專利名稱：一種在線式防偽激光打標機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種打標裝置，特別是一種在線式對物件防偽的激光打標機。
技術背景目前物件的防偽，通常采用的技術或設備是1、全息防偽商標的粘貼。由于商標本身的流通環(huán)節(jié)不易控制，市場上經(jīng)常出現(xiàn)假煙貼真標或假煙貼偽標的情況，致使防偽標志僅僅只是作為一種標志在使用，同時商標粘貼勞動強度大，生產(chǎn)率低下，且不便實現(xiàn)網(wǎng)絡化的中央控制和系統(tǒng)管理。2、掩模式激光打標。如專利CN97241463.0和CN99208220.X中公開的激光打標機，兩者都采用了掩模式激光打標，由于掩模板的衍射效應，微小標記會變得模糊不清，同時由于掩模板的相對固定，因而無法便捷地完成數(shù)字、符號、文字、圖形、圖象、條碼等的制作編排輸出和更改，也不能快捷方便地自動遞增日期和序列號；無法通過計算機聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)中央控制和系統(tǒng)管理，完成分日期、分區(qū)域打標數(shù)量和種類的集中管理。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種在線式防偽激光打標機。即使用YAG連續(xù)激光器和高速振鏡頭8，由具有首脈沖抑制功能的聲光調(diào)Q開關驅(qū)動電源驅(qū)動Q開關20，形成1-20kHz的激光脈沖輸出，通過打標控制部分設置位移或速度補償，在激光器系統(tǒng)2及高速振鏡頭保持固定靜止的狀態(tài)下，在沿固定方向作連續(xù)均勻的水平直線運動的物件上打標，一次打標能同時在內(nèi)外包裝材料上形成兩個重疊的清晰的永久性防偽標記；打標內(nèi)容的制作、編排、輸出和更改由計算機系統(tǒng)控制完成，自動遞增日期和序列號；通過聯(lián)網(wǎng)，可實現(xiàn)中央控制和系統(tǒng)管理。實現(xiàn)本實用新型的具體技術方案是所述一種在線式防偽激光打標機，由激光器系統(tǒng)2、外光路系統(tǒng)1、恒溫冷卻系統(tǒng)3、電控系統(tǒng)4、計算機控制系統(tǒng)5和傳送及控制系統(tǒng)6等六部分組成。其中激光器系統(tǒng)2包括YAG連續(xù)激光器和聲光調(diào)Q開關20；外光路系統(tǒng)1包括擴束透鏡組7、高速振鏡頭8和F-θ透鏡9；恒溫冷卻系統(tǒng)3包括制冷壓縮機13、熱交換器24、水泵22、流量開關18、溫控器25、液位開關23、去離子過濾器21；電控系統(tǒng)4包括IGBT激光電源和具有首脈沖抑制功能的聲光調(diào)Q開關驅(qū)動電源；計算機控制系統(tǒng)5包括586兼容PC機及打標控制部分；傳送及控制系統(tǒng)6包括電機驅(qū)動的帶速可調(diào)的傳送帶11和光電感應傳感器10。激光器系統(tǒng)2發(fā)出的激光經(jīng)外光路系統(tǒng)1整理后傳輸至打標物件；傳送及控制系統(tǒng)6把物件通過時感知的信息傳遞給計算機控制系統(tǒng)5；計算機控制系統(tǒng)5控制高速振鏡頭8的伺服電機14和16的轉(zhuǎn)動和Q開關驅(qū)動電源的運行，打標控制部分設置位移或速度補償；電控系統(tǒng)4控制激光器系統(tǒng)2和恒溫冷卻系統(tǒng)3的運行；恒溫冷卻系統(tǒng)3對激光器聚光腔19和Q開關20進行冷卻，并根據(jù)冷卻系統(tǒng)的運行狀況，控制激光電源的緊急停機。
本實用新型的優(yōu)越性在于打標控制部分設置了位移或速度補償，能完成在線連續(xù)運動狀態(tài)中的任何包裝材料表面的打標，同時打標內(nèi)容的制作、編排、輸出和更改由計算機系統(tǒng)控制完成，自動遞增日期和序列號；通過聯(lián)網(wǎng)，可實現(xiàn)中央控制和系統(tǒng)管理。1064nm激光以脈沖(1-20kHz)方式輸出，激光束的一小部分能量先與香煙外包裝PVC薄膜作用，形成磨砂狀標記，同時透過包裝物件薄膜的大部分能量且與內(nèi)部物件表面作用形成第二個標記，且兩個標記相互重疊，合攏在一起看是同一個，移開薄膜兩個標記分別清晰可見，分開看是兩個，易于辨認，便于識別，起到防偽效果，使仿冒難以進行。


