專利名稱：激光刻劃機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種刻劃機，特別是一種利用激光進行刻劃的激光刻劃機。
激光刻劃機是由微型電子計算機自動控制激光束在產(chǎn)品或零部件的表面上刻劃出標識或標記(包括圖形、文字和數(shù)字等)的高技術(shù)產(chǎn)品。激光刻劃的優(yōu)點是對被加工表面無腐蝕，亦不會使其產(chǎn)生變形和內(nèi)應(yīng)力，適宜在以金屬、塑料和陶瓷等各種材料制成的產(chǎn)品上刻劃標識(標記)，刻劃的標識(標記)具有不可更換性和永久性特點?，F(xiàn)有各種激光刻劃機由激光器和激光刻頭構(gòu)成，激光刻劃頭包括激光擴束器、二維掃描器和聚焦透鏡，從激光器產(chǎn)生的激光光束通過激光刻劃頭射在被加工件上，并通過激光刻劃頭內(nèi)的二維掃描器的二維變動，使被加工件上刻劃出一定的標識(標記)，這種激光刻劃機由于激光器和激光刻劃頭是分離的，也就是說從激光器發(fā)出的激光光束不是直接射在被加工件上，而是要通過激光刻劃頭中的激光擴束器和二維掃描器改變光束的光路，因此，這種激光刻劃機存在脈沖能量損耗大，對硬質(zhì)材料刻劃難度大，刻劃范圍小，標識圖形容易畸變，機體加工難度大，成本高的缺點，大大影響了該機的應(yīng)用前景。
本實用新型的目的是提供一種通過移動激光器改變激光光束的光路直接對被加工件進行刻劃的激光刻劃機。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的它是由基座、Y向?qū)к壗M件、X向?qū)к壗M件、Z向?qū)к壗M件、連接件和激光器構(gòu)成，Y向?qū)к壗M件固定在基座上，X向?qū)к壗M件固定在Y向?qū)к壗M件上并可沿Y向滑動，Z向?qū)к壗M件固定在X向?qū)к壗M件上并可沿X向滑動，激光器通過連接件固定在Z向?qū)к壗M件上，并可沿Z向滑動。其中，激光器垂直設(shè)置，自上而下依次由全反鏡端蓋子、全反鏡室、Q開關(guān)或Q調(diào)制器室、水嘴—激光棒—燈座、矛光腔座、水嘴—激光棒—燈座、部分反射鏡室和輸出端蓋子構(gòu)成，相鄰單元均為面接觸并相互固定。Y向?qū)к壗M件由Y向?qū)к?、Y向滑板和Y向傳動絲桿構(gòu)成，X向?qū)к壗M件由X向?qū)к墶向滑板和X向傳動絲桿構(gòu)成，Z向?qū)к壗M件由Z向燕尾形導(dǎo)軌、燕尾形滑塊和Z向傳動絲桿構(gòu)成，Y向?qū)к壒潭ㄔ诨?，Y向滑板固定在Y向?qū)к壣喜⑼ㄟ^Y向傳動絲桿推動在導(dǎo)軌上滑動，X向?qū)к壒潭ㄔ赮向滑板上，X向滑板固定在X向?qū)к壣喜⑼ㄟ^X向傳動絲桿推動在導(dǎo)軌上滑動，Z向燕尾形導(dǎo)軌固定在X向滑板上，燕尾形滑塊插在Z向燕尾形導(dǎo)軌的槽內(nèi)并通過Z向傳動絲桿推動上下滑動。激光刻劃機是利用激光束與被加件之間的相對運動對被加工件進行刻劃，因此，激光要在被加工件表面刻劃出標識，除了掩膜式加工外，它們之間必須發(fā)生相對運動，一般有以下幾種方式一、激光束不動，被加工件(或載物臺)作二維平面運動，這種工作方式適合于加工比較小而輕的零部件，應(yīng)用的適用性較差。二、被加工件不動，激光束作二維掃描運動，滿足這種要求的裝置通常稱為激光掃描器或激光刻劃頭。實現(xiàn)激光束二維掃描有以下三種構(gòu)造形式1、兩個振動方向互相垂直的雙振鏡掃描器激光束先入射到兩片振鏡中的一個，經(jīng)反射后再入射到另一個振鏡，激光束經(jīng)兩次反射后再投射到被加工件的表面上，表面上光點的運動受掃描驅(qū)動控制器控制。