CN112872602A - 一种激光打标装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光打标装置，包括：工作台；工件固定组件，固定设置在所述工作台上，用于固定工件；移动打标组件，固定设置在所述工作台上；激光打标组件，固定于所述移动打标组件上，所述移动打标组件用于移动所述激光打标组件到预设位置；激光测距模块，固定于所述激光打标组件上，用于测量激光头到工件的距离；控制***，所述控制***分别与所述工件固定组件、移动打标组件、激光打标组件、激光测距模块电连接。本发明实现激光头精密移动，自动调整激光打标焦距，提高了打标质量。

Description

一种激光打标装置
技术领域
本发明属于激光打标设备技术领域，尤其涉及一种激光打标装置。
背景技术
激光打标是在工业生产中应用广泛的一项技术，主要用于在金属、塑料或纸壳等材质的产品外壳或面板上打印信息。激光打标的基本原理是，由激光发生器生成高能量的连续激光光束，聚焦后的激光作用于承印材料，使表面材料瞬间熔融，甚至气化。通过控制激光在材料表面的路径，从而形成需要的图文标记。
激光打标作为激光应用技术的一种，与传统的印刷、机械刻画、电火花加工等传统方式相比，具有无与伦比的优势。激光精密应用正不断替代和突破传统的加工和制造工艺，发展前景广阔。而激光打标从最初的高精密领域已经深入到了大众领域，从单一的激光技术走向多元化，针对不同的行业开发出不同类型的激光打标机。目前，激光打标机已经占领了打标加工的半边市场，未来激光打标加工技术的智能化发展必定是大势所趋，而智能化需要激光、机电、软件技术三合一。这样才能节省更多的人力物力，大大地提高生产效率。
目前现有的激光打标设备应用于实际生产时的一般方法为：打标机一般固定于生产线一侧，产品随着传送带依次移动至打标机处。而这种方式不适用于对打码等级方面有要求的产品，此类产品在打码过程中需要用夹具定位并夹紧，以保证二维码的精度符合等级要求。并且现有的激光打标通常只能在产品的平面上进行激光打标，没有办法对表面不规则的产品进行加工，如果强行打标，可能会导致产品表面激光打标深度不均匀，留下缺陷。因此，提出一种可测距打标移动机器人配合夹具，对多工位的工件表面进行精密打标。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种激光打标装置，实现激光头精密移动，自动调整激光打标焦距，提高了打标质量。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种激光打标装置，包括：
工作台；
工件固定组件，固定设置在所述工作台上，用于固定工件；
移动打标组件，固定设置在所述工作台上；
激光打标组件，固定于所述移动打标组件上，所述移动打标组件用于移动所述激光打标组件到预设位置；
激光测距模块，固定于所述激光打标组件上，用于测量激光头到工件的距离；
控制***，所述控制***分别与所述工件固定组件、移动打标组件、激光打标组件、激光测距模块电连接。
优选地，所述工件固定组件进一步包括：底座、前定位台、角向定位柱、气动夹紧臂、气缸，所述底座固定在所述工作台上，所述前定位台、角向定位柱、气缸、气动夹紧臂均固定在所述底座上，所述气缸的输出轴与所述气缸夹紧臂连接，所述前定位台用于接触对齐工件前孔，所述角向定位柱用于旋转工件使工件平面与所述前定位台的台面对齐，所述气动夹紧臂用于压紧工件；
所述角向定位柱、所述气缸均与所述控制***电连接。
优选地，所述移动打标组件包括在竖直方向上依次放置的X轴移动模块、Y轴移动模块和Z轴移动模块，所述X轴移动模块或所述Y轴移动模块或所述Z轴移动模块固定设置在所述工作台上。
优选地，所述X轴移动模块、所述Y轴移动模块、所述Z轴移动模块均包括驱动电机、固定架、滑轨、滑块、丝杆，所述固定架固定设置在所述工作台上，所述丝杆设置在所述固定架上，所述滑块与所述丝杆螺纹连接，所述滑轨设置在所述丝杆的两侧，并与所述滑块滑动连接，所述滑轨设置在所述固定架上，所述驱动电机设置在所述固定架的侧面，且所述驱动电机的驱动端与所述丝杆的一端连接，所述驱动电机与所述控制***电连接。
