CN111482698A - 一种读码打码一体机 - Google Patents

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方带兵
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Abstract

本发明涉及激光打标机技术领域，具体为一种读码打码一体机，包括壳体，所述壳体的内部设有振镜扫描头、读码相机、激光输出隔离器和半透半反镜，所述壳体的下端设有场镜，所述场镜与振镜扫描头相连，所述场镜的下端连接有可见光光源和可见光对焦组件，所述壳体的一端固定连接有激光输入口；由所述激光输入口内输入的激光依次经过激光输出隔离器、半透半反镜、振镜扫描头传输至场镜下方的工件表面；由所述可见光光源发出的可见光经工件反射并通过场镜、振镜扫描头传输至半透半反镜，并由所述半透半反镜反射至读码相机；通过设置可见光对焦组件，可将不可见的激光焦点通过可见光显示，在更换生产线产品时，可通过可见光焦点快速找到激光焦点位置。

Description

一种读码打码一体机
技术领域
本发明涉及激光打标机技术领域，具体为一种读码打码一体机。
背景技术
目前，在对产品进行激光打标时打标***需要待产品打标完成后再通过读码设备对被打标产品进行扫描，以确认打码效果，这种读码方式，其无法实现打码、扫码的同步进行，***需要在打码完成后并通过专门的直线驱动机构将产品移动至扫码工位进行扫码，从而增加了产品读码时间、降低了打码扫码的效率。同时，由于读码、扫码的设备分别单独地设置于机架上，因此及结构不够紧凑、体积较大、不便于存储、运输及携带。
且在生产线更换产品时，激光打码机需根据新产品重新对焦，由于激光是不可见光，对焦使需通过不断试打找到焦点；对焦效率低下，浪费工时和材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种读码打码一体机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种读码打码一体机，包括壳体，所述壳体的内部设有振镜扫描头、读码相机、激光输出隔离器和半透半反镜，所述壳体的下端设有场镜，所述场镜与振镜扫描头相连，所述场镜的下端连接有可见光光源和可见光对焦组件，所述壳体的一端固定连接有激光输入口；由所述激光输入口内输入的激光依次经过激光输出隔离器、半透半反镜、振镜扫描头传输至场镜下方的工件表面；由所述可见光光源发出的可见光经工件反射并通过场镜、振镜扫描头传输至半透半反镜，并由所述半透半反镜反射至读码相机。
优选的，所述可见光光源为环形漫射光源，且所述可见光光源固定连接在场镜的外部。
优选的，所述可见光对焦组件包括安装台一，所述安装台一的前侧设有两个安装座，所述安装台一的后侧安装有驱动安装座旋转的驱动部件，两个所述安装座分别设置在场镜的两侧，安装座上均设置有一个可见光发射器，两个所述安装座沿场镜的轴线，两个可见光发射器沿场镜的轴线镜像对称设置。
优选的，所述驱动部件包括转动部、带轮、皮带、安装台二和电机一，两个所述安装座均固定连接有一个转动部的一端，两个所述转动部的另一端转动连接于安装台一，两个所述转动部的一端均贯穿于安装台一并固定连接有一个带轮，两个带轮之间交叉连接有皮带；所述安装台一的上端固定连接有安装台二，所述安装台二的下端固定连接有电机一，所述电机一的输出轴与一组带轮连接。
优选的，所述激光输出隔离器的输出端与输入端均连接有两个连接筒，激光输出隔离器一端的连接筒位于激光输出隔离器的输入端与激光输出隔离器之间，激光输出隔离器另一端的连接筒连接激光输出隔离器及反射镜座的输入端，两个所述连接筒与激光输出隔离器位于同一轴线上。
