激光打標(biāo)設(shè)備的核心是激光打標(biāo)控制系統(tǒng)，因此，激光打標(biāo)的發(fā)展歷程就是打標(biāo)控制系統(tǒng)的發(fā)展過程。從1995年到2003年短短的8年時(shí)間，控制系統(tǒng)在激光打標(biāo)領(lǐng)域就經(jīng)歷了大幅面時(shí)代、轉(zhuǎn)鏡時(shí)代和振鏡時(shí)代，控制方式也完成了從軟件直接控制到上下位機(jī)控制到實(shí)時(shí)處理、分時(shí)復(fù)用的一系列演變，如今，半導(dǎo)體激光器、光纖激光器、乃至紫外激光的出現(xiàn)和發(fā)展又對光學(xué)過程控制提出了新的挑戰(zhàn)。
大幅面時(shí)代
所謂大幅面，剛開始是將繪圖儀的控制部分直接用于激光設(shè)備上，將繪圖筆取下，在（0，0）點(diǎn)X軸基點(diǎn)、Y軸基點(diǎn)和原繪圖筆的位置上分別安裝45°折返鏡，在原繪圖筆位置下端安裝小型聚焦鏡，用以導(dǎo)通光路及使光束聚焦。直接用繪圖軟件輸出打印命令即可驅(qū)動(dòng)光路的運(yùn)行，這種方式明顯的優(yōu)勢是幅面大，而且基本上能滿足精度比較低的標(biāo)刻要求，不需要專用的標(biāo)刻軟件；但是，這種方式存在著打標(biāo)速度慢、控制精度低、筆臂機(jī)械磨損大、可靠性差、體積大等缺點(diǎn)。因此，在經(jīng)歷初的嘗試后，繪圖儀式的大幅面激光打標(biāo)系統(tǒng)逐步退出打標(biāo)市場的，所應(yīng)用的同類型的大幅面設(shè)備基本上都是模仿以前這種控制過程，用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的高速大幅面系統(tǒng)，而隨著三維動(dòng)態(tài)聚焦振鏡式掃描系統(tǒng)的逐步完善，大幅面系統(tǒng)將逐步從激光標(biāo)刻領(lǐng)域銷聲匿跡。
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)還沒有在中國廣泛普及的情況下，一些控制工程師自行開發(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)出的激光通過擴(kuò)束，經(jīng)過成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場鏡聚焦后輸出作用于處理對象上，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)。這種控制過程無論從速度還是定位精度來說都遠(yuǎn)超過大幅面，因此在很大程度上能滿足工具行業(yè)對激光控制的要求，雖然同當(dāng)時(shí)國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)格來說這種設(shè)計(jì)思路的出現(xiàn)和逐步完善代表著中國激光應(yīng)用的一個(gè)里程碑，是中國完全能自行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)激光應(yīng)用設(shè)備的典型標(biāo)志。直到振鏡在中國大規(guī)模應(yīng)用的興起，這種控制方式才逐步退出中國激光應(yīng)用的舞臺。
振鏡時(shí)代
1998年，振鏡式掃描系統(tǒng)在中國的大規(guī)模應(yīng)用開始到來。[所謂振鏡，又可以稱之為電流表計(jì)，它的設(shè)計(jì)思路完全沿襲電流表的設(shè)計(jì)方法，鏡片取代了表針，而探頭的信號由計(jì)算機(jī)控制的-5V—5V的直流信號取代，以完成預(yù)定的動(dòng)作。同轉(zhuǎn)鏡式掃描系統(tǒng)相同，這種典型的控制系統(tǒng)采用了一對折返鏡，不同的是，驅(qū)動(dòng)這套鏡片的步進(jìn)電機(jī)被伺服電機(jī)所取代，在這套控制系統(tǒng)中，位置傳感器的使用和負(fù)反饋回路的設(shè)計(jì)思路進(jìn)一步保證了系統(tǒng)的精度，整個(gè)系統(tǒng)的掃描速度和重復(fù)定位精度達(dá)到一個(gè)新的水平。
激光打標(biāo)技術(shù)具有以下的特點(diǎn)
1、可對絕大多數(shù)金屬或非金屬材料進(jìn)行加工。
2、激光是以非機(jī)械式的“刀具”進(jìn)行加工，對材料不產(chǎn)生機(jī)械擠壓或機(jī)械應(yīng)力，無“刀具”磨損，，很少造成環(huán)境污染。
3、激光束很細(xì)，使被加工材料的消耗很小。
4、加工時(shí)，不像電子束轟擊等加工方法那樣產(chǎn)生X射線，也不會(huì)受電場和磁場的干擾。