优选地，所述激光打标组件进一步包括：激光打标光路模块和激光头，所述激光打标光路模块固定设置在所述X轴移动模块或所述Y轴移动模块或所述Z轴移动模块的滑块上，所述激光头与所述激光打标光路模块固定连接并电连接。
优选地，还包括质量判定组件，所述质量判定组件包括工业相机、L型连接板、不规则连接板，所述工业相机与所述控制***电连接，所述工业相机设置在所述L型连接板上，所述L型连接板固定设置在所述不规则连接板上，所述不规则连接板设置在所述激光打标光路模块的外壳上，所述激光测距模块设置在所述L型连接板上。
优选地，所述工件固定组件还包括光电传感器，所述光电传感器与所述控制***电连接，所述光电传感器设置在所述底座上，用于检测工件是否放置在所述工件固定组件上。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
本发明采用移动打标组件实现激光头的多工位精密移动，工件固定组件能够实现在不规则的工件上实现打标，并且激光测距模块能够检测激光头到工件的距离，以便调整激光焦距，提高打标的清晰度和准确度。因此本发明提供的激光打标装置实现精密移动，满足打标行程和空间位置要求，自动调整激光打标焦距，提高了打标质量，实现了智能化打标，有效提高生产效率。
本发明一优选实施例在激光打标光路模块的外壳上设置质量判定组件，能够构造机器视觉，对打标质量进行判定是否符合标准。
附图说明
图1为本发明实施例的激光打标装置的结构示意图；
图2为本发明实施例的工件固定组件的结构示意图；
图3为本发明实施例的移动打标组件的结构示意图；
图4为本发明实施例的X轴移动模块的结构示意图；
图5为本发明实施例的质量判定组件的结构示意图。
附图标记说明：1-工件固定组件；2-移动打标组件；3-质量判定组件；4-激光测距模块；5-控制***；6-前定位台；7-气动夹紧臂；8-底座；9-角向定位柱；10-光电传感器；11-X轴移动模块；12-X轴连接块；13-Y轴移动模块；14-Y轴连接块；15-Z轴移动模块；16-Z轴连接块；17-激光打标光路模块；18-驱动电机；19-丝杆；20-滑轨；21-固定架；22-滑块；23-气缸；24-激光头；25-工件；26-工作台；27-工业相机；28-L型连接板；29-不规则连接板；30-激光打标组件。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种激光打标装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
参看图1，一种激光打标装置，包括：工作台26、工件固定组件1、移动打标组件2、激光打标组件30、激光测距模块4、质量判定组件3、控制***5；
工件固定组件1固定设置在工作台26上，用于固定工件，移动打标组件2固定设置在工作台26上，激光打标组件30固定于移动打标组件2上，移动打标组件2用于移动激光打标组件30到预设位置，激光测距模块4固定于激光打标组件30上，用于测量激光头到工件的距离，质量判定组件3固定设置在激光打标组件30上，用于判定工件上是否已有打标或判定工件打标后标志是否符合标准；
控制***5分别与工件固定组件1、移动打标组件2、激光打标组件30、激光测距模块4、质量判定组件3电连接，控制***5为PLC可编程的控制***5，并且控制***5可以整体的产线***并在一个***内。
在流水线上的工件到达激光打标工位后，人工取下工件或机械手取下工件，将工件放置在工件固定组件1上，工件固定组件1将工件固定后，控制***5首先控制移动打标组件2工作，将激光打标组件30移动到预设距离，然后激光测距模块4测量激光头与工件的距离，若与控制***5内设定的标准距离(提前存档在控制***5内标准距离)不符，控制***5控制移动打标组件2工作，微调激光打标组件30的激光头到工件的距离，直至符合设定的标准距离，然后质量判定组价检测工件表面是否已***，若没有则进行打码，打码完成后，判定质量是否符合标准，符合标准则为合格件，不符合标准为不合格件；若***则不进行打码工作，判定是否为合格件，符合标准则为合格件，不符合标准为不合格件，最后控制***5控制移动打标组件2工作，将激光打标组件30移动到初始位置，将工件从工件固定组件1上取下，工件进入下一步的工序。
