轉(zhuǎn)鏡時(shí)代

由于看到大幅面系統(tǒng)的一系列缺點(diǎn)，在高速振鏡技術(shù)還沒(méi)有在中國(guó)廣泛普及的情況下，一些控制工程師自行開(kāi)發(fā)了由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)鏡式掃描系統(tǒng)，其工作原理是將從諧振腔中導(dǎo)出的激光通過(guò)擴(kuò)束，經(jīng)過(guò)成90°安裝的兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的金鏡的反射，由F-theta場(chǎng)鏡聚焦后輸出作用于處理對(duì)象上，金鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)使工作平面上的激光作用點(diǎn)分別在X、Y軸上移動(dòng)，兩個(gè)鏡面協(xié)同動(dòng)作使激光可以在工作平面上完成直線和各種曲線的移動(dòng)。這種控制過(guò)程無(wú)論從速度還是定位精度來(lái)說(shuō)都遠(yuǎn)超過(guò)大幅面，因此在很大程度上能滿足工具行業(yè)對(duì)激光控制的要求，雖然同當(dāng)時(shí)國(guó)際上流行的振鏡式掃描系統(tǒng)還有比較明顯的差距，但嚴(yán)格來(lái)說(shuō)這種設(shè)計(jì)思路的出現(xiàn)和逐步完善代表著中國(guó)激光應(yīng)用的一個(gè)里程碑，是中國(guó)完全能自行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)激光應(yīng)用設(shè)備的典型標(biāo)志。直到振鏡在中國(guó)大規(guī)模應(yīng)用的興起，這種控制方式才逐步退出中國(guó)激光應(yīng)用的舞臺(tái)。

掃描式打標(biāo)

掃描式打標(biāo)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、激光器和X-Y掃描機(jī)構(gòu)三部分組成，其工作原理是將需要打標(biāo)的信息輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)按照事先設(shè)計(jì)好的程序控制激光器和X-Y掃描機(jī)構(gòu)，使經(jīng)過(guò)特殊光學(xué)系統(tǒng)變換的高能量激光點(diǎn)在被加工表面上掃描運(yùn)動(dòng)，形成標(biāo)記。

通常X-Y掃描機(jī)構(gòu)有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是機(jī)械掃描式，另一種是振鏡掃描式。

（1） 機(jī)械掃描式

機(jī)械掃描式打標(biāo)系統(tǒng)不是采用通過(guò)改變反射鏡的旋轉(zhuǎn)角度去移動(dòng)光束，而是通過(guò)機(jī)械的方法對(duì)反射鏡進(jìn)行X-Y坐標(biāo)的平移，從而改變激光束到達(dá)工件的位置，這種打標(biāo)系統(tǒng)的X-Y掃描機(jī)構(gòu)通常是用繪圖儀改裝。其工作過(guò)程：激光束經(jīng)過(guò)反光鏡①、②轉(zhuǎn)折光路后，再經(jīng)過(guò)光筆（聚焦透鏡）③作用射到被加工工件上。其中繪圖儀筆臂④只能帶著反光鏡①和②沿X軸方向來(lái)回運(yùn)動(dòng)；光筆③連同它上端的反光鏡②（兩者固定在一起）只能沿Y軸方向運(yùn)動(dòng)。在計(jì)算機(jī)的控制下（一般通過(guò)并口輸出控制信號(hào)），光筆在Y方向上的運(yùn)動(dòng)與筆臂 在X方向上的運(yùn)動(dòng)合成，可使輸出激光到達(dá)平面內(nèi)任意點(diǎn)，從而標(biāo)刻出任意圖形和文字。

