1 激光動態(tài)旋轉(zhuǎn)打標(biāo)的必要性

激光動態(tài)旋轉(zhuǎn)打標(biāo)是在圓弧形工件上面進(jìn)行激光鐳雕，采用同步跟蹤的方式旋轉(zhuǎn)加工，在軟件的控制下，配合旋轉(zhuǎn)電機(jī)的圓周運(yùn)動，完成圓弧形工件的標(biāo)記。以往常規(guī)的激光打標(biāo)機(jī)不具備旋轉(zhuǎn)功能，不能符合一些產(chǎn)品的選擇加工要求，為了滿足不同工件、不同角度的打標(biāo)需求，配備旋轉(zhuǎn)卡盤進(jìn)行打標(biāo)加工成為市場所需。

旋轉(zhuǎn)卡盤是通過液壓、氣動或電動的方式，利用分布在卡盤體上的活動卡爪的徑向移動，進(jìn)行夾緊和定位工件的機(jī)床功能部件。隨著數(shù)控機(jī)床的普及使用，以及提高生產(chǎn)效率的需求日趨增大，旋轉(zhuǎn)卡盤的使用越來越廣泛。

圖1  旋轉(zhuǎn)卡盤示意圖

如圖1為激光加工時的旋轉(zhuǎn)卡盤示意圖，卡盤通常為三爪卡盤，三爪卡盤最大的優(yōu)點(diǎn)是可以將加工件與卡盤自動同心，夾持范圍大，裝夾速度快，常規(guī)零件使用三爪卡盤夾持效率高且穩(wěn)定。激光行業(yè)一般所選用的是電動卡盤，由電動機(jī)控制系統(tǒng)與電動機(jī)驅(qū)動�？ūP的夾緊、松開是通過電器操縱盒上的開關(guān)控制電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的，調(diào)整電器操縱盒上的調(diào)壓旋鈕可調(diào)節(jié)驅(qū)動電壓，改變電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)卡盤夾緊力的調(diào)整，具有轉(zhuǎn)速高，精密度高，壽命長的使用特點(diǎn)。

2 加工優(yōu)勢與工藝對比

在激光旋轉(zhuǎn)加工的初步階段，加工方式為固定旋轉(zhuǎn)角度，轉(zhuǎn)一下打一下，加工時將文本進(jìn)行分割，按一定角度旋轉(zhuǎn)后再加工，對于單行的且能均勻分割的文本，可避免拼接問題，但若圖檔長短不一且排列方式變復(fù)雜時，由于文本強(qiáng)制一定角度分割，也必然會帶來拼接的問題，而由于旋轉(zhuǎn)時的拼接精度較低，所以在加工時無法完整銜接，會產(chǎn)生明顯的拼接痕，且加工時效率相較于平面加工時普遍大幅度降低，可見電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的加減速時長對整體的效益造成了很大的影響。

圖2（左圖）  激光旋轉(zhuǎn)加工示意圖

圖3（右圖）  塑料瓶旋轉(zhuǎn)加工成品圖

如圖2的加工方式，采用三個抓夾固定樣品位置，使激光加工中心與旋轉(zhuǎn)軸保持同心的位置，編輯完成圖檔后，使用軟件的動態(tài)旋轉(zhuǎn)打標(biāo)模式直接加工，電動機(jī)控制系統(tǒng)會驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動，配合振鏡的加工速度與電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，使得激光始終在產(chǎn)品最上方的焦平面進(jìn)行加工，這能夠有效地保證加工效果的一致性。且激光動態(tài)旋轉(zhuǎn)打標(biāo)效果與平面標(biāo)記的水平相當(dāng)，圖檔連接順滑，無斷點(diǎn)、重復(fù)分割標(biāo)刻、拼接等問題存在。

如圖3中還有二維碼的旋轉(zhuǎn)打標(biāo)，圖示尺寸為8mm*8mm，對于此類曲面二維碼的標(biāo)刻也可以在保證效率的同時同步確保二維碼的加工質(zhì)量，加工邊緣整齊，顏色對比清晰，使用掃碼槍或手機(jī)掃描皆可輕松識別無障礙。

圖4 靜態(tài)旋轉(zhuǎn)打標(biāo)VS動態(tài)旋轉(zhuǎn)打標(biāo)拼接對比

將靜態(tài)與動態(tài)的旋轉(zhuǎn)打標(biāo)做拼接痕效果對比，從圖4效果對比圖可以看出的靜態(tài)的旋轉(zhuǎn)打標(biāo)有較明顯的拼接痕，且由于拼接位置重復(fù)標(biāo)刻，進(jìn)一步導(dǎo)致材料氧化發(fā)黃，整體顏色也不均勻，而動態(tài)旋轉(zhuǎn)加工在旋轉(zhuǎn)時同步出光，很好地規(guī)避了拼接和發(fā)黃的問題，顏色均勻且邊緣整齊。

圖5  靜態(tài)旋轉(zhuǎn)打標(biāo)VS動態(tài)旋轉(zhuǎn)打標(biāo)效率對比

將靜態(tài)與動態(tài)的旋轉(zhuǎn)打標(biāo)做效率對比，從圖5的對比中可清晰地看出，動態(tài)旋轉(zhuǎn)打標(biāo)消除了靜態(tài)旋轉(zhuǎn)打標(biāo)在加工過程中旋轉(zhuǎn)軸暫停時產(chǎn)生的加減速過程，持續(xù)快速出光，相對于靜態(tài)旋轉(zhuǎn)打標(biāo)極大程度上地提升了整體加工效率，尤其是相對圖5中此類較為復(fù)雜的工件，效率提升更加明顯。

圖6  激光旋轉(zhuǎn)加工應(yīng)用

3 結(jié)語

目前激光動態(tài)旋轉(zhuǎn)打標(biāo)廣泛適用于體重較輕、直徑不是很大的圓柱體工件圓弧面或圓盤工件平面上連續(xù)圖案的激光標(biāo)記，工作臺配合360°旋轉(zhuǎn)，能實(shí)現(xiàn)圓周面的不間斷打標(biāo)，且適用于光纖、紫外、綠光等多種光源，可自主進(jìn)行切換。旋轉(zhuǎn)打標(biāo)需求對于目前激光加工技術(shù)來說已經(jīng)是非常容易實(shí)現(xiàn)，而且在打標(biāo)工藝質(zhì)量上更是越來越好。激光動態(tài)旋轉(zhuǎn)打標(biāo)在機(jī)械、文具、醫(yī)療、電子行業(yè)、汽車制造業(yè)等都有著廣泛的應(yīng)用（如圖6所示），華工激光也一直致力于研發(fā)更貼近用戶需求的激光設(shè)備。

文章來源： 華工激光；作者：陳妍

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