專利名稱：一種橫向流動圖形輸出脈沖CO<sub>2</sub>激光打標機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種橫向流動圖形輸出脈沖(％激光打標機。
背景技術：
提高激光器的電光轉換效率或激光輸出能量，長時間在生產線上連續穩定運 行，并獲得分辨率高、大而清晰的激光標記是激光工作者長期追求的目標。現有《一種圖形輸出脈沖二氧化碳激光打標機》(ZL01250270.7)，由放電電極、光學諧振腔、 制冷熱交換系統、殼體、充排氣系統、電源和外光路系統及光電控制系統組成，在 全封閉殼體內按一定比例充以C02氣、N2氣和He氣的混合氣體，來維持激光器的正 常工作。其特征是安裝在殼體內的橫向流動風機和管翅式熱交換器組成的系統安裝 在殼體內，并與外部的制冷機組組成的橫向流動全封閉直冷式高效熱交換系統。所述的光學諧振腔的輸出鏡為集激光窗口和防偽標記圖案于一體的圖形輸出 鏡，該圖形輸出鏡由具有文字、圖案特征的圖形鏡的透過部分和剩余的全反射部分 構成。所述圖形輸出鏡基體采用砷化鎵或硒化鋅晶體材料制作，其上具有文字、圖案 特征的透過部分鍍透射介質膜，剩余的部分鍍全反射膜，其透過率范圍應為20-80%。它雖能提高打標速率，但因放電針結構不甚合理，直接影響到放電穩定性和其 在生產線上的連續穩定運行。其原因在于放電針采用非難熔金屬，均會產生放電 針的濺射造成局部短路而無法正常工作；由于濺射使針尖變成圓頭而縮短了放電針 的距離而造成放電不均勻甚至會造成無法工作。有的用鉗子將放電針與緊固件夾 緊，亦會造成接觸不良使放電不均勻等現象產生。發明內容本實用新型的目的是針對上述現狀，旨在提供一種放電均勻且穩定，能獲得最 大的激光輸出能量，能在生產線上長時間、連續穩定運行，工作壽命長的橫向流動 圖形輸出脈沖C02激光打標機。本實用新型目的的實現方式為， 一種橫向流動圖形輸出脈沖C(V激光打標機， 在全封閉殼體3內按一定比例充以C02氣、N2氣和He氣的混合氣體，其內置有放電 針18、放電電極2、慣流風機系統、充放電電容組件17，放電針18外接光學諧振 腔4和外光路系統，放電電極2外接電源及控制系統，放電針18和慣流風機系統外接抽真空和放大氣系統，制冷熱交換系統，尖端有一定錐度的放電針18下部裝 在螺栓19的中孔中，螺栓裝入電容中，而形成充放電電容組件17。由于本實用新型采用了具有耐高溫、耐放電離子轟擊、電子發射能力強、放電 觸發穩定的充放電電容組件17，其組件中放電針18的高度可在一定范圍內進行調 節，以保證全部放針控制在所需的公差范圍內，故本實用新型有如下優點1. 放電針采用難熔金屬制成，具有耐放電離子轟擊，經長期連續使用的針尖 不會產生燒蝕、蒸發，放電高度保持不變，電子逸出功低、電子發射能力強、放電 觸發穩定等特點；2. 放電針表鍍覆層改善了導電性能，同時具備了在高溫情況下的焊接性能和 表面抗氧化的能力；3. 難熔金屬的機械加工性能都比較差，很難在其表面加工成螺紋，本實用新 型采用鋼制螺栓進行過渡，并在其表面鍍以與放電針同樣的金屬層，經高溫一并釬 焊后，即完成放電針組件，螺栓經釬焊后，表面除具有抗氧化能力外，由于在高溫 情況下完成焊接，隨之使鍍層與螺栓被鍍的界面間產生合金化的過渡層，因而使鍍 層特別牢固而不脫落。本實用新型激光的波長為10. 6 ii m，對玻璃、陶瓷、皮革、紙張、塑料、金屬氧化層、橡膠等絕大部分非金屬有良好的刻蝕效果。利用本實用新型打出的防偽標 記與普通的激光書寫標記不同，激光書寫標記的文字和圖案是一筆一筆寫出來的， 筆劃的組細由于聚焦作用不可改變，而本打標機打出的效果像蓋圖章一樣是一次性 "蓋"上去的，因此它速度高，且筆劃粗細可根據設計隨意決定。本實用新型可廣 泛用于藥品、食品、化妝品、煙草、酒類等商品的標記或防偽。本實用新型放電均勻且穩定，能獲得最大的激光輸出能量，能在生產線上長時 間、連續穩定運行，工作壽命長。
圖1是本實用新型結構示意圖 圖2是圖1的A—A向視圖 圖3是放電針組件結構示意圖具體實施方式
