电磁辐射系统技术方案

一种用于将电磁辐射束导向目标(130)的电磁辐射系统(100)。该电磁辐射系统包括：电磁辐射源(110)，其用于提供电磁辐射束；头部(120)，其用于将电磁辐射束投射到目标(130)上；和脐带缆组件(140)，其将电磁辐射源(110)连接到头部(120)，并且配置成将电磁辐射束传输到头部。电磁辐射系统还包括定位在电磁辐射源(110)和脐带缆组件(140)之间的光学隔离器(150)。脐带缆组件(140)之间的光学隔离器(150)。脐带缆组件(140)之间的光学隔离器(150)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电磁辐射系统


[0001]本专利技术涉及一种诸如激光打标系统的电磁辐射系统。本公开的方面和实现方式大体上涉及激光扫描和激光打标装备。

技术介绍

[0002]目前的激光打标器和扫描仪在包装中以及在零件打标生产线中的自动化生产操作期间是受限的。目前的激光打标器和扫描仪典型地相对于被打标的制品固定到生产系统中。
[0003]已知的激光打标系统通常包括用于激光打标系统的不同部件的多个笨重外壳。例如，已知的激光打标系统通常包括用于激光源的外壳、用于抽取设备的外壳、用于冷却系统的外壳、用于包封生产线的一部分的大型辐射屏蔽单元以及将激光打标系统的不同部件连接在一起的多个非柔性线缆和/或导管。这趋于使已知的激光打标系统成为巨大、沉重、繁重的系统，该系统在使用中不灵活，难以安装在生产线上，并且难以在生产线周围操纵。与已知激光打标系统相关联的安全要求(例如，辐射安全要求和/或烟雾抽取要求)也增加了在安装和安全使用已知激光打标系统过程中的难度。为了安装和使用已知的激光打标系统，生产线所有者典型地必须首先与安全官员一起组织对其生产线的评估，使得能够为其独特的生产线设计和建造定制的激光打标系统部件(例如，辐射屏蔽单元)，这导致成本高昂且耗时的过程。与已知激光打标系统相关联的困难是，生产线所有者不愿意用已知激光打标系统替换不同的打标系统(例如，连续喷墨打标系统)。
[0004]本专利技术的目的是提供一种激光打标系统，该系统避免或减轻无论是在这里还是别处确定的现有技术的一个或多个问题。

