CN109332906B - 一种fpc全自动立体同轴光激光打标机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及激光打标设备技术领域，具体涉及一种FPC全自动立体同轴光激光打标机，该打标机包括机架，所述机架上设有工作台、打标机构、机械手移载机构、照相部和激光头组件，所述打标机构包括X轴横梁、激光发射器、光路通道和反光镜组；所述激光发射器设置于X轴横梁上，X轴横梁设置在工作台的侧边，所述光路通道与激光发射器同轴设置，所述激光头组件设置于X轴横梁上，机械手移载机构置于工作台的另一边。本发明实现了同轴光抓取画面的同时立体自动化打标，并实现占用空间小、精度高、效率高的特性，可通过激光头组件的自动升降机构进行垂直上下校正焦距，另外激光头组件可横向移动从而实现水平打标，进而实现了整个过程激光从平面到立体的转换。

Description

一种FPC全自动立体同轴光激光打标机
技术领域
本发明涉及激光打标设备技术领域，具体涉及一种FPC全自动立体同轴光激光打标机。
背景技术
激光打标是利用具有较高能量密度的激光束聚焦在被加工材料表面上，使材料表面迅速熔融、烧蚀、蒸发，形成凹坑的现象。激光标记具有非接触加工，无磨损，无污染，标记清晰，速度快，耐久性好，生产成本低，防伪效果好，灵活性高等优点。随着生产设备的更新，应用的材料日新月异，FPC(柔性电路板)材料，本体轻薄、柔软、易变形、表面厚度不同，标记图案精细，标刻精度要求高，标刻速度要求快，激光标记时由于材料厚度的不同，需要人工进行对焦处理，需要不断的调整固定，不仅浪费时间而且效率低下，因此需要一种自动一次标记工件不同高度表面，并同时进行激光打标，还能自动化上下料的激光打标机。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种FPC全自动立体同轴光激光打标机，本发明解决了现有FPC激光打标中针对不同高度表面激光对焦的问题，以同轴光实现抓取画面的同时立体自动化打标，并能实现小空间、智能化、高精度、高效率的打标，同时节省了人工成本。
本发明的目的通过下述技术方案实现：具体的，包括机架，所述机架上设有工作台、打标机构、机械手移载机构、照相部、同轴CCD连接件和激光头组件，所述工作台包括打标区、上料区、下料区、置料平台；所述打标机构包括X轴横梁、激光发射器、光路通道和反光镜组；
所述工作台设置于所述机架上，所述激光发射器活动设置于所述X轴横梁，所述X轴横梁设置在所述工作台的一侧边，所述照相部设置于所述同轴CCD连接件上并水平平行与打标机构，所述机械手移载机构设置于工作台上，机械手移载机构将上料区的FPC移动至置料平台，置料平台活动设置于工作台，置料平台将机械手移载机构移动至打标区，照相部用于拍摄打标区处置料平台所承载的FPC，激光发射器根据照相部所拍摄的图像的数据对打标区的置料平台所承载的FPC完成对焦，完成对焦后所述激光发射器发出的激光经由反光镜组调整经由光路通道形成同轴光被激光头组件接收后对FPC进行激光打标，置料平台将完成激光打标后的FPC移出打标区，机械手移载机构将置料平台移出打标区的FPC移送至下料区。
优选的，所述反光镜组包括第一反光镜、第二反光镜、第三反光镜、第四反光镜和场镜振镜组，第一、二反光镜与激光发射器成九十度水平夹角设置，第三、四反光镜与第二反反光镜成九十度竖直设置，第三反光镜通过同轴CCD连接件与照相部相连接，所述第四反光镜置于所述照相部，所述场镜振镜组置于所述打标区上部，激光发射器发射的激光依次经第一反光镜、第二反光镜、第三反光镜、第四反光镜和场镜振镜组反射后与照相部采集的实物光路形成立体式同轴光路，再由激光头组件进行打标。
优选的，所述X轴横梁侧壁设有两个相互平行的第一滑轨，所述第一滑轨内侧设有X轴向丝杆，所述激光头组件滑动设置于所述第一滑轨上，所述X轴向丝杆用于驱动所述激光头组件滑动。
优选的，所述FPC全自动立体同轴光激光打标机还包括Z轴升降机构，所述激光头组件固定在所述Z轴升降机构上，Z轴升降机构驱动激光头组件上下移动实现对打标区置料平台所承载FPC的对焦。
