一種激光加工設備及其光路切換裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種激光加工設備的光路切換裝置，包括用以發射激光光束的激光器以及用以接收所述激光光束并進行激光加工的第一激光掃描偏鏡系統，還包括設置于所述激光器與所述第一激光掃描偏鏡系統之間用以反射所述激光光束或者供所述激光光束通過的光路切換部件，還包括用以接收經所述光路切換部件反射后的激光光束并進行激光加工的第二激光掃描偏鏡系統。本實用新型還公開了一種包括上述光路切換裝置的激光加工設備。上述光路切換裝置，使得第一激光掃描偏鏡系統與第二激光掃描偏鏡系統非同時性的激光加工，提高了激光器的使用效率。
【專利說明】
一種激光加工設備及其光路切換裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及激光加工技術領域，特別涉及一種光路切換裝置。本實用新型還涉及一種具有該光路切換裝置的激光加工設備。
【背景技術】
[0002]隨著我國經濟建設的快速發展，市場對于具有光路切換裝置的激光加工設備的需求日益增大。
[0003]眾所周知，在激光加工技術領域中，激光打標技術是激光加工最大的應用領域之一。激光加工是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。激光加工可以打出各種文字、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。
[0004]激光加工的基本原理是，由激光器生成高能量的連續激光光束，聚焦后的激光作用于承印材料，使表面材料瞬間熔融，甚至氣化，通過控制激光在材料表面的路徑，從而形成需要的圖文標記。激光加工的特點是非接觸加工，可在任何異型表面標刻，工件不會變形和產生內應力，適于金屬、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革等材料的標記。
[0005]激光加工通常需要激光掃描偏鏡系統，其目的是使得激光束入射到兩反射鏡(掃描鏡)上，用計算機控制反射鏡的反射角度，這兩個反射鏡可分別沿Χ、γ軸掃描，從而達到激光束的偏轉，使具有一定功率密度的激光聚焦點在打標材料上按所需的要求運動，從而在材料表面上留下永久的標記，聚焦的光斑可以是圓形或矩形。
[0006]在現有技術中，一臺激光器對應一臺激光掃描偏鏡系統，完成激光加工工作；由于激光器的造價高昂，尤其是高性能的激光器更為貴重，因此如何提高激光器的加工效率和使用效率便成為本領域技術人員亟需解決的技術問題。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的目的是提供一種光路切換裝置，該光路切換裝置可以解決一臺激光器無法為兩臺或以上的激光掃描偏鏡系統提供激光束的問題。本實用新型的另一目的是提供一種包括上述光路切換裝置的激光加工設備。
[0008]為實現上述目的，本實用新型提供一種激光加工設備的光路切換裝置，包括用以發射激光光束的激光器以及用以接收所述激光光束并進行激光加工的第一激光掃描偏鏡系統，還包括設置于所述激光器與所述第一激光掃描偏鏡系統之間用以反射所述激光光束或者供所述激光光束通過的光路切換部件，還包括用以接收經所述光路切換部件反射后的激光光束并進行激光加工的第二激光掃描偏鏡系統。
