[发明专利]一种激光打标机及其自动对焦打标方法

说明书

技术领域

本发明属于激光打标技术领域，具体涉及一种激光打标机及其自动对焦打标方法。

背景技术

激光打标机是综合了激光技术和计算机技术的光、机电一体化设备。激光打标技术目前在国内外工业上的应用正被人们逐渐重视，各种新型的打标设备层出不穷，它以其独特的优点正在取代传统的标记方法，可在各种机械零部件、电子元器件、集成电路模块、仪器、仪表等多种物体表面上，打印出标记。

其工作原理为激光器产生激光，经过聚焦镜片聚焦后，再照射到打标物体的表面，只有当打标物体位于焦距位置时才具有较为理想的打标效果。现有技术都是人工手动对打标机进行调整以及对焦，手动调节降低了打标机的工作效率，调节的误差较大，这降低了打标的精度和速度。

发明内容

本发明提供一种激光打标机及其自动对焦打标方法，解决现有技术中，需手动对激光打标机进行调整而降低了打标精度和速度的问题。所采用的方案为：

方案一：一种激光打标机，包括用于放置打标物的打标机台，位于打标机台上的机架，设置在机架上并可沿机架上下移动的托台，托台上设置有激光打标组件；激光打标组件包括依次安装的激光器、光路组件和扫描头；光路组件包括若干凹透镜和/或凸透镜，位于激光器和扫描头之间，用于调节入射激光的光束焦距；打标激光自激光器出射，经过光路组件，入射至扫描头；扫描头包括若干反射透镜，用于改变打标激光的方向，使打标激光朝向打标机台射出；还包括控制器和设置在机架上用于驱动托台沿机架上下移动的第一驱动组件，第一驱动组件包括若干驱动电机，驱动电机直接或间接连接托台，所述控制器控制驱动电机驱动托台沿机架上下移动；还包括随托台上下移动的测距组件，测距组件、控制器和第一驱动组件依次连接；测距组件至少包括激光指示器、滤光片和感光元件，感光元件上具有条状感光区域，条状感光区域前设置所述滤光片，激光指示器和条状感光区域设置成至少有一平面同时经过激光指示器所发出指示激光的出射方向和条状感光区域的两端延伸方向；激光指示器以集束的方式向打标物表面发射单一波长的红色或红外指示激光，打标物表面形成漫反射光斑，漫反射光斑透过滤光片后被感光元件摄取并成像在条状感光区域上，漫反射光斑与感光元件的连线方向设置成与指示激光出射方向不重合；依据光斑在条状感光区域上不同的成像位置计算出指示激光出射方向与光斑和感光元件连线方向的夹角，并进一步计算出打标物表面至扫描头的距离，并将距离信息反馈给控制器；控制器向第一驱动组件发送控制信号，第一驱动组件的驱动电机根据控制信号驱动托台和激光打标组件移动，使激光打标组件的扫描头与打标物表面的距离匹配激光打标机的打标焦距。

方案二：一种激光打标机，其特征在于：包括底座和底座上用于放置打标物的打标机台，打标机台可上下移动，位于打标机台上方的机架，设置在机架上的托台，托台上设置有激光打标组件，激光打标组件包括依次安装的激光器、光路组件和扫描头；光路组件包括若干凹透镜和/或凸透镜，位于激光器和扫描头之间，用于调节入射激光的光束焦距，打标激光自激光器出射，经过光路组件，入射至扫描头，扫描头包括若干反射透镜，用于改变打标激光的方向，使打标激光朝向打标机台射出；还包括控制器和用于驱动打标机台上下移动的第二驱动组件，第二驱动组件包括若干驱动电机，驱动电机直接或间接连接打标机台，所述控制器控制驱动电机驱动打标机台上下移动；还包括设置在激光打标组件上的测距组件，测距组件、控制器和第二驱动组件依次连接；测距组件至少包括激光指示器、滤光片和感光元件，感光元件上具有条状感光区域，条状感光区域前设置所述滤光片，激光指示器和条状感光区域设置成至少有一平面同时经过激光指示器所发出指示激光的出射方向和条状感光区域的两端延伸方向；激光指示器以集束的方式向打标物表面发射单一波长的红色或红外指示激光，打标物表面形成漫反射光斑，漫反射光斑透过滤光片后被感光元件摄取并成像在条状感光区域上，漫反射光斑与感光元件的连线方向设置成与指示激光出射方向不重合；依据光斑在条状感光区域上不同的成像位置计算出指示激光出射方向与光斑和感光元件连线方向的夹角，并进一步计算出打标物表面至扫描头的距离，并将距离信息反馈给控制器；控制器向第二驱动组件发送控制信号，第二驱动组件的驱动电机根据控制信号驱动打标机台移动，使打标机台上的打标物表面与激光打标组件的扫描头的距离匹配激光打标机的打标焦距。

方案二的优选：底座的上表面开设有竖向延伸的滑动腔，打标机台设置在滑动腔内，滑动腔内设置与打标机台相连的所述第二驱动组件。