参看图2，工件固定组件1具体包括：底座8、前定位台6、角向定位柱9、气缸23、气动夹紧臂7、光电传感器10，底座8固定在工作台26上，光电传感器10、前定位台6、角向定位柱9、气缸23、气动夹紧臂7均固定在底座8上，气缸23的输出轴与气缸23夹紧臂连接，前定位台6用于接触对齐工件25前孔，角向定位柱9用于旋转工件25使工件25平面与前定位台6的台面对齐，气动夹紧臂7用于压紧工件25；
光电传感器10、角向定位柱9、气缸23均与控制***5电连接。
首先光电传感器10检测工件25是否已到工作位上，若已到工作位，然后将工件25前孔首先与前定位台6侧面接触对齐，然后角向定位柱9旋转工件25，使得工件25的平面与前定位台6的上表面对齐，气缸23带动气缸23夹紧臂将工件25向前定位台6的方向压紧，工件25固定夹紧后，气缸23夹紧臂向控制***5发送信号，然后控制***5控制移动打标组件2开始工作。
参看图3和图4，移动打标组件2包括在竖直方向上依次放置的X轴移动模块11、Y轴移动模块13和Z轴移动模块15，X轴移动模块11或Y轴移动模块13或Z轴移动模块15固定设置在工作台26上，在本实施例具体实施例时，还设置了连接块，即X轴连接块12、Y轴连接块14、Z轴连接块16，即X轴移动模块11固定设置在工作台26上，Y轴移动模块13固定设置在X轴连接块12上，Z轴移动模块15固定设置在Y轴连接块14上。
X轴移动模块11、Y轴移动模块13、Z轴移动模块15的结构相同，现以X轴移动模块11为例详细说明X轴移动模块11、Y轴移动模块13和Z轴移动模块15的结构，参看图4，X轴移动模块11具体包括驱动电机18、固定架21、滑轨20、滑块22、丝杆19，固定架21固定设置在工作台26上，丝杆19设置在固定架21上，滑块22与丝杆19螺纹连接，滑轨20设置在丝杆19的两侧，并与滑块22滑动连接，滑轨20设置在固定架21上，驱动电机18设置在固定架21的侧面，且驱动电机18的驱动端与丝杆19的一端连接，驱动电机18与控制***5电连接，驱动电机18带动丝杆19旋转，由于滑块22与丝杆19螺纹连接，所述丝杆19转动带动滑块22在滑轨20上滑动，X轴连接块12固定设置在滑块22上。
参看图3，激光打标组件30具体包括：激光打标光路模块17和激光头24，激光打标光路模块17固定设置在Z轴移动模块15的滑块22上，激光头24与激光打标光路模块17固定连接并电连接。
参看图5，质量判定组件3具体包括工业相机27、L型连接板28、不规则连接板29，所述工业相机27与所述控制***5电连接，工业相机27设置在L型连接板28上，L型连接板28固定设置在不规则连接板29上，不规则连接板29设置在激光打标光路模块17的外壳上，并且设置在靠近激光头24的一端，激光测距模块4设置在L型连接板28上。
本实施例的激光打标装置的工作过程如下：
在流水线上的工件25到达激光打标工位后，人工取下工件25或机械手取下工件25，将工件25放置在工件固定组件1的底座8上，然后将工件25前孔首先与前定位台6侧面接触对齐，然后控制***5控制角向定位柱9工作，旋转工件25，使得工件25的平面与前定位台6的上表面对齐，控制***5控制气缸23工作，气缸23带动气缸23夹紧臂将工件25向前定位台6的方向压紧工件25，工件25固定夹紧后，气缸23停止工作，气缸23向控制***5发送信号；然后控制***5控制X轴移动模块11、Y轴移动模块13、Z轴移动模块15工作，将激光头24移动到预设位置，此时激光头24应在工件25待打标表面的正上方；然后控制***5控制激光测距模块4工作，激光测距模块4测量激光头24与工件25的距离，若与控制***5内设定的标准距离(提前存档在控制***5内标准距离)不符，控制***5控制移动打标组件2工作，微调激光头24到工件25的距离，直至符合设定的标准距离；
