一种激光打标设备和激光打标设备的自动调焦方法技术

本发明专利技术提供一种激光打标设备和激光打标设备的自动调焦方法，可以实现高精度的自动调焦，方法部分包括：获取定位距离和与定位距离关联的高度距离，以及获取光学等效距离；根据高度距离和光学等效距离确定各定位点对应的打标平面的焦点高度，并获取各焦点高度与各定位距离之间的对应关系；根据各焦点高度与各定位距离之间的对应关系生成焦点高度和调焦距离曲线；接收包含目标焦点高度的调焦指令，自焦点高度和调焦距离曲线中确定与目标焦点高度对应的目标调焦距离，并将调焦镜片在导轨上与聚焦镜片之间的距离调节至与目标调焦距离相等之后，确认本次调焦完成。确认本次调焦完成。确认本次调焦完成。

【技术实现步骤摘要】
一种激光打标设备和激光打标设备的自动调焦方法


[0001]本专利技术属于激光打标
，具体地，涉及一种激光打标设备和激光打标设备的自动调焦方法。

技术介绍

[0002]如图1所示，激光打标设备在打标平面上的打标位置A点和B点分别进行打标时，理想的激光聚焦有唯一最细的聚焦点，即焦点位置。在分别对A点与B点进行打标时，两个打标位置对应激光聚焦的焦距会发生改变，此时，若打标位置发生切换而焦点高度不随之改变；或者，当对打标平面上某一厚度打标物调节到焦点位置打标时，此后若更换其他厚度的打标物还保持原始的焦点高度不变时，均会导致激光束射在打标平面的点不是最理想的聚焦点，进而导致打标线条变粗或者打标效果变差等问题。
[0003]现有技术中，激光打标装置中的激光器1发射的激光束依次穿过调焦镜片21和聚焦镜片3之后，经由振镜4偏转照射至打标平面6上进行打标，此时，通过人工调节手轮7反复对包含调焦镜片21的动态调焦装置2在图1中所示的第一导轨5上的位置进行调节，进而调节激光束1最终照射到打标平面6上的焦点位置的高度。但是，该方案存在以下问题：首先，调焦镜片21在图1中所示第一导轨5的位置需要根据调焦镜片21与聚焦镜片3的焦距进行确定，鉴于保密等原因，通常调试员不清楚镜片焦距的准确参数，因此，控制调焦镜片21在第一导轨5的行程可能仅凭个人经验，需对手轮反复操作；同时，由于调焦镜片21与聚焦镜片3可能存在加工及装配误差，调焦镜片21与聚焦镜片3的焦距的实际值可能与设计值有差别，导致运算值不准确；并且，实际应用中针对不同种类产品，打标物的厚度经常变化，则需要反复打标调试，不仅工作量大，操作过程比较繁琐，则可能还会影响调焦效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对现有技术中，激光打标设备需要主要人工调节实现调焦工艺，给激光打标领域的实际应用带来诸多不便，而且此调节方式对调焦的精度以及调焦后的打标效果影响较大，提供一种激光打标设备和激光打标设备的自动调焦方法，实现激光打标设备的自动调焦，该方法可以提高激光打标设备调焦的精确度和工作效率。
[0005]为实现上述目的，本专利技术一方面提供一种激光打标设备，激光打标设备包括：所述激光打标设备包括控制装置、激光器、动态调焦装置、聚焦镜片、振镜和测距装置；其中，所述动态调焦装置包括调焦镜片以及与所述调焦镜片滑动连接的导轨；所述激光器发射的激光束依次穿过所述调焦镜片和聚焦镜片之后，经由所述振镜偏转照射至打标平面上的打标物进行打标；所述控制装置连接所述动态调焦装置和所述激光器，所述控制装置用于控制所述调焦镜片在所述导轨上移动和控制所述动态调焦装置整体移动，以改变所述调焦镜片与所述聚焦镜片之间的距离；所述测距装置用于检测测距装置与各定位点对应的所述打标平面上的打标物之间的距离。