优选的，所述半透半反镜通过镜片夹持机构呈度角设置在反射镜座内，所述反射镜座包括反射镜壳体，所述反射镜壳体的侧壁上分别开有反射镜输入口和反射镜互通口，所述反射镜输入口和反射镜互通口分别位于连接筒和振镜扫描头的一侧，所述反射镜壳体的顶部开有反射镜输出口，所述反射镜输出口位于读码相机的正下方，所述反射镜壳体通过底部的安装座安装于壳体的内腔底部，所述反射镜壳体的内壁一侧均匀开有安装孔。
优选的，所述振镜扫描头包括开设在振镜扫描头壳体外壁上的入射孔及安装于振镜扫描头壳体内部两组电机二和振镜发射镜，一组所述电机二安装于振镜扫描头壳体的内壁上，输出端连接有连接杆，所述连接杆的外壁上固定有连接块，所述连接块上安装有另一组电机二，所述电机二的输出端通过镜片夹持机构与振镜发射镜相连接。
优选的，所述镜片夹持机构包括连接柱，所述连接柱的一端设有连接法兰，所述连接法兰的外壁上开有多个安装通孔，所述连接柱的另一端设有横板，所述横板的两端固定有两组弹性夹片，两组所述弹性夹片之间通过紧固螺栓相连接。
优选的，所述振镜扫描头还包括平衡调节机构，所述平衡调节机构包括安装于振镜扫描头壳体一侧壁上的固定板一，所述固定板一的两端通过L型形状的调整架安装有平衡调节件，所述振镜扫描头壳体远离固定板一的一侧壁上通过固定板二安装有平衡调节件。
优选的，所述平衡调节件包括调节螺杆及螺接于所述调节螺杆上的两组调节螺母，所述调节螺杆的底端固定有垫块，所述垫块为硬度硅胶材质。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)该读码打码一体机，通过镜片夹持机构对透半反镜和振镜发射镜进行稳定夹持，使得透半反镜和振镜发射镜安装方便，而且便于根据角度进行快速安装，提高组装效率，便于检修。
2)通过在振镜扫描头上设置平衡调节机构一方面可以保证振镜发射镜稳定固定，保证了激光束的稳定扫描；另一方面采用上下双螺母固定设计，当由于干扰导致激光焦点变化，或者操作人员需要调整离焦量时，可以通过同时调整前端、左边和右边三个位置处的上下两个螺母在螺杆轴向上的位置即可实现。
3)该读码打码一体机，通过设置可见光对焦组件，可将不可见的激光焦点通过可见光显示，在更换生产线产品时，可通过可见光焦点快速找到激光焦点位置，提高了对焦效率，避免了工时和材料的浪费。
4)该读码打码一体机，其扫码光路与激光镭射光路即读码及打码光路同轴设计，其将扫码模块内置于光路内部，这使得读码打码一体机不仅整体更紧凑，尺寸更小，而且扫码光路与激光镭射光路同轴式设计，减少了扫码运动时间的同时，保证了扫码位置与镭射位置的高度统一，进而确保了扫码结果的高质、稳定，提高了其读码扫码的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的可见光对焦组件的结构示意图；
图3为本发明的带轮的连接示意图；
图4为激光及可见光经振镜扫描头、场镜及工件的传输的结构原理图；
图5为本发明的反射镜座结构示意图；
图6为本发明的振镜扫描头结构示意图；
图7为本发明的平衡调节机构结构示意图；
图8为本发明的镜片夹持机构结构示意图；
图9为本发明的平衡调节件结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1壳体、2振镜扫描头、3读码相机、4激光输出隔离器、5场镜、6可见光光源、7半透半反镜、8激光输入口、9安装台一、10安装座、11可见光发射器、12转动部、13带轮、14皮带、15安装台二、16电机一、17连接筒、18电机二、19工件、20振镜发射镜、21反射镜座、211反射镜壳体、212反射镜输入口、213反射镜输出口、214反射镜互通口、215安装座、216安装孔、22连接杆、23连接块、24镜片夹持机构、241连接柱、242连接法兰、243横板、244弹性夹片、245紧固螺栓、25入射孔、26平衡调节机构、261固定板一、262调整架、263固定板二、264