一种冶金板材上凸起刻印的方法及钢板批次检测方法技术

本发明专利技术公开了一种冶金板材上凸起刻印的方法及钢板批次检测方法，所述凸起刻印的方法利用激光刻印系统对置于刻印区域的冶金板材进行刻印，激光刻印系统包括激光器、振镜、场镜、控制单元，激光器向振镜发射激光，控制单元根据待刻印的内容控制振镜以使经振镜反射的激光透过场镜后向刻印区域的相应位置投射，到达刻印区域的激光使置于刻印区域的冶金板材表面显现刻印内容；激光器为连续激光器，刻印内容相对于冶金板材表面呈凸起状，凸起刻印的方法包括在100W至800W范围内设定连续激光器的输出功率，且在10kHz至60kHz范围内设定连续激光器的工作频率。本发明专利技术通过连续激光器实现在冶金板材表面上的凸起标刻，标刻内容清晰准确，标刻速度快。标刻速度快。标刻速度快。

【技术实现步骤摘要】
一种冶金板材上凸起刻印的方法及钢板批次检测方法


[0001]本专利技术涉及激光刻印领域，尤其涉及一种冶金板材上凸起刻印的方法及钢板批次检测方法。

技术介绍

[0002]随着国内激光器的研发技术和生产制造能力的提升，激光器的质量水平有所提升，激光器的应用领域也在相应地拓展，同时，各个领域内的应用范围也在不断扩大。现在，随着冶金企业两化融合发展，冶金冶炼企业逐渐产生了产品溯源和物料码标识的需求，亟待解决对冶金冶炼热钢坯或钢材进行快速打标、雕刻物料码等难题，以便实现产品生产过程平台化自动化管理。
[0003]传统冶金标刻，一般采用化学腐蚀、油墨喷码、铝粉喷涂、机械雕刻以及机械冲压等方法，但这些方法存在性能差、精度低、图形单一、成本高且耗时长的问题，尤其是化学腐蚀方法还会造成污染，这些都不利于产品生产的自动化管理。
[0004]随着冶金行业的标刻需求不断增加，激光标刻应运而生，其具有标记速度快、运行成本低、无污染等特点。目前，对冶金板材的激光标刻还停留于脉冲激光器。但由于脉冲激光器的功率很小，所以只有当脉冲激光在冶金板材上慢速移动时，才能形成深度且连续的刻印，可这同时也会导致板材上的某些位置被重复刻印，从而使得刻印效果不佳，并且，慢速移动直接导致标刻时间长、效率低，根本无法达到工业生产中工艺过程时间的要求。但若使用大功率连续激光器进行激光标刻，又会产生以下缺陷：一、发射的激光拥有集中且连续的高能量，很难实现对激光速度及能量的控制，从而造成刻印不可控制，比如，加工过程中伴随的热效应容易对待加工的冶金板材产生不利损伤；二、由于发射的连续激光能量太大，当激光束打到金属表面瞬间，会在金属表面形成坑，造成部分金属熔化，甚至是金属飞溅，这将导致待加工的冶金板材上出现不均匀的图案，无法保证基础线条的刻印，还会造成冶金板材的整洁度下降，影响冶金板材的品质，使得后续工作中还需对冶金板材进行抛光处理，并且金属飞溅还会直接影响损坏场镜而影响标刻效果。
[0005]所以一直以来，业界都认为大功率连续的连续激光器不能作为激光标刻系统的一部分而使用，而是将其应用在对钢材切割和焊接需求中。因此，现在需要一种通过使用连续激光器以实现在冶金板材上精准标刻的技术方案。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术的问题，本专利技术提供了一种冶金板材上凸起刻印的方法及钢板批次检测方法，能够在冶金板材上刻印凸起的预定义内容，清晰准确，技术方案如下：一方面，本专利技术提供了一种冶金板材上凸起刻印的方法，利用激光刻印系统对置于刻印区域的冶金板材进行刻印，所述激光刻印系统包括激光器、振镜、场镜、控制单元，其
中，所述激光器以预设的频率向所述振镜发射预设输出功率的激光，所述控制单元根据待刻印的内容控制所述振镜的旋转方向和旋转角度，以使经所述振镜反射的激光透过所述场镜后向刻印区域的相应位置投射，所述场镜用于使透过其的激光聚焦，且到达刻印区域的激光使置于所述刻印区域的冶金板材表面显现刻印内容；所述激光器为连续激光器，所述刻印内容相对于冶金板材表面呈凸起状，所述凸起刻印的方法包括根据以下范围设定所述连续激光器的工作参数：在100W至800W范围内设定所述连续激光器的输出功率；且在10kHz至60kHz范围内设定所述连续激光器的工作频率。
[0007]进一步地，所述凸起刻印的方法还包括在5mm/s至200mm/s范围内设定所述振镜的转动速率。
[0008]进一步地，所述凸起刻印的方法还包括选用焦距范围在200mm至400mm范围内的场镜。
[0009]进一步地，所述激光刻印系统还包括准直器，其设置在所述连续激光器与振镜之间，且所述准直器使激光在场镜处的光斑直径范围介于10微米至50微米。
