CN115502564A

CN115502564A - 用于激光雕刻机的预热对象

Info

Publication number: CN115502564A
Application number: CN202210634356.5A
Authority: CN
Inventors: 迈克尔·约恩·沃伊斯切克; 蒂莫西·乔尔·沃尔夫
Original assignee: Assa Abloy AB
Current assignee: Assa Abloy AB
Priority date: 2021-06-07
Filing date: 2022-06-07
Publication date: 2022-12-23
Also published as: US20220388093A1; EP4108470B1; EP4108470A1

Abstract

激光标记系统包括：激光能量源，该激光能量源生成激光束；激光控制器，该激光控制器被配置成将激光束集中在大于激光可标记物品的尺寸的视野上；以及启动对象，该启动对象包括激光安全材料并且位于视野内。激光控制器还被配置成在激光能量源的启动阶段期间将激光束指向启动对象处，以及在启动阶段之后，将激光束集中在激光可标记物品之一上。

Description

用于激光雕刻机的预热对象

技术领域

本文示出和描述的实施方式总体上涉及使用激光的雕刻系统。

背景技术

可以使用激光标记系统雕刻诸如标识(ID)卡的安全卡，以添加使安全卡难以伪造或假造的属性，例如图像或文本数据。当激光首次启动或已经空闲一段时间时，可能需要一段时间来“预热”并且使系统与其烧蚀水平一致。这在雕刻图像中可以被看到为具有可变厚度的线或者甚至字符的缺失部分。例如，当激光处理字符“E”时，如果激光处理开始于字符的底部，则卡上的图像可能更像是“F”。当雕刻更复杂的图像时，这些类型的错误可能更明显。

附图说明

图1是激光标记系统的示例的图示。

图2是图1的示例激光标记系统的另一图示。

图3是示出激光能量源的视野的截面图示。

图4是激光启动对象(target)的示例的图示。

图5是操作激光标记系统的方法的示例的流程图。

具体实施方式

当激光能量源首次启动或已经空闲时，可能需要时间使来自激光源的激光束达到稳定状态。如果激光束不处于稳定状态，则由激光束产生的图像或文本可能不一致。诸如热的机械性能和诸如电容的电气性能对激光雕刻图像的外观具有很大的影响。这些问题在较长时间段不活动之后开始激光处理图像时更为普遍。在此启动或预热时间期间，可能存在显现在雕刻图像上的一些问题。最常见的问题是线宽的一致性和灰度的一致性。这两个问题可能是由于在一批雕刻卡上的所需图像的密度变化而导致重印的原因。

图1是激光标记系统100的示例的部分的图示。系统100包括具有激光控制器104和激光能量源的激光模块。激光能量源生成用于标记(例如，雕刻)激光可标记物品106的激光束。透镜102将激光束集中在激光可标记物品上。激光控制器104可以包括逻辑电路例如处理器(例如，微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)或其他类型的处理器)，以操纵激光能量源和透镜102中的一者或两者。在一些示例中，激光模块包括振镜光学扫描仪(振镜)，并且激光控制器104是振镜控制器。

在图1的示例中，激光可标记物品是由激光可标记材料(例如，聚碳酸酯、金属等)制成的激光可标记卡。例如，激光可标记物品可以是符合ISO/IEC标准7810ID-1卡尺寸格式的标识卡。尽管图1的示例中的激光可标记物品是矩形卡，但是该激光可标记物品可以具有其他形状(例如，圆形徽章)，并且术语“卡”涵盖其他形状(例如，方形卡、圆形卡等)和尺寸的卡。激光可标记物品不限于卡，并且可以是使用激光可雕刻或可标记的任何物品。

系统100还包括传输机构。在图1的示例中，传输机构是包括带108的带机构。传输机构使激光可标记物品106移动，以将激光可标记物品106定位在激光器的视野中以进行标记。激光器的视野限定了由激光束可雕刻或可标记的最大区域。激光控制器104将激光束集中在视野上。

系统100还包括由激光安全材料制成的启动对象110。激光安全材料可以是非反射的。在某些示例中，启动对象110是具有非反射涂层(例如，黑色镀锌或其他非反射涂料)的金属(例如，金属板片)。激光器的视野大于激光可标记物品106的区域，并且启动对象110被定位在激光器的视野内。在图1的示例中，启动对象110被定位成比激光可标记物品106更远离激光能量源。将启动对象移动得更靠近或更远离激光可标记物品也将其移出激光头的最佳焦距，这减少了施加至启动对象的能量。

