[发明专利]激光器基标记方法和设备

说明书

技术领域

本公开内容涉及金属和塑料工件的激光器产生热处理，特别地，本公开内容涉及用于标记薄的金属和塑料板的激光器基方法和激光器系统。

背景技术

标记通常是广泛使用的术语，包括本领域技术人员公知的退火、雕刻和烧蚀技术。光纤激光退火在不去除或损坏材料的情况下形成由热量引起的永久标记。(颜色标记实际上引起形成氧化层，因此在所标记的材料中产生多种颜色。)

工业市场场所需要以结合可承受性和速度的方式用于容易地以独特的标识符标记金属和塑料的方法。这种需要通常由激光器且特别地由光纤激光器成功地满足。

存在三种用于标记的主要激光器技术-光纤激光器Nd：YAG和Nd:YV04。虽然来自所有三种技术的波长相同且在1064nm附近变化，系统特性和所产生的光束明显不同。一种最大的不同在于光纤激光器的维护需要，其实际上不需要显著的维护。

已经注意到，标记薄的金属，如不锈钢和塑料，引起将被处理的工件变形。例如，针对多种目的标记不锈钢：广告材料的标记、奖品以及工业用途。后者通常在薄金属板上设置与既定产品或制造者相关的标志。当在高温处处理工件，工件趋于变形。这当然是不可接受的，因为它破坏了所标记产品的美学外观。

因此存在对至少最小化并且优选地完全消除薄金属和塑料的变形的可变激光器基标记工艺的需求。

还存在对可操作以执行所公开的工艺的激光器系统的需求。

发明内容

通过所公开的工艺和设备满足这些需求。特别地，本公开内容教导了加热将被处理的工件的相反两侧，同时标记所加热侧中的一个。实验表明由被以所公开的方法处理的金属和塑料制成的薄工件不具有可见变形的迹象。

因而，所公开的方法提供用于确定指定用于在工件的一侧上的标记的区域。随后，两个激光器彼此对准，同时面对工件的相应的一侧和另一侧。最后，当一个激光器参与在一侧(即正面)上形成标记时，另一个激光器照射在工件的另一侧(即背面)上的区域，该区域与在所述一侧上的可扫描区域相对。

所公开的用来执行所公开的方法的激光器系统包括支撑两个激光器的多种配置的X-Y标绘器型机构。将被处理的工件安装在激光器之间。任意一个激光器相对于彼此和相对于金属板是可移动的，或者反过来，金属板相对于对准至目标位置的激光器或所有对准的激光器是可移动的，并且工件相对于彼此是可移动的。该系统还配置有控制器，该控制器可操作以监控和调整该工艺的参数并操纵所述机构以产生所希望的标记，而不存在工件的变形。

附图说明

根据接下来伴随附图的描述，所公开的方法和结构的上述和其它特征和优点将变得容易明白，在附图中：

图1是根据本公开配置的示例性激光器基标记系统的示意图。

具体实施方式

图1图示分别包括两个激光器系统12和14的示例性系统10的示意图。优选地，激光器被配置为光纤激光器，但是诸如气体激光器的其它激光器配置也可以执行所公开的方法。激光器的配置优选地是一致的，但只要满足下文公开的条件，本公开内容的范围包括不同的配置。

支架18沿着光程分别地位于激光器12和14之间，并且可以具有多种配置，每种配置用作由塑料或金属制成的薄的单件工件16的支撑件。虽然系统10被图示为在水平平面中发挥作用，但其它配置是明显的设计选择。例如，激光器12和14可以相对于彼此定位在垂直平面中。工件16可以具有不受限制的形状和形式，所有的形状和形式共同都具有范围在数十毫米和甚至数百毫米之间和不大于约2mm的厚度。如实践表明，厚于2mm的金属工件在标记期间通常不变形。工件16，如果是由金属制成的，除了别的以外，其中可以包括钛、铝、黄铜、铜和含碳金属。

市场通常需要诸如不锈钢之类的金属的彩色标记。后者的标记与表面氧化现象相关。通常以比诸如刻蚀更慢的扫描速度进行退火。速度越慢，由工件16吸收的热量越大。典型地，当需要黑色标记时，对光彩色标记来说温度通常较高。然而，工件16在温度升高的情况经历高的热应力，这会引起工件16变形。

根据本公开内容，通过加热工件16的相反侧最小化变形。如已知的那样，激光器标记中最重要的参数是焦斑直径、工件上的功率、标记速度、线间距、重复率、标记方向和脉冲长度(如果采用脉冲式激光器)。所有上文列出的和其它参数是在经验上和理论上被收集的并存储在中央处理单元(″CPU″)24中。