[0010]优选地，所述准直器为QBH准直器，所述激光器的激光头通过光纤连接激光器的发生器本体，所述激光头连接所述QBH准直器的输入端，所述QBH准直器的输出端将整形后的激光发射至所述振镜。
[0011]进一步地，所述连续激光器的输出功率范围为120W至750W，优选地，所述连续激光器的输出功率范围为160W至650W，进一步优选地，所述连续激光器的输出功率范围为200W至600W。
[0012]进一步地，所述连续激光器的工作频率范围为20kHz至50kHz，优选地，所述连续激光器的工作频率范围为30kHz至50kHz，进一步优选地，所述连续激光器的工作频率范围为40kHz至50kHz，更优选为50kHz。
[0013]进一步地，所述连续激光器以设定的工作频率依次输出激光，且在每个周期内持续输出的激光的功率恒定为设定的输出功率值。
[0014]进一步地，设定所述连续激光器的输出功率范围为450W至550W，设定所述振镜的转动速率为25mm/s至100mm/s。
[0015]进一步地，所述刻印内容的形式包括凸起的文字、图形、数字、二维码中的一种或多种。
[0016]另一方面，本专利技术提供了一种钢板批次检测方法，包括以下步骤：将生产得到的钢板依次输送至标识平台；利用如上文所述的冶金板材上凸起刻印的方法，使输送至标识平台的钢板上对应刻印区域的表面显现刻印内容，所述刻印内容包括预设的批次标识；对完成刻印的钢板进行质量抽检，若抽检不合格，则根据钢板上刻印的批次标识查找与抽检不合格的钢板属于同一批次的钢板；对该批次的全部钢板进行检测后的相应处理。
[0017]进一步地，激光刻印系统根据预先获取钢板的输送速度和当前的刻印内容，控制振镜的旋转角度和转动速度，以使在钢板输送的过程中完成激光刻印。
[0018]优选地，所述钢板在输送的过程中停止预设时间，以进行刻印。
[0019]本专利技术提供的技术方案带来的有益效果：通过设定连续激光器的输出功率和工作频率，实现在冶金板材表面上的凸起标刻，并且，标刻内容清晰准确，标刻速度快。
[0020]本专利技术利用连续激光器对冶金板材进行凸起标刻，克服了行业内的技术偏见（由于大功率的激光束能量过高，无法利用其在板材上形成凸起标刻，相反地，控制不当，极其容易在冶金板材上形成凹陷，从而无法到达凸起刻印的需求，所以业内认为连续大功率激光器无法进行凸起刻印），但本专利技术通过数次试验以确定连续激光器的输出功率和工作频率，并结合振镜的转动方向、旋转角度及转动速率，得到了能够实现连续激光束在冶金板材上的一次性凸起刻印的控制方法，刻印效果好，降低成本的同时还保证了刻印精度及效率。另外，基于本凸起刻印方法不仅能够进行冶金板材的批次检测，还可以进行相关防伪识别。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术实施例提供的激光标刻系统的工作原理图；图2为本专利技术实施例提供的激光标刻系统的结构示意图；图3为图2的后视图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冶金板材上凸起刻印的方法，利用激光刻印系统对置于刻印区域的冶金板材进行刻印，所述激光刻印系统包括激光器、振镜、场镜、控制单元，其中，所述激光器以预设的频率向所述振镜发射预设输出功率的激光，所述控制单元根据待刻印的内容控制所述振镜的旋转方向和旋转角度，以使经所述振镜反射的激光透过所述场镜后向刻印区域的相应位置投射，所述场镜用于使透过其的激光聚焦，且到达刻印区域的激光使置于所述刻印区域的冶金板材表面显现刻印内容；其特征在于，所述激光器为连续激光器，所述刻印内容相对于冶金板材表面呈凸起状，所述凸起刻印的方法包括根据以下范围设定所述连续激光器的工作参数：在100W至800W范围内设定所述连续激光器的输出功率；且在10kHz至60kHz范围内设定所述连续激光器的工作频率。2.根据权利要求1所述的冶金板材上凸起刻印的方法，其特征在于，还包括在5mm/s至200mm/s范围内设定所述振镜的转动速率。3.根据权利要求1所述的冶金板材上凸起刻印的方法，其特征在于，还包括选用焦距范围在200mm至400mm范围内的场镜。4.根据权利要求1所述的冶金板材上凸起刻印的方法，其特征在于，所述激光刻印系统还包括准直器，其设置在所述连续激光器与振镜之间，且所述准直器使激光在场镜处的光斑直径范围介于10微米至50微米。5.根据权利要求4所述的冶金板材上凸起刻印的方法，其特征在于，所述准直器为QBH准直器，所述激光器的激光头通过光纤连接激光器的发生器本体，所述激光头连接所述QBH准直器的输入端，所述QBH...

【专利技术属性】
技术研发人员：马鑫，马刚，马钰添，
申请(专利权)人：苏州市瑞思特智能制造有限公司，
类型：发明
国别省市：