一种激光打标控制方法、激光打标头以及激光打标机

摘要

本发明公开了一种激光打标控制方法、激光打标头以及激光打标机，激光打标头包括激光发生器，用于发射激光；第一导轨；第一滑动装置，第一滑动装置可沿第一导轨滑动；第一反射镜，第一反射镜固定于第一滑动装置上；第二导轨，第二导轨固定于第一滑动装置上，第二导轨与第一导轨垂直；第二滑动装置，第二滑动装置可沿第二导轨滑动；第二反射镜，第二反射镜固定于第二滑动装置上；激光发生器所发射的激光与第一导轨平行且入射至第一反射镜，第一反射镜将激光反射至第二反射镜，第一反射镜反射的激光与第二导轨平行，第二反射镜向下反射激光，以定位打标。通过上述方式，本发明的激光打标头不仅体积更小，并且能够实现大幅面、跨度大的打标操作。

说明书

技术领域

本发明涉及激光控制技术领域，特别是涉及一种激光打标控制方 法、激光打标头以及激光打标机。

背景技术

激光打标机是指利用激光束照射物体，以使物体表层蒸发露出深层 物质，从而在物体的表面上刻画出图案、商标和文字等标记的设备。根 据激光生成方式划分，激光打标机主要分为：二氧化碳激光打标机，半 导体激光打标机、光纤激光打标机等等。

为了在物体表面上刻画出精美的标记，需要准确控制激光打标机中 的激光打标头所输出的激光照射在物体上的位置。现有技术中，是将激 光打标头中的激光发生器所发射的激光入射至两个反射镜上，通过控制 其反射角度，实现激光光束的偏转，进而控制激光照射在物体上的位置。 而通过控制反射镜的反射角度来控制激光光束的偏转的方式，需要较大 的空旷空间，从而使得激光打标头体积过大，占用空间多等缺点，另外， 由于受到反射角度的限制，激光打标机无法实现大幅面的打标操作。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种激光打标控制方法、激光打 标头以及激光打标机，激光打标头不仅体积更小，并且能够实现大幅面、 跨度大的打标操作。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种激 光打标头，包括激光发生器，所述激光发生器用于发射激光；第一导轨； 第一滑动装置，所述第一滑动装置套接在所述第一导轨上，并且所述第 一滑动装置可沿所述第一导轨滑动；第一反射镜，所述第一反射镜固定 于所述第一滑动装置上；第二导轨，所述第二导轨固定于所述第一滑动 装置上，所述第二导轨与第一导轨垂直；第二滑动装置，所述第二滑动 装置套接在所述第二导轨，并且所述第二滑动装置可沿所述第二导轨滑 动；第二反射镜，所述第二反射镜固定于所述第二滑动装置上；所述激 光发生器所发射的激光与所述第一导轨平行且入射至所述第一反射镜， 所述第一反射镜将所述激光反射至第二反射镜，其中，所述第一反射镜 反射的激光与所述第二导轨平行，所述第二反射镜向下反射所述激光， 以定位打标。

其中，所述激光打标机还包括聚焦透镜；所述聚焦透镜固定于所述 第二滑动装置上，并且所述聚焦透镜位于所述第二反射镜的下方，所述 聚焦透镜用于对所述第二反射镜反射的激光聚焦。

