CN108941926A - 基于自动成像技术的四轴联动打标设备 - Google Patents

基于自动成像技术的四轴联动打标设备 Download PDF

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丁泽民
舒振鹏
张永进
范楷
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Abstract

本发明公开了一种基于自动成像技术的四轴联动打标设备。该设备包括一个四轴控制***、一个激光出光控制***和一个光学自动成像***，其中，激光出光控制***滑动安装在四轴控制***上，光学自动成像***安装在激光出光控制***的侧面，而在四轴控制***上还安装有一个打标平台，激光出光控制***和光学自动成像***均位于打标平台的正上方。本发明中的基于自动成像技术的四轴联动打标设备通过将多个***结合使用，能够同时对零件的各处、各面乃至多个零件进行打标工作，一方面，节省了大量的时间和人力，提高了打标工作的效率，另一方面，还提高了打标工作的精度，保证了零件的打标合格率，降低了零件的生产成本。

Description

基于自动成像技术的四轴联动打标设备
技术领域
本发明涉及打标技术领域，特别涉及一种基于自动成像技术的四轴联动打标设备。
背景技术
打标是很多零件和设备在生产加工时所要必须经历的步骤，对于很多设备来说，其在加工过程中往往需要对数量较多的零件进行打标工作；而对于很多零件来说，一般不仅要对其多个表面进行打标，往往还要对其各个表面上的多个位置进行打标，整个零件乃至设备的打标工作相当复杂，其工作量也较大。
现有技术中，激光打标技术较之常规的喷涂打标技术具有准确高效安全等各种优点，正在逐渐兴起。然而，在打标技术发展的同时，打标设备本身的构造和效率等并没有明显改进，在进行打标时，一般是将零件等以合适的角度装夹固定在平台上，其某个面对准固定角度的激光出口，以对该面上的特定部位进行打标，然后在需要对该面的其他部位、该零件的其他面或者其他零件进行打标工作时，就需要将零件卸下并以新的角度重新装夹固定。其一方面，需要耗费大量的时间和人力，打标工作的效率较为底下，另一方面，由于对零件进行多次装夹，往往会造成零件表面划伤以及打标位置的误差的积累，从而降低了打标工作的精度，影响了零件的合格率，提高了零件的生产成本。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种基于自动成像技术的四轴联动打标设备。
根据本发明的一个方面，提供了一种基于自动成像技术的四轴联动打标设备，包括一个四轴控制***、一个激光出光控制***和一个光学自动成像***，其中，激光出光控制***滑动安装在四轴控制***上，光学自动成像***安装在激光出光控制***的侧面，而在四轴控制***上还安装有一个打标平台，激光出光控制***和光学自动成像***均位于打标平台的正上方。
本发明中的基于自动成像技术的四轴联动打标设备通过将四轴控制***、激光出光控制***和光学自动成像***等结合使用，能够同时对零件的各处、各面乃至多个零件进行打标工作，一方面，节省了大量的时间和人力，提高了打标工作的效率，另一方面，还提高了打标工作的精度，保证了零件的打标合格率，降低了零件的生产成本。
在一些实施方式中，四轴控制***包括一个水平的X轴电动滑台、一个水平的Y轴电动滑台、一个竖直的Z轴电动滑台和一个电动旋转机构，其中，Y轴电动滑台滑动安装在X轴电动滑台上，电动旋转机构滑动安装在Y轴电动滑台上，而打标平台安装在电动旋转机构的顶部。由此，设置了四轴控制***的具体结构，可以对打标平台以及放置在打标平台上的零件进行任意位置角度的控制调整，从而方便地对零件的各处、各面乃至多个零件进行打标工作。
在一些实施方式中，激光出光控制***包括有激光器出口、镜片箱和聚焦镜片，其中，激光器出口滑动安装在Z轴电动滑台上，镜片箱设置在激光器出口的底部，聚焦镜片则安装在镜片箱的底部。由此，设置了激光出光控制***的具体结构和位置，能够发射出激光并且根据实际情况对其控制调整。