圖1是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖。
圖2是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實用新型的外光路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實用新型的恒溫冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖5是本實用新型的激光器系統(tǒng)和外光路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
在圖1中，激光器系統(tǒng)2發(fā)出的激光經(jīng)外光路系統(tǒng)1整理后傳輸至打標物件；傳送及控制系統(tǒng)6把物件通過時的信息傳遞給計算機控制系統(tǒng)5；計算機控制系統(tǒng)5控制高速振鏡頭8的伺服電機14和16的轉(zhuǎn)動和Q開關驅(qū)動電源的運行，打標控制部分設置位移或速度補償；電控系統(tǒng)4控制激光器系統(tǒng)2和恒溫冷卻系統(tǒng)3的運行；恒溫冷卻系統(tǒng)3對激光器系統(tǒng)2進行冷卻，并根據(jù)冷卻系統(tǒng)的運行狀況，控制激光電源的緊急停機。
在圖2中，主機由電控系統(tǒng)4、激光器系統(tǒng)2、擴束透鏡組7、高速振鏡頭8、F-θ透鏡9、計算機控制系統(tǒng)5和冷卻系統(tǒng)組件13組成；傳送及控制系統(tǒng)6包括電機驅(qū)動的帶速可調(diào)的傳送帶11和光電感應傳感器10；制冷壓縮機13與主機分離，可以外掛，消除振動及噪音干擾。
在圖3中，反射鏡15和17分別粘連在伺服電機14和16的傳動軸上，伺服電機14和16相互垂直固定，激光束經(jīng)過振鏡頭后以與入射光垂直的方向輸出，即水平入射的激光束，經(jīng)過振鏡頭兩次反射后，在水平或垂直方向與入射光成90°輸出。
在圖4中，恒溫冷卻系統(tǒng)由壓縮制冷機13、熱交換器24、水泵22、去離子過濾器21、溫控器25、流量開關18、液位開關23組成，用以對激光器的聚光腔19和Q開關20進行恒溫冷卻。YAG連續(xù)激光器的聚光腔19采用陶瓷漫反射體全腔水冷方式。冷卻循環(huán)采取雙循環(huán)方式，內(nèi)循環(huán)為水循環(huán)，外循環(huán)為制冷劑循環(huán)。內(nèi)循環(huán)設置水溫、流量、液位保護和控制，當內(nèi)循環(huán)的流量或液位低于設定值時，立即終止激光電源的運行。溫控器25檢測水溫，根據(jù)設定范圍控制制冷壓縮機13運行，若溫度過高則給出聲音報警。去離子過濾采用旁路方式，即去離子過濾器21不是串聯(lián)在水循環(huán)主回路中，而是與水泵組成另外一個并聯(lián)回路。
在圖5中，激光器系統(tǒng)的所有部件，包括半反鏡26、全反鏡28、Q開關20、聚光腔19、指示光源29與擴束透鏡組7一起固定安裝在整體成型的角鋼型材27上。型材27的兩側(cè)開有倒置T型槽，便于其上面各器件的滑動調(diào)整和固定。高速振鏡頭8的兩個驅(qū)動電機14和16及其控制卡與F-θ透鏡9一起作為一個整體，通過過渡板固定安裝于角鋼型材27上擴束透鏡組7的前端。
具體實施方法本實用新型的實施實例之一的組成包括YAG連續(xù)激光器，其輸出激光功率50-60W(連續(xù))，激光波長1064nm，激光器的驅(qū)動電源采用大功率開關器件IGBT，激光器的聚光腔采用陶瓷漫反射體全腔水冷方式；具有首脈沖抑制功能的Q開關驅(qū)動電源控制聲光調(diào)Q開關，形成1-20kHz激光脈沖輸出；恒溫冷卻系統(tǒng)設置內(nèi)循環(huán)水溫為20-30℃±1℃，高溫報警上限設為35℃，流量為30L/min，制冷壓縮機為1.5匹；586兼容PC機及打標控制部分設置位移或速度補償；3倍擴束組合透鏡；振鏡頭的反射鏡為10mm，振鏡頭伺服電機響應時間0.25ms，最大線速度3084mm/s；焦距為160mm的F-θ透鏡組；電機驅(qū)動的帶速可調(diào)的傳送帶和光電感應傳感器。
