本發(fā)明涉及激光加工技術領域，特別是涉及一種激光打標裝置。

背景技術：

激光加工作為一種新興的先進制造技術，能大幅提高加工質量和生產效率，并起到節(jié)能減排和降低生產成本的作用，在汽車，航空，電子信息和冶金等領域中有著極為廣泛的應用，激光打標技術是激光加工的重要組成部分，激光打標通過利用高能量密度的激光對工件進行局部照射，使表層材料汽化或發(fā)生顏色變化的化學反應，從而留下永久性標記的一種打標方法。激光打標可以打出各種文字、符號和圖案等，字符大小可以從毫米到微米量級，這對產品的防偽有特殊的意義。

一般的，關于傳統(tǒng)的激光打標裝置，在對不同尺寸產品的加工過程中，為保證產品的待加工面與場鏡系統(tǒng)的焦平面重合，必須重新調整場鏡系統(tǒng)的焦距，但是，場鏡系統(tǒng)的調焦是一個相當復雜的過程，很大程度上制約了激光打標裝置的生產效率。

技術實現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種在保證質量的基礎上提高生產效率的激光打標裝置。

一種激光打標裝置，包括：

機架，包括用于支撐待加工工件的承載平臺，所述承載平臺包括與所述工件的待打標面緊貼的承載面；

激光發(fā)生器，安裝在所述機架上并用于產生激光束；

振鏡機構，與所述激光發(fā)生器對應并用于將控制所述激光束的光路；及

場鏡機構，位于所述承載平臺與所述振鏡機構之間，所述場鏡機構的焦平面與所述承載面重合。

在其中一個實施例中，所述場鏡機構位于所述承載平臺的下方或旁側，所述激光束經所述場鏡機構并從下往上或從水平方向聚焦至所述工件的待打標面上。

在其中一個實施例中，所述承載面與水平面平行、垂直或成銳夾角；

所述激光束經所述場鏡機構并相對水平面垂直向上、斜向上或水平聚焦至所述工件的待打標面上。

在其中一個實施例中，所述振鏡機構包括轉軸與水平面垂直設置的第一掃描電機，與所述第一掃描電機的轉軸連接的第一反射鏡，轉軸與水平面平行設置的第二掃描電機，及與所述第二掃描電機的轉軸連接的第二反射鏡。

在其中一個實施例中，所述場鏡機構包括用于匯聚激光束的聚焦透鏡。

在其中一個實施例中，還包括與所述激光發(fā)生器連接以用于控制激光束單向傳輸的光隔離器。

在其中一個實施例中，還包括安裝在所述機架上并用于調節(jié)所述場鏡機構的焦距的調節(jié)件。

在其中一個實施例中，所述機架上安裝有用于檢測所述工件擺放位置的反射鏡或相機。

在其中一個實施例中，所述承載平臺上設置有供激光束穿過并與所述待打標面對應的光傳輸孔。

在其中一個實施例中，所述機架還包括底座，及安裝在所述底座與所述承載平臺之間的連桿。

本發(fā)明提供的激光打標裝置，由于承載平臺上設置有與工件的待打標面緊貼的承載面，場鏡機構的焦平面與承載面重合。工作時，承載面為工件提供定位基準，只需將工件的待打標面與承載面緊貼，從而實現(xiàn)待打標面與場鏡機構的焦平面之間的重合，確保激光束經場鏡機構準確聚焦至工件的待打標面上。當一次性調定場鏡機構的焦平面后，即可適用不同厚度的工件的打標要求，無需針對不同尺寸的工件對場鏡機構的焦平面進行重新調整，因此，在保證打標質量的基礎上提高了打標效率。

附圖說明

圖1為第一實施例提供的激光打標裝置的立體結構示意圖；

圖2為第一實施例提供的激光打標裝置的平面結構示意圖；

圖3為第二實施例提供的激光打標裝置的立體結構示意圖；

圖4為第二實施例提供的激光打標裝置的主視結構示意圖；

圖5為第二實施例提供的激光打標裝置的側視結構示意圖；

圖6為第二實施例提供的激光打標裝置的光路傳輸示意圖。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實施方式。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施方式。相反地，提供這些實施方式的目的是使對本發(fā)明的公開內容理解的更加透徹全面。

需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語“內”、“外”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實施方式。