在一些实施方式中，镜片箱内设置有双轴控制反光镜片。由此，设置了镜片箱的结构，从而使激光能够准确地从激光器出口经过镜片箱从聚焦镜片处射出。
在一些实施方式中，光学自动成像***包括一个相机和一个环形光源，并且相机位于环形光源的中心的正上方。由此，设置了光学自动成像***的结构，能够对打标平台上的零件进行拍摄，抓取其特征、并计算所需要的差值数据。
在一些实施方式中，相机通过连接件安装在激光器出口的侧面，而环形光源则通过一个连接架安装在镜片箱的侧面。由此，设置了光学自动成像***的各部件的具体安装方式，使其能够在不影响其他***的情况下完成拍摄工作。
在一些实施方式中，还包括一个底板，四轴控制***安装在底板上。由此，将整个打标设备设置在底板上，可以将底板设置在工作台上，以用稳定地于进行打标工作。
在一些实施方式中，底板设置在一个工作台上，并且位于工作台上的一个隔离间的内部。由此，可以将整个打标设备安装到工作台用于投入打标工作，而隔离间可以对打标设备进行隔离和保护，尽量减少外界环境对打标工作的干扰。
附图说明
图1为本发明一实施方式的基于自动成像技术的四轴联动打标设备安装在工作台上的结构图；
图2为图1所示基于自动成像技术的四轴联动打标设备的结构图；
图3为图1所示基于自动成像技术的四轴联动打标设备的侧视图；
图4为图1所示激光出光控制***的结构图；
图5为图1所示基于自动成像技术的四轴联动打标设备的工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的基于自动成像技术的四轴联动打标设备安装在工作台上的结构，图2显示了图1中的基于自动成像技术的四轴联动打标设备的结构，图3显示了图1中的基于自动成像技术的四轴联动打标设备的侧面结构；图4显示了图1中的激光出光控制***的结构。如图1-4所示，该打标设备包括一块水平的底板5、一个四轴控制***1、一个激光出光控制***2、一个光学自动成像***3、一个激光测距***和一个水平的打标平台4。其中，底板5铺设在工作台6上，而四轴控制***1直接安装在底板5上，激光出光控制***2滑动安装在四轴控制***1上，光学自动成像***3设置在激光出光控制***2的侧面，而打标平台4安装在四轴控制***1上，并且位于激光出光控制***2和光学自动成像***3的正下方。
在进行打标时，可以将底板5铺设在工作台6上，工作台6的下方设置滚轮或撑脚，上方周围和顶部则可以设置多块挡板形成一个隔离间61，打标设备在隔离间61内部进行打标工作，能够尽量避免受到外界的灰尘和噪音等不良环境的干扰。
四轴控制***1包括一个水平的长形的X轴电动滑台11、一个水平的长形的Y轴电动滑台12、一个竖直的Z轴电动滑台13和一个电动旋转机构14。其中，X轴电动滑台11固定安装在底板5上，而Z轴电动滑台13固定安装在设置在底板5上的一个竖直的安装架51上，Y轴电动滑台12滑动安装在X轴电动滑台11上并且与X轴电动滑台11的延伸方向相互垂直，电动旋转机构14滑动安装在Y轴电动滑台12上并且能够沿着其自身的竖直的中轴进行旋转，而打标平台4则固定安装在电动旋转机构14的顶部。由此可见，四轴控制***1通过X轴、Y轴、Z轴和旋转轴等能够从各方向进行操作，从而对打标平台4上放置的零件进行从多个角度进行位置调整。
激光出光控制***2包括有激光器出口21、镜片箱22和聚焦镜片23。其中，激光器出口21滑动安装在竖直的Z轴电动滑台13上，其能够向下方发射激光。镜片箱22设置在激光器出口21的底部，其内部设置有双轴控制反光镜片，反光镜片能够对激光进行反射，并且反射后的激光的方向大致向下，而通过控制镜片箱22还能够控制激光反射的具体方向并且使反射后的激光进行移动，以进行打标工作。而聚焦镜片23则安装在镜片箱22的底部，能够对从镜片箱22射出的激光的角度进行调整，使其落到零件上时能够起到最佳打标效果。由此可见，激光出光控制***2能够发射激光并且对激光的角度和幅度进行控制，以对零件进行打标。
