一种可控激光束组合式高速打标装置的制作方法

1.本实用新型属于激光打标技术领域，具体涉及一种可控激光束组合式高速打标装置。


背景技术：

2.目前，现有激光打标机运行时，被标记物在激光束打标区域内暂时处于静止或低速移动状态才能在标记物表面上打标成完整的标识，然而随着市场需求的不断增大，被标记物处在静止或低速下的激光打标方式，是无法满足在标记物移动速度≥3.4m/s（以平面标记物为例）的工况下进行激光打标，因此现有激光打标机打标速度不够快，且无法做到在标记物连续高速运动下进行在线激光打标。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种可控激光束组合式高速打标装置，能够做到在标记物连续高速运动≥3.4m/s下在线激光打出完整的标识。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可控激光束组合式高速打标装置，包括n个依次排列的独立的激光打标机构、n个标记物移动速度测速传感器、n个微处理机、通讯总线、总控计算机，其中：
5.激光打标机构以x方向和y方向进行打标工作，x方向与标记物移动方向垂直，y方向为标记物移动方向；激光打标机构包括激光器、反射镜、x扫描振镜、y扫描振镜、聚焦镜头、高速精密电机dx、高速精密电机dy；
6.沿激光器中输出的光束路径方向，依次设置反射镜、x扫描振镜、y扫描振镜、聚焦镜头；
7.高速精密电机dx与x扫描振镜连接，控制x扫描振镜，对应激光打标机构在x方向上的打标图形；
8.高速精密电机dy与y扫描振镜连接，控制y扫描振镜，对应激光打标机构在y方向上的打标图形；
9.n个标记物移动速度测速传感器分别与一个激光打标机构连接，且每个标记物移动速度测速传感器均对标记物进行检测；
10.n个微处理机分别与一个激光打标机构连接，每个微处理机均具有a控制口、b控制口、c控制口、d控制口、e控制口，a控制口与对应激光打标机构中的高速精密电机dx连接，b控制口与对应激光打标机构中的高速精密电机dy连接，c控制口与对应激光打标机构中的激光器连接；d控制口与对应激光打标机构连接的标记物移动速度测速传感器连接，每个微处理机的e控制口通过通讯总线和总控计算机相连；
11.将所需打标的标识（如二维码图形），沿同一方向分割成n个打标区域，根据n个打标区域形成对应的n个打标图形，n个打标图形依次分别作为n个激光打标机构的打标图形；
12.n个激光打标机构的n个聚焦镜头在x方向依次距离x方向与y方向相交处越来越
远。
13.作为本实用新型的进一步优选，n为大于2的正整数。
14.作为本实用新型的进一步优选，通讯总线可以是rs-485或i2c通讯总线。
15.作为本实用新型的进一步优选，n个微处理机的d控制口通过对应连接的标记物移动速度测速传感器进行光电判读各自未打标空白区域的标记物的移动速度，同时标记物移动速度测速传感器进行自动测量、微处理机进行计算；微处理机通过c控制口控制各自的激光器同步输出激光束的频率进行在线打标。
16.通过以上技术方案，相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
17.1、本实用新型打标装置可以在标记物连续运动速度v≥3.4m/s的情况下在标记物的表面上进行标识的高速打标。
18.2、本实用新型打标装置的打标方法依据标记物运动速度、打标机打标速度，将所需进行打标标识分割成n个打标区域，采用n个独立的激光打标机构与n个打标区域分别对应，每个激光打标机构依据其对应的打标区域进行打标作业，从而在满足标记物连续运动速度v≥3.4m/s的情况下，能够在线激光打出完整的标识；大大提高了生产效率。
附图说明
19.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
20.图1是本实用新型实施例1中4个可控激光束组合式高速打标装置整体结构图；
