文档介绍：用于动态在线激光加工的
飞行打标系统的研究
Studies on Marking-on-the-fly
System Used for Dynamic On-line
Laser Processing
专 业： 物理电子学
研 究 生： 李 成
指导教师： 张忠淌
天津大学
精密仪器与光电子工程学院
二零零七 年 一 月
摘 要
激光打标技术是激光应用技术的重要组成部分。它以打标效果好和打标速度
快为特点，将逐渐成为打标行业的主要手段。激光打标机已成为塑料、石英、陶
瓷、金属等多种材料的打标工具。近年来，激光飞行打标技术有了很大的发展，
它可以在工业流水线上进行动态打标，从而极大地提高了生产效率，同时也起到
一定的防伪作用。激光飞行打标技术涉及光学、机械、电子、计算机以及传感器
等多门学科，是一项综合性的具有很大发展前景的新技术。
本文研究了一种新型的用于动态在线加工的激光打标系统，它可在生产线的
产品上打标出生产批号、生产日期以及防伪码等专用的激光飞行打标系统。论文
在介绍激光打标基本原理的基础上，说明了飞行打标系统的基本组成，重点解释
了飞行打标字体产生变形的原因, 深入研究了如何对产品移动产生的位移实时
补偿的技术，提出了通过编码器对飞行打标进行修正的方法。
在系统中，我们采用了射频CO2激光器作为加工光源，省去了繁琐的水冷系
统。该激光器光束质量好，运转可靠性高且寿命长。为了使系统在生产线高速动
态打标，除了在软件上进行优化，我们还采用了基于DSP的PC机控制卡RTC3，
以及高速振镜头，已经达到了每秒可打出 500 个字符的高速打标目的。激光飞行
打标软件是针对该飞行打标系统所编写的激光打标应用软件。在软件编写中，设
计了友好的用户界面，可在软件提示下，对激光束、扫描头、飞行校正等参数项
进行科学的设置，让该系统良好的运行。应用软件不仅可以对字符和各种符号的
组合实现“即输即打”，而且在深入研究矢量图和位图图形格式的基础上，实现了
对导入图形显示并打标的功能，充分发挥了激光打标卡的功能。论文中还对整机
测试、试验的情况进行了总结，并对各种参数的设置进行了试验分析，通过非金
属实验样品的打标效果对比，总结出了最佳的参数组合，为该系统在现场运行调
试作了充分的准备工作。整套激光飞行打标系统已获得中华人民共和国国家知识
产权局颁发的专利证书。
关键词：飞行打标；F－θ透镜；实时校正；射频CO2激光器
Abstract
Laser marking technology is an important division in laser application
technology. It is gradually becoming an important marking method because of its
conspicuous marking effect and high marking speed. Nowadays, laser marking
technology has become a effective marking method for many substances such as
plastic, quartz, ceramic, metal and so on. Recently, the technology of laser -marking
-on -the -fly has developed a lot, it is a dynamic marking method on the production
line, not only enhancing the productivity, but also having the purpose of preventing
forging. The technology of marking-on-the-fly scopes several disciplines