5、操作簡單，使用微機(jī)數(shù)控技術(shù)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工，能用于生產(chǎn)線上對零部件進(jìn)行率加工，能作為柔性加工系統(tǒng)的一部分。
6、使用精密工作臺能進(jìn)行精細(xì)微加工。
7、使用顯微系統(tǒng)或攝像系統(tǒng)，能對被加工表面狀況進(jìn)行觀察或監(jiān)控。
8、可以穿過透光物質(zhì)（如石英、玻璃）對其內(nèi)部零件進(jìn)行加工。
9、可以利用棱鏡、反射系統(tǒng)將光束聚集到工件的內(nèi)表面或傾斜表面上進(jìn)行加工。
10、能標(biāo)記條形碼、數(shù)字、字符、圖案等標(biāo)志。
11、這些標(biāo)志的線寬可小至20μm，線深度可達(dá)10mm以下，故能對“好密集”尺寸大小的零件表面進(jìn)行標(biāo)記。
激光打標(biāo)機(jī)又常稱為激光標(biāo)刻機(jī)、激光打碼機(jī)、鐳射打標(biāo)機(jī)、激光鐳雕機(jī)、激光標(biāo)記機(jī)、鐳雕刻機(jī)、激光打標(biāo)設(shè)備，按其工作方式可分為燈泵YAG激光打標(biāo)機(jī)、 DP半導(dǎo)體側(cè)泵激光打標(biāo)機(jī)、EP半導(dǎo)體端泵激光打標(biāo)機(jī)、光纖激光打標(biāo)機(jī)、CO2激光打標(biāo)機(jī)、紫外激光打標(biāo)機(jī)等等
激光電源
光纖激光打標(biāo)機(jī)激光電源是為光纖激光器提供動(dòng)力的裝置，其輸入電壓為AC220V的交流電。安裝于打標(biāo)機(jī)控制盒內(nèi)。
光纖激光器
光纖激光打標(biāo)機(jī)采用進(jìn)口脈沖式光纖激光器，其輸出激光模式好使用壽命長，被設(shè)計(jì)安裝于打標(biāo)機(jī)機(jī)殼內(nèi)。
振鏡掃描系統(tǒng)
振鏡掃描系統(tǒng)是由光學(xué)掃描器和伺服控制二部分組成。整個(gè)系統(tǒng)采用新技術(shù)、新材料、新工藝、新工作原理設(shè)計(jì)和制造。
光學(xué)掃描器采用動(dòng)磁式偏轉(zhuǎn)工作方式的伺服電機(jī)。具有掃描角度大、峰值力矩大、負(fù)載慣量大、機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、工作速度快、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。精密軸承消隙機(jī)構(gòu)提供了超底軸向和徑向跳動(dòng)誤差；“電子扭力棒”取代傳統(tǒng)彈性材料扭力棒，大大提高了使用壽命和長期工作的可靠性；任意位置零功率保持工作原理既降低了使用功耗，又減少了器件的發(fā)熱效應(yīng)，省卻了恒溫裝置；先進(jìn)的高穩(wěn)定性精密位置檢測傳感技術(shù)提供高線性度、高分辨率、高重復(fù)性、低漂移的性能。
光學(xué)掃描器分為X方向掃描系統(tǒng)和Y方向掃描系統(tǒng)，每個(gè)伺服電機(jī)軸上固定著激光反射鏡片。每個(gè)伺服電機(jī)分別由計(jì)算機(jī)發(fā)出數(shù)字信號控制其掃描軌跡。
聚焦系統(tǒng)
聚焦系統(tǒng)的作用是將平行的激光束聚焦于一點(diǎn)。主要采用f-θ透鏡，不同的f-θ透鏡的焦距不同，打標(biāo)效果和范圍也不一樣，光纖激光打標(biāo)機(jī)選用進(jìn)口高性能聚焦系統(tǒng)，其標(biāo)準(zhǔn)配置的透鏡焦距f=160mm，有效掃描范圍Φ110mm。用戶可根據(jù)需要選配型號的透鏡。
可選配的F-θ透鏡有：
f=100mm，有效聚焦范圍Φ65mm。
f=160mm，有效聚焦范圍Φ110mm。
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是整個(gè)激光打標(biāo)機(jī)控制和指揮的中心，同時(shí)也是軟件安裝的載體。通過對聲光調(diào)制系統(tǒng)、振鏡掃描系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制完成對工件打標(biāo)處理。
光纖激光打標(biāo)機(jī)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要包括機(jī)箱、主板、CPU、硬盤、內(nèi)存條、D/A卡、軟驅(qū)、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)等。