图2是激光标记系统100的另一视图，并且示出了透镜102、激光控制器104、激光可标记物品106、带108和启动对象110的相对位置。在图2中，激光可标记物品106位于平面上，并且启动对象110位于激光可标记物品106的平面下方。可替选地，启动对象110位于激光可标记物品106的平面上方。

激光控制器104在激光能量源的启动阶段将激光束指向启动对象110处，并且然后在启动阶段之后，当激光束处于稳定状态并且准备好进行一致的标记时，将激光束集中至激光可标记卡上。在启动阶段期间，激光束的能量可能会从空闲状态或关闭状态增加至稳定状态。作为示例，启动阶段可以是激光达到稳定状态所需的几毫秒。在其他示例中，激光束的能量可能高于所需的能量，并且在启动阶段期间，激光束的能量降低至所需的稳定状态能量。

图3是示出激光器的视野的截面图示。图3示出了可以指向超出激光可标记物品106(例如，激光可标记卡)的区域的激光器。视野包括延伸超出激光可标记物品106的区域的视图部分312，并且激光安全启动对象110位于视图部分312内。启动对象110被示出为比激光可标记物品106更远离激光能量源314。对激光进行集中，使得激光束的焦点位于激光可标记物品106的表面上，并且高水平的功率将被定位在激光可标记物品106的表面上。由于启动对象110被定位成更远离激光能量源314，因此启动对象的表面在激光束的焦点之外，并且比入射在激光可标记物品106的表面上更少的能量入射在启动对象110的表面上。

图3还示出了更靠近激光能量源314的替选位置中的另一启动对象310。激光束在启动阶段期间指向启动对象310处。将启动对象310放置得更靠近激光生成源314也将启动对象310定位在激光束的焦点之外。将启动对象放置在激光可标记物品106的平面上方或下方(例如，在该平面上方或下方二分之一英寸或更多)使启动对象暴露于大大降低的水平功率，并且启动对象(110或310)在使用期间不太可能被激光损坏。这允许使用各种可以用于启动对象的材料。

一个或更多个启动对象可以被放置在激光器的视野中的不阻碍激光可标记物品106的标记的任何位置。通常，启动对象110将相对于激光可标记物品106横向和垂直移位，例如通过将启动对象110定位在与激光可标记物品106不同的平面上。启动对象可以包括具有非反射涂层的金属(例如，金属板)。

图4是启动对象的另一示例的图示。启动对象包括具有腔416(例如，具有圆柱体、立方体或其他形状)和进入腔416中的开口的金属。腔416可以通过钻削形成。激光控制器104在启动阶段期间将激光束指向开口，并且激光能量在腔416内消散。

图5是操作激光标记系统的方法500的示例的流程图。可以使用图1的示例中的激光标记系统100来执行方法500。在块505处，使用激光能量源生成激光束。在块510处，在激光能量源的启动阶段期间，将所生成的激光束指向激光能量源的视野中的激光安全启动对象(例如，图1的启动对象110)处。如本文先前所描述的，使用激光控制器(例如，图1的激光控制器104)对激光束进行指向和集中。在块515处，在启动阶段之后，激光束处于稳定状态，并且集中在位于激光能量源的视野中的激光可标记物品上，并且开始对物品的标记。

激光可标记物品可以是使用诸如带驱动机构的传输机构一次一个地自动馈送至激光模块中的卡。带驱动机构的带(例如，图1中的带108)定位卡以允许对卡的标记。在一些示例中，激光控制器104在对每个物品进行的标记之间或在对每个物品进行的标记之前将激光束指向启动对象110。这可以包括当卡被定位用于标记时激光控制器104将激光束指向启动对象110处。在定位期间，激光能量源可以处于启动阶段。在变型中，启动阶段和将激光束指向启动对象110处可以发生在卡被定位用于标记之前或卡被定位用于标记之后。

本文描述的方法、系统和设备允许激光雕刻机的启动阶段以在启动雕刻之前达到稳定状态。这提高了一批物品中要雕刻的第一物品的图像质量。

其他公开内容和示例

示例1可以包括主题(例如，激光标记系统)，该主题包括：激光能量源，该激光能量源被配置成生成激光束；激光控制器，该激光控制器被配置为将激光束集中在大于激光可标记物品的尺寸的视野上；以及启动对象，该启动对象包括激光安全材料并且位于视野内。激光控制器还配置成在激光能量源的启动阶段期间将激光束指向启动对象处，并且在启动阶段之后将激光束集中在激光可标记物品中的一个激光可标记物品上。