[0009]相對于上述【背景技術】，本實用新型提供的光路切換裝置，激光器發射的激光光束能夠為第一激光掃描偏鏡系統提供光源，從而供第一激光掃描偏鏡系統進行激光加工;本文在激光器與第一激光掃描偏鏡系統之間還設置有光路切換部件，并且還設置有第二激光掃描偏鏡系統；當不需要第一激光掃描偏鏡系統加工，而需要第二激光掃描偏鏡系統進行加工時，利用光路切換部件對激光器所發射的激光光束進行反射，從而使得激光光束被第二激光掃描偏鏡系統接收，供第二激光掃描偏鏡系統進行激光加工；即，光路切換部件具備兩種不同工作狀態；當需要第一激光掃描偏鏡系統工作時，光路切換部件并不阻擋激光器所發生的激光光束，而是令激光光束被第一激光掃描偏鏡系統接收；當無需第一激光掃描偏鏡系統工作、而需要第二激光掃描偏鏡系統工作時，光路切換部件可以阻擋激光光束，使得激光光束的方向發生變化，從而被第二激光掃描偏鏡系統接收;這樣一來，能夠利用光路切換部件實現對激光光束的避開或反射，從而使得第一激光掃描偏鏡系統與第二激光掃描偏鏡系統非同時性的激光加工，提高了激光器的使用效率。
[0010]優選地，所述光路切換部件包括動力裝置以及與所述動力裝置連接的旋轉部件，所述旋轉部件設置有反射鏡片；當所述旋轉部件旋轉至第一位置時，所述反射鏡片位于所述激光器與所述第一激光掃描偏鏡系統之間的激光光束上；當所述旋轉部件旋轉至第二位置時，所述反射鏡片位于所述激光器與所述第一激光掃描偏鏡系統之間的激光光束之外。
[0011]優選地，還包括當所述旋轉部件位于所述第一位置時或者所述旋轉部件位于所述第二位置時用以控制所述動力裝置停止運動的控制部件。
[0012]優選地，所述光路切換部件還包括感應片;所述光路切換裝置還設置有當所述旋轉部件旋轉至第一位置時對應于所述感應片位置的第一位置感應器以及當所述旋轉部件旋轉至第二位置時對應于所述感應片位置的第二位置感應器。
[0013]優選地，所述動力裝置具體為旋轉電機。
[0014]優選地，所述第一激光掃描偏鏡系統與所述第二激光掃描偏鏡系統分別位于所述激光器的兩側;并且所述第一激光掃描偏鏡系統與所述激光器之間設置有一組用以反射并改變所述激光光束的方向并供所述第一激光掃描偏鏡系統接收的第一組全反射鏡片，所述第二激光掃描偏鏡系統與所述激光器之間設置有一組用以反射并改變經所述光路切換部件反射后的激光光束的方向并供所述第二激光掃描偏鏡系統接收的第二組全反射鏡片。
[0015]優選地，所述第一位置與所述第二位置之間間隔90度。
[0016]優選地，還包括用以固定所述激光器和所述光路切換部件的安裝基板。
[0017]本實用新型還提供一種激光加工設備，包括機身以及與所述機身連接的光路切換裝置，所述光路切換裝置為上述任一項所述的光路切換裝置。
[0018]優選地，所述激光加工設備具體為激光打標機。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型實施例所提供的光路切換裝置的結構示意圖；
[0020]圖2為圖1的正視圖；
[0021]圖3為圖1的光路切換部件在第一位置時局部方法圖；
[0022]圖4為圖1的光路切換部件在第二位置時局部方法圖。
[0023]其中:
[0024]1-激光器、2-第一激光掃描偏鏡系統、3-光路切換部件、31-動力裝置、32-旋轉部件、33-反射鏡片、34-感應片、35-第一位置感應器、36-第二位置感應器、4-第二激光掃描偏鏡系統、51-第一全反射鏡片、52-第二全反射鏡片、53-第三全反射鏡片、54-第四全反射鏡片、55-第五全反射鏡片、6-安裝基板。
【具體實施方式】
[0025]本實用新型的核心是提供一種光路切換裝置，該光路切換裝置的一臺激光器可以為兩臺或以上的激光掃描偏鏡系統提供激光束;本實用新型的另一核心是提供一種包括上述光路切換裝置的激光加工設備。
[0026]為了使本技術領域的技術人員更好地理解本實用新型方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0027]請參考圖1至圖4，圖1為本實用新型實施例所提供的光路切換裝置的結構示意圖；圖2為圖1的正視圖；圖3為圖1的光路切換部件在第一位置時局部方法圖；圖4為圖1的光路切換部件在第二位置時局部方法圖。
[0028]本實用新型提供的一種激光加工設備的光路切換裝置，激光器1、第一激光掃描偏鏡系統2、光路切換部件3和第二激光掃描偏鏡系統4。激光器I發射激光光束后，第一激光掃描偏鏡系統2能夠接收激光器I所發射的激光光束，并進行相應的激光加工。
