本申請涉及領域激光打標領域，尤其是一種延遲振鏡動作的激光打標系統。

背景技術：

激光打標是利用高能量密度的激光對工件進行局部照射，使表層材料汽化或發生顏色變化的化學反應，從而留下永久性標記的一種打標技術。其在服裝加工、工件加工、標記等領域應用十分廣泛。

圖1是現有技術中的一種3D激光打標系統，其通常包括激光器1、擴束鏡片21(或聚焦鏡片)、準值鏡片22、X振鏡31、Y振鏡32和物鏡8。激光器1產生激光10之后，擴束鏡片21對激光10進行聚焦，再經過X振鏡31和Y振鏡32反射后，照射到打標對象11上。其中，隨著X振鏡31和Y振鏡32的偏轉，激光10投射到打標對象11上的光斑沿著X、Y坐標方向來回移動形成需要的軌跡，而通過移動擴束鏡片21可改變光斑的聚焦位置，可以使打標范圍內的任何一點都為最佳聚焦點。因此，這種激光打標系統打破了傳統2D打標系統只可以做平面打標的局限，其可以加工平面、凸面、凹面、球面和斜面等3D結構，在國內激光行業中迅速崛起。

但是，由于振鏡是由電機直接驅動轉動，其動作速度快，而擴束鏡片(或聚焦鏡片)是通過電機帶動滑軌沿直線而來回滑動，導致擴束鏡片的動作響應速度始終慢于振鏡，不能與X、Y振鏡的響應匹配。如圖2所示為濾波器檢測屏幕的截圖，截圖中從上至下三條波形依次為原始信號、振鏡信號和聚焦鏡片信號的響應波形。可以看出，當發射信號幅度為400mV的時候，X振鏡和Y振鏡(統稱振鏡或XY振鏡)到達400mV幅度需要的時間大約是0.4mS，而擴束鏡片則需要4ms，無法與振鏡相匹配。而且，隨著打標速度和幅度的提升，這種情況會更加明顯。在無法匹配的情況下，打標光斑的質量就失去控制，焦距誤差會越來越嚴重，從而影響加工的精度和速度。

技術實現要素：

本申請提供一種延遲振鏡動作的激光打標系統，解決現有技術中動態聚焦鏡頭因難以和振鏡相匹配，而導致打標質量缺陷的問題。

為實現本實用新型目的所采用的技術方案：一種延遲振鏡動作的激光打標系統，包括用于發生激光的激光器以及依次設置在激光器所出射激光光路上的動態聚鏡模塊、X振鏡和Y振鏡；還包括控制模塊以及分別與控制模塊相連的第一驅動模塊、第二驅動模塊和第三驅動模塊，控制模塊用于向第一驅動模塊、第二驅動模塊和第三驅動模塊發出驅動信號；動態聚鏡模塊包括支撐座、支架和調焦鏡片，支撐座上設置有沿激光光路延伸的導軌，支架設置在導軌上并可沿導軌滑動，調焦鏡片固定在支架上；第三驅動模塊與支架連接，用于驅動支架沿導軌往復滑動；第一驅動模塊與X振鏡連接，用于驅動X振鏡往復轉動；第二驅動模塊與Y振鏡連接，用于驅動Y振鏡往復移動；控制模塊和第一驅動模塊以及第二驅動模塊之間設有信號延遲模塊，信號延遲模塊用于延遲第一驅動模塊和第二驅動模塊接收到驅動信號的時間。

