本申請涉及領(lǐng)域激光打標(biāo)領(lǐng)域，尤其是一種延遲振鏡動作的激光打標(biāo)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

激光打標(biāo)是利用高能量密度的激光對工件進(jìn)行局部照射，使表層材料汽化或發(fā)生顏色變化的化學(xué)反應(yīng)，從而留下永久性標(biāo)記的一種打標(biāo)技術(shù)。其在服裝加工、工件加工、標(biāo)記等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種3D激光打標(biāo)系統(tǒng)，其通常包括激光器1、擴(kuò)束鏡片21(或聚焦鏡片)、準(zhǔn)值鏡片22、X振鏡31、Y振鏡32和物鏡8。激光器1產(chǎn)生激光10之后，擴(kuò)束鏡片21對激光10進(jìn)行聚焦，再經(jīng)過X振鏡31和Y振鏡32反射后，照射到打標(biāo)對象11上。其中，隨著X振鏡31和Y振鏡32的偏轉(zhuǎn)，激光10投射到打標(biāo)對象11上的光斑沿著X、Y坐標(biāo)方向來回移動形成需要的軌跡，而通過移動擴(kuò)束鏡片21可改變光斑的聚焦位置，可以使打標(biāo)范圍內(nèi)的任何一點(diǎn)都為最佳聚焦點(diǎn)。因此，這種激光打標(biāo)系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)2D打標(biāo)系統(tǒng)只可以做平面打標(biāo)的局限，其可以加工平面、凸面、凹面、球面和斜面等3D結(jié)構(gòu)，在國內(nèi)激光行業(yè)中迅速崛起。

但是，由于振鏡是由電機(jī)直接驅(qū)動轉(zhuǎn)動，其動作速度快，而擴(kuò)束鏡片(或聚焦鏡片)是通過電機(jī)帶動滑軌沿直線而來回滑動，導(dǎo)致擴(kuò)束鏡片的動作響應(yīng)速度始終慢于振鏡，不能與X、Y振鏡的響應(yīng)匹配。如圖2所示為濾波器檢測屏幕的截圖，截圖中從上至下三條波形依次為原始信號、振鏡信號和聚焦鏡片信號的響應(yīng)波形。可以看出，當(dāng)發(fā)射信號幅度為400mV的時候，X振鏡和Y振鏡(統(tǒng)稱振鏡或XY振鏡)到達(dá)400mV幅度需要的時間大約是0.4mS，而擴(kuò)束鏡片則需要4ms，無法與振鏡相匹配。而且，隨著打標(biāo)速度和幅度的提升，這種情況會更加明顯。在無法匹配的情況下，打標(biāo)光斑的質(zhì)量就失去控制，焦距誤差會越來越嚴(yán)重，從而影響加工的精度和速度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請?zhí)峁┮环N延遲振鏡動作的激光打標(biāo)系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中動態(tài)聚焦鏡頭因難以和振鏡相匹配，而導(dǎo)致打標(biāo)質(zhì)量缺陷的問題。

為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的所采用的技術(shù)方案：一種延遲振鏡動作的激光打標(biāo)系統(tǒng)，包括用于發(fā)生激光的激光器以及依次設(shè)置在激光器所出射激光光路上的動態(tài)聚鏡模塊、X振鏡和Y振鏡；還包括控制模塊以及分別與控制模塊相連的第一驅(qū)動模塊、第二驅(qū)動模塊和第三驅(qū)動模塊，控制模塊用于向第一驅(qū)動模塊、第二驅(qū)動模塊和第三驅(qū)動模塊發(fā)出驅(qū)動信號；動態(tài)聚鏡模塊包括支撐座、支架和調(diào)焦鏡片，支撐座上設(shè)置有沿激光光路延伸的導(dǎo)軌，支架設(shè)置在導(dǎo)軌上并可沿導(dǎo)軌滑動，調(diào)焦鏡片固定在支架上；第三驅(qū)動模塊與支架連接，用于驅(qū)動支架沿導(dǎo)軌往復(fù)滑動；第一驅(qū)動模塊與X振鏡連接，用于驅(qū)動X振鏡往復(fù)轉(zhuǎn)動；第二驅(qū)動模塊與Y振鏡連接，用于驅(qū)動Y振鏡往復(fù)移動；控制模塊和第一驅(qū)動模塊以及第二驅(qū)動模塊之間設(shè)有信號延遲模塊，信號延遲模塊用于延遲第一驅(qū)動模塊和第二驅(qū)動模塊接收到驅(qū)動信號的時間。