這種掃描器的優(yōu)點是慣性小，掃描速度高，適合于采用連續(xù)泵浦聲光調(diào)Q脈沖激光器時作二維掃描，刻劃速度快，缺點是比較嬌氣，容易損壞，掃描非線性(反射鏡掃描角度的非線性)，刻劃圖形有明顯畸變，2、雙振鏡掃描器+載物臺移動，由于振動掃描范圍受光束聚焦鏡的限制，刻劃范圍較小，一般只有幾十毫米，如果既要掃描速度快，又要刻劃范圍大，則還要載物臺作二維(或只作一維)運動。這種方式使受控機構(gòu)和控制驅(qū)動單元增多，造價將有較大幅度增加。3、激光束二維平移掃描器，即本實用新型設(shè)計的刻劃方式，二維(X、Y)平移運動采用絲桿作傳動部件，步進電機驅(qū)動，這種方式與繪圖儀的工作原理相同。這種掃描器適合于用脈沖泵浦調(diào)Q脈沖激光刻劃。由于激光束掃描運動是線位移運動和步進電機驅(qū)動的，所以掃描是完全線性的。從這一點來看就能刻劃出無畸變的圖形，這種掃描方式的優(yōu)點是線性掃描可刻劃出無畸變圖形，刻劃范圍能夠做得比較大。使用時，將被加工部件放置在激光器的下方。通過調(diào)節(jié)Z向傳動絲桿對激光束進行聚焦，然后利用微機控制，使激光器在X向和Y向傳動絲桿的作用下作二維運動，同時發(fā)出激光束，完成刻劃工作。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點是1、激光器輸出的激光，只需經(jīng)一透鏡聚焦，便可對工件進行加工，激光有效利用率高(95％以上)；2、刻劃的標識形狀無畸形；3、刻劃的范圍大(180×180mm2以上)；4、安裝方便，運行可靠。本實用新型可廣泛用于汽車、精密機械、電子、包裝和廣告等行業(yè)。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳述


圖1是激光刻劃機的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。
實施例本實用新型制作的激光刻劃機包括基座[1]、Y向?qū)к壗M件[2]、X向?qū)к壗M件[3]、Z向?qū)к壗M件[4]、連接件[5]和激光器[6]。其中Y向?qū)к壗M件[2]由Y向?qū)к塠21]、Y向滑板[22]和Y向傳動絲桿[23]構(gòu)成。X向?qū)к壗M件[3]由X向?qū)к塠31]、X向滑板[32]和X向傳動絲桿[33]構(gòu)成。Z向?qū)к壗M件[4]由Z向燕尾形導(dǎo)軌[41]、燕尾形滑塊[42]和Z向傳動絲桿[43]構(gòu)成。激光器[6]由全反鏡端端蓋子[61]、全反鏡室[62]、Q開關(guān)或Q調(diào)制器室[63]、水嘴—激光棒—燈座[64]、聚光腔座[65]、水嘴—激光棒—燈座[66]，部分反射鏡室[67]和輸出端蓋子[68]構(gòu)成。Y向?qū)к塠21]固定在基座[1]上，Y向滑板[22]固定在Y向?qū)к塠21]上，Y向傳動絲桿[23]的螺姆固定在基座[1]上，步進電機固定在Y向滑板[22]的下面，Y向滑板[22]通過Y向傳動絲桿[23]的推動在Y向?qū)к塠21]上滑動，X向?qū)к塠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?qū)к塠31]上，X向傳動絲桿[32]的螺姆固定在Y向滑板[22]上，步進電機固定在X向滑板[32]的下面，X向滑板[32]通過X向傳動絲桿[33]的推動在X向?qū)к塠31]上滑動，Z向燕尾形導(dǎo)軌[41]固定在X向滑板[32]上，燕尾形滑塊[42]插在Z向燕尾形導(dǎo)軌[41]中的槽內(nèi)，Z向傳動絲桿[43]靠手動旋轉(zhuǎn)推動燕尾形滑塊[42]上下移動。