優選的，所述信號延遲模塊為信號延遲電路。

優選的，所述信號延遲模塊延遲收到信號的時間為3-10ms。

優選的，所述信號延遲模塊對第一驅動模塊和第二驅動模塊的延遲時間相同。

優選的，所述信號延遲模塊為具有一個，同時接收并延遲發送給第一驅動模塊和第二驅動模塊的驅動信號。

優選的，所述信號延遲模塊為具有兩個，分別接收并延遲發送給第一驅動模塊和第二驅動模塊的驅動信號。

優選的，所述動態聚鏡模塊還包括準直鏡片，準直鏡片固定于調焦鏡片沿光路方向的后端。

優選的，所述調焦鏡片為擴束鏡片或聚焦鏡片。

優選的，控制模塊向第一驅動模塊發送的第一控制信號包括動作指令{x₁,x₂......x_p}，控制模塊向第二驅動模塊發送的第二控制信號包括動作指令{y₁,y₂......y_p}，控制模塊向第三驅動模塊發送的第三控制信號包括動作指令{z₁,z₂......z_p}；延遲模塊用于在第一控制信號之前插入冗余數據{m₁,m₂......m_i}，在第二控制信號之前插入冗余數據{n₁,n₂......n_i}，并將插入冗余數據之后的第一控制信號{m₁,m₂......m_i,x₁,x₂......x_p}發送至第一驅動模塊，將插入冗余數據之后的第二控制信號{n₁,n₂......n_i,y₁,y₂......y_p}發送至第二驅動模塊，第三控制信號直接發送至第三驅動模塊。

本申請的有益效果是，由于本實用新型在控制模塊和第一驅動模塊之間以及控制模塊和第二驅動模塊之間還設有延遲模塊，延遲模塊對第一控制信號和第二控制信號進行了延遲，第一驅動模塊就延遲驅動X振鏡動作，第二驅動模塊就延遲驅動Y振鏡動作，彌補了動態聚焦鏡模塊和振鏡之間的打標時間誤差，使得動態聚焦鏡模塊和振鏡相匹配，提高了系統工作效率，提升了加工精度和速度。

附圖說明

圖1為現有技術中的一種3D激光打標系統的結構示意圖；

圖2為現有技術中對激光打標系統的驅動信號進行波形測試的測試圖；

圖3為本實用新型激光打標系統的結構示意圖；

圖4為本實用新型激光打標系統一種實施例的結構示意圖；

圖5為本實用新型激光打標系統動態聚鏡模塊的一種具體結構示意圖；

圖6為圖5中A處的放大圖；

圖7為本實用新型實施例一種實現信號延遲方法的原理圖；

圖8為本實用新型對激光打標系統的驅動信號進行波形測試的測試圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

實施例1：

一種延遲振鏡動作的激光打標系統，如圖3和圖4所示，其包括用于產生激光10的激光器1，在激光10的傳輸光路上，依次設置有動態聚鏡模塊2和振鏡模塊3。如圖5和圖6所示，動態聚鏡模塊2包括支撐座23、支架24、擴束鏡片21和準值鏡片22，在支撐座23上設置有沿激光光路延伸的導軌25，支架24設置在導軌25上并可沿導軌25滑動，擴束鏡片21固定在支架24上，隨支架24移動，準直鏡片22固定于光路的后端。擴束鏡片21用于將激光10擴束(在其他實施例中，可以聚焦鏡片代替擴束鏡片)，準直鏡片22采用凸透鏡，用于收束擴散的光束。振鏡模塊3包括X振鏡31和Y振鏡32，X振鏡31用于使激光10在橫向(X方向)上偏轉，Y振鏡32用于使激光10在縱向(Y方向)上偏轉。激光器1產生激光10之后，動態聚鏡模塊2對激光10進行調焦，再經過X振鏡31和Y振鏡32反射后，照射到打標對象11上。

本實施例的系統還包括控制模塊7、信號的延遲模塊6、第一驅動模塊4、第二驅動模塊5和第三驅動模塊9。控制模塊7、第三驅動模塊5和動態聚鏡模塊2依次相連，控制模塊7、延遲模塊6、第一驅動模塊4和X振鏡31依次相連，延遲模塊6、第二驅動模塊5和Y振鏡32依次相連。

在激光打標之前，需要將打標對象11的計算機數字模型錄入電腦，再將待打標的圖案貼覆到計算機數字模型表面，設定坐標系，完成準備工作。當準備就緒，接收到打標指令后，激光器1產生激光10，控制模塊7在激光器1產生激光10后向延遲模塊6發送第一控制信號和第二控制信號，并同時向第三驅動模塊9發送第三控制信號。延遲模塊6接收到控制模塊7發送的第一控制信號和第二控制信號后，對第一控制信號和第二控制信號進行延遲，再將延遲后的第一控制信號發送至第一驅動模塊4，將延遲后的第二控制信號發送至第二驅動模塊5。第一驅動模塊4再根據第一控制信號驅動X振鏡31，第二驅動模塊5根據第二控制信號驅動Y振鏡32動作。第三驅動模塊5則根據第三控制信號來驅動支架24帶動聚焦鏡片21運動，從而對激光10進行聚焦。因此，第一驅動模塊4和第二驅動模塊5就延遲驅動振鏡模塊3動作，解決動態聚焦鏡頭21和振鏡模塊3之間的時間差，使得動態聚焦鏡頭21和振鏡模塊3相匹配。