21.图2是本实用新型实施例1中4个可控激光束组合式高速打标装置的电路控制原理图；
22.图3是本实用新型实施例1中打出第一打标图形后标记物上形成的图形；
23.图4是本实用新型实施例1中打出第二打标图形后标记物上形成的图形；
24.图5是本实用新型实施例1中打出第三打标图形后标记物上形成的图形；
25.图6是本实用新型实施例1中打出完整表示后标记物上形成的图形。
26.图中：10、激光器；11、反射镜；20、高速精密电机dx；21、x扫描振镜；30、高速精密电机dy ；31、y扫描振镜；40、聚焦镜头；50、微处理机；60、标记物移动速度测速传感器；70、通讯总线；80、总控计算机。
具体实施方式
27.现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
28.本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本实用新型的保护范围。
29.本实用新型提供一种可控激光束组合式高速打标装置，本打标装置包括n个依次排列的独立的激光打标机构、n个标记物移动速度测速传感器60、n个微处理机50、通讯总线
70、总控计算机80，需要说明的是n为大于2的正整数，优选地n为4，其中：
30.上述激光打标机构以x方向和y方向进行打标工作，x方向与标记物移动方向垂直，y方向为标记物移动方向；朝向标记物移动方向为y方向的正方向，背离标记物移动方向为y反向的负方向。激光打标机构包括激光器10、反射镜11、x扫描振镜21、y扫描振镜31、聚焦镜头40、高速精密电机dx20、高速精密电机dy30。
31.上述激光器可以采用光纤激光器或半导体激光器；沿激光器10中输出的光束路径方向，依次设置反射镜11、x扫描振镜21、y扫描振镜31、聚焦镜头40。高速精密电机dx20与x扫描振镜21连接，高速精密电机dx20控制x扫描振镜21，对应激光打标机构在x方向上的打标图形；高速精密电机dy30与y扫描振镜31连接，高速精密电机dy30控制y扫描振镜31，对应激光打标机构在y方向上的打标图形。n个标记物移动速度测速传感器60分别与一个激光打标机构连接，且每个标记物移动速度测速传感器60均对标记物进行检测。
32.n个微处理机50分别与一个激光打标机构连接，每个微处理机50均具有a控制口、b控制口、c控制口、d控制口、e控制口，a控制口与对应激光打标机构中的高速精密电机dx20连接，b控制口与对应激光打标机构中的高速精密电机dy30连接，c控制口与对应激光打标机构中的激光器10连接；d控制口与对应激光打标机构连接的标记物移动速度测速传感器60连接，每个微处理机50的e控制口通过通讯总线70和总控计算机80相连。优选地，通讯总线70可以是rs-485或i2c通讯总线。
33.进一步地，n个微处理机50的d控制口通过对应连接的标记物移动速度测速传感器60进行光电判读各自未打标的打标图形的移动速度，同时标记物移动速度测速传感器60进行自动测量、微处理机50进行计算；微处理机50通过c控制口控制各自的激光器10同步输出激光束的频率进行在线打标。
34.需要说明的是，本实用新型将所需打标的标识沿同一方向分割成n个打标区域，根据n个打标区域形成对应的n个打标图形，n个打标图形依次分别作为n个激光打标机构的打标图形。本实用新型n个激光打标机构的n个聚焦镜头40在x方向上依次距离x方向与y方向相交处越来越远。
35.本实用新型还提供了一种可控激光束组合式高速打标装置的打标方法，具体包括以下步骤：
36.步骤s1、确定n的具体数值：
37.根据当前工况下标记物的移动速度和单个激光打标机构的打标速度，确定n的具体数值；
38.步骤s2、制备组合式激光打标一体化机构：
39.步骤s2-1、根据步骤s1中确定的n的数值，制备n个激光打标机构；
40.步骤s2-2、将n个激光打标机构依次排列，然后通过通讯总线70将n个激光打标机构的微处理机50的e控制口与总控计算机80相连，组成组合式激光打标一体化机构；
