激光动态旋转打标

1 激光动态旋转打标的必要性

激光动态旋转打标是在圆弧形工件上面进行激光镭雕，采用同步跟踪的方式旋转加工，在软件的控制下，配合旋转电机的圆周运动，完成圆弧形工件的标记。以往常规的激光打标机不具备旋转功能，不能符合一些产品的选择加工要求，为了满足不同工件、不同角度的打标需求，配备旋转卡盘进行打标加工成为市场所需。

旋转卡盘是通过液压、气动或电动的方式，利用分布在卡盘体上的活动卡爪的径向移动，进行夹紧和定位工件的机床功能部件。随着数控机床的普及使用，以及提高生产效率的需求日趋增大，旋转卡盘的使用越来越广泛。

 

卡盘通常为三爪卡盘，三爪卡盘最大的优点是可以将加工件与卡盘自动同心，夹持范围大，装夹速度快，常规零件使用三爪卡盘夹持效率高且稳定。激光行业一般所选用的是电动卡盘，由电动机控制系统与电动机驱动。卡盘的夹紧、松开是通过电器操纵盒上的开关控制电动机的正反转来实现的，调整电器操纵盒上的调压旋钮可调节驱动电压，改变电动机输出转矩，进而实现卡盘夹紧力的调整，具有转速高，精密度高，寿命长的使用特点。

 

 

2 加工优势与工艺对比

在激光旋转加工的初步阶段，加工方式为固定旋转角度，转一下打一下，加工时将文本进行分割，按一定角度旋转后再加工，对于单行的且能均匀分割的文本，可避免拼接问题，但若图档长短不一且排列方式变复杂时，由于文本强制一定角度分割，也必然会带来拼接的问题，而由于旋转时的拼接精度较低，所以在加工时无法完整衔接，会产生明显的拼接痕，且加工时效率相较于平面加工时普遍大幅度降低，可见电机轴旋转时产生的加减速时长对整体的效益造成了很大的影响。

 

 

采用三个抓夹固定样品位置，使激光加工中心与旋转轴保持同心的位置，编辑完成图档后，使用软件的动态旋转打标模式直接加工，电动机控制系统会驱动旋转轴同步转动，配合振镜的加工速度与电机的旋转速度，使得激光始终在产品最上方的焦平面进行加工，这能够有效地保证加工效果的一致性。且激光动态旋转打标效果与平面标记的水平相当，图档连接顺滑，无断点、重复分割标刻、拼接等问题存在。

图示尺寸为8mm*8mm，对于此类曲面二维码的标刻也可以在保证效率的同时同步确保二维码的加工质量，加工边缘整齐，颜色对比清晰，使用扫码枪或手机扫描皆可轻松识别无障碍。

图4 静态旋转打标VS动态旋转打标拼接对比

将静态与动态的旋转打标做拼接痕效果对比，从图4效果对比图可以看出的静态的旋转打标有较明显的拼接痕，且由于拼接位置重复标刻，进一步导致材料氧化发黄，整体颜色也不均匀，而动态旋转加工在旋转时同步出光，很好地规避了拼接和发黄的问题，颜色均匀且边缘整齐。

图5  静态旋转打标VS动态旋转打标效率对比

将静态与动态的旋转打标做效率对比，从图5的对比中可清晰地看出，动态旋转打标消除了静态旋转打标在加工过程中旋转轴暂停时产生的加减速过程，持续快速出光，相对于静态旋转打标极大程度上地提升了整体加工效率，尤其是相对图5中此类较为复杂的工件，效率提升更加明显。

图6  激光旋转加工应用

3 结语

目前激光动态旋转打标广泛适用于体重较轻、直径不是很大的圆柱体工件圆弧面或圆盘工件平面上连续图案的激光标记，工作台配合360°旋转，能实现圆周面的不间断打标，且适用于光纤、紫外、绿光等多种光源，可自主进行切换。旋转打标需求对于目前激光加工技术来说已经是非常容易实现，而且在打标工艺质量上更是越来越好。激光动态旋转打标在机械、文具、医疗、电子行业、汽车制造业等都有着广泛的应用（如图6所示）。