（2）振鏡掃描式

振鏡掃描式打標(biāo)系統(tǒng)主要由激光器、XY偏轉(zhuǎn)鏡、聚焦透鏡、計(jì)算機(jī)等構(gòu)成。其工作原理是將激光束入射到兩反射鏡（振鏡）上，用計(jì)算機(jī)控制反射鏡的反射角度，這兩個(gè)反射鏡可分別沿X、Y軸掃描，從而達(dá)到激光束的偏轉(zhuǎn)，使具有一定功率密度的激光聚焦點(diǎn)在打標(biāo)材料上按所需的要求運(yùn)動(dòng)，從而在材料表面上留下的標(biāo)記，聚焦的光斑可以是圓形或矩形。

在振鏡打標(biāo)系統(tǒng)中，可以采用矢量圖形及文字，這種方法采用了計(jì)算機(jī)中圖形軟件對(duì)圖形的處理方式，具有作圖效率高，圖形精度好，無(wú)失真等特點(diǎn)，極大的提高了激光打標(biāo)的質(zhì)量和速度。同時(shí)振鏡式打標(biāo)也可采用點(diǎn)陣式打標(biāo)方式，采用這種方式對(duì)于在線打標(biāo)很適用，根據(jù)于不同速度的生產(chǎn)線可以采用一個(gè)掃描振鏡或兩個(gè)掃描振鏡，與前面所述的陣列式打標(biāo)相比，可以標(biāo)記更多的點(diǎn)陣信息，對(duì)于標(biāo)記漢字字符具有更大的優(yōu)。

振鏡掃描式打標(biāo)系統(tǒng)一般使用連續(xù)光泵工作波長(zhǎng)為1.06μm的Nd:YAG激光器，輸出功率為10～120W，激光輸出可以是連續(xù)的，也可以是Q開(kāi)關(guān)調(diào)制的。發(fā)展的射頻激勵(lì)CO2激光器，也被用于振鏡掃描式激光打標(biāo)機(jī)。

振鏡掃描式打標(biāo)因其應(yīng)用范圍廣，可進(jìn)行矢量打標(biāo)和點(diǎn)陣打標(biāo)，標(biāo)記范圍可調(diào)，而且具有響應(yīng)速度快、打標(biāo)速度高（每秒鐘可打標(biāo)幾百個(gè)字符）、打標(biāo)質(zhì)量較高、光路密封性能好、對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)已成為主流產(chǎn)品，并被認(rèn)為代表了未來(lái)激光打標(biāo)機(jī)的發(fā)展方向，具有廣闊的應(yīng)用前景。

用于打標(biāo)的激光器主要有Nd:YAG激光器和CO2激光器。Nd:YAG激光器產(chǎn)生的激光能被金屬和絕大多數(shù)塑料很好地吸收，而且其波長(zhǎng)短(為1.06μm)，聚焦的光斑小，因而適合在金屬等材料上進(jìn)行高清晰度的標(biāo)記。CO2激光器產(chǎn)生的激光波長(zhǎng)為10.6μm，木制品、玻璃、聚合物和多數(shù)透明材料對(duì)其有很好的吸收效果，因而特別適合在非金屬表面上進(jìn)行標(biāo)記。

Nd:YAG激光器和CO2激光器的缺點(diǎn)是對(duì)材料的熱損傷及熱擴(kuò)散比較嚴(yán)重，產(chǎn)生的熱邊效應(yīng)常會(huì)使標(biāo)記模糊。相比之下，由準(zhǔn)分子激光器產(chǎn)生的紫外光打標(biāo)時(shí)，不加熱物質(zhì)，只蒸發(fā)物質(zhì)的表面，在表面組織產(chǎn)生光化學(xué)效應(yīng)，而在物質(zhì)表層留下標(biāo)記。所以，用準(zhǔn)分子激光打標(biāo)時(shí)，標(biāo)記邊緣十分清晰。由于材料對(duì)紫外光的吸收大，激光對(duì)材料的作用只發(fā)生在材料的表層，對(duì)材料幾乎沒(méi)有燒損現(xiàn)象，因此準(zhǔn)分子激光器更適合于材料的標(biāo)記

