專(zhuān)利名稱(chēng)：大幅面激光刻畫(huà)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種激光標(biāo)刻裝置，具體涉及一種大幅面激光刻畫(huà)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
本實(shí)用新型作出以前，現(xiàn)有的常規(guī)激光標(biāo)刻機(jī)的標(biāo)刻范圍局限于聚焦鏡頭尺寸， 標(biāo)刻范圍一般在200mm2以下。如涉及到大的幅面標(biāo)刻，傳統(tǒng)意義上的標(biāo)刻機(jī)很難滿足，要 么是進(jìn)口高等級(jí)聚焦鏡及光掃描器、并配以大功率的激光器，從而使成本大幅度增加，而且 標(biāo)刻幅面還會(huì)有一定限制；要么就是采用高精度的二維運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)系統(tǒng)，除了成本增加以 外，加工的效率也非常低下。以上兩種情況，其主要原因是固定的激光束隨著支撐激光器機(jī) 械臂的X和Y軸相對(duì)運(yùn)動(dòng)完成圖形標(biāo)刻，要求工作臺(tái)和XY軸的定位精度及位移精度都非常 高，才能實(shí)現(xiàn)有實(shí)用意義的圖形標(biāo)刻和拼接，而且驅(qū)動(dòng)功耗大、移動(dòng)速度慢，對(duì)大幅面標(biāo)刻 缺乏應(yīng)用意義。另外，現(xiàn)有加工技術(shù)還有采用電化腐蝕加工刻畫(huà)，其對(duì)環(huán)境污染較大，已有 限制將被淘汰。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種成本低，功耗小，效率高，標(biāo)刻精度高的大幅面激光 刻畫(huà)系統(tǒng)。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型有如下技術(shù)方案本實(shí)用新型的一種大幅面激光刻畫(huà)系統(tǒng)，包括工控機(jī)，用于控制位移系統(tǒng)、振鏡系統(tǒng)，用于大幅面激光刻畫(huà)圖形的分割處理；光纖激光器，用于大幅面激光刻畫(huà)的激光器；支撐光纖激光器的三維位移系統(tǒng)，用于將光纖激光器的聚焦中心與大幅面激光刻 畫(huà)的分割圖形的坐標(biāo)中心原點(diǎn)重合定位；振鏡系統(tǒng)，用于按照工控機(jī)的指令將光纖激光器輸出激光在XY平面掃描；伺服電機(jī)系統(tǒng)，用于驅(qū)動(dòng)位移系統(tǒng)；其中，工控機(jī)分別與光纖激光器、振鏡系統(tǒng)、伺服電機(jī)系統(tǒng)連接，伺服電機(jī)系統(tǒng)與 位移系統(tǒng)連接。本實(shí)用新型有以下控制步驟1)工控機(jī)首先將位移指令傳送給伺服電機(jī)系統(tǒng)，伺服電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)位移系統(tǒng)，位 移系統(tǒng)將光纖激光器聚焦中心與大幅面激光刻畫(huà)的第一分割圖塊的坐標(biāo)中心原點(diǎn)重合定 位；2)位移系統(tǒng)運(yùn)行到位后靜止不動(dòng)，工控機(jī)將第一分割圖塊中的圖形處理數(shù)據(jù)指令 發(fā)送到光纖激光器、振鏡系統(tǒng)；3)振鏡系統(tǒng)根據(jù)工控機(jī)的圖形處理數(shù)據(jù)指令，將光纖激光器輸出激光在XY平面 掃描移動(dòng)，完成第一分割圖塊的激光標(biāo)刻；4)完成第一分割圖塊激光標(biāo)刻后，工控機(jī)再次控制位移系統(tǒng)移動(dòng)，將光纖激光器聚焦中心與大幅面激光刻畫(huà)的第二分割圖塊的坐標(biāo)中心原點(diǎn)重合定位，到位后，開(kāi)始第二 分割圖塊的激光標(biāo)刻，依此逐次完成所有分割圖塊的激光標(biāo)刻；5)完成所有分割圖塊的激光標(biāo)刻后，工控機(jī)控制位移系統(tǒng)將光纖激光器移至起始 位置，使光纖激光器聚焦中心與第二個(gè)大幅面激光刻畫(huà)工件的第一分割圖塊的坐標(biāo)中心原 點(diǎn)重合定位，開(kāi)始新的標(biāo)刻。