其中，所述激光打标机还包括准直器；所述准直器位于所述激光发 生器与所述第一反射镜之间，所述准直器用于将所述激光发生器所发射 的激光准直为平行光束。

其中，所述第一滑动装置包括第一步进电机和第一滑块，所述第一 滑块和第一导轨均设置有螺纹；所述第一导轨固定于所述第一步进电机 上，所述第一滑块与所述第一导轨螺接，所述第一步进电机驱动所述第 一导轨转动，带动所述第一滑块沿第一导轨滑动；所述第二滑装置包括 第二步进电机和第二滑块，所述第二滑块和第二导轨块设置有螺纹；所 述第二步进电机固定于所述第一滑块上，所述第二导轨固定于所述第二 步进电机上，所述第二滑块与所述第二导轨螺接，所述第二步进电机驱 动所述第二导轨转动，带动所述第二滑块沿第二导轨滑动。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种 激光打标头，包括第一导轨；第一滑动装置，所述第一滑动装置套接在 所述第一导轨上，并且所述第一滑动装置可沿所述第一导轨滑动；第二 导轨，所述第二导轨固定于所述第一滑动装置上，并且所述第二导轨与 第一导轨垂直；第二滑动装置，所述第二滑动装置套接在所述第二导轨， 并且所述第二滑动装置可沿所述第二导轨滑动；激光发生器；反射镜， 所述反射镜和激光发生器均固定于所述第二滑动装置上；所述激光发生 器所发射的激光入射至所述反射镜，所述反射镜向下反射所述激光，以 定位打标。

其中，所述激光打标头还包括聚焦透镜；所述聚焦透镜固定于所述 第二滑动装置上，并且所述聚焦透镜位于所述反射镜的下方，用于聚焦 所述反射镜所反射的激光。

为解决上述技术问题，本发明采用的又一个技术方案是：提供一种 激光打标机，包括所述激光打标机包括上述的激光打标头、机架和打标 台；所述打标台用于承载待打标物，所述激光打标头和打标台均设置于 所述机架上，并且所述激光打标头位于所述打标台的上方，所述激光打 标头中向下发射的激光入射至所述打标台上。

其中，所述激光打标头中的第一导轨与所述打标台的Y轴线平行； 所述激光打标头中的第二导轨与所述打标台的X轴线平行；所述激光打 标头中向下发射的激光与打标台垂直。

其中，所述激光打标机还包括升降装置；所述升降装置固定于所述 机架上，所述打标台设置于所述升降装置上，所述升降装置用于升降所 述打标台。

其中，所述激光打标头中的第一滑动装置和第二滑动装置的内侧分 别设置有光栅尺。

为解决上述技术问题，本发明采用的再一个技术方案是：提供一种 激光打标控制方法，包括：激光打标头包括激光发生器、第一导轨、第 一滑动装置、第一反射镜、第二导轨、第二滑动装置和第二反射镜，所 述第一滑动装置套接在所述第一导轨上，并且所述第一滑动装置可沿所 述第一导轨滑动，所述第一反射镜固定于所述第一滑动装置上，所述第 二导轨固定于所述第一滑动装置上，所述第二导轨与第一导轨垂直，所 述第二滑动装置套接在所述第二导轨，并且所述第二滑动装置可沿所述 第二导轨滑动，所述第二反射镜固定于所述第二滑动装置上，所述激光 发生器所发射的激光与所述第一导轨平行且入射至所述第一反射镜，所 述第一反射镜将所述激光反射至第二反射镜，其中，所述第一反射镜反 射的激光与所述第二导轨平行，所述第三反射镜向下反射所述激光，或 者，所述激光打标头包括激光发生器、第一导轨、第一滑动装置、第二 导轨、第二滑动装置和反射镜，所述第一滑动装置套接在所述第一导轨 上，并且所述第一滑动装置可沿所述第一导轨滑动，所述第二导轨固定 于所述第一滑动装置上，并且所述第二导轨与第一导轨垂直，所述第二 滑动装置套接在所述第二导轨，并且所述第二滑动装置可沿所述第二导 轨滑动，所述反射镜和激光发生器均固定于所述第二滑动装置上，所述 激光发生器所发射的激光入射至所述反射镜，所述反射镜向下反射所述 激光，方法包括：接收打标指令；解析所述打标指令，获取所述激光控 制参数和打标坐标；根据所述打标坐标控制所述第二滑动装置和第二滑 动装置滑动，以使所述激光打标头所输出的激光的输出点的位置为所述 打标坐标；根据所述激光控制参数控制激光发生器发射激光打标。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明第二导轨固 定于第一滑动装置上，在第一滑动装置沿第一导轨滑动时，第二导轨随 第一滑动装置滑动，从而调节第二导轨的Y轴坐标，进而调节反射镜的 Y轴坐标，第二滑动装置沿第二导轨滑动，调节反射镜的X轴坐标，进 而调节激光打标头的坐标，相比于通过反射镜的反射角度调节激光打标 头所输出的激光的输出点的位置的方式，本发明的激光打标头不仅体积 小，而且能够实现大幅面、跨度大的打标操作。