優(yōu)選的，所述信號延遲模塊為信號延遲電路。

優(yōu)選的，所述信號延遲模塊延遲收到信號的時間為3-10ms。

優(yōu)選的，所述信號延遲模塊對第一驅(qū)動模塊和第二驅(qū)動模塊的延遲時間相同。

優(yōu)選的，所述信號延遲模塊為具有一個，同時接收并延遲發(fā)送給第一驅(qū)動模塊和第二驅(qū)動模塊的驅(qū)動信號。

優(yōu)選的，所述信號延遲模塊為具有兩個，分別接收并延遲發(fā)送給第一驅(qū)動模塊和第二驅(qū)動模塊的驅(qū)動信號。

優(yōu)選的，所述動態(tài)聚鏡模塊還包括準(zhǔn)直鏡片，準(zhǔn)直鏡片固定于調(diào)焦鏡片沿光路方向的后端。

優(yōu)選的，所述調(diào)焦鏡片為擴(kuò)束鏡片或聚焦鏡片。

優(yōu)選的，控制模塊向第一驅(qū)動模塊發(fā)送的第一控制信號包括動作指令{x₁,x₂......x_p}，控制模塊向第二驅(qū)動模塊發(fā)送的第二控制信號包括動作指令{y₁,y₂......y_p}，控制模塊向第三驅(qū)動模塊發(fā)送的第三控制信號包括動作指令{z₁,z₂......z_p}；延遲模塊用于在第一控制信號之前插入冗余數(shù)據(jù){m₁,m₂......m_i}，在第二控制信號之前插入冗余數(shù)據(jù){n₁,n₂......n_i}，并將插入冗余數(shù)據(jù)之后的第一控制信號{m₁,m₂......m_i,x₁,x₂......x_p}發(fā)送至第一驅(qū)動模塊，將插入冗余數(shù)據(jù)之后的第二控制信號{n₁,n₂......n_i,y₁,y₂......y_p}發(fā)送至第二驅(qū)動模塊，第三控制信號直接發(fā)送至第三驅(qū)動模塊。

本申請的有益效果是，由于本實(shí)用新型在控制模塊和第一驅(qū)動模塊之間以及控制模塊和第二驅(qū)動模塊之間還設(shè)有延遲模塊，延遲模塊對第一控制信號和第二控制信號進(jìn)行了延遲，第一驅(qū)動模塊就延遲驅(qū)動X振鏡動作，第二驅(qū)動模塊就延遲驅(qū)動Y振鏡動作，彌補(bǔ)了動態(tài)聚焦鏡模塊和振鏡之間的打標(biāo)時間誤差，使得動態(tài)聚焦鏡模塊和振鏡相匹配，提高了系統(tǒng)工作效率，提升了加工精度和速度。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種3D激光打標(biāo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中對激光打標(biāo)系統(tǒng)的驅(qū)動信號進(jìn)行波形測試的測試圖；

圖3為本實(shí)用新型激光打標(biāo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型激光打標(biāo)系統(tǒng)一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型激光打標(biāo)系統(tǒng)動態(tài)聚鏡模塊的一種具體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5中A處的放大圖；

圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例一種實(shí)現(xiàn)信號延遲方法的原理圖；

圖8為本實(shí)用新型對激光打標(biāo)系統(tǒng)的驅(qū)動信號進(jìn)行波形測試的測試圖。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例1：

