[发明专利]一种快速步进图像辊激光雕刻系统及雕刻方法

说明书

本发明公开了一种快速步进图像辊激光雕刻系统及雕刻方法，表面位于聚焦透镜焦平面上的辊恒速旋转，激光偏转聚焦装置沿着辊轴向恒速平移，通过偏转总成的偏转电机周期性的快速正转与慢速反转，使光脉冲经聚焦透镜汇聚在辊面上的轨迹是一系列密排的圆。本发明提高了光束的移动速度，缩短了光束的关光时间，从而实现了图像辊的快速步进激光雕刻。本发明在保证精度的同时提高了激光雕刻的加工效率。

技术领域

本发明属于图像辊的激光雕刻领域，属于离散激光加工技术，具体涉及一种图像辊激光雕刻系统及雕刻方法。

背景技术

图像辊就是表面刻有图像的辊。其种类很多，按用途分，有凹印版辊、柔版版辊、滚筒印花辊、圆网印花辊、花纹辊等；按材质分，有钢辊、橡胶辊、树脂辊等；按辊型分，有实心辊和空心辊等。图像辊在印刷、印染、压花行业有广泛的应用。

图像辊的雕刻工艺有机械雕刻(用刀具)、电子雕刻(用金刚石电雕头)、照相腐蚀雕刻、激光雕刻等，分直接雕刻和间接雕刻两种。机械雕刻和电子雕刻为直接雕刻；照相腐蚀雕刻为间接雕刻；激光雕刻既有直接雕刻，也有间接雕刻。由于激光光斑可聚焦到很小，激光雕刻广泛用于精细图像辊的雕刻。

激光雕刻系统一般由机械系统、光学系统和控制系统等组成，有连续和步进两种雕刻方式。连续雕刻方式有两个特点：(1)辊恒速转动，同时，激光头恒速平移；(2)激光器一直按图像信号输出光脉冲,其在辊面的作用轨迹是一条圆柱螺旋线。步进雕刻方式有两个特点：(1)辊恒速转动，激光头间歇平移；(2)激光头静止时激光器才按图像信号输出光脉冲,其在辊面的作用轨迹是一系列密排的圆。

无接缝辊是一种辊面全覆盖图像的辊，在印刷、印染、压花中的应用越来越多。连续雕刻方式的突出优点是加工效率高，但其特点决定了在无接缝雕刻时在辊面每圈的起雕位置有一个圆柱螺旋线导程的错位，会在辊上产生一条多余的母线，这在要求比较高的应用中是不允许的，这决定了连续雕刻方式不适合精细无接缝辊的雕刻。相反，步进雕刻方式的特点决定了其雕刻的无接缝辊的图像是完美的，是精细无接缝辊雕刻的不二选择。

步进雕刻方式的特点决定了其加工效率偏低，目前，激光头间歇平移的时间一般为辊转动周期的整数倍，至少为一个周期。其加工效率最多为连续雕刻方式的一半。目前，随着精细度的提高，图像辊的加工时间越来越长，迫切需要缩短加工时间。通过增加激光器的数量能成倍地缩短加工时间，但设备成本和复杂性也相应增加很多。在同等数量激光器的情况下提高步进雕刻方式的加工效率很有意义。

分析步进雕刻方式的特点，发现其效率低的原因是激光头的移动和停顿时间过长。如果在现有设备上增加一套快速偏移装置，能让光束在短时间内移动到位，并开始雕刻，无疑能缩短加工时间，提高加工效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速步进图像辊激光雕刻系统及雕刻方法，用于克服现有技术中的缺陷，提高步进雕刻方式的加工效率。

为了达到上述目的，本发明的具体技术方案如下：

一种快速步进图像辊激光雕刻系统，包括机床、激光偏转聚焦装置和控制系统；

所述机床上设有图像辊、轴向调节机构和径向调节机构，所述轴向调节机构铺设在所述机床上，所述径向调节机构设在其上方，二者滑动连接；所述图像辊沿所述机床的长度方向设置，通过主轴设在所述径向调节机构的一侧；所述机床的床头外侧设有增量编码器，所述增量编码器与所述主轴连接用于检测所述图像辊的旋转位置；

所述激光偏转聚焦装置包括激光器、准直器、偏转总成和聚焦组件，所述激光偏转聚焦装置设在所述径向调节机构上，二者同步移动；所述偏转总成包括偏转反射镜和偏转电机；所述偏转反射镜设在所述偏转电机上，用于改变所述激光器发出光束的方向；