一種智能型激光掃描振鏡系統以及激光打標設備的制作方法

本發明涉及激光打標技術領域，尤其是涉及一種智能型激光掃描振鏡系統以及激光打標設備。

背景技術：

現有激光打標技術是將激光源產生的激光束，經掃描振鏡偏轉一定角度后，再通過場鏡聚焦激光束，使得激光束按照一定圖形要求作用于待標刻物件上，實現對待標刻物件的標刻、打印或者具有一定深度的焊接與切割。如果待標刻物件距離場鏡的高度不滿足場鏡的焦距要求，激光的最佳聚焦點不在待標刻物件上，則無法進行精準的激光標刻。

目前在實際應用中都是采用人工觀測的方式去判斷打標效果，而通過手動的方式去調節焦距高度，最終也只能大致確認焦距高度是否調節合適。因此，現有以人工調節的方式工作效率低、調節精確偏差值大，無法實現激光打標的自動對焦。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的總體背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種智能型激光掃描振鏡系統以及激光打標設備，以解決現有技術中存在的人工調節的方式效率低下、調節精確度差、激光打標無法實現自動對焦的技術問題。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一方面，本發明提供一種智能型激光掃描振鏡系統，至少包括：支架殼、激光振鏡、場鏡、控制系統和測距模塊，所述激光振鏡設置于所述支架殼的內部，所述場鏡設置于所述支架殼的外部，激光光束經過所述激光振鏡反射后經過所述場鏡能夠聚焦在待標刻物件上；

所述測距模塊設置于所述支架殼的內部，用于檢測其相對于待標刻物件的距離，并信號反饋給控制系統，所述控制系統根據所述測距模塊的反饋信號自動控制升降平臺，以調節所述場鏡與待標刻物件之間的距離。

作為一種進一步的技術方案，所述智能型激光掃描振鏡系統還包括：視覺定位模塊，所述支架殼一體連接有場鏡圈，所述視覺定位模塊設置于所述場鏡圈上，用于對待標刻物件位置進行圖像采集，并信號反饋給所述控制系統。

作為一種進一步的技術方案，所述視覺定位模塊包括：圖像采集單元、輔助光源，所述圖像采集單元、輔助光源均設置于所述場鏡圈上，且所述圖像采集單元與所述控制系統信號連接。

作為一種進一步的技術方案，所述圖像采集單元與輔助光源通過連接件集成于一體，所述連接件安裝于所述場鏡圈上。

作為一種進一步的技術方案，所述固定件包括卡箍和鉸接件，所述卡箍呈圓環狀且同軸套設在所述場鏡圈的外周面上，所述鉸接件的一端與所述卡箍鉸接，所述圖像采集單元、輔助光源設置于所述鉸接件上。

作為一種進一步的技術方案，所述支架殼包括：上支架殼和下支架殼，所述上支架殼扣合在所述下支架殼上，在所述上支架殼和下支架殼之間的內部設置有用于安裝激光振鏡、測距模塊的容納空間。

作為一種進一步的技術方案，在所述上支架殼和/或下支架殼上的側面設置有至少一個散熱結構。

作為一種進一步的技術方案，所述激光振鏡包括；振鏡系統和驅動板，所述驅動板與所述振鏡系統中的振鏡電機連接，所述上支架殼上設置有與所述驅動板連接的電子接口組件。

作為一種進一步的技術方案，所述下支架殼的底面至少設置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔用于安裝所述場鏡，所述第二通孔用于透射所述測距模塊輸出的激光光束。

另一方面，本發明還提供一種激光打標設備，其包括升降平臺和所述智能型激光掃描振鏡系統；該智能型激光掃描振鏡系統至少包括：支架殼、激光振鏡、場鏡、控制系統和測距模塊，所述激光振鏡設置于所述支架殼的內部，所述場鏡設置于所述支架殼的外部，激光光束經過所述激光振鏡反射后經過所述場鏡能夠聚焦在待標刻物件上；所述測距模塊設置于所述支架殼的內部，用于檢測其相對于待標刻物件的距離，并信號反饋給控制系統，所述控制系統根據所述測距模塊的反饋信號自動控制升降平臺，以調節所述場鏡與待標刻物件之間的距離。

采用上述技術方案，本發明具有如下有益效果：

本發明提供一種智能型激光掃描振鏡系統，利用激光測距原理，通過測距模塊測得其相對于待標刻物件的距離，并信號反饋給控制系統，控制系統根據測距模塊的反饋信號自動控制升降平臺，以調節所述場鏡與待標刻物件之間的距離，從而實現激光打標的自動對焦。本發明智能型激光掃描振鏡系統自動化程度高，調節時間短，可一次性調節至準確的高度，無需反復調節，提高了激光標刻過程中的定位精度，滿足高速度和高精度的激光加工和標刻需求。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的智能型激光掃描振鏡系統的爆炸示意圖；圖2為本發明實施例提供的智能型激光掃描振鏡系統的第一視角的立體示意圖；