進(jìn)入2020年，紫外激光打標(biāo)機(jī)已然成為了激光標(biāo)刻行業(yè)的新貴，由于其獨(dú)特性，在塑料材質(zhì)上面的打標(biāo)堪稱完美。紫外激光的波長(zhǎng)短，同時(shí)紫外激光打標(biāo)機(jī)避免了熱量過(guò)度輸入而導(dǎo)致材料被損壞。

紫外激光打標(biāo)機(jī)的特點(diǎn)就是：打標(biāo)速度快，無(wú)污染，易操作。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，紫外激光打標(biāo)機(jī)得到了廣泛的使用，那么其設(shè)備的使用，都有那些優(yōu)勢(shì)呢？ 雖然紫外激光打標(biāo)機(jī)在工業(yè)化中沒(méi)有光纖激光打標(biāo)機(jī)那么普及，但是隨即產(chǎn)品工藝的要求不斷提高，紫外激光打標(biāo)機(jī)在塑料、玻璃制品行業(yè)擁有不可替代的影響力，因?yàn)樽贤饧す鈱儆诶涔猓刹粋诵┎牧系奶匦?。深圳民升激光，能夠精?xì)完美的標(biāo)刻出圖文，其熱影響小，不會(huì)出現(xiàn)熱效應(yīng)，因此不會(huì)對(duì)材料產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象，打標(biāo)過(guò)程非接觸，打標(biāo)效果長(zhǎng)久性。

紫外激光打標(biāo)機(jī)應(yīng)用在生產(chǎn)電路時(shí)工作迅速，數(shù)分鐘就能將表面圖樣蝕刻在電路板上。這使得紫外激光器成為生產(chǎn)PCB樣品的快方法。紫外線在生產(chǎn)電路跡線方面的較大優(yōu)勢(shì)，紫外激光打標(biāo)機(jī)價(jià)格，電路跡線極其微小，需要在顯微鏡下才能看見(jiàn)。

芯片是所有電子產(chǎn)品中都幾乎要用到的一樣重要配件，每一個(gè)電子產(chǎn)品里面都有這許多的IC芯片，提供這不同的功能，在深圳大大小小的電子廠不計(jì)其數(shù)，而在如此海量的IC芯片應(yīng)用中如何能做到環(huán)保、防偽、且信息標(biāo)識(shí)保存，那就需要激光打標(biāo)機(jī)的介入了。

芯片可以在硅膠板上面集成許多的電子元器件從而形成電路，使其達(dá)到某些特定的功能，而芯片如此之多就需要做一些標(biāo)識(shí)來(lái)區(qū)別它們的功能，比如圖案、數(shù)字等。然而芯片的體積都特別小，這就需要用到激光打標(biāo)機(jī)來(lái)對(duì)芯片進(jìn)行精密、細(xì)致的芯片激光打標(biāo)，還不能損壞芯片的功能屬性。

在IC芯片打標(biāo)方便，民升激光有專門(mén)研發(fā)的IC芯片全自動(dòng)激光打標(biāo)機(jī)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用模塊化，可重組化設(shè)計(jì)，一方面減少更新?lián)Q代成本，提率。同時(shí)夾具可快速更換,實(shí)現(xiàn)多品種，小批量的IC芯片柔性生產(chǎn)。

可實(shí)現(xiàn)IC芯片激光自動(dòng)打標(biāo)精度保證，以機(jī)械定位為基礎(chǔ),結(jié)合數(shù)字圖像處理卡為核心的圖像處理系統(tǒng)，多軸運(yùn)動(dòng)控制卡控制的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)與DSP卡控制的激光器振鏡掃描打標(biāo)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)IC芯片激光打標(biāo)的高精度，高速度要求。對(duì)完成的IC芯片激光自動(dòng)打標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行了聯(lián)合調(diào)試及試運(yùn)行，針對(duì)不同IC芯片產(chǎn)品，優(yōu)化控制參數(shù),滿足了設(shè)備設(shè)計(jì)要求及IC芯片激光打標(biāo)精度要求。