平衡调节件、2641调节螺杆、2642调节螺母、2643垫块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～9，本发明提供一种技术方案：一种读码打码一体机，包括壳体1，壳体1的内部设有振镜扫描头2、读码相机3、激光输出隔离器4和半透半反镜7，壳体1的下端设有场镜5，场镜5与振镜扫描头2相连，场镜5的下端连接有可见光光源6和可见光对焦组件，壳体1的一端固定连接有激光输入口8；由激光输入口8内输入的激光依次经过激光输出隔离器4、半透半反镜7、振镜扫描头2传输至场镜5下方的工件19表面；由可见光光源6发出的可见光经工件19反射并通过场镜5、振镜扫描头2传输至半透半反镜7，并由半透半反镜7反射至读码相机3。
其中，可见光光源6为环形漫射光源，且可见光光源6固定连接在场镜5的外部。
其中，可见光对焦组件包括安装台一9，安装台一9的表面设有两个安装座10，两个安装座10分别设置在场镜5的两侧；两个安装座10上均设置有一个可见光发射器11；两个安装座10沿场镜5的轴线，两个可见光发射器11沿场镜5的轴线镜像对称设置；两个安装座10均固定连接有一个转动部12的一端，两个转动部12的另一端转动连接于安装台一9，可将不可见的激光焦点通过可见光显示，在更换生产线产品时，可通过可见光焦点快速找到激光焦点位置，提高了对焦效率，避免了工时和材料的浪费。
其中，所述驱动部件包括转动部12、带轮13、皮带14、安装台二15和电机一16，两个转动部12的一端均贯穿于安装台一9并固定连接有一个带轮13，两个带轮13之间交叉连接有皮带14；安装台一9的上端固定连接有安装台二15，安装台二15的下端固定连接有电机一16，电机一16的输出轴与一组带轮13连接，设置交叉皮带传动结构，可通过电机一16带动两组带轮13相对转动，使两个可见光发射器11的进行相对运动。
其中，所述激光输出隔离器4的输出端与输入端均连接有两个连接筒17，激光输出隔离器4一端的连接筒17位于激光输出隔离器4的输入端与激光输出隔离器4之间，激光输出隔离器4另一端的连接筒17连接激光输出隔离器4及反射镜座21的输入端，两个所述连接筒17与激光输出隔离器4位于同一轴线上。
其中，所述半透半反镜7通过镜片夹持机构24呈45度角设置在反射镜座21内，所述反射镜座21包括反射镜壳体211，所述反射镜壳体211的侧壁上分别开有反射镜输入口212和反射镜互通口214，所述反射镜输入口212和反射镜互通口214分别位于连接筒17和振镜扫描头2的一侧，所述反射镜壳体211的顶部开有反射镜输出口213，所述反射镜输出口213位于读码相机3的正下方，所述反射镜壳体211通过底部的安装座215安装于壳体1的内腔底部，所述反射镜壳体211的内壁一侧均匀开有安装孔216。
其中，所述振镜扫描头2包括开设在振镜扫描头壳体外壁上的入射孔25及安装于振镜扫描头壳体内部两组电机二18和振镜发射镜20，一组所述电机二18安装于振镜扫描头壳体的内壁上，输出端连接有连接杆22，所述连接杆22的外壁上固定有连接块23，所述连接块23上安装有另一组电机二18，所述电机二18的输出端通过镜片夹持机构24与振镜发射镜20相连接。
振镜扫描头2通过两个电机二18旋转，让光进行组合反射，让激光达到不同的位置，以实现对工件19的打码。具体的，振镜扫描头2内包含两个由电机二18驱动摆动的振镜扫描反射镜20，其可以使入射激光束在X和Y方向偏移。
其中，所述镜片夹持机构24包括连接柱241，所述连接柱241的一端设有连接法兰242，所述连接法兰242的外壁上开有多个安装通孔，所述连接柱241的另一端设有横板243，所述横板243的两端固定有两组弹性夹片244，两组所述弹性夹片244之间通过紧固螺栓245相连接。