權利要求1.一種在線式防偽激光打標機，它由激光器系統(tǒng)(2)、外光路系統(tǒng)(1)、恒溫冷卻系統(tǒng)(3)、電控系統(tǒng)(4)、計算機控制系統(tǒng)(5)和傳送及控制系統(tǒng)(6)六部分組成，其特征在于，激光器系統(tǒng)(2)發(fā)出的激光經(jīng)外光路系統(tǒng)(1)整理后傳輸至物件；傳送及控制系統(tǒng)(6)把香煙通過時的信息傳遞給計算機控制系統(tǒng)(5)；計算機控制系統(tǒng)(5)控制高速振鏡頭(9)的伺服電機(14)和(16)的轉(zhuǎn)動和Q開關驅(qū)動電源的運行，打標控制部分設置位移或速度補償；電控系統(tǒng)(4)控制激光器系統(tǒng)(2)和恒溫冷卻系統(tǒng)(3)的運行；恒溫冷卻系統(tǒng)(3)對激光器聚光腔(19)和Q開關(20)進行冷卻，并根據(jù)冷卻系統(tǒng)的運行狀況，控制激光電源的緊急停機。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種在線式防偽激光打標機，其特征在于YAG連續(xù)激光器，包括半反鏡(26)、全反鏡(28)、Q開關(20)、聚光腔(19)、指示光源(29)與擴束透鏡組(7)一起固定安裝在整體成型的角鋼型材(27)上，型材(27)的兩側(cè)開有倒置T型槽，便于其上面各器件的滑動調(diào)整和固定。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種在線式防偽激光打標機，其特征在于振鏡頭的兩個驅(qū)動電機(14)和(16)及其控制卡與F-θ透鏡(9)一起作為一個整體，通過過渡板固定安裝于角鋼型材(27)上擴束透鏡組(7)的前端。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種在線式防偽激光打標機，其特征在于傳送控制系統(tǒng)采用帶速可調(diào)的帶式傳送，光電感應傳感器(10)位于傳送帶(11)的一側(cè)。
5.根據(jù)權利要求1、2所述的一種在線式防偽激光打標機，其特征在于YAG連續(xù)激光器的聚光腔(19)和聲光調(diào)Q開關(20)采取雙循環(huán)恒溫水冷方式進行冷卻，內(nèi)循環(huán)為水循環(huán)，即水箱-水泵(22)-聚光腔(19)-Q開關(20)-水箱，外循環(huán)為制冷劑循環(huán)，即制冷壓縮機(13)-冷凝管-熱交換器(24)-制冷壓縮機(13)，另外，水箱中安裝有溫控器(25)和液位開關(23)，聚光腔(19)的回水管上安裝有流量開關(18)，去離子過濾采用旁路方式，即去離子過濾器(21)不是串聯(lián)在水循環(huán)主回路中，而是與水泵(22)組成另外一個并聯(lián)回路，聚光腔(19)采取全腔水冷方式，制冷壓縮機(7)與設備主機分離，可以外掛。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種在線式防偽激光打標機，其特征在于激光器系統(tǒng)(2)發(fā)射出波長為1064nm、平均功率為50W、脈沖頻率為1-20kHz的激光束。
專利摘要本實用新型涉及一種在線式防偽激光打標機，它包括激光器系統(tǒng)、外光路系統(tǒng)、恒溫冷卻系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)和傳送及控制系統(tǒng)。本實用新型使用YAG連續(xù)激光器和高速振鏡頭，在激光器系統(tǒng)和高速振鏡頭保持固定靜止的狀態(tài)下，通過打標控制部分設置位移或速度補償。在在線連續(xù)運動的包裝材料表面進行激光打標，一次打標能同時在內(nèi)外包裝材料上形成兩個重疊的清晰的永久性防偽標記，打標內(nèi)容的制作、編排、輸出和更改由計算機系統(tǒng)控制完成。本實用新型提高了打標速度，其打標標記達到了清晰永久、易于辨認、難以仿冒的防偽效果。
文檔編號B65B61/00GK2557431SQ0222874
公開日2003年6月25日 申請日期2002年3月22日 優(yōu)先權日2002年3月22日
發(fā)明者彭宣啟, 叢建明 申請人:武漢波富信息有限公司