技术实现思路

[0005]本文中公开的方面和实施例设置用于将光学扫描或打标系统(例如，激光扫描或打标系统)容易地集成和操作到生产系统中。
[0006]在第一方面，提供了一种用于将电磁辐射束导向目标的电磁辐射系统。该系统包括：电磁辐射源，其用于提供电磁辐射束；头部，其用于将电磁辐射束投射到目标上；和脐带缆组件，其将电磁辐射源连接到头部，并且配置成将电磁辐射束传输到头部。电磁辐射系统还包括定位在电磁辐射源和脐带缆组件之间的光学隔离器。
[0007]电磁辐射源可包括光学增益介质。电磁辐射源可包括光纤激光器。电磁辐射源可包括光纤放大器。光学隔离器可定位在光纤放大器和脐带缆之间。光纤放大器可为电磁辐射系统的最终光学放大级。光纤放大器可为电磁辐射系统的最终光学增益介质。电磁辐射束可在离开电磁辐射源之前被充分放大。
[0008]头部可包括准直器。准直器可配置成从脐带缆组件接收由电磁辐射源生成的电磁辐射。
[0009]在光纤激光器中，激光可在光纤芯内有效地被引导。组合基于光纤的部件是相对
简单的，使得激光可相对容易地在激光打标系统的基于光纤的部件之间被导向。相反，一旦激光离开光纤并成为自由空间激光，就很难将其以精确和稳定的方式再次聚焦并且例如将其耦合回光纤中。光学隔离器典型地由三个不同的部件制成，所述部件要求光通过自由空间传输。典型的光纤激光打标系统构造成使得光学隔离器设置在打标头部上，使得光通过基于光纤的部件传输，直到传递到打标头部中的自由空间内。因此，典型的光纤激光打标系统将光学隔离器设置在激光打标系统的打标头部中。专利技术人已经认识到，将光学隔离器与打标头部分开设置允许对打标头部的尺寸进行显著改进。
[0010]电磁辐射系统可为例如激光打标系统。然而，将意识到，电磁辐射系统可用于除激光打标之外的目的，诸如激光焊接、激光切割、激光钻孔等。
[0011]脐带缆组件可包括光纤，该光纤配置成将电磁辐射束从激光源传输到头部。配置成将电磁辐射束从激光源传输到头部的光纤可为无源光纤。光学隔离器可设置在电磁辐射源和目标之间限定的光学路径中的任何光放大器部件之后(即，光学下游)。因此，光学隔离器可设置在光纤放大器和无源光纤之间。光纤放大器可用来传送和放大电磁辐射束，而无源光纤可仅用来传送电磁辐射束。
[0012]光纤的长度可大于脐带缆组件的长度。准直器可通过光纤光学耦合到光学隔离器。准直器和/或光学隔离器可与光纤一体地形成。准直器和/或光学隔离器可耦合成使得一旦耦合，它们就不能与光纤分离。
[0013]脐带缆组件可包括配置成检测光纤的故障的一根或多根线。该系统还可包括监测器，该监测器配置成监测一根或多根线的电特性。监测器可配置成监测一根或多根线的导通性。
[0014]脐带缆组件可包括具有相对低弹性的细长构件。细长构件可机械地联接到机箱和/或打标头部。光纤相对于脐带缆组件和/或细长构件的长度的相对长度可防止或减少例如在生产环境中安装系统期间通过光纤的拉伸而对光纤造成的损坏。
[0015]该系统还可包括机箱。电磁辐射源可构造在机箱内。光学隔离器可另外构造在机箱内。机箱可安装在第一位置中，并且头部可安装在与机箱分离的第二位置中。脐带缆可将光学信号和电信号从机箱传输到头部。头部可容纳相对较小的部件，而机箱可容纳相对较大的部件，使得可提供紧凑的头部。紧凑的头部设置用于激光系统更容易地安装在生产环境中。
[0016]该系统还可包括可移动组件。可移动组件可构造成相对于目标移动头部。例如，可移动组件可形成CNC机器或机械臂的一部分。在使用中，可移动组件可相对于电磁辐射的目标移动头部。所述方面因此可允许激光系统在此以前不可能的环境中安装和使用。
[0017]该系统还可包括用于头部的保持器。该系统可构造成使得如果头部相对于保持器处于预定构造中，则从头部发射电磁辐射，但是如果头部和保持器不处于预定构造中，则防止从头部发射电磁辐射。将意识到，针对本文中提供的头部的紧凑形状因数使得希望附加的安全特征来防止电磁辐射被意外地或错误地发射。
[0018]第二方面提供了一种制造电磁辐射系统的方法。该辐射系统可包括：头部，其用于将电磁辐射束投射到目标上；脐带缆外壳，其包括细长管，该细长管具有在细长管的第一端部处的第一开口和在细长管的第二端部处的第二开口；和光学组件，其包括用于接收来自电磁辐射源的电磁辐射的准直器和光学隔离器，该准直器和光学隔离器通过光纤连接。该
方法可包括：使准直器从第一开口通过脐带缆外壳传递到第二开口；以及将准直器构造在头部内。
[0019]光学隔离器、准直器和光纤可一体地形成。也就是说，隔离器、准直器和光纤可使得一旦这些部件已经被制造，在电磁辐射系统的后续组装期间就不可能将所述部件与彼此分离。将准直器构造在头部内可包括将准直器固定在头部内。准直器可被固定以便将准直束导向到头部的转向机构，该转向机构允许准直束至目标的可变方向。电磁辐射源可包括光纤激光器。电磁辐射系统可为激光打标系统，尽管应当意识到，本文中描述的主题也可用于除激光打标系统之外的系统中。细长管可具有连续的直径，并且除了在第一端部和第二端部处的开口之外可没有开口。也就是说，细长管可形成为使得要求物品沿着管的长度传递(而不是例如打开管的一侧以插入部件)。在一些实施例中，细长管可具有除第一端部和第二端部之外的开口，例如设置进入端口，但不沿着管的长度延伸。除了第一端部和第二端部之外的开口，如果设置的话，可在使用中由其它部件密封，或者可设置成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于将电磁辐射束导向目标的电磁辐射系统，包括：电磁辐射源，其用于提供所述电磁辐射束；头部，其用于将所述电磁辐射束投射到所述目标上；和脐带缆组件，其将所述电磁辐射源连接到所述头部并且配置成将所述电磁辐射束传输到所述头部；其中，所述电磁辐射系统还包括定位在所述电磁辐射源和所述脐带缆组件之间的光学隔离器。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电磁辐射源包括光纤激光器。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述电磁辐射源包括光纤放大器。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述光学隔离器定位在所述光纤放大器和所述脐带缆之间。5.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述头部包括准直器，其中，所述准直器配置成接收来自所述脐带缆组件的电磁辐射。6.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述电磁辐射系统是激光打标系统。7.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述脐带缆组件包括光纤，所述光纤配置成将所述电磁辐射束从所述激光源传输到所述头部。8.根据权利要求7所述的系统，其中，配置成将所述电磁辐射束从所述激光源传输到所述头部的所述光纤是无源光纤。9.根据权利要求7或8所述的系统，其中，所述光纤的长度大于所述脐带缆组件的长度。10.根据权利要求7至9和权利要求5中的任一项所述的系统，其中，所述准直器通过所述光纤光学耦合到所述光学隔离器。11.根据权利要求7至10中的任一项所述的系统，其中，所述脐带缆组件包括配置成检测所述光纤的故障的一根或多根线。12.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述脐带缆组件包括具有相对低的弹性的细长构件。13.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，还包括机箱，其中，所述电磁辐射源构造在所述机箱内。14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述光学隔离器构造在所述机箱内。15.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，还包括可移动组件，其中，所述可移动组件构造成相对于所述目标移动所述头部。16.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，还包括保持器，其中，所述系统构造成仅当所述头部由所述保持器以预定构造保持时才允许使用所述头部，所述预定构造基于所述保持器和所述头部的配合特征之间的相互作用来确定。17.一种制造电磁辐射系统的方法，所述辐射系统包括：头部，其用于将电磁辐射束投射到目标上；脐带缆外壳，其包括细长管，所述细长管具有在所述细长管的第一端部处的第一开口和在所述细长管的第二端部处的第二开口；和光学组件，其包括用于接收来自电磁辐射源的电磁辐射的准直器和光学隔离器，所述
准直器和光学隔离器通过光纤连接；所述方法包括：使所述准直器从所述第一开口通过所述脐带缆外壳传递到所述第二开口；和将所述准直器构造在所述头部内。18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述光学隔离器、准直器和光纤一体地形成。19.根据权利要求17或18所述的方法，其中，将所述准直器构造在所述头部内包括将所述准直器固定在所述头部内。20....

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：傲科激光应用技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：