镜片夹持机构24通过连接柱241上的连接法兰242可与安装孔216和电机二18的输出端相连接，安装拆卸方便，透半反镜7和振镜发射镜20放置于两组弹性夹片244之间，然后通过紧固螺栓245锁紧，便于将半透半反镜7和振镜发射镜20进行夹持，夹持稳定。
其中，所述振镜扫描头2还包括平衡调节机构26，所述平衡调节机构26包括安装于振镜扫描头壳体一侧壁上的固定板一261，所述固定板一261的两端通过L型形状的调整架262安装有平衡调节件264，所述振镜扫描头壳体远离固定板一261的一侧壁上通过固定板二263安装有平衡调节件264。
所述平衡调节件264包括调节螺杆2641及螺接于所述调节螺杆2641上的两组调节螺母2642，所述调节螺杆2641的底端固定有垫块2643，所述垫块2643为硬度硅胶材质。
离焦量的可调节距离，由调节螺杆2641的螺纹长度决定，一般情况下可调节距离为±(5-10)mm。除了通过调节每个位置点(前、左右)调节螺母2642在调节螺杆2641上的位置调整激光聚焦离焦之外，还有一个关键的因素是调整振镜扫描头2的水平度，以保证与加工平面保持水平，使成型过程中激光束扫描运动的准确与稳定。
振镜扫描头的下部还安装有防尘罩(呈喇叭形)，其作用是振镜扫描头2安置在密封成型室上方时，作为振镜扫描头2的一个承力部件，防止外界环境灰尘振镜扫描头2的镜片污染。
通过在振镜扫描头2上设置平衡调节机构26一方面可以保证振镜发射镜20稳定固定，保证了激光束的稳定扫描；另一方面采用上下双螺母固定设计，当由于干扰导致激光焦点变化，或者操作人员需要调整离焦量时，可以通过同时调整前端、左边和右边三个位置处的上下两个螺母在螺杆轴向上的位置即可实现。
场镜5用于进行激光聚焦，焦距不同的场镜5可实现不同范围的打标。读码相机3用于读取场镜5下方的图像码。
工作原理
该读码打码一体机，
打码时，入口8内输入的激光依次经过激光输入至隔离器4和半透半反镜7后传输至振镜扫描头2，并由振镜扫描头1内的振镜扫描反射镜反射至场镜5并最终输出至工件表面。读码时，由工件反射的可见光通过场镜5传输至振镜扫描头2，并从振镜扫描头2的输入端传输至半透半反镜7，随后可见光在半透半反镜7的反射下向上传输至读码相机3，从而实现对工件的读码操作。
在更换生产线产品时，通过电机一16带动两组带轮13相对转动，使两个可见光发射器11的进行相对运动，可通过可见光焦点快速找到激光焦点位置，提高了对焦效率，避免了工时和材料的浪费。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明受权利要求书和其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种读码打码一体机，包括壳体(1)，所述壳体(1)的内部设有振镜扫描头(2)、读码相机(3)、激光输出隔离器(4)和半透半反镜(7)，所述壳体(1)的下端设有场镜(5)，所述场镜(5)与振镜扫描头(2)相连，其特征在于，
所述场镜(5)的下端连接有可见光光源(6)和可见光对焦组件，所述壳体(1)的一端固定连接有激光输入口(8)；
由所述激光输入口(8)内输入的激光依次经过激光输出隔离器(4)、半透半反镜(7)、振镜扫描头(2)传输至场镜(5)下方的工件表面；
由所述可见光光源(6)发出的可见光经工件反射并通过场镜(5)、振镜扫描头(2)传输至半透半反镜(7)，并由所述半透半反镜(7)反射至读码相机(3)。
2.根据权利要求1所述的一种读码打码一体机，其特征在于，所述可见光光源(6)为环形漫射光源，且所述可见光光源(6)固定连接在场镜(5)的外部。
3.根据权利要求1所述的一种读码打码一体机，其特征在于，所述可见光对焦组件包括安装台一(9)，所述安装台一(9)的前侧设有两个安装座(10)，所述安装台一(9)的后侧安装有驱动安装座(10)旋转的驱动部件，两个所述安装座(10)分别设置在场镜(5)的两侧，安装座(10)上均设置有一个可见光发射器(11)，两个所述安装座(10)沿场镜(5)的轴线，两个可见光发射器(11)沿场镜(5)的轴线镜像对称设置。