优选的，所述照相部、反光镜组及激光发射器均位于所述打标区的上方，所述照相部的拍照范围覆盖所述打标区。
优选的，所述X轴横梁与所述机械手移载机构之间设有两个相互平行的第二滑轨，所述第二滑轨内侧设有Y轴向丝杆，所述置料平台滑动设置于所述第二滑轨上，所述Y轴向丝杆用于驱动所述置料平台滑动。
优选的，所述机械手移载机构包括机械架和设置于所述机械架上的移动吸盘，所述移动吸盘设有多组吸嘴。
优选的，所述下料区沿X轴向依次设有隔板置料盒和若干个下料盘。
优选的，该打标机还包括吸风装置，所述吸风装置一端设置在所述打标区，吸风装置用于抽走激光头组件对FPC打标时所产生的烟雾及废渣。
优选的，所述上料区包上料盒和用于驱动上料盒上下移动的升降架，上料盒用于承载堆叠的FPC。
本发明的有益效果在于：本发明以同轴光实现抓取画面的同时立体自动化打标，可以有效解决目前FPC激光打标中针对不同高度表面激光对焦的问题，并能实现小空间、智能化、高精度、高效率的打标，打标时通过激光头组件的自动升降机构进行垂直上下调校焦距；并且由于激光头组件还可以横向移动到达指定的位置从而实现水平打标，整个过程就实现了激光从平面到立体的转换。
附图说明
图1是本发明的立体图；
图2是本发明的正视图；
图3是本发明的俯视图；
图4是本发明移动吸盘的结构示意图；
图5是本发明机械架的结构示意图；
图6是本发明反光镜的结构示意图。
附图标记为：1-机架、2-工作台、21-第二滑轨、22-Y轴向丝杆、3-机械手移载机构、31-机械架、32-移动吸盘、321-吸嘴、4-打标机构、41-X轴横梁、411-第一滑轨、412-X轴向丝杆、42-激光发射器、43-光路通道、441-第一反光镜、442-第二反光镜、443-第三反光镜、444-第四反光镜、445-场镜振镜组、5-照相部、6-激光头组件、7-置料平台、8-下料区、81-隔板置料盒、82-下料盘、9-吸风装备、10-上料盒、11-升降架、12-Z轴升降机构。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1-6对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
如图1-6所述，本实施例所述一种FPC全自动立体同轴光激光打标机，该打标机包括机架1，机架1上设有工作台2、打标机构4、机械手移载机构3、照相部5和激光头组件6，所述工作台2包括打标区、上料区、下料区8、置料平台7；所述打标机构4包括X轴横梁41、激光发射器42、光路通道43和反光镜组；
所述工作台2设置于所述机架1上，所述激光发射器42活动设置于所述X轴横梁41，所述X轴横梁41设置在所述工作台2的一侧边，所述照相部5设置于所述同轴CCD连接件上并水平平行与打标机构，所述机械手移载机构3设置于工作台2上，机械手移载机构3将上料区的FPC移动至置料平台7，置料平台7活动设置于工作台2，置料平台2将机械手移载机构3移动至打标区，照相部5用于拍摄打标区处置料平台7所承载的FPC，激光发射器42根据照相部5所拍摄的图像的数据对打标区的置料平台7所承载的FPC完成对焦，完成对焦后所述激光发射器42发出的激光经由反光镜组调整经由光路通道43形成同轴光被激光头组件6接收后对FPC进行激光打标，置料平台7将完成激光打标后的FPC移出打标区，机械手移载机构3将置料平台7移出打标区的FPC移送至下料区8。
本实施例的打标机结构简单新颖，在相应的区域设置工件可以有效配合提高打标的效率，而设置的X轴横梁41可以将激光发射器42、光路通道43和反光镜组进行搭架形成立体式同轴光光路，从而实现激光从平面到立体的转换，有效解决目前FPC激光打标中针对不同高度表面激光对焦的问题。