41.具体地，每个激光打标机构均按照对应的打标图形进行打标作业；
42.步骤s3、对所需打标的标识进行分割：
43.步骤s3-1、根据当前工况下标记物的移动速度和单个激光打标机构的打标速度，以y方向为分割线，将所需打标的标识分割成n个打标区域；
44.步骤s3-2、根据n个打标区域形成对应的n个打标图形；
45.步骤s3-3、将n个打标图形依次分别存储在对应的激光打标机构的激光器10内，分别作为n个激光打标机构的打标图形；
46.步骤s4、进行打标作业：
47.步骤s4-1、标记物开始移动；
48.步骤s4-2、以朝向标记物移动方向的方向为y方向的正方向，从距离y方向的正方向最远的一个激光打标机构开始依次进行打标作业；
49.步骤s4-3、n个激光打标机构均完成打标作业后，一个完整的标识即被打印出来。
50.根据上述多个可控激光束组合式高速打标装置及打标方法，现取n为4，进行一个具体实施例的举例，具体如下：
实施例
51.如图1-6所示，一种可控激光束组合式高速打标装置，以在平面运动的标记物表面上打印二维码为例，本打标装置包括4个依次排列的独立的激光打标机构、4个标记物移动速度测速传感器60、4个微处理机50、通讯总线70、总控计算机80，激光打标机构具体结构参照上述打标装置；高速卷筒纸轮滚压设在平面标记物两侧。
52.需要说明的是，将4个激光打标机构从y方向负方向往正方向依次标记为a激光打标机构、b激光打标机构、c激光打标机构、d激光打标机构。将所需打标的二维码沿x方向分割成4个打标区域，根据4个打标区域形成对应的4个打标图形，4个打标图形依次分别作为4个激光打标机构的打标图形。4个打标区域依次分别记为第一打标区、第二打标区、第三打标区、第四打标区；4个打标图形依次分别记为第一打标图形、第二打标图形、第三打标图形、第四打标图形。
53.第一打标区形成第一打标图形，a激光打标机构依据第一打标图形进行打标，打出第一标区；第二打标区成第二打标图形，b激光打标机构依据第二打标图形进行打标，打出第二标区；第三打标区成第二打标图形，c激光打标机构依据第三打标图形进行打标，打出第三标区；第四打标区成第二打标图形，d激光打标机构依据第四打标图形进行打标，打出第四标区。第一标区、第二标区、第三标区、第四标区形成完整的二维码标识。本打标装置可以在连续运动速度v≥3.4m/s的标记物表面上进行个性化二维码高速打标。
54.如图2所示，是本打标装置电路控制原理图，其电路控制部分包括：4个激光打标装置a激光打标装置、b激光打标装置、c激光打标装置、d激光打标装置，4个微处理机50、4个标记物移动速度测速传感器60、通讯总线70、总控计算机80。4个微处理机50的a控制口，相对应连接控制4个高速精密电机dx20；所述的4个微处理机50的b控制口，相对应连接控制4个激光打标装置的高速精密电机dy30；所述的4个微处理机50的c控制口，相对应连接控制4个激光打标装置的激光器10输出激光束；所述的4个微处理机50的d控制口，相对应连接4个标记物移动速度测速传感器60；所述的4个微处理机50的e通讯口，通过通讯总线70和总控计算机80相连。
55.所述的总控计算机80中存储有设计好的4个打标图形，通过通讯总线70分别发送给4个微处理机50内部储存器中，再由4个微处理机50根据各自内部储存器中的打标图形数据分别控制四个激光打标装置a激光打标装置、b激光打标装置、c激光打标装置、d激光打标装置进行打标；所述的4个标记物移动速度测速传感器60，是通过相对应的4个微处理机50
的d控制口进行光电判读各自未打标的打标图形的移动速度，进行自动测量、计算并通过c控制口控制各自的激光器10同步输出激光束的频率在线打标。
56.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
57.本实施方案主要应用在高速卷筒纸轮转凹印刷机、平张印刷机、卷对卷的走纸平台或平张走纸平台中的印刷物品表面，通过多个可控激光束聚焦的光能高速烧掉印刷物品表面物质，显现出永久性所需的文字、图形、商标、条形码和二维码码等标识内容，实现标记物高度运行下依旧能打印出完整的标识。