[0029]本文在激光器I與第一激光掃描偏鏡系統2之間還設置有光路切換部件3，并且光路切換裝置還設置有第二激光掃描偏鏡系統4;光路切換部件3用于供激光光束通過或者將激光光束進行反射;即，當光路切換部件3供激光光束通過時，第一激光掃描偏鏡系統2能夠接收激光器I所發射的激光光束，使得第一激光掃描偏鏡系統2進行激光加工；當光路切換部件3反射激光光束之后，經光路切換部件3反射的激光光束被第二激光掃描偏鏡系統4接收，從而供第二激光掃描偏鏡系統4進行激光加工。
[0030]通過說明書附圖1與說明書附圖2可以看出，處于兩個不同工位的第一激光掃描偏鏡系統2和第二激光掃描偏鏡系統4;利用光路切換部件3的工作位置的切換，使得由激光器I發射出的激光光束能夠被第一激光掃描偏鏡系統2或者第二激光掃描偏鏡系統4接收，從而分別供第一激光掃描偏鏡系統2或者第二激光掃描偏鏡系統4進行激光加工。也就是說，光路切換部件3具備兩種不同工作狀態；當需要第一激光掃描偏鏡系統2工作時，光路切換部件3并不阻擋激光器I所發生的激光光束，而是令激光光束被第一激光掃描偏鏡系統2接收；當無需第一激光掃描偏鏡系統2工作、而需要第二激光掃描偏鏡系統4工作時，光路切換部件3可以阻擋激光光束，使得激光光束的方向發生變化，從而被第二激光掃描偏鏡系統4接收;這樣一來，能夠利用光路切換部件3實現對激光光束的避開或反射，從而使得第一激光掃描偏鏡系統2與第二激光掃描偏鏡系統4非同時性的激光加工，提高了激光器I的使用效率。
[0031]為了優化光路切換部件3的形狀構造，本文的光路切換部件3設置有動力裝置31以及旋轉部件32，并且動力裝置31與旋轉部件32相連;動力裝置31提供動力，供旋轉部件32進行旋轉;此外，旋轉部件32還安裝有反射鏡片33。
[0032]通過說明書附圖3與說明書附圖4，可以看出，當旋轉部件32旋轉至第一位置時，反射鏡片33位于激光器I與第一激光掃描偏鏡系統2之間的激光光束上；當旋轉部件32旋轉至第二位置時，反射鏡片33位于激光器I與第一激光掃描偏鏡系統2之間的激光光束之外。
[0033]當旋轉部件32至于第一位置時，反射鏡片33能夠對激光器I與第一激光掃描偏鏡系統2之間的激光光束進行反射，從而使得激光光束無法被第一激光掃描偏鏡系統2接收，而是被第二激光掃描偏鏡系統4接收;顯然，在旋轉部件32至于第一位置時，第一激光掃描偏鏡系統2不進行激光加工，而第二激光掃描偏鏡系統4進行激光加工。
[0034]當旋轉部件32至于第二位置時，反射鏡片33位于激光器I與第一激光掃描偏鏡系統2之間的激光光束之外；S卩，反射鏡片33無法對激光光束進行阻擋，從而使得激光光束被第一激光掃描偏鏡系統2接收，而第二激光掃描偏鏡系統4無法接收激光光束;顯然，在旋轉部件32至于第二位置時，第一激光掃描偏鏡系統2進行激光加工，而第二激光掃描偏鏡系統4并不進行激光加工。
[0035]上述描述了光路切換部件3實現反射激光光束或者供所述激光光束通過的【具體實施方式】。當然，光路切換部件3還可以有其他不同設置方式，只要其能夠實現反射激光光束或者供所述激光光束通過這一功能即可。
[0036]除此之外，光路切換裝置還包括控制部件；當旋轉部件32位于第一位置時或者旋轉部件32位于第二位置時，控制部件能夠控制動力裝置31停止運動。
[0037]顯而易見地，為了實現光路切換部件3中的旋轉部件32能夠自動旋轉以實現上述第一激光掃描偏鏡系統2與第二激光掃描偏鏡系統4工作狀態的切換，本文的光路切換裝置還設置有控制部件，能夠控制旋轉部件32停止在第一位置或者第二位置，從而實現第二激光掃描偏鏡系統4進行加工或者第一激光掃描偏鏡系統2進行加工。
[0038]為了優化上述實施方式，本文的光路切換部件3還包括感應片34;通過說明書附圖3和說明書附圖4可知，旋轉部件32的一端設置有反射鏡片33，另一端設置有感應片34;并且光路切換裝置還設置有第一位置感應器35和第二位置感應器36。
