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。
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。
它是使用幾臺(tái)小型激光器同時(shí)發(fā)射脈沖,經(jīng)反射鏡和聚焦透鏡后,使幾個(gè)激光脈沖在被打標(biāo)材料表面上燒蝕(熔化)出大小及深度均勻的小凹坑,每個(gè)字符、圖案都是由這些小圓黑凹坑構(gòu)成的,一般是橫筆劃5個(gè)點(diǎn),豎筆劃7個(gè)點(diǎn),從而形成5×7的陣列。陣列式打標(biāo)一般采用小功率射頻激勵(lì)CO2激光器,其打標(biāo)速度可達(dá)6000字符/妙,因而成為高速在線打標(biāo)的理想選擇,其缺點(diǎn)是只能標(biāo)記點(diǎn)陣字符,且只能達(dá)到5×7的分辨率,對(duì)于漢字無(wú)能為力。
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(guò)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(duì)光學(xué)過(guò)程控制提出了新的挑戰(zhàn)。