圖3為本發明實施例提供的智能型激光掃描振鏡系統的第二視角的立體示意圖；

圖4為本發明實施例提供的激光打標設備的結構示意圖；

圖5為本發明實施例提供的智能型激光掃描振鏡系統的工作原理圖；

圖6為本發明實施例提供的視覺定位模塊的工作原理圖。

附圖標記：

1-支架殼；2-測距模塊；3-激光振鏡；

4-場鏡圈；5-視覺定位模塊；71-驅動裝置；

7-升降平臺；11-上支架殼；12-下支架殼；

13-25針插口；14-usb插口；31-振鏡電機；

32-驅動板。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

實施例一

結合圖1至圖4所示，本實施例提供一種智能型激光掃描振鏡系統，其至少包括：支架殼1、激光振鏡3、場鏡、控制系統和測距模塊2，所述激光振鏡3設置于所述支架殼1的內部，所述場鏡設置于所述支架殼1的外部，所述激光振鏡3輸出的激光光束經過所述場鏡后能夠聚焦在待標刻物件上；所述測距模塊2設置于所述支架殼1上，用于檢測其相對于待標刻物件的距離，并信號反饋給控制系統，所述控制系統根據所述測距模塊2的反饋信號自動控制升降平臺7，以調節所述場鏡與待標刻物件之間的距離，從而實現激光打標的自動對焦。本發明智能型激光掃描振鏡系統自動化程度高，調節時間短，可一次性調節至準確的高度，無需反復調節，提高了激光標刻過程中的定位精度，滿足高速度和高精度的激光加工和標刻需求。

作為一種進一步的技術方案，該智能型激光掃描振鏡系統還包括：視覺定位模塊5，所述支架殼1一體連接有場鏡圈4，場鏡圈4可以起到保護場鏡的目的。所述視覺定位模塊5設置于所述場鏡圈4上，用于對待標刻物件位置進行圖像采集，并信號反饋給所述控制系統。之后，所述控制系統根據采集的圖像進行對升降平臺7上待打標物件進行識別。

具體的，所述視覺定位模塊5包括：圖像采集單元(例如相機以及視覺定位軟件等等)、輔助光源，所述圖像采集單元、輔助光源均設置于所述場鏡圈4上，且所述圖像采集單元與所述控制系統信號連接。輔助光源可以配合在圖像采集過程中為其提供光源，使其圖像更加清晰。該視覺定位模塊5的工作原理如圖6所示。

當然，為了實現整個視覺定位模塊5采用模塊化安裝，作為一種進一步的技術方案，所述圖像采集單元與輔助光源通過連接件集成于一體，所述連接件安裝于所述場鏡圈4上。采用連接件將圖像采集單元與輔助光源組裝在一起，之后再整體安裝于所述場鏡圈4上，結構更加緊湊，占用空間小。

優選地，所述固定件包括卡箍和鉸接件，所述卡箍呈圓環狀且同軸套設在所述場鏡圈4的外周面上，所述鉸接件的一端與所述卡箍鉸接，所述圖像采集單元、輔助光源設置于所述鉸接件上。具體而言，所述卡箍的一側設置有一連接件，在連接的下側開設有連接槽，在所述鉸接件的上側設置有連接凸塊，連接凸塊插入至連接槽中，并通過一鉸接軸將兩者連接在一起，其中，所述圖像采集單元、輔助光源均設置于所述鉸接件上，可進行位置調整。

本實施例中，對于支架殼1的具體形式并不局限，可根據實際需要靈活設置。

例如：所述支架殼1包括：上支架殼11和下支架殼12，所述上支架殼11扣合在所述下支架殼12上，在所述上支架殼11和下支架殼12之間的內部設置有用于安裝激光振鏡3、測距模塊2的容納空間。

當然，上支架殼11和下支架殼12可以為固定連接，也可為可拆卸地連接。例如：在下支架殼12的上端邊緣的四個拐角位置分別設置有緊固件，以實現對上支架殼11的固定連接。

為了增加散熱功能，作為一種進一步的技術方案，在所述上支架殼11和/或下支架殼12上的側面設置有至少一個散熱結構。

本實施例中的散熱結構可以為散熱格柵，可以設置在其中一個側面上，也可以設置多個側面上。當然，此處之外，散熱結構還可以設置為散熱孔等等。

對應的，所述激光振鏡3包括；振鏡系統和驅動板32，所述驅動板32與所述振鏡系統中的振鏡電機31連接，所述上支架殼11上設置有與所述驅動板32連接的電子接口組件。優選地，電子接口組件可包括25針插口13、usb插口14等等，其中，25針插口的作用包括：驅動板32的電源連接、振鏡信號以及測距模塊2輸出信號的傳輸等。usb插口可以作為相機的輸出接口。關于相機這部分可以有兩種輸出方案，一種直接usb輸出、不集成到振鏡支架里面，第二種是信號集成到振鏡支架內部，通過usb插口14輸出。

