[发明专利]一种改变激光打标机视场的方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光器应用领域，特别涉及一种激光打标机，该激光打标机适应于两到三行的长句形标。

背景技术

目前，市场上绝大多数激光打标机都采用X、Y二维光学振镜扫描头，其中第一个振镜电机带动一个反光镜形成X方向的光束扫描，然后导向第二个反光镜，由第二个振镜电机带动，形成Y方向扫描。其中X和Y方向互相垂直。光束经过X和Y方向的扫描进入聚焦透镜，也叫做f-θ透镜。该透镜将光束聚焦于一点，在计算机软件控制下实现打标功能。

f-θ透镜的特点是其聚焦点离开视场原点的距离就是其焦距(f)和扫描角度(θ)的乘积。这个关系只是零级近似，实用中必须采用软件校正来实现精确实用的打标。

激光打标机的视场和焦距f成正比，激光打标的能量密度和f成反比。这样，需要大的打标视场就会选择大的焦距，同时使得打标速度降低。如果打标速度不能降低就必须增加激光功率。

激光打标机的有效打标视场受到f-θ透镜下列因素的制约：1、在大角度入射时的光学误差，简称偏角误差；2、光束偏离透镜中心时所造成的光学误差，简称偏位误差。

上述光学误差使得远离原点的聚焦光斑弥散，致使光能量密度低于原点附近的光斑，激光打标的效果变差，偏角和偏位越大相对的误差也越大。因此对于每一个f-θ透镜有一定的角度范围，这个角度范围就确定了打标视场的范围。目前市场上的产品都是四方形的打标视场，因为两维X和Y振镜的扫描角度极限都是一样的。

X方向的误差大于Y方向，因为在两者同样角度极限的情况下从X振镜到f-θ透镜的距离更长，造成X方向的偏位更大。

大多数打标应用，特别是在线打标，都需要的是长方形的打标视场，而且二、三行的长句占大多数。譬如类似图2的字符在食品、药品包装的打标中屡见不鲜：其中字符串的高度a不到其长度b的三分之一。对于一个需要在使用激光打标机的客户，只能在现有的商用激光打标产品中，选择打标视场大于b Xb的规格产品。这样并非最佳的技术组合，因为打标的高度潜能只用了不到三分之一。且为了能满足打标较长的字符串，不得不选用较大工作区域的场镜，从而造成浪费。

发明内容

为了克服目前激光打标机不能充分发挥潜能的不足，本发明提供一种激光打标机视场为长方形，且可以做到长比宽大很多的方法，并公开一种这样的打标机。

本发明为了实现其技术目的而采用的技术方案是：一种改变激光打标机视场的方法，该方法是通过改变振镜系统的摆动角度上限实现的，将X-方向的摆动角度上限减小，将Y-方向的摆动角度上限增加。

具体的，上述的一种改变激光打标机视场的方法中：改变振镜系统的摆动角度上限是通过限制输入振镜电机的最大电流完成的，即减小X-方向振镜电机的最大电流，增加Y-方向振镜电机的最大电流。

本发明的有益效果是：改变目前所有的激光打标机要打出长方形的视声都需要更换透镜以达到更大扫描区域的做法。使用本发明的方法，在很多场合就不需要增加成本更换透镜或激光器，也不用牺牲打标速度。

下面结合附图和具体实施例对本发明作较为详细的描述。

附图说明

图1是目前激光打标机的视场示意图。

图2是一种目前普通的在线打标实例。

图3是通过本方法改造后激光打标机的视场示意图。

具体实施方式

实施例一

本发明是一种在不改变激光打标机的结构和各部件的情况下，将激光打标机的视场由正方形转变成长方形以适应于目前普通在线打标的需要。该方法是通过改变振镜系统的摆动角度上限是通过限制输入振镜电机的最大电流完成的，即减小X-方向振镜电机的最大电流，增加Y-方向振镜电机的最大电流。通过改变振镜系统的摆动角度上限，将X-方向的摆动角度上限减小，将Y-方向的摆动角度上限增加使激光打标机的视场由如图1所示的正方形，改变成如图3所示的长方形，适合如图2所示的打标实例。

本实施例的方法不需要改变f-θ透镜的任何特性，只需要改变振镜的摆动角度上限即可，即目前的振镜系统中两个振镜的偏转最大角度是一样的，因此扫描区域为正方形，而该发明要求两个振镜的最大偏转角度不一样，一个增加，另外一个减小，从而使得扫描区域为长方形。

虽然目前所有的透镜都可以打标长方形，但是最大扫描区域的长度比使用该发明方法产生的最大扫描区域的长度要短，也就是说，需要更换透镜以达到更大扫描区域。而更换更大视场的透镜不可避免的副作用就是牺牲打标速度和精度，或是必须采用更加昂贵的激光器和振镜。使用本发明的方法，在很多场合就不需要增加成本更换透镜或激光器，也不用牺牲打标速度。