其中，所述圖形處理數(shù)據(jù)指令有以下步驟a)大幅面激光刻畫(huà)的圖形分割成第一分割圖塊、第二分割圖塊、——、第N分割 圖塊；b)處理第一分割圖塊、第二分割圖塊、——、第N分割圖塊的每一點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)， 并確定坐標(biāo)的中心原點(diǎn)位置；c)確定光纖激光器按第一分割圖塊、第二分割圖塊、——、第N分割圖塊的出光 程序；d)確定振鏡系統(tǒng)按第一分割圖塊、第二分割圖塊、——、第N分割圖塊的出光程序。由于采取了以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1.大大提高了激光刻畫(huà)范圍，解決傳統(tǒng)方法無(wú)法完成的大幅面的激光刻畫(huà)；2.相對(duì)采用高精度工作臺(tái)系統(tǒng)的大幅面激光加工，本實(shí)用新型的三維工作臺(tái)在刻 畫(huà)中，在兩個(gè)相鄰的分割圖塊之間僅僅是單向移動(dòng)，提高了刻畫(huà)速度、精度與效率，功耗小， 降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本；3.避免了電化腐蝕加工刻畫(huà)所造成的環(huán)境污染問(wèn)題；4.由于本實(shí)用新型不采用高精度的工作臺(tái)系統(tǒng)或進(jìn)口高等級(jí)聚焦鏡及光掃描器， 因此，配件選擇要求低，操作也方便簡(jiǎn)單，控制要求也低于現(xiàn)有技術(shù)。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的方框示意圖；圖2為本實(shí)用新型控制方法的流程圖；圖3為本實(shí)用新型工控機(jī)圖形處理數(shù)據(jù)指令的流程圖。圖中1、工控機(jī)；2、光纖激光器；3、振鏡系統(tǒng)；4、伺服電機(jī)系統(tǒng)；5、位移系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。參見(jiàn)圖1、圖2、圖3，本實(shí)用新型的一種大幅面激光刻畫(huà)系統(tǒng)，由工控機(jī)1、光纖激 光器2、振鏡系統(tǒng)3、伺服電機(jī)系統(tǒng)4、位移系統(tǒng)5組成，其中，工控機(jī)1分別與光纖激光器2、 振鏡系統(tǒng)3、伺服電機(jī)系統(tǒng)4連接，伺服電機(jī)系統(tǒng)4與位移系統(tǒng)5連接。所述伺服電機(jī)系統(tǒng)4包括運(yùn)動(dòng)控制卡、伺服電機(jī)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)編碼器。位移系統(tǒng)5為三維位移系 統(tǒng)5，由伺服電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。本實(shí)用新型的位移系統(tǒng)5承載光纖激光器2，將光纖激光器2 的聚焦中心與大幅面激光刻畫(huà)的每個(gè)分割圖形的坐標(biāo)中心原點(diǎn)重合定位，以確保兩個(gè)相鄰 的分割圖塊的無(wú)縫對(duì)接，避免標(biāo)刻中的誤差。振鏡系統(tǒng)3用于按照工控機(jī)1的指令將光纖 激光器2所出激光在XY平面掃描，以實(shí)現(xiàn)標(biāo)刻。在標(biāo)刻時(shí)，位移系統(tǒng)5及光纖激光器2定 位后，保持靜止不動(dòng)，激光通過(guò)振鏡系統(tǒng)3的掃描完成工件上圖形標(biāo)刻，這樣，位移系統(tǒng)5在 標(biāo)刻中就不會(huì)產(chǎn)生任何誤差，可在光纖激光束和振鏡系統(tǒng)掃描誤差范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接， 確保了標(biāo)刻的精度。所述三維位移系統(tǒng)5為具有XYZ三個(gè)自由度的機(jī)械臂組成，XY的方向 與地面平行，Z的方向與地面垂直。