國內(nèi)激光打標(biāo)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景
本文簡要介紹了國內(nèi)激光打標(biāo)的發(fā)展歷程,著重介紹了目前國內(nèi)激光打標(biāo)的技術(shù)現(xiàn)狀和市場現(xiàn)狀,并對其技術(shù)和市場的發(fā)展前景作了展望。
1998年,振鏡式掃描系統(tǒng)在中國的大規(guī)模應(yīng)用開始到來。所謂振鏡,又可以稱之為電流表計(jì),它的設(shè)計(jì)思路完全沿襲電流表的設(shè)計(jì)方法,鏡片取代了表針,而探頭的信號由計(jì)算機(jī)控制的-5V—5V的直流信號取代,以完成預(yù)定的動(dòng)作。同轉(zhuǎn)鏡式掃描系統(tǒng)相同,這種典型的控制系統(tǒng)采用了一對折返鏡,不同的是,驅(qū)動(dòng)這套鏡片的步進(jìn)電機(jī)被伺服電機(jī)所取代,在這套控制系統(tǒng)中,位置傳感器的使用和負(fù)反饋回路的設(shè)計(jì)思路進(jìn)一步保證了系統(tǒng)的精度,整個(gè)系統(tǒng)的掃描速度和重復(fù)定位精度達(dá)到一個(gè)新的水平。
三、國內(nèi)激光打標(biāo)的技術(shù)現(xiàn)狀 目前國內(nèi)的激光打標(biāo)按其工作方式可分為掩模式打標(biāo)、陣列式打標(biāo)和掃描式打標(biāo)。 1.掩模式打標(biāo) 掩模式打標(biāo)又叫投影式打標(biāo)。掩模式打標(biāo)系統(tǒng)由激光器、掩模板和成像透鏡組成,其工作原理(如圖1所示)是在一塊模板上,將待打標(biāo)的數(shù)字、字符、條碼、圖像等雕空,做成掩模,經(jīng)過望遠(yuǎn)鏡擴(kuò)束的激光,均勻的投射在事先做好的掩模板上,光從雕空部分透射。掩模板上的圖形通過透鏡成像到工件(焦面)上。通常每個(gè)脈沖即可形成一個(gè)標(biāo)記。受激光輻射的材料表面被迅速加熱汽化或產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),發(fā)生顏色變化形成可分辨的清晰標(biāo)記。掩模式打標(biāo)一般采用CO2激光器和YAG激光器。掩模式打標(biāo)主要優(yōu)點(diǎn)是一個(gè)激光脈沖一次就能打出一個(gè)完整的、包括幾種符號的標(biāo)記,因此打標(biāo)速度快。對于大批量產(chǎn)品,可在生產(chǎn)線上直接打標(biāo)。缺點(diǎn)是打標(biāo)靈活性差,能量利用率低。 2.陣列式打標(biāo) 陣列式打標(biāo)系統(tǒng)如圖2所示,它是使用幾臺(tái)小型激光器同時(shí)發(fā)射脈沖,經(jīng)反射鏡和聚焦透鏡后,使幾個(gè)激光脈沖在被打標(biāo)材料表面上燒蝕(熔化)出大小及深度均勻的小凹坑,每個(gè)字符、圖案都是由這些小圓黑凹坑構(gòu)成的,一般是橫筆劃5個(gè)點(diǎn),豎筆劃7個(gè)點(diǎn),從而形成5×7的陣列。陣列式打標(biāo)一般采用小功率射頻激勵(lì)CO2激光器,其打標(biāo)速度最高可達(dá)6000字符/妙,因而成為高速在線打標(biāo)的理想選擇,其缺點(diǎn)是只能標(biāo)記點(diǎn)陣字符,且只能達(dá)到5×7的分辨率,對于漢字無能為力。 3.掃描式打標(biāo) 掃描式打標(biāo)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、激光器和X-Y掃描機(jī)構(gòu)三部分組成,其工作原理是將需要打標(biāo)的信息輸入計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)按照事先設(shè)計(jì)好的程序控制激光器和X-Y掃描機(jī)構(gòu),使經(jīng)過特殊光學(xué)系統(tǒng)變換的高能量激光點(diǎn)在被加工表面上掃描運(yùn)動(dòng),形成標(biāo)記。 通常X-Y掃描機(jī)構(gòu)有兩種結(jié)構(gòu)形式:一種是機(jī)械掃描式,另一種是振鏡掃描式。 (1) 機(jī)械掃描式 機(jī)械掃描式打標(biāo)系統(tǒng)不是采用通過改變反射鏡的旋轉(zhuǎn)角度去移動(dòng)光束,而是通過機(jī)械的方法對反射鏡進(jìn)行X-Y坐標(biāo)的平移,從而改變激光束到達(dá)工件的位置,這種打標(biāo)系統(tǒng)的X-Y掃描機(jī)構(gòu)通常是用繪圖儀改裝(如圖3所示)。其工作過程:激光束經(jīng)過反光鏡①、②轉(zhuǎn)折光路后,再經(jīng)過光筆(聚焦透鏡)③作用射到被加工工件上。其中繪圖儀筆臂④只能帶著反光鏡①和②沿X軸方向來回運(yùn)動(dòng);光筆③連同它上端的反光鏡②(兩者固定在一起)只能沿Y軸方向運(yùn)動(dòng)。在計(jì)算機(jī)的控制下(一般通過并口輸出控制信號),光筆在Y方向上的運(yùn)動(dòng)與筆臂 在X方向上的運(yùn)動(dòng)合成,可使輸出激光到達(dá)平面內(nèi)任意點(diǎn),從而標(biāo)刻出任意圖形和文字。 (2)振鏡掃描式 |

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