用于将激光对准于工件表面的激光装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种激光装置，该装置包含有：i）成像设备，其具有光路，用于捕获工件表面的图像；ii）激光发射设备，其被配置来沿着激光路径将激光对准于工件表面，该激光发射设备的激光路径和成像设备的光路相分离；iii）控制器，其与成像设备和激光发射设备相连接，该控制器被配置来根据由成像设备所捕获的工件表面图像调节该激光发射设备的激光路径。本发明专利技术也公开了一种将激光对准工件表面的方法。

【技术实现步骤摘要】
用于将激光对准于工件表面的激光装置和方法
本专利技术涉及一种激光装置，该激光装置特别地，并非唯一地完成激光打标（lasermarking）以刻划或标记工件表面。本专利技术也涉及一种将激光对准于工件表面的方法。
技术介绍
激光打标是一种传统技术，其使用激光刻划或标记工件的表面。激光器的示例包括：波长位于1064纳米至11微米之间的红外线类型的激光器，如CO2激光器；以及波长位于400纳米至700纳米之间的可见光类型的激光器，如绿色激光器。通常，在激光发射设备将激光对准于工件表面以在那里产生一个或多个标记以前，用于激光打标的带表面的工件首先被支撑在一平台上的预定位置处。图1表明了传统的激光打标设备100，其包含有：计算机102，用于控制激光产生器104和激光束传送系统106，以将来自激光产生器104的激光束108对准于放置在平台上的预定位置处的工件上，以便于工件表面匹配于打标平面110而进行打标。然而，实际上，由于各种原因如不精确的工件放置或机器振动，工件可能没有被精确地放置在平台上的预定位置处。如果工件的尺寸很小（如大约0.1mm），那么工件没有精确放置在平台上的问题可能尤其明显。这是因为位置上的细小变化将会导致不同的工件之间一个或多个标记改变。
技术实现思路
所以，本专利技术的目的是寻求提供一种激光装置，以解决不精确地放置工件进行激光处理的问题。本专利技术一方面提供一种激光装置，该装置包含有：成像设备，其具有光路，用于捕获工件表面的图像；激光发射设备，其被配置来沿着激光路径将激光对准于工件表面，该激光发射设备的激光路径和成像设备的光路相分离；以及控制器，其与成像设备和激光发射设备相连接，该控制器被配置来根据由成像设备所捕获的工件表面图像调节该激光发射设备的激光路径。本专利技术另一方面提供一种将激光对准工件表面的方法，该方法包含有以下步骤：成像设备沿着光路捕获工件表面图像；控制器接收由成像设备所捕获的捕获后的工件表面图像，并调节激光发射设备的激光路径以将激光对准于工件表面，该激光发射设备的激光路径和成像设备的光路相分离；激光发射设备沿着调节后的激光路径将激光对准于工件表面。本激光装置的一些优选特征/步骤在从属权利要求中得以限定。附图说明现在仅仅通过示例的方式，并参考附图描述本专利技术较佳实施例，其中。图1所示为传统的激光打标设备。图2a和图2b所示为根据本专利技术较佳实施例所述的激光装置的不同侧面示意图。图3所示为本较佳实施例的激光装置的俯视示意图。图4a至图4c所示比较了图1中的传统激光打标设备和本较佳实施例的激光装置的操作，其中工件表面在不进行旋转和偏移的情形下相对于打标平面被精确地放置。图5a至图5c所示比较了图1中的传统激光打标设备和本较佳实施例的激光装置的操作，其中工件表面在进行旋转和偏移的情形下相对于打标平面没有被精确地放置。图6所示为表明本较佳实施例的激光装置的操作的流程示意图。具体实施方式图2a和图2b所示为根据本专利技术较佳实施例所述的激光装置200的不同的侧面示意图。激光装置200包括：i）激光发射设备（所示为激光产生器204和激光束传送系统206）；ii）成像设备202，其装配在激光发射设备204、206上；以及iii）控制器208（如计算机），其和激光发射设备204、206以及成像设备202相连接。控制器208控制激光发射设备204、206，以沿着激光路径210将激光束对准于支撑在平台上的预定位置处的工件上，以便于工件表面和打标平面212匹配而进行打标。而且，成像设备202被操作来沿着规定的光路（图2b：‘214’）捕获工件表面的图像，并将所捕获的图像送至控制器208进行处理。在激光束被引导至工件表面进行打标以前，基于这个所捕获的图像，控制器208接下来控制激光束传送系统206，以调节激光束的激光路径210。尤其是，来自激光发射设备204、206的激光束的激光路径210与成像设备202的光路214相区分和相分离。激光束传送系统206包含有一组振镜（galvomirrors）216a、216b，其可被控制器208控制，以围绕它们各自的旋转轴旋转，藉此引导X方向或Y方向上的激光束至打标平面212上的一位置处。