需要說明的是，本實施例在振鏡模塊3和打標對象11之間的光路上還設置有物鏡8。在其他實施例中，也可不使用物鏡8。

實施例2：

作為實施例1的更進一步設計，本實施例說明如何對第一控制信號進行延遲。如圖7所示，控制模塊7向延遲模塊6發送了第一控制信號和第二控制信號，第一控制信號包括動作指令{x₁,x₂......x_p},第二控制信號包括動作指令{y₁,y₂......y_p}，第三控制信號包括動作指令{z₁,z₂......z_p}。延遲模塊6在指令{x₁,x₂......x_p}和{y₁,y₂......y_p}之前分別插入冗余數據，插入冗余數據之后的第一控制信號為{m₁,m₂......m_i,x₁,x₂......x_p}，插入冗余數據之后的第二控制信號為{n₁,n₂......n_i,y₁,y₂……y_p}，因此，這些冗余數據占據了信道，有效的控制信號在這些冗余數據傳輸完畢之后再向第一驅動模塊4和第二驅動模塊5傳送，也就將第一控制信號和第二控制信號進行了延遲，延遲時間取為3-10ms為佳。

在其他實施例中，延遲模塊6還可選用信號延遲電路，通過硬件電路對第一控制信號進行延遲。

實施例3：

一種延遲振鏡動作的激光打標方法，包括以下步驟：

S101：控制模塊在激光器產生激光之后，同時向延遲模塊發送第一控制信號和第二控制信號，向第三驅動模塊發送第三控制信號；

S102：第三驅動模塊根據第三控制信號驅動支架帶動聚焦鏡片沿導軌滑動；

S103：延遲模塊同步對第一控制信號和第二控制信號進行延遲，并將延遲后的第一控制信號發送至第一驅動模塊，將延遲后的第二控制信號發送至第二驅動模塊；

S104：第一驅動模塊根據第一控制信號驅動X振鏡動作，第二驅動模塊根據第二控制信號驅動Y振鏡動作。

控制模塊7在激光器1產生激光10之后，同時發出第一控制信號、第二控制信號和第三控制信號。第三驅動模塊9先接收到第三控制信號，根據第三控制信號驅動支架24帶動聚焦鏡片21運動。而延遲模塊6在接受到第一控制信號和第二控制信號之后，對第一控制信號和第二控制信號進行延遲，再將延遲后的第一控制信號發送至第一驅動模塊4，將延遲后的第二控制信號發送至第二驅動模塊5。

具體的，以上所述的驅動模塊包括電機，如高精度的步進電機，以及與電機連接的連動結構。

實施例4：

作為實施例3的的具體應用，本實施例說明如何對第一控制信號進行延遲。控制模塊7向第一驅動模塊4發送的第一控制信號包括動作指令{x₁,x₂......x_p}，控制模塊7向第二驅動模塊5發送的第二控制信號包括動作指令{y₁,y₂……y_p}；延遲模塊6在第一控制信號之前插入冗余數據{m₁,m₂......m_i}，在第二控制信號之前插入冗余數據{n₁,n₂......n_i}，并將插入冗余數據之后的第一控制信號{m₁,m₂......m_i,x₁,x₂......x_p}發送至第一驅動模塊4，將插入冗余數據之后的第二控制信號{n₁,n₂......n_i,y₁,y₂......y_p}發送至第二驅動模塊5。以上動作指令{……}內的單個字母表示單個指令，

在其他實施例中，延遲模塊6可選用信號延遲電路，通過硬件電路對第一控制信號進行延遲。

圖8為本申請采用示波器(濾波器)進行測試的波形測試圖截圖，從上至下三條波依次為原始信號、振鏡信號和聚焦鏡片信號。可看出，當原始信號發出后，聚焦鏡片信號緩慢上升，而振鏡信號延遲了一段時間后才上升，其與聚焦鏡片信號幾乎同時達到需要值，這大大減少了二者之間的時間差，使得動態聚焦鏡頭和振鏡之間更好匹配。

以上內容是結合具體的實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。