作為一種進一步的技術方案，所述下支架殼12的底面至少設置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔用于安裝所述場鏡，所述第二通孔用于透射所述測距模塊2輸出的激光光束。

基于上述智能型激光掃描振鏡系統的描述，如圖5所示，該智能型激光掃描振鏡系統的工作原理如下：

首先、根據場鏡的焦距預先設置一標準焦距值；

然后、通過測距模塊2檢測待標刻物件距場鏡的實際距離，并信號反饋給控制系統，控制系統根據測距模塊2的反饋信號得出測定實際值，再將測定實際值與標準焦距值進行比對計算：

當測定實際值與標準焦距值之間相同時，控制系統不會向升降平臺7發出指令，升降平臺7不移動；

當測定實際值與標準焦距值之間不同時，控制系統根據兩者的差值向升降平臺7發出指令，升降平臺7移動相應的距離。

最后、激光振鏡3輸出的激光光束經過所述場鏡后聚焦在待標刻物件上，以完成激光標刻過程。

更加具體的，以場鏡的焦距為180mm舉例說明，激光標刻時要求被標刻物件表面距離場鏡距離為180mm,假設被標刻物件高度為h，則升降平臺7需要下降h的高度，使得被標刻物件與場鏡的距離始終為180mm，傳統的方法是手動操作升降臺，效率比較低。而使用激光測距可以測出物件表面到場鏡的距離，假設測的距離為x,通過與180mm的基準距離比較,計算出差值180-x,控制系統會控制升降平臺7自動下降距離180-x,從而保證了被標刻物件距離場鏡的距離為180mm,過程全部由程序控制，效率高，精度高。

需要說明的是，本實施例中，在對待標刻物件進行操作時有以下兩種方式：

一、待標刻物件設置于測距模塊2測距點的正下方，在軟件系統上勾選自動對焦打標選項，標刻圖形的中心點自動偏移到自動對焦點上，自動對焦之后無需移動待標刻物件即可直接完成物件的標刻。

二、待標刻物件設置于測距模塊2測距點的正下方，取消軟件系統的自動對焦打標選項，自動對焦完成之后將待標刻物件移動到場鏡中心點的正下方進行標刻(適用于標刻物件幅面比較大的情況)。

綜上，本發明提供一種智能型激光掃描振鏡系統，利用激光測距原理，通過測距模塊2測得其相對于待標刻物件的距離，并信號反饋給控制系統，控制系統根據測距模塊2的反饋信號調節升降平臺7的位置，從而實現激光打標的自動對焦。本發明智能型激光掃描振鏡系統自動化程度高，調節時間短，可一次性調節至準確的高度，無需反復調節，提高了激光標刻過程中的定位精度，滿足高速度和高精度的激光加工和標刻需求。

實施例二

結合圖1至圖4所示，本實施例二在上述實施例一的基礎之上，還提供一種激光打標設備，其包括升降平臺7和所述智能型激光掃描振鏡系統。所述升降平臺用于調節所述場鏡與待標刻物件之間的距離，當然，還可以包括激光器等等。

該智能型激光掃描振鏡系統至少包括：支架殼1、激光振鏡3、場鏡、控制系統和測距模塊2，所述激光振鏡3設置于所述支架殼1的內部，所述場鏡設置于所述支架殼1的外部，所述激光振鏡3輸出的激光光束經過所述場鏡后能夠聚焦在待標刻物件上；所述測距模塊2設置于所述支架殼1的內部，用于檢測其相對于待標刻物件的距離，并信號反饋給控制系統，所述控制系統根據所述測距模塊2的反饋信號調節升降平臺7的位置，從而調節所述場鏡與待標刻物件之間的距離，以進行自動對焦。

對于升降平臺7而言，其可以為光具座部分，用于帶動該智能型激光掃描振鏡系統進行移動，例如：升降平臺7的動力由驅動裝置71提供，從而帶動該智能型激光掃描振鏡系統進行升降移動。

此外，升降平臺7也可以被替換為用于放置待標刻物件的工作臺，該工作臺至少包括：驅動裝置、升降支架和工作臺面，所述工作臺面設置于所述升降支架上，所述驅動裝置驅動所述升降支架進行升降移動，所述驅動裝置與所述控制系統信號連接。

至于其他的特征已在上述實施例一中詳細描述，此處不再贅述。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。