一種延遲振鏡動作的激光打標(biāo)系統(tǒng)，如圖3和圖4所示，其包括用于產(chǎn)生激光10的激光器1，在激光10的傳輸光路上，依次設(shè)置有動態(tài)聚鏡模塊2和振鏡模塊3。如圖5和圖6所示，動態(tài)聚鏡模塊2包括支撐座23、支架24、擴(kuò)束鏡片21和準(zhǔn)值鏡片22，在支撐座23上設(shè)置有沿激光光路延伸的導(dǎo)軌25，支架24設(shè)置在導(dǎo)軌25上并可沿導(dǎo)軌25滑動，擴(kuò)束鏡片21固定在支架24上，隨支架24移動，準(zhǔn)直鏡片22固定于光路的后端。擴(kuò)束鏡片21用于將激光10擴(kuò)束(在其他實(shí)施例中，可以聚焦鏡片代替擴(kuò)束鏡片)，準(zhǔn)直鏡片22采用凸透鏡，用于收束擴(kuò)散的光束。振鏡模塊3包括X振鏡31和Y振鏡32，X振鏡31用于使激光10在橫向(X方向)上偏轉(zhuǎn)，Y振鏡32用于使激光10在縱向(Y方向)上偏轉(zhuǎn)。激光器1產(chǎn)生激光10之后，動態(tài)聚鏡模塊2對激光10進(jìn)行調(diào)焦，再經(jīng)過X振鏡31和Y振鏡32反射后，照射到打標(biāo)對象11上。

本實(shí)施例的系統(tǒng)還包括控制模塊7、信號的延遲模塊6、第一驅(qū)動模塊4、第二驅(qū)動模塊5和第三驅(qū)動模塊9?？刂颇K7、第三驅(qū)動模塊5和動態(tài)聚鏡模塊2依次相連，控制模塊7、延遲模塊6、第一驅(qū)動模塊4和X振鏡31依次相連，延遲模塊6、第二驅(qū)動模塊5和Y振鏡32依次相連。

在激光打標(biāo)之前，需要將打標(biāo)對象11的計算機(jī)數(shù)字模型錄入電腦，再將待打標(biāo)的圖案貼覆到計算機(jī)數(shù)字模型表面，設(shè)定坐標(biāo)系，完成準(zhǔn)備工作。當(dāng)準(zhǔn)備就緒，接收到打標(biāo)指令后，激光器1產(chǎn)生激光10，控制模塊7在激光器1產(chǎn)生激光10后向延遲模塊6發(fā)送第一控制信號和第二控制信號，并同時向第三驅(qū)動模塊9發(fā)送第三控制信號。延遲模塊6接收到控制模塊7發(fā)送的第一控制信號和第二控制信號后，對第一控制信號和第二控制信號進(jìn)行延遲，再將延遲后的第一控制信號發(fā)送至第一驅(qū)動模塊4，將延遲后的第二控制信號發(fā)送至第二驅(qū)動模塊5。第一驅(qū)動模塊4再根據(jù)第一控制信號驅(qū)動X振鏡31，第二驅(qū)動模塊5根據(jù)第二控制信號驅(qū)動Y振鏡32動作。第三驅(qū)動模塊5則根據(jù)第三控制信號來驅(qū)動支架24帶動聚焦鏡片21運(yùn)動，從而對激光10進(jìn)行聚焦。因此，第一驅(qū)動模塊4和第二驅(qū)動模塊5就延遲驅(qū)動振鏡模塊3動作，解決動態(tài)聚焦鏡頭21和振鏡模塊3之間的時間差，使得動態(tài)聚焦鏡頭21和振鏡模塊3相匹配。

需要說明的是，本實(shí)施例在振鏡模塊3和打標(biāo)對象11之間的光路上還設(shè)置有物鏡8。在其他實(shí)施例中，也可不使用物鏡8。

實(shí)施例2：

作為實(shí)施例1的更進(jìn)一步設(shè)計，本實(shí)施例說明如何對第一控制信號進(jìn)行延遲。如圖7所示，控制模塊7向延遲模塊6發(fā)送了第一控制信號和第二控制信號，第一控制信號包括動作指令{x₁,x₂......x_p},第二控制信號包括動作指令{y₁,y₂......y_p}，第三控制信號包括動作指令{z₁,z₂......z_p}。延遲模塊6在指令{x₁,x₂......x_p}和{y₁,y₂......y_p}之前分別插入冗余數(shù)據(jù)，插入冗余數(shù)據(jù)之后的第一控制信號為{m₁,m₂......m_i,x₁,x₂......x_p}，插入冗余數(shù)據(jù)之后的第二控制信號為{n₁,n₂......n_i,y₁,y₂……y_p}，因此，這些冗余數(shù)據(jù)占據(jù)了信道，有效的控制信號在這些冗余數(shù)據(jù)傳輸完畢之后再向第一驅(qū)動模塊4和第二驅(qū)動模塊5傳送，也就將第一控制信號和第二控制信號進(jìn)行了延遲，延遲時間取為3-10ms為佳。