4.根据权利要求3所述的一种读码打码一体机，其特征在于，所述驱动部件包括转动部(12)、带轮(13)、皮带(14)、安装台二(15)和电机一(16)，两个所述安装座(10)均固定连接有一个转动部(12)的一端，两个所述转动部(12)的另一端转动连接于安装台一(9)，两个所述转动部(12)的一端均贯穿于安装台一(9)并固定连接有一个带轮(13)，两个带轮(13)之间交叉连接有皮带(14)；所述安装台一(9)的上端固定连接有安装台二(15)，所述安装台二(15)的下端固定连接有电机一(16)，所述电机一(16)的输出轴与一组带轮(13)连接。
5.根据权利要求1所述的一种读码打码一体机，其特征在于，所述激光输出隔离器(4)的输出端与输入端均连接有两个连接筒(17)，激光输出隔离器(4)一端的连接筒(17)位于激光输出隔离器(4)的输入端与激光输出隔离器(4)之间，激光输出隔离器(4)另一端的连接筒(17)连接激光输出隔离器(4)及反射镜座(21)的输入端，两个所述连接筒(17)与激光输出隔离器(4)位于同一轴线上。
6.根据权利要求1所述的一种读码打码一体机，其特征在于，所述半透半反镜(7)通过镜片夹持机构(24)呈45度角设置在反射镜座(21)内，所述反射镜座(21)包括反射镜壳体(211)，所述反射镜壳体(211)的侧壁上分别开有反射镜输入口(212)和反射镜互通口(214)，所述反射镜输入口(212)和反射镜互通口(214)分别位于连接筒(17)和振镜扫描头(2)的一侧，所述反射镜壳体(211)的顶部开有反射镜输出口(213)，所述反射镜输出口(213)位于读码相机(3)的正下方，所述反射镜壳体(211)通过底部的安装座(215)安装于壳体(1)的内腔底部，所述反射镜壳体(211)的内壁一侧均匀开有安装孔(216)。
7.根据权利要求1所述的一种读码打码一体机，其特征在于，所述振镜扫描头(2)包括开设在振镜扫描头壳体外壁上的入射孔(25)及安装于振镜扫描头壳体内部两组电机二(18)和振镜发射镜(20)，一组所述电机二(18)安装于振镜扫描头壳体的内壁上，输出端连接有连接杆(22)，所述连接杆(22)的外壁上固定有连接块(23)，所述连接块(23)上安装有另一组电机二(18)，所述电机二(18)的输出端通过镜片夹持机构(24)与振镜发射镜(20)相连接。
8.根据权利要求6或7所述的一种读码打码一体机，其特征在于，所述镜片夹持机构(24)包括连接柱(241)，所述连接柱(241)的一端设有连接法兰(242)，所述连接法兰(242)的外壁上开有多个安装通孔，所述连接柱(241)的另一端设有横板(243)，所述横板(243)的两端固定有两组弹性夹片(244)，两组所述弹性夹片(244)之间通过紧固螺栓(245)相连接。
9.根据权利要求1所述的一种读码打码一体机，其特征在于，所述振镜扫描头(2)还包括平衡调节机构(26)，所述平衡调节机构(26)包括安装于振镜扫描头壳体一侧壁上的固定板一(261)，所述固定板一(261)的两端通过L型形状的调整架(262)安装有平衡调节件(264)，所述振镜扫描头壳体远离固定板一(261)的一侧壁上通过固定板二(263)安装有平衡调节件(264)。
10.根据权利要求1所述的一种读码打码一体机，其特征在于，所述平衡调节件(264)包括调节螺杆(2641)及螺接于所述调节螺杆(2641)上的两组调节螺母(2642)，所述调节螺杆(2641)的底端固定有垫块(2643)，所述垫块(2643)为硬度硅胶材质。
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