[0039]第一位置感應器35位于當旋轉部件32旋轉至第一位置時感應片34所對應的位置，第二位置感應器36位于當旋轉部件32旋轉至第二位置時感應片34所對應的位置。即，說明書附圖3所示為反射鏡片33反射激光光束時的位置，此時第二激光掃描偏鏡系統4進行加工;說明書附圖4所示為反射鏡片33未阻擋激光光束時的位置，此時第一激光掃描偏鏡系統2進行加工。
[0040]從說明書附圖3和說明書附圖4可以看出，旋轉部件32的第一位置與第二位置相差90度；即，當旋轉部件32處于第一位置時，其順時針轉過90度時，旋轉部件32處于第二位置；而這一過程導致由第二激光掃描偏鏡系統4進行加工切換為第一激光掃描偏鏡系統2進行加工;與之類似地，當旋轉部件32處于第二位置時，旋轉部件32逆時針轉過90度時，旋轉部件32處于第一位置;而這一過程導致由第一激光掃描偏鏡系統2進行加工切換為第二激光掃描偏鏡系統4進行加工。當然，根據實際需要，上述90度還可以設置為其他度數，本文并不作出限定。
[0041]本文優選將動力裝置31設置為旋轉電機，該旋轉電機還可以是伺服電機。
[0042]也就是說，當伺服電機接收到指令后，伺服電機開始旋轉，旋轉部件32從第一位置順時針轉過90度時，感應片34由第一位置感應器35處轉至第二位置感應器36處；當感應片34旋轉至第二位置感應器36處時，由控制部件控制伺服電機停止，此時旋轉部件32位于第二位置；即，完成了由第二激光掃描偏鏡系統4加工向第一激光掃描偏鏡系統2加工的切換過程。
[0043]與之類似地，在伺服電機的轉動下，旋轉部件32從第二位置逆時針轉過90度時，感應片34由第二位置感應器36處轉至第一位置感應器35處；當感應片34旋轉至第一位置感應器35處時，由控制部件控制伺服電機停止，此時旋轉部件32位于第一位置；即，完成了由第一激光掃描偏鏡系統2加工向第二激光掃描偏鏡系統4加工的切換過程。
[0044]除此之外，還可以對第一激光掃描偏鏡系統2、第二激光掃描偏鏡系統4以及激光器I的位置進行優化;但需要說明的是，本文僅僅給出上述三者位置關系的一種實施方式，其他位置關系及其設置方式也應在本文的保護范圍之內。
[0045]激光器I的兩側分別設置第一激光掃描偏鏡系統2和第二激光掃描偏鏡系統4;并且在激光器I與第一激光掃描偏鏡系統2之間還設置有第一組全反射鏡片;在激光器I與第二激光掃描偏鏡系統4之間還設置有第二組全反射鏡片。
[0046]通過說明書附圖1可以看出，利用安裝基板6固定激光器I和光路切換部件3;當然，安裝基板6上還可以安裝第一激光掃描偏鏡系統2和第二激光掃描偏鏡系統4;此外，還設置有第一全反射鏡片51、第二全反射鏡片52、第三全反射鏡片53、第四全反射鏡片54和第五全反射鏡片55。
[0047]當光路切換部件3處于第二位置時，激光器I所發射的激光光束未被光路切換部件3阻擋，而是直接打在第一全反射鏡片51上，并經過第一全反射鏡片51的反射打在第二全反射鏡片52上，經過第二全反射鏡片52的反射后被第一激光掃描偏鏡系統2接收并實現第一激光掃描偏鏡系統2的加工。
[0048]當光路切換部件3處于第一位置時，激光器I所發射的激光光束被光路切換部件3阻擋，經光路切換部件3的反射鏡片33的反射后，打在第三全反射鏡片53上，并依次經過第四全反射鏡片54和第五全反射鏡片55的反射，最終被第二激光掃描偏鏡系統4接收并實現第二激光掃描偏鏡系統4的加工。
[0049]當然，根據實際需要，可以將上述第一全反射鏡片51、第二全反射鏡片52、第三全反射鏡片53、第四全反射鏡片54和第五全反射鏡片55均設置為45°全反射鏡片；并且，也不僅僅局限于上述以及說明書附圖1中的布局方式;無論采用何種規格的反射鏡片以及各個反射鏡片之間的布局方式如何，均應在本文的保護范圍之內。