在其他實(shí)施例中，延遲模塊6還可選用信號延遲電路，通過硬件電路對第一控制信號進(jìn)行延遲。

實(shí)施例3：

一種延遲振鏡動作的激光打標(biāo)方法，包括以下步驟：

S101：控制模塊在激光器產(chǎn)生激光之后，同時向延遲模塊發(fā)送第一控制信號和第二控制信號，向第三驅(qū)動模塊發(fā)送第三控制信號；

S102：第三驅(qū)動模塊根據(jù)第三控制信號驅(qū)動支架帶動聚焦鏡片沿導(dǎo)軌滑動；

S103：延遲模塊同步對第一控制信號和第二控制信號進(jìn)行延遲，并將延遲后的第一控制信號發(fā)送至第一驅(qū)動模塊，將延遲后的第二控制信號發(fā)送至第二驅(qū)動模塊；

S104：第一驅(qū)動模塊根據(jù)第一控制信號驅(qū)動X振鏡動作，第二驅(qū)動模塊根據(jù)第二控制信號驅(qū)動Y振鏡動作。

控制模塊7在激光器1產(chǎn)生激光10之后，同時發(fā)出第一控制信號、第二控制信號和第三控制信號。第三驅(qū)動模塊9先接收到第三控制信號，根據(jù)第三控制信號驅(qū)動支架24帶動聚焦鏡片21運(yùn)動。而延遲模塊6在接受到第一控制信號和第二控制信號之后，對第一控制信號和第二控制信號進(jìn)行延遲，再將延遲后的第一控制信號發(fā)送至第一驅(qū)動模塊4，將延遲后的第二控制信號發(fā)送至第二驅(qū)動模塊5。

具體的，以上所述的驅(qū)動模塊包括電機(jī)，如高精度的步進(jìn)電機(jī)，以及與電機(jī)連接的連動結(jié)構(gòu)。

實(shí)施例4：

作為實(shí)施例3的的具體應(yīng)用，本實(shí)施例說明如何對第一控制信號進(jìn)行延遲。控制模塊7向第一驅(qū)動模塊4發(fā)送的第一控制信號包括動作指令{x₁,x₂......x_p}，控制模塊7向第二驅(qū)動模塊5發(fā)送的第二控制信號包括動作指令{y₁,y₂……y_p}；延遲模塊6在第一控制信號之前插入冗余數(shù)據(jù){m₁,m₂......m_i}，在第二控制信號之前插入冗余數(shù)據(jù){n₁,n₂......n_i}，并將插入冗余數(shù)據(jù)之后的第一控制信號{m₁,m₂......m_i,x₁,x₂......x_p}發(fā)送至第一驅(qū)動模塊4，將插入冗余數(shù)據(jù)之后的第二控制信號{n₁,n₂......n_i,y₁,y₂......y_p}發(fā)送至第二驅(qū)動模塊5。以上動作指令{……}內(nèi)的單個字母表示單個指令，

在其他實(shí)施例中，延遲模塊6可選用信號延遲電路，通過硬件電路對第一控制信號進(jìn)行延遲。

圖8為本申請采用示波器(濾波器)進(jìn)行測試的波形測試圖截圖，從上至下三條波依次為原始信號、振鏡信號和聚焦鏡片信號?？煽闯觯?dāng)原始信號發(fā)出后，聚焦鏡片信號緩慢上升，而振鏡信號延遲了一段時間后才上升，其與聚焦鏡片信號幾乎同時達(dá)到需要值，這大大減少了二者之間的時間差，使得動態(tài)聚焦鏡頭和振鏡之間更好匹配。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。