[0006]可选地，所述测距装置设在所述振镜的旁侧，所述测距装置为CCD相机。
[0007]本专利技术另一方面提供一种激光打标设备的自动调焦方法，所述激光打标设备包括：控制装置、激光器、动态调焦装置、聚焦镜片、振镜和测距装置；其中，所述动态调焦装置包括调焦镜片以及与所述调焦镜片滑动连接的导轨；所述激光器发射的激光束依次穿过所述调焦镜片和所述聚焦镜片之后，经由所述振镜偏转照射至打标平面上的打标物进行打标；所述控制装置连接所述动态调焦装置和所述激光器，所述控制装置用于控制所述调焦镜片在所述导轨上移动和控制所述动态调焦装置整体移动，以改变所述调焦镜片与所述聚焦镜片之间的距离；所述测距装置用于检测测距装置与打标平面上的打标物之间的距离；
[0008]所述方法包括：
[0009]获取定位距离和与所述定位距离关联的高度距离，以及获取光学等效距离；其中，所述定位距离是指调焦镜片位于导轨上预设定位点时调焦镜片与聚焦镜片之间的距离，所述高度距离是指测距装置与各所述定位点对应的打标平面上的打标物之间的距离，所述光学等效距离是指所述测距装置与所述聚焦镜片之间的距离；
[0010]根据所述高度距离和所述光学等效距离确定各所述定位点对应的打标平面的焦点高度，并获取各所述焦点高度与各所述定位距离之间的对应关系；
[0011]根据各所述焦点高度与各所述定位距离之间的对应关系生成焦点高度和调焦距离曲线；
[0012]接收包含目标焦点高度的调焦指令，自所述焦点高度和调焦距离曲线中确定与所述目标焦点高度对应的目标调焦距离，并将所述调焦镜片在所述导轨上与所述聚焦镜片之间的距离调节至与所述目标调焦距离相等之后，确认本次调焦完成。
[0013]可选地，所述根据所述高度距离和所述光学等效距离确定与各所述定位点对应的打标平面的焦点高度，通过以下公式确定：
[0014]FA＝F4+F5；
[0015]其中，所述FA为所述焦点高度，F4为所述测距装置与聚焦镜片之间的光学等效距离，F5为所述测距装置与各所述定位点对应的打标平面上的打标物之间的高度距离。
[0016]可选地，所述定位距离包括零位距离和非零位距离，所述高度距离包括第一高度距离和第二高度距离；
[0017]所述获取定位距离和与所述定位距离关联的高度距离，包括：
[0018]令所述调焦镜片位于所述导轨上的定位零点之后，控制所述动态调焦装置整体移动，直至所述激光打标设备的焦点位置位于打标平面中心点时，获取所述调焦镜片与所述聚焦镜片之间的距离并将其记录为零位距离，并获取所述测距装置与打标平面上的打标物之间的距离并将其记录为第一高度距离；
[0019]令所述调焦镜片位于所述导轨上的除所述定位零点之外的各非零位定位点之后，控制所述动态调焦装置往各所述非零位定位点整体移动，获取所述调焦镜片与所述聚焦镜片之间的距离并将其记录为非零位距离，并获取所述测距装置与打标平面上的打标物之间的距离并将其记录为第二高度距离。
[0020]可选地，所述根据所述高度距离和所述光学等效距离确定与各所述定位点对应的打标平面的焦点高度，获取各所述焦点高度与各所述定位距离之间的对应关系，包括：
[0021]根据所述第一高度距离与所述光学等效距离获取所述零位距离对应的打标平面的焦点高度；
[0022]根据所述第二高度距离与所述光学等效距离获取所述非零位距离对应的打标平面的焦点高度；
[0023]获取所述零位距离对应的打标平面的焦点高度与所述零点距离之间的对应关系，以及获取所述非零位距离对应的打标平面的焦点高度与所述非零点距离之间的对应关系。