[0050]本實用新型所提供的一種激光加工設備，包括機身以及與機身連接的光路切換裝置;光路切換裝置為上述實施例所描述的光路切換裝置;激光加工設備的其他部分可以參照現有技術，本文不再展開。當然，本文的激光加工設備可以具體為激光打標機或者其他激光加工裝置，本文此處將不再贅述。
[0051]需要說明的是，在本說明書中，諸如第一和第二之類的關系術語僅僅用來將一個實體與另外幾個實體區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體之間存在任何這種實際的關系或者順序。
[0052]以上對本實用新型所提供的光路切換裝置及其激光加工設備進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護范圍內。
【主權項】
1.一種激光加工設備的光路切換裝置，包括用以發射激光光束的激光器(I)以及用以接收所述激光光束并進行激光加工的第一激光掃描偏鏡系統(2);其特征在于，還包括設置于所述激光器(I)與所述第一激光掃描偏鏡系統(2)之間用以反射所述激光光束或者供所述激光光束通過的光路切換部件(3)，還包括用以接收經所述光路切換部件(3)反射后的激光光束并進行激光加工的第二激光掃描偏鏡系統(4)。2.根據權利要求1所述的光路切換裝置，其特征在于，所述光路切換部件(3)包括動力裝置(31)以及與所述動力裝置(31)連接的旋轉部件(32)，所述旋轉部件(32)設置有反射鏡片(33);當所述旋轉部件(32)旋轉至第一位置時，所述反射鏡片(33)位于所述激光器(I)與所述第一激光掃描偏鏡系統(2)之間的激光光束上；當所述旋轉部件(32)旋轉至第二位置時，所述反射鏡片(33)位于所述激光器(I)與所述第一激光掃描偏鏡系統(2)之間的激光光束之外。3.根據權利要求2所述的光路切換裝置，其特征在于，還包括當所述旋轉部件(32)位于所述第一位置時或者所述旋轉部件(32)位于所述第二位置時用以控制所述動力裝置(31)停止運動的控制部件。4.根據權利要求3所述的光路切換裝置，其特征在于，所述光路切換部件(3)還包括感應片(34);所述光路切換裝置還設置有當所述旋轉部件(32)旋轉至第一位置時對應于所述感應片(34)位置的第一位置感應器(35)以及當所述旋轉部件(32)旋轉至第二位置時對應于所述感應片(34)位置的第二位置感應器(36)。5.根據權利要求4所述的光路切換裝置，其特征在于，所述動力裝置(31)具體為旋轉電機。6.根據權利要求1至4任意一項所述的光路切換裝置，其特征在于，所述第一激光掃描偏鏡系統(2)與所述第二激光掃描偏鏡系統(4)分別位于所述激光器(I)的兩側;并且所述第一激光掃描偏鏡系統(2)與所述激光器(I)之間設置有一組用以反射并改變所述激光光束的方向并供所述第一激光掃描偏鏡系統(2)接收的第一組全反射鏡片，所述第二激光掃描偏鏡系統(4)與所述激光器(I)之間設置有一組用以反射并改變經所述光路切換部件反射后的激光光束的方向并供所述第二激光掃描偏鏡系統(4)接收的第二組全反射鏡片。7.根據權利要求2所述的光路切換裝置，其特征在于，所述第一位置與所述第二位置之間間隔90度。8.根據權利要求1至4任意一項所述的光路切換裝置，其特征在于，還包括用以固定所述激光器(I)和所述光路切換部件(3)的安裝基板(6)。9.一種激光加工設備，包括機身以及與所述機身連接的光路切換裝置，其特征在于，所述光路切換裝置為權利要求1至8任一項所述的光路切換裝置。10.根據權利要求9所述的激光加工設備，其特征在于，所述激光加工設備具體為激光打標機。
【文檔編號】B41J2/455GK205523087SQ201620101582
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月1日
【發明人】肖磊, 李金華, 徐地華
【申請人】廣東正業科技股份有限公司