附图说明

图1是本发明激光打标头第一实施方式的结构示意图；

图2是本发明激光打标头第二实施方式的结构示意图；

图3是本发明激光打标机实施方式的结构示意图；

图4是本发明激光打标控制方法实施方式的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。

请参阅图1，激光打标头20包括激光发生器21、第一导轨22、第 一滑动装置23、第一反射镜24、第二导轨25、第二滑动装置26和第二 反射镜27。

第一滑动装置23套接在第一导轨22上，并且第一滑动装置23可 沿第一导轨22滑动，第一反射镜24固定于第一滑动装置23上，第二 导轨25固定于第一滑动装置23上，第二导轨25与第一导轨22垂直， 第二滑动装置26套接在第二导轨25，并且第二滑动装置26可沿第二导 轨25滑动，第二反射镜27固定于第二滑动装置26上，激光发生器21 所发射的激光与第一导轨22平行且入射至第一反射镜24，第一反射镜 24将激光反射至第二反射镜27，其中，第一反射镜24反射的激光与第 二导轨25平行，第二反射镜27向下反射激光。需要说明的是：第二导 轨25与第一导轨22垂直，相当于，第一导轨22和第二导轨25分别为 同一平面内的Y轴和X轴，由于第二导轨25固定于第一滑动装置23上 时，第一滑动装置23在第一导轨22内滑动，同步调整第一反射镜24 和第二反射镜27的在Y轴上的坐标，第二滑动装置26在第二导轨25 上滑动时，调整第二反射镜27在X轴上的坐标，从而调整第二反射镜 27反射的激光在Y轴和X轴上的坐标，进而调整激光打标头20的打标 坐标。另外，由于激光发生器21所发射的激光与第一导轨22平行，则 第一滑动装置23带动第一反射镜24在第一导轨22上滑动，激光发生 器21所发射的激光保持入射到第一反射镜24内，并且激光入射到第一 反射镜24的入射角度也保持不变，则激光经第一反射镜24反射的反射 角也保持不变，进一步的，由于第一反射镜24和第二反射镜27同步同 方向移动，所以激光经第一反射镜24反射，保持入射到第二反射镜27。 另外，由于第一反射镜24反射的激光与第二导轨25平行，第二滑动装 置26带动第二反射镜27在第二导轨25上滑动时，第一反射镜24反射 的激光保持入射到第二反射镜27上，并且入射的角度也保持不变。

第一滑动装置23包括第一步进电机231和第一滑块232。第二滑动 装置26包括第二步进电机261和第二滑块262。第一导轨22、第一滑 块232、第二导轨25和第二滑块262均设置有螺纹。第一导轨22固定 于第一步进电机231上，第一滑块232与第一导轨22螺接，第一步进 电机231驱动第一导轨22转动，带动第一滑块232沿第一导轨22滑动。 第二步进电机261固定于所述第一滑块232上，第二导轨25固定于第 二步进电机261上，第二滑块262与第二导轨25螺接，第二步进电机 261驱动第二导轨25转动，带动第二滑块262沿第二导轨25滑动。当 然，第一滑动装置23在第一导轨22的滑动方式和第二滑动装置26在 第二导轨25上滑动方式不限于上述方式，例如：第一导轨22和第二导 轨25均为凹槽，第一滑动装置23和第二滑动装置26均在凹槽内滑动。 进一步的，第一滑动装置23和第二滑动装置26的内侧上均设置有光栅 尺(图未示)，通过光栅尺测量第一反射镜24和第二反射镜27的移动 距离，具体的，第一导轨22和第二导轨25上设置有光栅尺(图未示)， 通过光栅尺测量第一滑块232和第二滑块262的移动距离，进而测量第 一反射镜24和第二反射镜27的移动距离。