58.本技术中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
59.本技术中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
60.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

技术特征：
1.一种可控激光束组合式高速打标装置，其特征在于：包括n个依次排列的独立的激光打标机构、n个标记物移动速度测速传感器（60）、n个微处理机（50）、通讯总线（70）、总控计算机（80），其中：激光打标机构以x方向和y方向进行打标工作，x方向与标记物移动方向垂直，y方向为标记物移动方向；激光打标机构包括激光器（10）、反射镜（11）、x扫描振镜（21）、y扫描振镜（31）、聚焦镜头（40）、高速精密电机dx（20）、高速精密电机dy（30）；沿激光器（10）中输出的光束路径方向，依次设置反射镜（11）、x扫描振镜（21）、y扫描振镜（31）、聚焦镜头（40）；高速精密电机dx（20）与x扫描振镜（21）连接，控制x扫描振镜（21），对应激光打标机构在x方向上的打标图形；高速精密电机dy（30）与y扫描振镜（31）连接，控制y扫描振镜（31），对应激光打标机构在y方向上的打标图形；n个标记物移动速度测速传感器（60）分别与一个激光打标机构连接，且每个标记物移动速度测速传感器（60）均对标记物进行检测；n个微处理机（50）分别与一个激光打标机构连接，每个微处理机（50）均具有a控制口、b控制口、c控制口、d控制口、e控制口，a控制口与对应激光打标机构中的高速精密电机dx（20）连接，b控制口与对应激光打标机构中的高速精密电机dy（30）连接，c控制口与对应激光打标机构中的激光器（10）连接；d控制口与对应激光打标机构连接的标记物移动速度测速传感器（60）连接，每个微处理机（50）的e控制口通过通讯总线(70)和总控计算机（80）相连；将所需打标的标识沿同一方向分割成n个打标区域，根据n个打标区域形成对应的n个打标图形，n个打标图形依次分别作为n个激光打标机构的打标图形；n个激光打标机构的n个聚焦镜头（40）在x方向依次距离x方向与y方向相交处越来越远。2.根据权利要求1所述的一种可控激光束组合式高速打标装置，其特征在于：n为大于2的正整数。3.根据权利要求1所述的一种可控激光束组合式高速打标装置，其特征在于：通讯总线(70)可以是rs-485或i2c通讯总线。4.根据权利要求1所述的一种可控激光束组合式高速打标装置，其特征在于：n个微处理机（50）的d控制口通过对应连接的标记物移动速度测速传感器（60）进行光电判读各自未打标空白区域的标记物的移动速度，同时标记物移动速度测速传感器（60）进行自动测量、微处理机（50）进行计算；微处理机（50）通过c控制口控制各自的激光器（10）同步输出激光束的频率进行在线打标。

技术总结
本实用新型属于激光打标技术领域，具体涉及一种可控激光束组合式高速打标装置，本打标装置包括N个依次排列的独立的激光打标机构，激光打标机构以X方向和Y方向进行打标工作，X方向与标记物移动方向垂直，Y方向为标记物移动方向；将所需打标的标识沿同一方向分割成N个打标区域，根据N个打标区域形成对应的N个打标图形，N个打标图形依次分别作为N个激光打标机构的打标路径。本实用新型将所需打标标识结合标记物运动速度、打标机打标速度分割成合适的N个打标区域，从而在满足标记物连续运动速度V≥3.4m/s的情况下，能够在线激光打出完整的标识；大大提高了生产效率。大大提高了生产效率。大大提高了生产效率。


技术研发人员：蒋伟 郭建国
受保护的技术使用者：江苏药研所健康产业集团有限公司
技术研发日：2023.02.27
技术公布日：2023/8/26