激光打标设备场镜

激光打标设备场镜南广学院图书馆
场镜全称是平场聚焦镜,也称之为f-theta镜。之所以叫平场聚焦镜,是因为激光通过它之后会在⼀定的激光打标幅⾯内形成⼀个⼤⼩均匀的、焦深⼀致的聚焦光点。打标的幅⾯是跟场镜的焦距有关系的。焦距越长,幅⾯也就越⼤,反之亦然。
相较于便宜的普通单⽚凸透镜,只有光线垂直通过正中⼼才形成⼀个圆形的聚焦光斑。当光线倾斜射⼊普通的单⽚凸透镜光线时,也就是不同轴⼊射。这时聚集光斑⼀定是变形的。更重要的是,这时光线的焦点不是处于光线垂直时的焦点平⾯。焦距随着偏转⾓度变化,这样焦点位置也就变化。对于激光打标,当振镜扫描时,光线基本都是倾斜射⼊场镜
的,焦点都不能维持在⼀个平⾯内,所以是不能⼯作的。金花清感方
场镜按功能分可以分为平场镜(f-theta)透镜和远⼼透镜(Telecentric)。远⼼透镜主要是为了消除相差⽽设计的,价格虽然很昂贵,但是它可以在⼀定的物距范围内,使得到的图像放⼤倍率不会变化,这对被测物不在同⼀物⾯上的情况是⾮常重要的应⽤。远⼼透镜主要应⽤于对镜头畸变要求很⾼的机器视觉场合。所以对于在⼯业应⽤的激光打标机中主要使⽤平场镜。
对于场镜的选型,⾸先要了解场镜的参数有哪些?各个参数的含义是什么?场镜的主要技术参数包括:
⼯作波长、⼊射光瞳、扫描范围(或焦距)和聚焦光斑直径。⼯作波长:是由设备系统的激光器决定的。例如:光纤激光器⼯作波长⼀般是1064纳⽶、⼆氧化碳激光器⼯作波长⼀般是10.6微⽶、绿激光器⼯作波长是532纳⽶、紫外激光器⼯作波长是355纳⽶。当然还有其他类型的激光器就不⼀⼀列举了。场镜⽤于何种波长⼯作条件下,就要适⽤这种膜层的镀膜。如果不在给定的波长范围内⽤场镜,场镜会被激光烧坏。
⼊射光瞳:如使⽤的是单⽚镜,反射镜置于⼊射光瞳的地⽅,最⼤可⽤光束的直径等于⼊射光瞳的直径。
扫描范围:扫描幅⾯由焦距决定的,场镜⼀般只会标志焦距。联想网络大学
聚焦光斑直径D:对于⼊射激光束直径d、场镜焦距f、激光器波长λ的激光打标系统。有计算公式:λ由公式我们可以知道:焦距f越长,聚焦光斑直径D越⼤。波长λ越长,焦光斑直径D越⼤。⼊射光斑d直径越⼤,焦光斑直径D越⼩。所以要想得到更⼩的聚焦光斑就要选择:短焦距的场镜,⼤的扩束镜使⼊射光斑直径变⼤和短波长激光器。当然场镜焦距越短激光打标的幅⾯就越⼩,这个得根据实际应⽤有所取舍。扩束镜出射光斑直径也不能太⼤,这个是由振镜电机的窗镜⾯积决定的。光斑太⼤振镜窗镜不能全部接受光斑,漏掉的激光将损失能量也容易烧坏窗镜和烧⾯电机夹头处。所以扩束镜倍数选型得由激光器出射光斑决定,同时也由振镜决定。
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了解清楚了场镜的⼯作波长、⼊射光瞳、扫描范围和聚焦光斑直径等参数的含义。就知道如何选型了。
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1、对于波长,⾮⾦属的激光打标机⼀般是10.6微⽶,也即CO2的场镜;⽽半导体激光打标机和光纤激光打标机,也即主要打⾦属的机器,波长为1064nm;⽽激光内雕机,绿激光的激光打标机,场镜为532nm波长的;紫外激光打标机场镜为355nm波长的。
2、对于场镜幅⾯和焦距,如果增加场镜的幅⾯,聚焦光点会变⼤,失真度也要加⼤,场镜焦距也就是镜头出光⾯到产品的⼯作距也要加⼤。这些变化会导致标不够精细、激光能量的损耗验证,没有⼩幅⾯镜头打的标清晰。
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另外,焦距越短焦深就越⼩,那么对于被打标物体表⾯的平整度要求越⾼,所以有起伏或者圆柱形的弧形物体表⾯不太适合⽤焦距短的场镜去打。前⾯说的,焦距越长,聚焦的能量密度会越⼩,打标会越浅,所以我们要注意选择⼤⼀点功率的激光器与之配套。
所以客户⼀定要根据不同的加⼯⾯积和产品外形选⽤最适合的场镜,或者备⽤⼏个不同扫描范围的场镜,当然更换场镜⼀般设备软件⾥⾯是要重新光学校正的。

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