參照圖1、 2，本實用新型由放電電極2、充放電電容組件17、光學諧振腔1 和4、制冷熱交換系統13和15、慣流風機系統14和16、抽真空和放大氣系統9— 12、電源及控制系統7和8組成，放電針18、放電電極2、慣流風機系統、充放電電容組件17裝在全封閉殼體3內。外接抽真空和放大氣系統9一12、電源及控制系 統7和8、圖形輸出鏡4。圖形輸出鏡4與外光路系統中的聚焦透鏡5及被打標的 工件6組成光學成像系統。在全封閉殼體3內按一定比例充以C02氣、N2氣和He氣的混合氣體，安裝在 殼體內的橫向流動風機和管翅式熱交換器與外部的制冷機組組成橫向流動全封閉 直冷式高效熱交換系統。光學諧振腔的輸出鏡為集激光窗口和防偽標記圖案于一體 的圖形輸出鏡，該圖形輸出鏡由具有文字、圖案特征的防偽標記透過部分和剩余的 全反射部分構成。圖形輸出鏡4基體采用砷化鎵或硒化鋅晶體材料，其上具有文字、 圖案特征的圖案部分鍍透射介質膜，剩余部分鍍全反射膜，其透過率范圍應為 20-80%。參照圖3，放電針18選用難熔金屬絲，放電尖端有30。 一75°的錐角，放電 針針長8—12mra。放電針組件的制備方法是，將放電針進行清洗后，再在其表面鍍覆具有導電性 能好、抗氧化且在高溫下易于焊接的金屬層。固定放電針的螺栓19,可用鋼材制作。 其中心鉆一小孔，以便放電針裝入。轉入清洗流程，螺栓19表面及內孔鍍以同放 電針一樣的金屬層。將放電針18和固定螺栓裝入模具中，在每根放電針根部套一高溫焊料，再將 模具置入高溫高真空爐或高溫氫爐中進行釬焊，即獲得放電針的組件。放電針組件擰入充放電電容組件17后，進行高度調節， 一旦調好高度后，即 用不銹鋼螺帽20緊固，以防止放電針組件松動而導致調節高度的變化。本實用新型工作時，開啟真空泵和閥門9將激光中的空氣抽盡，由真空壓力表 12顯示筒內殘余氣體情況，抽盡后，即關閉真空泵和閥門9。然后再開啟閥門IO， 向全封閉殼體3內按一定比例充以C02氣、N2氣和He氣，其充氣壓力也由壓力表中 數據反應，當達到所需壓力，即時關閉閥門10。接著啟動制冷系統13、 15，視環 境溫度情況，工作5—10分鐘，當溫度達到工作溫度時，可通過電源及控制系統7 和8使本實用新型正常工作。
權利要求1、一種橫向流動圖形輸出脈沖CO2激光打標機，在全封閉殼體(3)內按一定比例充以CO2氣、N2氣和He氣的混合氣體，其內置有放電針(18)、放電電極(2)、慣流風機系統、充放電電容組件(17)，放電針(18)外接光學諧振腔(4)和外光路系統，放電電極(2)外接電源及控制系統，放電針(18)和慣流風機系統外接抽真空和放大氣系統，制冷熱交換系統，其特征在于尖端有一定錐度的放電針(18)下部裝在螺栓(19)的內孔中，螺栓裝入充放電電容組件(17)中。
2、 根據權利要求1所述的一種橫向流動圖形輸出脈沖C02激光打標機，其特征 在于放電針(18)表面鍍覆有導電性能好、抗氧化且在高溫下易于焊接的金屬層。
3、 根據權利要求1或2所述的一種橫向流動圖形輸出脈沖C02激光打標機，其 特征在于螺栓(19)表面及內孔鍍以同放電針一樣的金屬層。
4、 根據權利要求1所述的一種橫向流動圖形輸出脈沖C02激光打標機，其特征 在于放電針(18)選用難熔金屬絲，放電針尖端有30° —75°的錐角，放電針針長 8 —12腿。
5、 根據權利要求1所述的一種橫向流動圖形輸出脈沖C02激光打標機，其特征 在于每根放電針(18)根部套有高溫焊料。
專利摘要一種橫向流動圖形輸出脈沖CO<sub>2</sub>激光打標機，涉及一種CO<sub>2</sub>激光打標機。由放電電極、光學諧振腔、制冷熱交換系統、殼體、充排氣系統、電源和外光路系統及光電控制系統組成，在全封閉殼體內按一定比例充以CO<sub>2</sub>氣、N<sub>2</sub>氣和He氣的混合氣體，來維持激光器的正常工作。本實用新型采用了具有耐高溫、耐放電離子轟擊、電子發射能力強、放電觸發穩定的放電針組件。本實用新型放電均勻且穩定、激光輸出能量大、對絕大部分非金屬有良好的刻蝕效果，能在生產線上長時間、連續穩定運行，工作壽命長。用本實用新型打標像蓋圖章一樣是一次性“蓋”上去的，速度高，筆劃粗細可隨意決定。本實用新型可廣泛用于藥品、食品、化妝品、煙草、酒類等商品的標記或防偽。
文檔編號H01S3/02GK201172304SQ20082006578
公開日2008年12月31日 申請日期2008年2月28日 優先權日2008年2月28日
發明者龔志偉 申請人:武漢華恒昌激光工程技術有限公司