CN204077082U - 激光打标机 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于激光技术领域，提供了激光打标机，其包括设于工件输送台旁侧的激光打标头、三个安装于激光打标头上的测距仪器、用于支撑并驱动激光打标头水平旋转的水平旋转装置、用于支撑并驱动水平旋转驱动装置上下俯仰摆动的俯仰摆动装置、用于支撑并驱动俯仰摆动装置朝向工件输送台伸缩移动的水平移动装置，激光打标头具有朝向工件输送台的聚焦平面，三个测距仪器呈三角状分布安装于激光打标头上，且三个测距仪器所在的平面与聚焦平面平行。本实用新型，通过该三个测距仪器调整聚焦平面与工件上打标平面之间的相对位置关系，实现了激光打标机的自动调焦功能，有效提高了激光打标机在工件上打标位置的统一性和精度。

Description

激光打标机

技术领域

本实用新型属于激光技术领域，尤其涉及激光打标机。

背景技术

打标工序是工件生产组装过程中的一种常见生产工序。传统技术中，打标工序一般为人工操作进行，其具体操作过程为：先通过人工操作在标签纸上打印喷码标签(用于记录工件的批次、流水号和防伪码等)，再通过人工操作将喷码标签纸贴在工件上。这种传统的打标技术在具体应用中存在以下不足之处：1)标签纸防水性能较差，在具体应用中容易产生脱落现象；2)人工操作存在人为失误，容易造成打错喷码标签的现象；3)人工操作效率低、且不利于节省劳动力。

为了克服上述传统打标技术的不足，现有技术提出了采用激光打标机对工件进行自动打标的方案。现有的激光打标机，用于对小尺寸、结构简单的工件进行打标操作中可取得较好的效果；但是，用于对大尺寸、结构复杂的工件(如生产装配中的家用轿车、空调、洗衣机、冰箱等)打标操作中，则存在以下不足之处：由于大尺寸工件的结构比较复杂、装配精度也相对较差，且大尺寸工件的输送位置精度难以保证，故，导致激光打标机与大尺寸工件上打标处之间的相对位置和相对角度是不确定的，从而严重影响了激光打标机在大尺寸工件上打标位置的统一性和精度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了激光打标机，其旨在解决现有激光打标机在大尺寸工件上打标位置精度差的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：激光打标机，包括用于输送工件的工件输送台和设于所述工件输送台旁侧的激光打标头，所述激光打标头具有朝向所述工件输送台以供激光射出的聚焦平面，其特征在于：还包括三个安装于所述激光打标头上的测距仪器、用于支撑并驱动所述激光打标头水平旋转的水平旋转装置、用于支撑并驱动所述水平旋转驱动装置上下俯仰摆动的俯仰摆动装置、用于支撑并驱动所述俯仰摆动装置朝向所述工件输送台伸缩移动的水平移动装置，所述三个测距仪器呈三角状分布安装于所述激光打标头上，且所述三个测距仪器所在的平面与所述聚焦平面平行。

具体地，所述水平旋转装置包括转盘、第一安装底座、第一传动结构和第一电机，所述俯仰摆动装置具有输出构件，所述第一安装底座紧固安装于所述输出构件上，所述第一电机和所述第一传动结构均安装于所述第一安装底座上，且所述第一传动结构传动连接于所述第一电机与所述转盘之间，所述激光打标头安装于所述转盘上。

优选地，所述第一传动结构为蜗轮蜗杆传动结构。

进一步地，所述第一安装底座上还设有用于限制所述转盘转动位移的第一极限位置感应器和第二极限位置感应器。

具体地，所述俯仰摆动装置包括第二安装底座、弧形滑座、第二电机和第二传动结构，所述弧形滑座为所述输出构件，所述第二安装底座具有与所述弧形滑座配合的弧形导轨，所述弧形滑座贴合于所述弧形导轨上，所述第二安装底座紧固安装于所述水平移动装置上，所述第二电机和所述第二传动结构均安装于所述第二安装底座上，且所述第二传动结构传动连接于所述弧形滑座与所述第二电机上。

优选地，所述第二传动结构为蜗轮蜗杆传动结构。

进一步地，所述第二安装底座上还设有用于限制所述弧形滑座在所述弧形导轨上滑动位移的第三极限位置感应器和第四极限位置感应器，所述第三极限位置感应器和所述第四极限位置感应器沿所述弧形滑座在所述弧形导轨上的滑动方向分别设于所述弧形导轨的两端。

具体地，所述水平移动装置包括第三安装底座、滑块和用于驱动所述滑块伸缩滑动的伸缩组件，所述伸缩组件紧固安装于所述第三安装底座上，所述俯仰摆动装置通过所述滑块滑动安装于所述伸缩组件上，所述第三安装底座具有用于支撑所述滑块并对所述滑块进行导向滑动的直线导轨。

优选地，所述伸缩组件包括第三电机和滚珠丝杆传动结构，所述滚珠丝杆传动结构包括丝杆和滑动安装于所述丝杆上的丝杆座，所述丝杆与所述第三电机的输出轴转动连接，所述滑块紧固连接于所述丝杆座上。