本实施例中，所述反光镜组包括第一反光镜441、第二反光镜442、第三反光镜443、第四反光镜444和场镜振镜组445,第一反光镜441、第二反光镜442与激光发射器42成九十度水平夹角设置，第三、四反光镜与第二反反光镜成九十度竖直设置，所述第三反光镜443设置于所述第二反光镜442所在位置的X轴向的组件内，第三反光镜443通过同轴CCD连接件与照相部相5连接，所述第四反光镜444置于所述照相部5，所述场镜振镜组445置于所述打标区上部，激光发射器42发射的激光依次经第一反光镜441、第二反光镜442、第三反光镜443、第四反光镜444和场镜振镜组445反射后与照相部5采集的实物光路形成立体式同轴光路，再由激光头组件6进行打标。
本实施例中照相部5首先捕捉物料的画面，给出信号后通过X轴横梁41上的激光发射器42激发激光到达第一反光镜441，经第一反光镜441反射后到达第二反光镜442，再经第二反光镜442反射后到达激光头组件6，由组件上内部的第三反光镜443接收光线后，再垂直转下下方经过下方的第四反光镜444水平折向照相部5，照相部5把激光和相机的捕捉光线整合成同轴光再进入到场镜振镜组445(场镜振镜组445是由振镜和场镜组成的装置)，最终获得同轴光，进而实现了捕捉画面的同时激光就能进行打标，打标时激光头组件6通过Z轴升降机构12上的自动升降进行垂直上下调校焦距，直到达到标准；另外激光头组件6还可以沿X轴横梁41横上的第一滑轨411移动到达指定的位置从而实现水平打标，整个过程就实现了激光从平面到立体的转换。
本实施例中，所述X轴横梁41侧壁设有两个相互平行的第一滑轨411，所述第一滑轨411内侧设有X轴向丝杆412，所述激光头组件6滑动设置于所述第一滑轨411上，所述X轴向丝杆412用于驱动所述激光头组件6滑动。
本实施例在所述X轴横梁41侧壁上设置两个相互平行的第一滑轨411，便于激光头组件6随X轴向丝杆412在动力装置的驱动下沿X轴横梁41滑动，到达指定的位置从而实现水平打标，提高了打标机整体的效率。
本实施例中，所述FPC全自动立体同轴光激光打标机还包括Z轴升降机构12，所述激光头组件6固定在所述Z轴升降机构12上，Z轴升降机构12驱动激光头组件6上下移动实现对打标区置料平台7所承载FPC的对焦。
本实施例通过设置Z轴升降机构12将激光头组件6和X轴横梁41组合在一起，打标时通过激光头组件6在Z轴升降机构12上的自动升降进行垂直上下调校焦距，另外激光头组件6还可以沿X轴横梁41横上的第一滑轨411移动到达指定的位置从而实现水平打标，打标完成后激光头组件6随Z轴升降机构12上升，工作台2上的电机带动打标完的成品沿第二滑轨21移动到下料盘区进行下料。
本实施例中，所述照相部5、反光镜组及激光发射器42均位于所述打标区的上方，所述照相部5的拍照范围覆盖所述打标区。
本实施例中，所述X轴横梁41与所述机械手移载机构3之间设有两个相互平行的第二滑轨21，所述第二滑轨21内侧设有Y轴向丝杆22，所述置料平台7滑动设置于所述第二滑轨21上，所述Y轴向丝杆22用于驱动所述置料平台7滑动。
本实施例在所述X轴横梁41与所述机械手移载机构3之间设置两个相互平行的第二滑轨21，可以配合动力装置在驱动Y轴向丝杆22是带动置料平台7沿所述第二滑轨21来回滑动，进而实现物料在功能区和下料区之间的传动，提高了打标机整体的效率和自动化程度。
本实施例中，所述机械手移载机构3包括机械架31和设置于所述机械架上的移动吸盘32，所述移动吸盘设有多组吸嘴321。
本实施例中当给机器信号时，机械手移载机构3中移动吸盘32利用多组吸嘴321吸取上料盘10移至置料平台7，然后置料平台7在电机带动下沿第二滑轨21移动到打标区域进行打标，提升了物料的传递效率。
本实施例中，所述下料区沿X轴向依次设有隔板置料盒81和若干个下料盘82。
本实施例在下料区设置隔板置料盒81，可供特殊物料加放隔板使用，而其他下料盘82便于打标完的成品从打标区输送过来时的存放。
本实施例中，该打标机还包括吸风装置9，所述吸风装置一端设置在所述打标区，另一端置于X轴横梁41外侧。
该打标机还包括吸风装置9，所述吸风装置9一端设置在所述打标区，吸风装置9用于抽走激光头组件6对FPC打标时所产生的烟雾及废渣。