在示例2中，示例1的主题可选地包括启动对象，该启动对象被定位在视野内并且比激光标记期间激光可标记物品中的所述一个激光可标记物品的位置更靠近激光能量源。

在示例3中，示例1和2中的一者或两者的主题可选地包括启动对象，该启动对象被定位在视野内并且比激光标记期间激光可标记物品中的一个激光可标记物品的位置更远离激光能量源。

在示例4中，示例1至3中的一个或任何组合的主题可选地包括启动对象，该启动对象包括具有非反射涂层的金属。

在示例5中，示例1至4中的一个或任何组合的主题可选地包括启动对象，该启动对象包括具有开口的金属。

在示例6中，示例1至5中的一个或任何组合的主题可选地包括激光控制器，该激光控制器被配置成在对激光可标记物品中的每一个进行标记之间将激光束指向启动对象处。

在示例7中，示例1至6中的一个或任何组合的主题可选地包括：传输机构，该传输机构将激光可标记物品定位在视野中以进行标记；以及激光控制器，该激光控制器被配置成在激光可标记物品之一被定位的同时，在启动阶段期间将激光束指向视野中的启动对象处。

在示例8中，示例1至7中的一个或任何组合的主题可选地包括：传输机构，该传输机构将激光可标记物品定位在视野中以用于标记；以及激光控制器，该激光控制器被配置成：当激光可标记物品中的所述一个激光可标记物品被定位在视野中时，在启动阶段期间将激光束指向视野中的启动对象处。

在示例9中，示例1至8中的一个或任何组合的主题可选地包括激光能量源，该激光能量源在启动阶段期间增加激光束的激光能量。

在示例10中，示例1至8中的一个或任何组合的主题可选地包括激光能量源，该激光能量源在启动阶段期间降低激光束的激光能量。

示例11包括主题(例如，操作激光标记系统的方法)或者可以可选地与示例1至10中的一个或任何组合进行组合以包括这样的主题，该主题包括：使用激光能量源生成激光束；在激光能量源的启动阶段期间，将激光束指向激光能量源的视野中的激光安全启动对象处；以及在启动阶段之后，将激光束集中在位于激光能量源的视野中的激光可标记物品上。

在示例12中，示例11的主题可选地包括启动对象，该启动对象被定位成比激光可标记物品更靠近激光能量源。

在示例13中，示例11和12中的一者或两者的主题可选地包括启动对象，该启动对象被定位成比激光可标记物品更远离激光能量源。

在示例14中，示例11至13中的一个或任何组合的主题可选地包括：使用激光束标记多个激光可标记物品；以及在标记激光可标记物品之后将激光束指向启动对象处。

在示例15中，示例11至14中的一个或任何组合的主题可选地包括：使用传输机构将激光可标记物品定位在视野中以用于标记；以及在定位激光可标记物品以用于标记的同时将激光束指向启动对象处。

在示例16中，示例11至15中的一个或任何组合的主题可选地包括：使用传输机构将激光可标记物品定位在视野中以用于标记；以及在激光可标记物品被定位以用于标记之后将激光束指向启动对象处。

在示例17中，示例11至16中的一个或任何组合的主题可选地包括在启动阶段期间增加激光束的激光能量。

在示例18中，示例11至16中的一个或任何组合的主题可选地包括在启动阶段期间降低激光束的激光能量。

示例19包括主题(例如，卡标记系统)或者可以可选地与示例1至18中的一个或任何组合进行组合以包括这样的主题，该主题包括：激光模块、启动对象和传输机构。激光模块包括：激光能量源，该激光能量源被配置成生成激光束；以及激光控制器，其被配置成将激光束集中在激光束的限定可雕刻区域的视野上。启动对象包括激光安全材料并且位于激光器的视野内。传输机构接收激光可标记卡并且将卡定位在视野内。激光控制器还被配置成在激光能量源的启动阶段期间将激光束指向启动对象处，并且在启动阶段之后将激光束集中在激光可标记卡上。

在示例20中，示例19的主题可选地包括：传输机构，该传输机构将激光可标记卡定位在视野内的平面中以进行标记；以及启动对象，该启动对象定位在激光可标记卡的所述平面上方或下方。