优选地，所述测距仪器为激光位移传感器。

本实用新型提供的激光打标机，通过在激光打标头上增设三个呈三角状分布的测距仪器，并使该三个测距仪器所在的平面与激光打标头的聚焦平面平行，从而可通过该三个测距仪器调整聚焦平面与工件上打标平面之间的相对位置关系。同时，其具体通过水平旋转装置进行调整三个测距仪器所在平面及激光打标头聚焦平面相对工件的水平角度、通过俯仰摆动装置进行调整三个测距仪器所在平面及激光打标头聚焦平面相对工件的俯仰角度、通过水平移动装置进行调整三个测距仪器所在平面及激光打标头聚焦平面相对工件的直线距离，这样，具体应用中，可先通过水平旋转装置和俯仰摆动装置相互协调作用，将三个测距仪器所在平面及激光打标头聚焦平面调整至与工件上打标平面平行的状态，然后通过水平移动装置进行调整三个测距仪器所在平面及激光打标头聚焦平面与工件上打标平面之间的直线距离，以使得聚焦平面的焦点刚好落在工件的打标平面上，从而完成了激光打标机的自动调焦功能，其有效提高了激光打标机在工件上打标位置的统一性和精度。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的激光打标机与工件输送台的相对位置示意图；

图2是本实用新型实施例提供的激光打标机的立体结构示意图；

图3是图2的主视平面示意图；

图4是图2的左视平面示意图；

100-工件；                110-打标平面；            200-工件输送台；

300-激光打标头；          310-聚焦平面；            400-测距仪器；

500-水平旋转装置；        510-转盘；                520-第一安装底座；

530-第一传动结构；        540-第一电机；            600-俯仰摆动装置；

610-第二安装底座；        611-弧形导轨；            620-弧形滑座；

630-第二电机；            700-水平移动装置；        710-第三安装底座；

711-直线导轨；            720-滑块；                730-伸缩组件；

731-第三电机；            732-滚珠丝杆传动结构；

740-第五极限位置感应器；  750-第六极限位置感应器；  800-电控柜。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1和图3所示，本实用新型实施例提供的激光打标机，包括设于工件输送台200旁侧的激光打标头300，激光打标头300具有朝向工件输送台200以供激光射出的聚焦平面310；激光打标机还包括三个安装于激光打标头300上的测距仪器400、用于支撑并驱动激光打标头300水平旋转的水平旋转装置500、用于支撑并驱动水平旋转驱动装置上下俯仰摆动的俯仰摆动装置600、用于支撑并驱动俯仰摆动装置600朝向工件输送台200伸缩移动的水平移动装置700，三个测距仪器400呈三角状分布安装于激光打标头300上，且三个测距仪器400所在的平面与聚焦平面310平行。工件输送台200主要用于输送工件100，本实施例，工件输送台200以间歇运动式进行输送工件100。测距仪器400可用于测量其与工件100上打标平面110之间的距离，并将其测得的距离数值反馈到激光打标机的控制器(图未示)上。三个测距仪器400在激光打标头300上的三角状分布方式，主要为了使三个测距仪器400可确定一个平面；而将三个测距仪器400所在的平面设得与激光打标头300的聚焦平面310平行，可利于通过三个测距仪器400与工件100上打标平面110之间的相对位置关系进行确定聚焦平面310与工件100上打标平面110之间的相对位置关系，这样，在具体调焦过程中，可通过三个测距仪器400测得的距离进行确定聚焦平面310与工件100上打标平面110之间的相对位置关系。本实用新型实施例提供的激光打标机，具体通过水平旋转装置500进行调整三个测距仪器400所在平面及聚焦平面310相对工件100上打标平面110的水平角度、通过俯仰摆动装置600进行调整三个测距仪器400所在平面及聚焦平面310相对工件100上打标平面110的俯仰角度、通过水平移动装置700进行调整三个测距仪器400所在平面及聚焦平面310相对工件100上打标平面110的直线距离，这样，具体调焦过程中，可先通过水平旋转装置500和俯仰摆动装置600相互协调作用，将三个测距仪器400所在平面及激光打标头300的聚焦平面310调整至与工件100上打标平面110平行的状态，然后再通过水平移动装置700进行调整三个测距仪器400所在平面及激光打标头300聚焦平面310与工件100上打标平面110之间的直线距离，以使得聚焦平面310的焦点刚好落在工件100的打标平面110上，从而完成了激光打标机的自动调焦功能，其有效提高了激光打标机在工件100上打标位置的统一性和精度。

具体地，如图1和图2所示，水平旋转装置500包括转盘510、第一安装底座520、第一传动结构530和第一电机540，俯仰摆动装置600具有输出构件，第一安装底座520紧固安装于输出构件上，第一电机540和第一传动结构530均安装于第一安装底座520上，且第一传动结构530传动连接于第一电机540与转盘510之间，激光打标头300安装于转盘510上。转盘510的设置，主要用于支撑并带动激光打标头300及测距仪器400进行水平旋转运动；第一安装底座520的设置，可实现水平旋转装置500在俯仰摆动装置600上的安装固定；第一传动结构530的设置，主要用于将第一电机540输出的转动能减速传动输送至转盘510上。