激光打标头20还包括聚焦透镜28、准直器29和壳体(图未示)。 聚焦透镜28固定于第二滑动装置26下方，并且聚焦透镜28和第二反 射镜27同步移动，其中，聚焦透镜28位于第二反射镜27的下方，聚 焦透镜28用于对第二反射镜27反射的激光聚焦。准直器29位于激光 发生器21与第一反射镜24之间，准直器29用于将激光发生器21所发 射的激光准直为平行光束。第一步进电机231固定于壳体的内表面，激 光发生器21和准直器29固定于壳体的内表面或者第一导轨22远离第 一步进电机231的另一端。壳体上设置有开口(图未示)，第二反射镜 27所反射的激光经开口射出，当然，壳体还可包括镜片(图未示)，镜 片设置于开口处。

在本发明实施方式中，第一滑动装置和第二滑动装置可分别沿第一 导轨和第二导轨滑动，第一反射镜和第二反射镜分别固定于第一滑动装 置和第二滑动装置上，激光发生器所发射的激光与所述第一导轨平行且 入射至所述第一反射镜，所述第一反射镜反射的激光与第二导轨平行并 且入至第二反射镜，第二反射镜向下反射激光，通过第一滑动装置在第 一导轨内滑动，同步调整第一反射镜和第二反射镜的在Y轴上的坐标， 通过第二滑动装置在第二导轨上滑动时，调整第二反射镜在X轴上的坐 标，从而调整第二反射镜反射的激光在Y轴和X轴上的坐标，进而调整 激光打标头打标的坐标，相比于通过反射镜的反射角度调节激光打标头 所输出的激光的输出点的位置的方式，本发明的激光打标头不仅体积 小，而且能够实现大幅面、跨度大的打标操作。

请参阅图2，激光打标头30包括第一导轨31、第一滑动装置32、 第二导轨33、第二滑动装置34、激光发生器35和反射镜36。

第一滑动装置32套接在第一导轨31上，并且第一滑动装置32可 沿第一导轨31滑动，第二导轨33固定于第一滑动装置32上，并且第 二导轨33与第一导轨31垂直，第二滑动装置34套接在第二导轨33， 并且第二滑动装置34可沿第二导轨33滑动，反射镜36和激光发生器 35均固定于第二滑动装置34上，激光发生器35所发射的激光入射至反 射镜36，反射镜36向下反射激光。需要说明的是：第二导轨33随第一 滑动装置32滑动，从而调节第二导轨33的Y轴坐标，进而调节反射镜 36的Y轴坐标，第二滑动装置34沿第二导轨33滑动，调节反射镜36 的X轴坐标，进而调节激光打标头30的坐标。

第一滑动装置32包括第一步进电机321和第一滑块322。第二滑动 装置34包括第二步进电机341和第二滑块342。第一导轨31、第一滑 块322、第二导轨33和第二滑块342均设置有螺纹。第一导轨31固定 于第一步进电机321上，第一滑块322与第一导轨31螺接，第一步进 电机321驱动第一导轨31转动，带动第一滑块322沿第一导轨31滑动。 第二步进电机341固定于所述第一滑块322上，第二导轨33固定于第 二步进电机341上，第二滑块342与第二导轨33螺接，第二步进电机 341驱动第二导轨33转动，带动第二滑块342沿第二导轨33滑动。当 然，第一滑动装置32在第一导轨31的滑动方式和第二滑动装置34在 第二导轨33上滑动方式不限于上述方式，例如：第一导轨31和第二导 轨33均为凹槽，第一滑动装置32和第二滑动装置34均在凹槽内滑动。