激光束传送系统206也可包括：混合f-theta透镜（convergentf-thetalens）（图中未示），用于将激光束聚焦在打标平面212上；和投射箱（lightbox）218，用于在成像前照射工件表面。由于振镜216a、216b被使用来反射来自激光产生器204的激光束，但并非有必要地允许来自工件表面的光线透射通过以到达成像设备202进行图像捕获，所以对于振镜216a、216b而言，不需要特别地构造（如通过特殊镀膜处理）以同时允许激光反射和光线透射。因此，振镜216a、216b不必须是，如二向色镜（dichroicmirrors），其可兼容于激光反射和光线透射。这样有利于减少构造激光束传送系统206的复杂性和成本。这也同样意味着成像设备202能够与不同类型的激光产生器204一同使用。参考图2b所示，可以看出，成像设备202更具体地包括：i）照相机222，用于捕获图像；ii）另一个投射箱220，用于照射工件表面；iii）一组固定镜（fixedmirrors）224a、224b，其中固定镜224a被配置来将来自投射箱220的光线反射至工件表面，而固定镜224b被配置来沿着光路214将光线从工件表面反射至照相机222。由于固定镜224a、224b被使用来反射光线，但并非有必要地允许任何激光透射通过以到达打标平面212，所以对于固定镜224a、224b而言，不需要特别地构造（如通过特殊镀膜处理）以同时允许激光反射和光线透射。因此，固定镜224a、224b不必须是，如二向色镜（dichroicmirrors），其可兼容于激光反射和光线透射。这样有利于减少构造成像设备202的复杂性和成本。这也同样意味着成像设备202能够与不同类型的激光产生器204一同使用。由于来自激光发射设备204、206的激光束的激光路径210与成像设备202的光路214相区分和相分离，所以激光装置200在该激光装置200的配置过程中必须被校准。例如，由于打标平面212和进行打标的工件表面相匹配，所以控制器208可以确定激光束投射在打标平面212上的点的位置坐标。与此同时，控制器208也可以确定由照相机222所检测的打标平面212上相对应点的位置坐标。根据打标平面212上这些相对应点的位置坐标，控制器208确定充分考虑打标平面212上那些相对应点之间的位置偏差的补偿因子。这个补偿因子然后被预存储在控制器208中，校准处理得以被完成。可供选择地，控制器208可以控制激光发射设备204、206，以根据激光发射设备204、206的位置座标在样本工件表面上形成图案。然后成像设备202捕获该图案的图像，并根据成像设备202的位置座标分析该图案。其后，由激光发射设备204、206所形成的图案和由成像设备202所捕获的图案的位置座标中的偏差通过控制器208计算，以导出补偿因子。然后，这个补偿因子被预存储在控制器208中，本激光装置200的校准处理得以被完成。另外，控制器208也预存储有参考模板（referencetemplate），该参考模板包含有相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光装置，该装置包含有：成像设备，其具有光路，用于捕获工件表面的图像；激光发射设备，其被配置来沿着激光路径将激光对准于工件表面，该激光发射设备的激光路径和成像设备的光路相分离；控制器，其与成像设备和激光发射设备相连接，该控制器被配置来根据由成像设备所捕获的工件表面图像调节该激光发射设备的激光路径。

【技术特征摘要】
1.一种激光装置，该装置包含有：成像设备，其用于捕获一个或多个显示了工件的位置信息的图像；第一光源设备，其被操作用于发射光线，以照明工件表面，以致该成像设备能够捕获一个或多个图像，来确定工件的位置信息；第一镜，其相对于第一光源设备设置，以将从第一光源设备处发射出的光线反射至工件表面，由此限定用于照明的光线路径；以及第二镜，其相对于成像设备设置，以将已被照明的工件表面的图像反射至成像设备，由此限定用于图像捕获的光路；第二光源设备，被配置来发射照明光线直接至工件表面上，来确定工件的位置信息，其中该第二光源设备设置在第一镜和第二镜与工件之间；激光发射设备，其被配置来沿着激光路径将激光对准于工件表面用于激光打标，该激光发射设备的激光路径与光线路径和光路相分离；控制器，其与成像设备和激光发射设备相连接，该控制器被配置来根据由成像设备所捕获的已被照明的工件表面图像而确定的工件的位置信息，调节该激光发射设备的激光路径。2.如权利要求1所述的激光装置，其中，该控制器被配置来比较所捕获的工件表面图像和预存储的参考模板。3.如权利要求1所述的激光装置，其中，该成像设备被安装在激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈民，欧钢，张雨时，刘启峰，张转运，张华，
申请(专利权)人：先进科技新加坡有限公司，
类型：发明
国别省市：