參閱圖1，一種激光打標裝置，包括機架100、激光發(fā)生器200、振鏡機構300和場鏡機構400。機架100包括承載平臺110，待打標加工的工件600放置在承載平臺110上，承載平臺110上設置有承載面111，承載面111為平面狀，工件600的待打標面610緊貼承載平臺110的承載面111，即承載面111對工件600的抵緊力能夠直接作用在工件600的待打標面610上。

同時參閱圖1和圖6，激光發(fā)生器200安裝在機架100上，激光發(fā)生器200用于產生激光束。振鏡機構300與激光發(fā)生器200對應，當激光發(fā)生器200的激光束傳輸至振鏡機構300時，振鏡機構300可以在x-y平面(二維平面)控制激光束的光路軌跡。當然，激光打標裝置中安裝有打標控制卡，打標控制卡可以對工件600的待打標面610上所需成型的圖案進行識別、分析和處理，從而控制振鏡機構300在x軸方向和y軸方向掃描，以達到對激光束偏轉的目的，最終實現(xiàn)對任意圖形或文字的激光掃描，確保具有一定功率密度的激光束聚焦點在待打標面610上按設定的軌跡運動，從而在工件600的待打標面610上留下永久的標記。

激光束的聚焦點可以為圓形或矩形，振鏡機構300可以掃描矢量圖形和文字，打標控制卡對圖形或文字的處理具有效率高、精度好和無失真等優(yōu)點，極大的提高了激光打標裝置打標的質量和效率。

同時參閱圖1和圖6，場鏡機構400用于將來自振鏡機構300的激光束進行聚焦，場鏡機構400的焦平面與承載平臺110上的承載面111重合，由于工件600的待打標面610緊貼承載平臺110的承載面111，因此，場鏡機構400聚焦后的激光束將全部匯聚在工件600的待打標面610上。

同時參閱圖1至圖5，場鏡機構400可以位于承載平臺110的下方(正下方或斜下方)，經場鏡機構400的激光束相對水平面垂直向上或相對水平面傾斜向上聚焦在工件600的待打標面610上。場鏡機構400也可以位于承載平臺110的旁側，即場鏡機構400和承載平臺110之間只存在水平方向的間距，兩者在豎直方向上沒有高度差；經場鏡機構400的激光束從水平方向上聚焦在工件600的待打標面610上。

經過調焦后，確保場鏡機構400的焦平面與承載平臺110上的承載面111重合。工作時，承載平臺110對工件600起到支撐作用，同時，承載面111為工件600提供定位基準。只需將工件600放置在承載平臺110上，在工件600自身重力的作用下，工件600的待打標面610自動緊貼承載平臺110的承載面111，而承載面111的位置恒定不變，因此，經場鏡機構400的激光束將準確無誤的聚焦在工件600的待打標面610上。事實上，通過將承載平臺110的承載面111作為工件600的待打標面610的定位基準，無論工件600(不同種類產品或同一類產品中的不同款式)的厚度如何變化，只需將待打標面610與承載面111緊貼，即可保證工件600的待打標面610與場鏡機構400的焦平面重合，在打標的過程中，有效消除了不同厚度工件600之間的差異，無需多次反復通過調整場鏡機構400的焦距以適用各種不同工件600的打標要求。

在不改變激光打標裝置整體結構的基礎上，無需采用復雜昂貴的自動調焦結構設計，只需使場鏡機構400的焦平面與承載平臺110的承載面111重合，并使工件600的待打標面610緊貼承載面111，即可確保場鏡機構400的焦平面一次性調定完畢后，能實現(xiàn)不同尺寸工件600的打標應用。這樣避免多次調焦工序，提高了激光打標裝置工作效率，并且操作簡單，應用門檻大幅降低，為非專業(yè)培訓人員使用該激光打標裝置提供了極大的便利，降低了運營和管理成本，自然進一步提高了激光打標裝置的應用范圍。

同時參閱圖3至圖4，在一些實施例中，承載平臺110水平放置，承載面111與水平面平行，經場鏡機構400的激光束相對水平面垂直向上匯聚至工件600的待打標面610上。同時參閱圖1至圖2，在其它實施例中，例如，承載平臺110傾斜放置，承載面111相對水平面成一定的銳夾角，經場鏡機構400的激光束相對水平面傾斜向上匯聚至工件600的待打標面610上；再如，承載平臺110豎直放置，承載面111相對水平面垂直，經場鏡機構400的激光束相對沿水平方向從工件600的旁側匯聚至其待打標面610上。