[0024]可选地，所述获取所述零位距离对应的打标平面的焦点高度与所述零点距离之间的对应关系，以及获取所述非零位距离对应的打标平面的焦点高度与所述非零点距离之间的对应关系，所述方法还包括：
[0025]获取所述激光打标设备的运动校准参数，所述运动校准参数是指所述定位零点和各所述非零位定位点的定位距离对应的振镜摆角的参数；
[0026]并根据所述运动校准参数校正所述零位距离对应的打标平面的焦点高度与所述零点距离之间的对应关系，以及根据所述运动校准参数校正所述非零位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光打标设备，其特征在于，所述激光打标设备包括控制装置、激光器、动态调焦装置、聚焦镜片、振镜和测距装置；其中，所述动态调焦装置包括调焦镜片以及与所述调焦镜片滑动连接的导轨；所述激光器发射的激光束依次穿过所述调焦镜片和聚焦镜片之后，经由所述振镜偏转照射至打标平面上的打标物进行打标；所述控制装置连接所述动态调焦装置和所述激光器，所述控制装置用于控制所述调焦镜片在所述导轨上移动和控制所述动态调焦装置整体移动，以改变所述调焦镜片与所述聚焦镜片之间的距离；所述测距装置用于检测测距装置与各定位点对应的所述打标平面上的打标物之间的距离。2.如权利要求1所述的激光打标设备，其特征在于，所述测距装置设在所述振镜的旁侧，所述测距装置为CCD相机。3.一种激光打标设备的自动调焦方法，其特征在于，所述激光打标设备为权利要求1或2任一项所述的激光打标设备，所述方法包括：获取定位距离和与所述定位距离关联的高度距离，以及获取光学等效距离；其中，所述定位距离是指调焦镜片位于导轨上预设定位点时调焦镜片与聚焦镜片之间的距离，所述高度距离是指测距装置与各所述定位点对应的打标平面上的打标物之间的距离，所述光学等效距离是指所述测距装置与所述聚焦镜片之间的距离；根据所述高度距离和所述光学等效距离确定各所述定位点对应的打标平面的焦点高度，并获取各所述焦点高度与各所述定位距离之间的对应关系；根据各所述焦点高度与各所述定位距离之间的对应关系生成焦点高度和调焦距离曲线；接收包含目标焦点高度的调焦指令，自所述焦点高度和调焦距离曲线中确定与所述目标焦点高度对应的目标调焦距离，并将所述调焦镜片在所述导轨上与所述聚焦镜片之间的距离调节至与所述目标调焦距离相等之后，确认本次调焦完成。4.如权利要求3所述的激光打标设备的自动调焦方法，其特征在于，所述根据所述高度距离和所述光学等效距离确定与各所述定位点对应的打标平面的焦点高度，通过以下公式确定：FA＝F4+F5；其中，所述FA为所述焦点高度，F4为所述测距装置与聚焦镜片之间的光学等效距离，F5为所述测距装置与各所述定位点对应的打标平面上的打标物之间的高度距离。5.如权利要求4所述的激光打标设备的自动调焦方法，其特征在于，所述定位距离包括零位距离和非零位距离，所述高度距离包括第一高度距离和第二高度距离；所述获取定位距离和与所述定位距离关联的高度距离，包括：令所述调焦镜片位于所述导轨上的定位零点之后，控制所述动态调焦装置整体移动，直至所述激光打标设备的焦点位置位于打标平面中心点时，获取所述调焦镜片与所述聚焦镜片之间的距离并将其记录为零位距离，并获取所述测距装置与打标平面上的打标物之间的距离并将其记录为第一高度距离；令所述调焦镜片位于所述导轨上的除所述定位零点之外的各非零位定位点之后，控制所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈略，刘宁，冯磊，任宁，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：