63]、水嘴—激光棒—灯座[64]、聚光腔座[65]、水嘴—激光棒—灯座[66]，部分反射镜室[67]和输出端盖子[68]构成。Y向导轨[21]固定在基座[1]上，Y向滑板[22]固定在Y向导轨[21]上，Y向传动丝杆[23]的螺姆固定在基座[1]上，步进电机固定在Y向滑板[22]的下面，Y向滑板[22]通过Y向传动丝杆[23]的推动在Y向导轨[21]上滑动，X向导轨[31]和Y向垂直并固定在Y向滑板[22]上，X向滑板[32]固定在X向导轨[31]上，X向传动丝杆[32]的螺姆固定在Y向滑板[22]上，步进电机固定在X向滑板[32]的下面，X向滑板[32]通过X向传动丝杆[33]的推动在X向导轨[31]上滑动，Z向燕尾形导轨[41]固定在X向滑板[32]上，燕尾形滑块[42]插在Z向燕尾形导轨[41]中的-->槽内，Z向传动丝杆[43]靠手动旋转推动燕尾形滑块[42]上下移动。激光器[6]垂直设置并通过“L”形连接件[5]与燕尾形滑块[42]固定。激光器[6]自上而下依次是全反镜端盖子[61]、全反镜室[62]、Q开关或Q调制器室[63]、水嘴—激光棒—灯座[64]、聚光腔座[65]、水嘴—激光棒—灯座[66]、部分反射镜室[67]和输出端盖子[68]，两邻两节之间均为面接触，并相互采用螺钉固定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由电脑操纵控制的激光刻划机，其特征在于它是由基座［１］、丫向导轨组件［２］、Ｘ向导轨组件［３］、Ｚ向导轨组件［４］、连接件［５］和激光器［６］构成；丫向导轨组件［２］固定在基座［１］上，Ｘ向导轨组件［３］固定在丫向导轨组件［２］上并可沿丫向滑动，Ｚ向导轨组件［４］固定在Ｘ向导轨组件［３］上并可沿Ｘ向滑动，激光器［６］通过连接件［５］固定在Ｚ向导轨组件［４］上并可沿Ｚ向滑动。

【技术特征摘要】
1、一种由电脑操纵控制的激光刻划机，其特征在于它是由基座[1]、Y向导轨组件[2]、X向导轨组件[3]、Z向导轨组件[4]、连接件[5]和激光器[6]构成；Y向导轨组件[2]固定在基座[1]上，X向导轨组件[3]固定在Y向导轨组件[2]上并可沿Y向滑动，Z向导轨组件[4]固定在X向导轨组件[3]上并可沿X向滑动，激光器[6]通过连接件[5]固定在Z向导轨组件[4]上并可沿Z向滑动。2、根据权利要求1所述的激光刻划机，其特征在于所述的激光器[6]是垂直设置，自上而下依次由全反镜端盖子[61]、全反镜室[62]、Q开关或Q调制器室[63]、水嘴—激光棒—灯座[64]、聚光腔座[65]、水嘴—激光棒—灯座[66]、部分反射镜室[67]和输出端盖子[68]构成，相邻之间均为面接触并相互固定。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗必凯，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]