參見(jiàn)圖2，本實(shí)用新型有以下控制步驟1)工控機(jī)1首先將位移指令傳送給伺服電機(jī)系統(tǒng)4，伺服電機(jī)系統(tǒng)4驅(qū)動(dòng)位移系 統(tǒng)5，位移系統(tǒng)5將光纖激光器2聚焦中心與大幅面激光刻畫(huà)的第一分割圖塊的坐標(biāo)中心原 點(diǎn)重合定位；2)位移系統(tǒng)5運(yùn)行到位后靜止不動(dòng)，工控機(jī)1將第一分割圖塊中的圖形處理數(shù)據(jù) 指令發(fā)送到光纖激光器2、振鏡系統(tǒng)3 ；3)振鏡系統(tǒng)3根據(jù)工控機(jī)1的圖形處理數(shù)據(jù)指令，將光纖激光器2輸出激光在XY 平面掃描移動(dòng)，完成第一分割圖塊的激光標(biāo)刻；4)完成第一分割圖塊激光標(biāo)刻后，工控機(jī)1再次控制位移系統(tǒng)5移動(dòng)，將光纖激光 器2聚焦中心與大幅面激光刻畫(huà)的第二分割圖塊的坐標(biāo)中心原點(diǎn)重合定位，到位后，開(kāi)始 第二分割圖塊的激光標(biāo)刻，依此逐次完成所有分割圖塊的激光標(biāo)刻；5)完成所有分割圖塊的激光標(biāo)刻后，工控機(jī)1控制位移系統(tǒng)將光纖激光器2移至 起始位置，使光纖激光器2聚焦中心與第二個(gè)大幅面激光刻畫(huà)工件的第一分割圖塊的坐標(biāo) 中心原點(diǎn)重合定位，開(kāi)始新的標(biāo)刻。參見(jiàn)圖3，所述工控機(jī)1的圖形處理數(shù)據(jù)指令有以下步驟a)大幅面激光刻畫(huà)的圖形分割成第一分割圖塊、第二分割圖塊、——、第N分割 圖塊；b)處理第一分割圖塊、第二分割圖塊、——、第N分割圖塊的每一點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)， 并確定坐標(biāo)的中心原點(diǎn)位置；c)確定光纖激光器2按第一分割圖塊、第二分割圖塊、——、第N分割圖塊的出 光程序；d)確定振鏡系統(tǒng)3按第一分割圖塊、第二分割圖塊、——、第N分割圖塊的出光程序。顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)例僅僅是為清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例，而并 非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的 基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡 是屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保 護(hù)范圍之列。
權(quán)利要求1. 一種大幅面激光刻畫(huà)系統(tǒng)，其特征在于包括工控機(jī)，用于控制位移系統(tǒng)、振鏡系統(tǒng)，用于大幅面激光刻畫(huà)圖形的分割處理； 光纖激光器，用于大幅面激光刻畫(huà)的激光器；支撐光纖激光器的三維位移系統(tǒng)，用于將光纖激光器的聚焦中心與大幅面激光刻畫(huà)的 分割圖形的坐標(biāo)中心原點(diǎn)重合定位；振鏡系統(tǒng)，用于按照工控機(jī)的指令將光纖激光器輸出激光在XY平面掃描； 伺服電機(jī)系統(tǒng)，用于驅(qū)動(dòng)位移系統(tǒng)；其中，工控機(jī)分別與光纖激光器、振鏡系統(tǒng)、伺服電機(jī)系統(tǒng)連接，伺服電機(jī)系統(tǒng)與位移 系統(tǒng)連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種激光標(biāo)刻裝置。本實(shí)用新型公開(kāi)了一種大幅面激光刻畫(huà)系統(tǒng)，包括工控機(jī)、光纖激光器、位移系統(tǒng)、振鏡系統(tǒng)、伺服電機(jī)系統(tǒng)，工控機(jī)分別與光纖激光器、振鏡系統(tǒng)、伺服電機(jī)系統(tǒng)連接，伺服電機(jī)系統(tǒng)與位移系統(tǒng)連接。本實(shí)用新型成本低，功耗小，效率高，標(biāo)刻精度高。
文檔編號(hào)B44B1/00GK201863607SQ20102056867
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月20日
發(fā)明者劉鵬, 張小明, 張志明, 舒新勇 申請(qǐng)人:蘇州楚天光電設(shè)備有限公司