下一步质量判定组件3开始工作，工业相机27扫描工件25待打标表面是否已有二维码，若有，将扫描到的二维码与控制***5内存储的标准二维码对比是否符合标准，不符合标准则判定为不合格件，若符合规定，则工件25进入下一步的工序；若没有，将进行下一步的打码工作；
下一步进行在工件25待打码表面进行打码，打码完成后，工业相机27扫描打标完成的二维码，与控制***5内存储的标准二维码对比是否符合标准，若不符合标准，则判定为不合格件，若符合标准则工件25为合格件；质量判定完成后，控制***5控制移动打标组件2工作，将激光打标组件30移动到初始位置，气缸23工作，气缸23压紧臂回到初始位置，将工件25拿出工位后，光电传感器10检测到底座8上无工件25后，然后流水线上的下一个工件25移动到激光打标工位。
上述描述工作过程以在工件上打标二维码为例，也可以是条形码或文字等的标志。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明做出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种激光打标装置，其特征在于，包括：
工作台；
工件固定组件，固定设置在所述工作台上，用于固定工件；
移动打标组件，固定设置在所述工作台上；
激光打标组件，设置在所述移动打标组件上，所述移动打标组件用于移动所述激光打标组件到预设位置；
激光测距模块，固定于所述激光打标组件上，用于测量激光头到工件的距离；
控制***，所述控制***分别与所述工件固定组件、移动打标组件、激光打标组件、激光测距模块电连接。
2.根据权利要求1所述的激光打标装置，其特征在于，所述工件固定组件进一步包括：底座、前定位台、角向定位柱、气缸、气动夹紧臂，所述底座固定在所述工作台上，所述前定位台、角向定位柱、气缸、气动夹紧臂均固定在所述底座上，所述气缸的输出轴与所述气缸夹紧臂连接，所述前定位台用于接触对齐工件前孔，所述角向定位柱用于旋转工件使工件平面与所述前定位台的台面对齐，所述气动夹紧臂用于压紧工件；
所述角向定位柱、所述气缸均与所述控制***电连接。
3.根据权利要求1所述的激光打标装置，其特征在于，所述移动打标组件包括在竖直方向上依次放置的X轴移动模块、Y轴移动模块和Z轴移动模块，所述X轴移动模块或所述Y轴移动模块或所述Z轴移动模块固定设置在所述工作台上。
4.根据权利要求3所述的激光打标装置，其特征在于，所述X轴移动模块、所述Y轴移动模块、所述Z轴移动模块均包括驱动电机、固定架、滑轨、滑块、丝杆，所述固定架固定设置在所述工作台上，所述丝杆设置在所述固定架上，所述滑块与所述丝杆螺纹连接，所述滑轨设置在所述丝杆的两侧，并与所述滑块滑动连接，所述滑轨设置在所述固定架上，所述驱动电机设置在所述固定架的侧面，且所述驱动电机的驱动端与所述丝杆的一端连接，所述驱动电机与所述控制***电连接。
5.根据权利要求3所述的激光打标装置，其特征在于，所述激光打标组件进一步包括：激光打标光路模块和激光头，所述激光打标光路模块固定设置在所述X轴移动模块或所述Y轴移动模块或所述Z轴移动模块的滑块上，所述激光头与所述激光打标光路模块固定连接并电连接。
6.根据权利要求5所述的激光打标装置，其特征在于，还包括质量判定组件，所述质量判定组件包括工业相机、L型连接板、不规则连接板，所述工业相机与所述控制***电连接，所述工业相机设置在所述L型连接板上，所述L型连接板固定设置在所述不规则连接板上，所述不规则连接板设置在所述激光打标光路模块的外壳上，所述激光测距模块设置在所述L型连接板上。
7.根据权利要求2所述的激光打标装置，其特征在于，所述工件固定组件还包括光电传感器，所述光电传感器与所述控制***电连接，所述光电传感器设置在所述底座上，用于检测工件是否放置在所述工件固定组件上。
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