激光打标头30还包括聚焦透镜37和准直器38。聚焦透镜37固定 于第二滑动装置34上，并且聚焦透镜37和反射镜36同步移动，其中， 聚焦透镜37位于反射镜36的下方，聚焦透镜37用于对反射镜36反射 的激光聚焦。准直器38位于激光发生器35与反射镜36之间，准直器 38用于将激光发生器35所发射的激光准直为平行光束。

在本发明实施方式中，第二导轨固定于第一滑动装置上，在第一滑 动装置沿第一导轨滑动时，第二导轨随第一滑动装置滑动，从而调节第 二导轨的Y轴坐标，进而调节反射镜的Y轴坐标，第二滑动装置沿第二 导轨滑动，调节反射镜的X轴坐标，进而调节激光打标头的坐标，相比 于通过反射镜的反射角度调节激光打标头所输出的激光的输出点的位 置的方式，本发明的激光打标头不仅体积小，而且能够实现大幅面、跨 度大的打标操作。

请参图3，激光打标机40包括激光打标头41、机架42和打标台43。 打标台43用于承载待打标物，激光打标头41和打标台43均固定于机 架42上，并且激光打标头41位于打标台43的上方，激光打标头41中 向下发射的激光入射至打标台43上，从而对待打标物进行打标。

值得说明的是：激光打标头41的具体结构可参阅上述实施方式， 此处不再一一赘述。另外，激光打标头41中的第一导轨与打标台的Y 轴线平行，激光打标头41中的第二导轨与打标台的X轴线平行，激光 打标头41中向下发射的激光与打标台43垂直。

在本发明实施方式中，第二导轨固定于第一滑动装置上，在第一滑 动装置沿第一导轨滑动时，第二导轨随第一滑动装置滑动，从而调节第 二导轨的Y轴坐标，调用反射镜的Y轴坐标，第二滑动装置沿第二导轨 滑动，调节反射镜的X轴坐标，进而调节激光打标头的坐标，相比于通 过反射镜的反射角度调节激光打标头所输出的激光的输出点的位置的 方式，本发明的激光打标头不仅体积小，而且能够实现大幅面、跨度大 的打标操作。

本发明还提供激光打标控制方法实施方式。请参阅图4，其中，激 光打标头的具体结构可参阅上述实施方式，此处不再一一赘述，方法包 括：

步骤S501：接收打标指令；

打标指令用于指示进行激光打标。

步骤S502：解析打标指令，获取激光控制参数和打标坐标，所述激 光控制参数包括打标功率、激光频率、脉冲宽度、第一反射镜控制参数 和第二反射镜控制参数；

其中，激光控制参数用于控制激光发生器输出符合要求的激光，打 标功率的范围为1-20,激光频率可调，其大小由具体打标材料决定，具 体范围在25-60Khz，脉冲宽度的范围为80-140ns或4-260ns，调Q激 光器的脉冲宽度为80-140ns，mopa可调激光器的脉冲宽度为4-260ns， 所述第一反射镜控制参数和第二反射镜控制参数由入射角决定。打标坐 标是指激光打标的位置。

步骤S503：控制第一滑动装置和第二滑动装置滑动，以使激光打标 头所输出的激光的输出点的位置为打标坐标；

步骤S504：根据激光控制参数控制激光发生器发射激光打标。

在本发明实施方式中，第二导轨固定于第一滑动装置上，在第一滑 动装置沿第一导轨滑动时，第二导轨随第一滑动装置滑动，从而调节第 二导轨的Y轴坐标，调用反射镜的Y轴坐标，第二滑动装置沿第二导轨 滑动，调节反射镜的X轴坐标，进而调节激光打标头的坐标，通过控制 第二滑动装置和第二滑动装置滑动，以使激光打标头所输出的激光位置 为打标坐标，然后根据激光控制参数控制激光发生器发射激光打标，相 比于通过反射镜的反射角度调节激光打标头所输出的激光的输出点的 位置的方式，本发明能够实现大幅面、跨度大的打标操作。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范 围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变 换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的 专利保护范围内。