非限制性示例可以以任何排列或组合进行组合。以上详细描述旨在是说明性的而非限制性的。例如，以上描述的示例(或其一个或更多个方面)可以以任何排列彼此组合使用。详细描述包括对附图的参考，附图形成详细描述的一部分。通过图示的方式，附图示出了可以实践本发明的具体实施方式。例如本领域普通技术人员可以在查阅以上描述之后使用其他实施方式。在详细描述中，各种特征可以组合在一起以精简本公开内容。这不应当被解释为旨在未要求保护的公开特征对于任何权利要求而言是必要的。相反，主题可以在于少于特定公开的实施方式的所有特征。因此，所附权利要求由此并入描述中，其中，每个权利要求独立作为单独的实施方式，并且预期这样的实施方式可以以各种组合或排列彼此组合。

Claims

1.一种用于标记激光可标记物品的激光标记系统，所述系统包括：

激光能量源，所述激光能量源被配置成生成激光束；

激光控制器，所述激光控制器被配置成将所述激光束集中在大于所述激光可标记物品的尺寸的视野上；以及

启动对象，所述启动对象包括激光安全材料并且位于所述视野内；

其中，所述激光控制器还被配置成：

在所述激光能量源的启动阶段期间将所述激光束指向所述启动对象处；并且

在所述启动阶段之后，将所述激光束集中在所述激光可标记物品中的一个激光可标记物品上。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述启动对象被定位在所述视野内并且比激光标记期间所述激光可标记物品中的所述一个激光可标记物品的位置更靠近所述激光能量源。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述启动对象被定位在所述视野内并且比激光标记期间所述激光可标记物品中的所述一个激光可标记物品的位置更远离所述激光能量源。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述启动对象包括具有非反射涂层的金属。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述启动对象包括具有开口的金属。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述激光控制器被配置成在对所述激光可标记物品中的每一个进行的标记之间将所述激光束指向所述启动对象处。

7.根据权利要求1所述的系统，包括：

传输机构，所述传输机构将所述激光可标记物品定位在所述视野中以进行标记；并且

其中，所述激光控制器被配置成在所述激光可标记物品之一被定位的同时，在所述启动阶段期间将所述激光束指向所述视野中的所述启动对象处。

8.根据权利要求1所述的系统，包括：

传输机构，所述传输机构将所述激光可标记物品定位在所述视野中以用于标记；并且

其中，所述激光控制器被配置成：当所述激光可标记物品中的所述一个激光可标记物品被定位在所述视野中时，在所述启动阶段期间将所述激光束指向所述视野中的所述启动对象处。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述激光能量源在所述启动阶段期间增加所述激光束的激光能量。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述激光能量源在所述启动阶段期间降低所述激光束的激光能量。

11.一种操作激光标记系统的方法，所述方法包括：

使用激光能量源生成激光束；

在所述激光能量源的启动阶段期间，将所述激光束指向所述激光能量源的视野中的激光安全启动对象处；以及

在所述启动阶段之后，将所述激光束集中在位于所述激光能量源的所述视野中的激光可标记物品上。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述启动对象被定位成比所述激光可标记物品更靠近所述激光能量源。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述启动对象被定位成比所述激光可标记物品更远离所述激光能量源。

14.根据权利要求11所述的方法，包括：

使用所述激光束标记多个激光可标记物品；以及

在标记激光可标记物品之后，将所述激光束指向所述启动对象处。

15.根据权利要求11所述的方法，包括使用传输机构将所述激光可标记物品定位在所述视野中以用于标记，并且其中，对所述激光束的所述指向包括在定位所述激光可标记物品以用于标记的同时将所述激光束指向所述启动对象处。

16.根据权利要求11所述的方法，包括使用传输机构将所述激光可标记物品定位在所述视野中以用于标记，并且其中，对所述激光束的所述指向包括在所述激光可标记物品被定位以用于标记之后将所述激光束指向所述启动对象处。

17.根据权利要求11所述的方法，包括在所述启动阶段期间增加所述激光束的激光能量。

18.根据权利要求11所述的方法，包括在所述启动阶段期间降低所述激光束的激光能量。

19.一种卡标记系统，所述系统包括：

激光模块，所述激光模块包括：

激光能量源，所述激光能量源被配置成生成激光束；以及

激光控制器，所述激光控制器被配置成将所述激光束集中在所述激光束的限定可雕刻区域的视野上；

传输机构，所述传输机构接收激光可标记卡并且将所述卡定位在所述视野内；

其中，所述激光控制器还被配置成：

在所述启动阶段之后，将所述激光束集中在所述激光可标记卡上。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述传输机构将所述激光可标记卡定位在所述视野内的平面上以进行标记，并且所述启动对象定位在所述激光可标记卡的所述平面上方或下方。