光学自动成像***3包括一个相机31和一个环形光源32，其中，相机31通过连接件安装在激光器出口21的侧面，而环形光源32则通过一个连接架33安装在镜片箱22的侧面，具体为连接架33安装在在镜片箱22的侧面，而环形光源32则优选地安装在连接架33的底面。此外，相机31位于环形光源32的中心的正上方，其镜头的拍摄路径通过环形光源32的中心到达打标平台4，从而能够对打标平台4上的零件的拍摄工作。
图5显示了图1中的基于自动成像技术的四轴联动打标设备的工作原理。如图5所示，在使用该打标设备时，将需要进行打标的一个或多个零件放置到打标平台4上，首先，四轴控制***1会通过对其各轴进行控制将打标平台4移动到一个打标位，具体为将零件需要进行最先打标的部分移动到聚焦镜片23和环形光源32的正下方；然后通过相机31对零件和进行拍摄并抓取其图像特征，计算零件的相关数据并计算出打标位置的实际尺寸和公称尺寸的差值；再然后，激光出光控制***2根据该差值计算调整激光的发射角度和路径，并按照合适的角度和路径发射一道或多道激光对零件进行打标工作；最后，在该次打标完成后，通过四轴控制***1控制改变打标平台4和路径的位置和角度，并将其移动到下一个打标位，即将零件上需要进行下次打标的另一位置或另一面移动到聚焦镜片23和环形光源32的正下方，重复上述步骤，即可在不需要将零件重复取下安装的情况下，完成整个打标工作。
本发明中的基于自动成像技术的四轴联动打标设备通过将四轴控制***、激光出光控制***和光学自动成像***等结合使用，能够同时对零件的各处、各面乃至多个零件进行打标工作，一方面，节省了大量的时间和人力，提高了打标工作的效率，另一方面，还提高了打标工作的精度，保证了零件的打标合格率，降低了零件的生产成本。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.基于自动成像技术的四轴联动打标设备，其特征在于：包括一个四轴控制***(1)、一个激光出光控制***(2)和一个光学自动成像***(3)，其中，所述激光出光控制***(2)滑动安装在所述四轴控制***(1)上，所述光学自动成像***(3)安装在所述激光出光控制***(2)的侧面，而在所述四轴控制***(1)上还安装有一个打标平台(4)，所述激光出光控制***(2)和所述光学自动成像***(3)均位于所述打标平台(4)的正上方。
2.根据权利要求1所述的基于自动成像技术的四轴联动打标设备，其特征在于：所述四轴控制***(1)包括一个水平的X轴电动滑台(11)、一个水平的Y轴电动滑台(12)、一个竖直的Z轴电动滑台(13)和一个电动旋转机构(14)，其中，所述Y轴电动滑台(12)滑动安装在所述X轴电动滑台(11)上，所述电动旋转机构(14)滑动安装在所述Y轴电动滑台(12)上，而所述打标平台(4)安装在所述电动旋转机构(14)的顶部。
3.根据权利要求2所述的基于自动成像技术的四轴联动打标设备，其特征在于：所述激光出光控制***(2)包括有激光器出口(21)、镜片箱(22)和聚焦镜片(23)，其中，所述激光器出口(21)滑动安装在所述Z轴电动滑台(13)上，所述镜片箱(22)设置在所述激光器出口(21)的底部，所述聚焦镜片(23)则安装在所述镜片箱(22)的底部。
4.根据权利要求3所述的基于自动成像技术的四轴联动打标设备，其特征在于：所述镜片箱(22)内设置有双轴控制反光镜片。
5.根据权利要求3所述的基于自动成像技术的四轴联动打标设备，其特征在于：所述光学自动成像***(3)包括一个相机(31)和一个环形光源(32)，并且所述相机(31)位于所述环形光源(32)的中心的正上方。
6.根据权利要求5所述的基于自动成像技术的四轴联动打标设备，其特征在于：所述相机(31)通过连接件安装在所述激光器出口(21)的侧面，而所述环形光源(32)则通过一个连接架(33)安装在所述镜片箱(22)的侧面。
7.根据权利要求1所述的基于自动成像技术的四轴联动打标设备，其特征在于：还包括一个底板(5)，所述四轴控制***(1)安装在底板上。
8.根据权利要求7所述的基于自动成像技术的四轴联动打标设备，其特征在于：所述底板(5)设置在一个工作台(6)上，并且位于所述工作台(6)上的一个隔离间(61)的内部。
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