[发明专利]一种激光标刻物体圆孔内壁图案的方法及装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及激光标刻工艺、涉及用于图形雕刻及打标的激光控制技术。应用于物体圆孔内壁图案激光标刻加工，如首饰戒指内壁印记及图案激光打标。

【背景技术】

激光标刻技术相对于传统的印制技术有以下优点：应用范围广，适合各种材料；非接触加工，不损坏产品；加工精细，影响范围小；加工速度快，效率高；各种复杂图案文字均可加工，控制精度高。由于优势明显，已经广泛应用与各种产品的图案、商标、文字标识加工。

在首饰加工行业，目前已大量应用激光打标技术标识产品印记信息。根据珠宝首饰行业国家强制标准《GB11887-2002首饰贵金属纯度的规定及命名方法》中第5条规定：“贵金属首饰的印记是指打印在首饰上的标识，内容应包括：厂家代号、纯度、材料以及镶钻首饰主钻石(0.10克拉以上)的质量”。首饰产品必须包含印记，例如“24K、千足金”等，目前首饰加工印记大多采用激光标刻。

传统的激光标刻方法都是在物体外表面进行，但是首饰产品中数量最多的是戒指，为了不影响美观效果，戒指印记都位于戒指孔内圈上。由于激光标刻时，不能将加工激光束遮挡，在加工戒指字印时，目前都是将戒指倾斜一个角度放置，使加工激光束到达戒指内圈壁上进行标刻加工。

采用这种方法加工戒指印记存在两个无法解决的问题：第一，由于要刻印加工戒指倾斜放置，要加工的工作面和加工激光束不垂直，和加工激光聚焦面也不重合，造成加工图形变形失真，加工图像效果差。第二，一次只能加工比较短小的图形在戒指内圈上，图形稍大时(例如较长的一段文字印记)就要加工好一部分，再重新放置戒指，分段加工；这样加工的图像是拼接起来的，无论是加工难度和加工效果都不理想。

除了戒指外，还有其它包含圆孔的物品，需要在圆孔内壁进行激光图案标刻，加工过程都存在上述问题。

【发明内容】

本发明的目的是为了使激光标刻技术在物体圆孔内壁上标刻图案效果更好，加工工艺更便捷高效，而提出的一种方法与装置。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

1、一种使用激光标刻物体圆孔内壁图案的方法，其特征在于：

在要使用激光进行图案标刻的物体圆孔内壁内放置一个反射镜，通过反射镜反射加工激光束，对物体圆孔内壁进行图案标刻加工。反射镜可旋转，旋转轴与加工激光束平行，旋转角度位置和速度可控制，反射面同加工激光束成一定度角(例如45度)，可将加工激光束反射到要加工的物体圆孔内壁加工面上。物体圆孔内壁激光标刻控制系统同步控制激光发生器、振镜、反射镜，完成对内壁图案的激光标刻加工。

2、根据权利要求1所述使用激光标刻物体圆孔内壁图案的方法，还包括将现有图案加工控制方法转换成用振镜反射镜同时控制加工的方法，其特征在于：

图案为平面图形，图形上的坐标点用(x，y)来表示。用振镜和反射镜同时控制激光标刻图案，新的坐标振镜控制用(X，Y)表示，电机旋转角度用α表示。

将设计图用旋转反射镜反射投影到圆孔内壁实际上相当于将(x，y)坐标转换成了极坐标(r，θ)，r为极轴，θ为极角。

θ＝360°-x*360°/C

C为圆孔内壁圆周长，顺时针旋转计算。

r＝y反射镜为45°，两边投影长度刚好相等。

现在将极坐标图形打标出来，只需将极坐标图形在转换回平面坐标即可，只是增加了电机旋转角度α，新转换好的图形坐标用(X，Y)表示。

α＝360°-θ＝x*360°/C电机顺时针旋转，极坐标为逆时针。

X＝r*cosθ＝y*sinα

Y＝r*sinθ＝y*cosα

3、根据权利要求1所述使用激光标刻物体圆孔内壁图案的方法，还包括将要加工的不连续分段图案按照近似的分段方法进行激光标刻，其特征在于：

要刻印的图案由若干分段小图案组成，每个分段为一个独立图案，每个分段图案独立刻印。x为图案中心位置X轴坐标，电机旋转的角度α。

α＝x*360°/C

当电机旋转到角度α时可停止，等分段图案标刻完成后再次旋转到下一个分段图形中心角度，进行下一个图案标刻。图案为原图案在平面上绕自己中心顺时针旋转角度α。

4、激光标刻物体圆孔内壁图案装置，包括激光发生器，振镜，其特征在于还包括一个可旋转控制反射镜设备，反射镜的旋转轴与加工激光束重合，旋转角度位置和速度可控制，反射面同加工激光束成45度角。反射镜旋转角度、速度、位置通过激光标刻控制系统来控制。激光标刻控制系统同步控制激光发生器、振镜、反射镜，完成对物体圆孔内壁图案的激光标刻加工。