同時參閱圖1和圖6，振鏡機構300包括第一掃描電機310、第一反射鏡320、第二掃描電機330和第二反射鏡340。第一掃描電機310的轉軸(對應y軸)與水平面垂直，第一反射鏡320安裝在第一掃描電機310的轉軸上，第一掃描電機310可以驅動第一反射鏡320在設定的角度范圍(例如±25°)內擺動，從而將激光發(fā)生器200產生的激光束按一定方向進行反射。

第二掃描電機330的轉軸(對應x軸)與水平面垂直，第二反射鏡340安裝在第二掃描電機330的轉軸上，第二掃描電機330可以驅動第二反射鏡340在設定的角度范圍(例如±25°)內擺動，從而將第一反射鏡320反射過來的激光束按一定方向再次進行反射，第二反射鏡340將激光束反射至場鏡機構400。

第一掃描電機310和第二掃描電機330可以為伺服電機，伺服電機采用動磁式偏轉工作的方式，該設計方式能使伺服電機具有偏轉角度大、峰值力矩大和負載慣量大等優(yōu)點，確保振鏡機構300的掃描效率。進一步的，第一掃描電機310和第二掃描電機330的轉軸上設置精密滾動軸承，避免了轉軸的軸向或徑向跳動，提高振鏡機構300對圖形或文字的掃描精度，確保工件600的打標質量。

同時參閱圖1和圖6，場鏡機構400包括聚焦透鏡410，激光發(fā)生器200產生的激光束經第一反射鏡320和第二反射鏡340的反射偏轉作用下抵達聚焦透鏡410，聚焦透鏡410再將激光束進行聚焦，最后，激光束匯聚至工件600的待打標表面，激光束使待打標表面上的材料汽化而形成各種所需的文字，符號或圖案。

激光發(fā)生器200可以包括脈沖光纖激光器、固體激光器、co2激光器、準分子激光器或者半導體激光器等，在一些實施例中，脈沖光纖激光器輸出激光束的波長為1.06μm，

同時參閱圖1和圖6，激光打標裝置光隔離器500，光隔離器500與激光發(fā)生器200連接，光隔離器500位于激光發(fā)生器200與振鏡機構300之間。激光發(fā)生器200產生的激光束在光隔離器500中傳輸時，光隔離器500允許激光束向振鏡機構300方向傳播，并阻止因反射而導致反向傳播的激光束的通過，因此，這樣減少了激光束的回波損耗，從而提高了激光束的傳輸效率。

參閱圖5，機架100上還設置有調節(jié)件140，調節(jié)件140用于初次調定場鏡機構400的焦距，保證場鏡機構400的焦平面與承載平臺110上的承載面111重合。調節(jié)件1410可以采用電動或者手動位移調節(jié)導軌的方式，通過上下調節(jié)振鏡機構300與場鏡機構400的組合位置，進而調定場鏡機構400的焦平面。

承載平臺110上設置有光傳輸孔112，經場鏡機構400聚焦后的激光束經過該光傳輸孔112與工件600上的待打標面610接觸，具體的，待打標面610的非標識部分與承載面111緊貼，待打標面610的標識部分則與光傳輸孔112對應，激光束通過光傳輸孔112在打標面的標識部分形成圖形和文字等。

在一些實施例中，機架100上安裝有反射鏡或相機，反射鏡或相機可以實時監(jiān)測工件600在承載平臺110上的擺放位置，以便對工件600進行調整，確保待打標面610與承載面111緊貼，同時保證待打標面610的標識部分與承載平臺110上的光傳輸孔112準確對應。

在其它實施例中，可以理解，承載平臺110上還設置有通氣孔，通氣孔連接真空發(fā)生器，當真空發(fā)生器工作時，在真空負壓的作用下，工件600固定并緊貼在承載面111上，防止工件600在打標過程中產生滑移。

參閱圖1，機架100還包括底座120和連桿130，工作時，底座120放置在水平面上。連桿130的一端(下端或左端)固定在底座120上，連桿130的另一端(上端或右端)與承載平臺110固定連接，連桿130對承載平臺110起到支撐作用。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。