本实施例中设置的吸风装置9可以将打标时产生的烟雾及废渣吸走，减少由于打标时产生的烟雾及废渣吸对照相部5精准度的影响，同时也提高了激光头组件6对反射光的接收效率。
本实施例中，所述上料区包上料盒10和用于驱动上料盒10上下移动的升降架11，上料盒10用于承载堆叠的FPC。
本实施例通过在上料盒10处设置升降架11，可对上料盒10的高度进行调节，进而可协助机械手移载机构3完成物料从的上料区到置料平台7之间的移载，提高了打标机整体的效率，节省了人工成本。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种FPC全自动立体同轴光激光打标机，包括机架，其特征在于：所述机架上设有工作台、打标机构、机械手移载机构、照相部、同轴CCD连接件和激光头组件，所述工作台包括打标区、上料区、下料区、置料平台；所述打标机构包括X轴横梁、激光发射器、光路通道和反光镜组；
所述工作台设置于所述机架上，所述激光发射器活动设置于所述X轴横梁，所述X轴横梁设置在所述工作台的一侧边，所述照相部设置于同轴CCD连接件上并水平平行于打标机构，所述机械手移载机构设置于工作台上，机械手移载机构将上料区的FPC移动至置料平台，置料平台活动设置于工作台，机械手移载机构将置料平台移动至打标区，照相部用于拍摄打标区处置料平台所承载的FPC，激光发射器根据照相部所拍摄的图像的数据对打标区的置料平台所承载的FPC完成对焦，完成对焦后所述激光发射器发出的激光经由反光镜组调整经由光路通道形成同轴光被激光头组件接收后对FPC进行激光打标，置料平台将完成激光打标后的FPC移出打标区，机械手移载机构将置料平台移出打标区的FPC移送至下料区；
所述反光镜组包括第一反光镜、第二反光镜、第三反光镜、第四反光镜和场镜振镜组,第一、二反光镜与激光发射器成九十度水平夹角设置，第三、四反光镜与第二反光镜成九十度竖直设置，第三反光镜通过同轴CCD连接件与照相部相连接，所述第四反光镜置于所述照相部，所述场镜振镜组置于所述打标区上部，激光发射器发射的激光依次经第一反光镜、第二反光镜、第三反光镜、第四反光镜和场镜振镜组反射后与照相部采集的实物光路形成立体式同轴光路，再由激光头组件进行打标；
所述X轴横梁侧壁设有两个相互平行的第一滑轨，所述第一滑轨内侧设有X轴向丝杆，所述激光头组件滑动设置于所述第一滑轨上，所述X轴向丝杆用于驱动所述激光头组件滑动。
2.根据权利要求1所述的一种FPC全自动立体同轴光激光打标机，其特征在于：所述FPC全自动立体同轴光激光打标机还包括Z轴升降机构，所述激光头组件固定在所述Z轴升降机构上，Z轴升降机构驱动激光头组件上下移动实现对打标区置料平台所承载FPC的对焦。
3.根据权利要求1所述的一种FPC全自动立体同轴光激光打标机，其特征在于：所述照相部、反光镜组及激光发射器均位于所述打标区的上方，所述照相部的拍照范围覆盖所述打标区。
4.根据权利要求1所述的一种FPC全自动立体同轴光激光打标机，其特征在于：所述X轴横梁与所述机械手移载机构之间设有两个相互平行的第二滑轨，所述第二滑轨内侧设有Y轴向丝杆，所述置料平台滑动设置于所述第二滑轨上，所述Y轴向丝杆用于驱动所述置料平台滑动。
5.据权利要求1所述的一种FPC全自动立体同轴光激光打标机，其特征在于：所述机械手移载机构包括机械架和设置于所述机械架上的移动吸盘，所述移动吸盘设有多组吸嘴。
6.根据权利要求1所述的一种FPC全自动立体同轴光激光打标机，其特征在于：所述下料区沿X轴向依次设有隔板置料盒和若干个下料盘。
7.根据权利要求1所述的一种FPC全自动立体同轴光激光打标机，其特征在于：该打标机还包括吸风装置，所述吸风装置一端设置在所述打标区，吸风装置用于抽走激光发射器对FPC打标时所产生的烟雾及废渣。
8.根据权利要求1所述的一种FPC全自动立体同轴光激光打标机，其特征在于：所述上料区包括上料盒和用于驱动上料盒上下移动的升降架，上料盒用于承载堆叠的FPC。
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