激光器[6]垂直設(shè)置并通過“L”形連接件[5]與燕尾形滑塊[42]固定。激光器[6]自上而下依次是全反鏡端蓋子[61]、全反鏡室[62]、Q開關(guān)或Q調(diào)制器室[63]、水嘴—激光棒—燈座[64]、聚光腔座[65]、水嘴—激光棒—燈座[66]、部分反射鏡室[67]和輸出端蓋子[68]，兩鄰兩節(jié)之間均為面接觸，并相互采用螺釘固定。
權(quán)利要求1.一種由電腦操縱控制的激光刻劃機，其特征在于它是由基座[1]、Y向?qū)к壗M件[2]、X向?qū)к壗M件[3]、Z向?qū)к壗M件[4]、連接件[5]和激光器[6]構(gòu)成；Y向?qū)к壗M件[2]固定在基座[1]上，X向?qū)к壗M件[3]固定在Y向?qū)к壗M件[2]上并可沿Y向滑動，Z向?qū)к壗M件[4]固定在X向?qū)к壗M件[3]上并可沿X向滑動，激光器[6]通過連接件[5]固定在Z向?qū)к壗M件[4]上并可沿Z向滑動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光刻劃機，其特征在于所述的激光器[6]是垂直設(shè)置，自上而下依次由全反鏡端蓋子[61]、全反鏡室[62]、Q開關(guān)或Q調(diào)制器室[63]、水嘴—激光棒—燈座[64]、聚光腔座[65]、水嘴—激光棒—燈座[66]、部分反射鏡室[67]和輸出端蓋子[68]構(gòu)成，相鄰之間均為面接觸并相互固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光刻劃機，其特征在于Y向?qū)к壗M件[2]由Y向?qū)к塠21]、Y向滑動板[22]和Y向傳動絲桿[23]構(gòu)成，X向?qū)к壗M件[3]由X向?qū)к塠31]、X向滑板[32]和X向傳動絲桿[33]構(gòu)成，Z向?qū)к壗M件[4]由Z向燕尾形導(dǎo)軌[41]、燕尾形滑塊[42]和Z向傳動絲桿[43]構(gòu)成，Y向?qū)к塠21]固定在基座[1]上，Y向滑板[22]固定在Y向?qū)к塠21]上并通過Y向傳動絲桿[23]推動在導(dǎo)軌上滑動，X向?qū)к塠31]固定在Y向滑板[22]上，X向滑板[32]固定在Y向?qū)к塠31]上并通過X向傳動絲桿[33]推動在導(dǎo)軌上滑動，Z向燕尾形導(dǎo)軌[41]固定在X向滑板[32]上，燕尾形滑塊[42]插在Z向燕尾形導(dǎo)軌[41]的槽內(nèi)并通過Z向傳動絲桿[43]推動上下滑動。
專利摘要本實用新型公開了一種利用微機控制的激光刻劃機,它包括基座、丫向?qū)к壗M件、X向?qū)к壗M件、Z向?qū)к壗M件和激光器,激光器通過丫向?qū)к壗M件和X向?qū)к壗M件的推動作二維激光掃描,本實用新型的優(yōu)點是激光有效利用率高,刻劃圖形無畸變,刻劃范圍大,安裝方便,運行可靠。本實用新型可廣泛用于汽車、精密機械、電子、包裝和廣告等行業(yè)。
文檔編號B23K26/08GK2302143SQ9723614
公開日1998年12月30日 申請日期1997年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月26日
發(fā)明者羅必凱 申請人:南京理工大學(xué)