优选地，第一传动结构530为蜗轮蜗杆传动结构。蜗轮蜗杆传动结构具有传动精度高、传动平稳、结构紧凑的特点，利于保证水平旋转装置500驱动测距仪器400及激光打标头300水平旋转角度的精确性和旋转的平稳性，并利于保证水平旋转装置500结构的紧凑性。当然了，具体应用中，第一传动结构530也可采用其它传动结构，如齿轮传动结构、带传动结构等。

进一步地，第一安装底座520上还设有用于限制转盘510转动位移的第一极限位置感应器(图未示)和第二极限位置感应器(图未示)。第一极限位置感应器和第二极限位置感应器的设置利于提高水平旋转装置500运行的安全可靠性。本实施例，水平旋转装置500可驱动转盘510进行360°水平旋转运动。

具体地，如图1和图2所示，俯仰摆动装置600包括第二安装底座610、弧形滑座620、第二电机630和第二传动结构(图未示)，弧形滑座620为输出构件，第二安装底座610具有与弧形滑座620配合的弧形导轨611，弧形滑座620贴合于弧形导轨611上，第二安装底座610紧固安装于水平移动装置700上，第二电机630和第二传动结构均安装于第二安装底座610上，且第二传动结构传动连接于弧形滑座620与第二电机630上。弧形滑座620的设置，主要用于支撑并带动水平旋转装置500进行上下俯仰摆动运动；第二安装底座610的设置，可实现俯仰摆动装置600在水平移动装置700上的安装固定，第二安装底座610上弧形导轨611的设置，主要用于供弧形滑座620进行导向滑动，从而利于通过弧形滑座620带动水平旋转装置500进行上下俯仰摆动。第二传动结构的设置，主要用于将第二电机630输出的转动能减速传动输送至弧形滑座620上。

优选地，第二传动结构为蜗轮蜗杆传动结构。蜗轮蜗杆传动结构具有传动精度高、传动平稳、结构紧凑的特点，利于保证俯仰摆动装置600驱动水平旋转装置500及测距仪器400、激光打标头300上下俯仰摆动角度的精确性和摆动的平稳性，并利于保证俯仰摆动装置600结构的紧凑性。当然了，具体应用中，第二传动结构也可采用其它传动结构，如齿轮传动结构、带传动结构等。

进一步地，第二安装底座610上还设有用于限制弧形滑座620在弧形导轨611上滑动位移的第三极限位置感应器(图未示)和第四极限位置感应器(图未示)，第三极限位置感应器和第四极限位置感应器沿弧形滑座620在弧形导轨611上的滑动方向分别设于弧形导轨611的两端。第三极限位置感应器和第四极限位置感应器的设置利于提高俯仰摆动装置600运行的安全可靠性。本实施例，俯仰摆动装置600可驱动弧形滑座620进行±15°上下俯仰摆动。

具体地，如图2～4所示，水平移动装置700包括第三安装底座710、滑块720和用于驱动滑块720伸缩滑动的伸缩组件730，伸缩组件730紧固安装于第三安装底座710上，俯仰摆动装置600通过滑块720滑动安装于伸缩组件730上，第三安装底座710具有用于支撑滑块720并对滑块720进行导向滑动的直线导轨711。滑块720的设置，主要用于支撑并带动俯仰摆动装置600进行水平移动运动；直线导轨711的设置，主要用于支撑滑块720并对滑块720进行导向移动，伸缩组件730主要用于驱动滑块720进行直线往复伸缩移动。

具体地，如图2～4所示，伸缩组件730包括第三电机731和滚珠丝杆传动结构732，滚珠丝杆传动结构732包括丝杆(图未示)和滑动安装于丝杆上的丝杆座(图未示)，丝杆与第三电机731的输出轴转动连接，滑块720紧固连接于丝杆座上。丝杆座与丝杆的配合，可将输入的转动能转化为直线移动能输出。滚珠丝杆传动结构732具有传动精度高、传动平稳、结构紧凑的特点，利于保证水平移动装置700驱动俯仰摆动装置600及水平旋转装置500、测距仪器400、激光打标头300水平移动位移的精确性和移动的平稳性，并利于保证水平移动装置700结构的紧凑性。当然了，具体应用中，伸缩组件730也可采用其它传动结构，如电缸、气缸、液压缸、第三电机731与连杆传动结构的组合等。

进一步地，如图2～4所示，第三安装底座710上还设有用于限制滑块720在直线导轨711上移动位移的第五极限位置感应器740和第六极限位置感应器750，第五极限位置感应器740和第六极限位置感应器750沿滑块720在直线导轨711上的移动方向分别设于直线导轨711的两端。第五极限位置感应器740和第六极限位置感应器750的设置利于提高俯仰摆动装置600运行的安全可靠性。

作为三个测距仪器400在激光打标头300上分布的一具体实施方案，三个测距仪器400中的两个测距仪器400呈水平直线状安装于激光打标头300上，另一个测距仪器400安装于两个测距仪器400的上方。

优选地，测距仪器400为激光位移传感器。激光位移传感器测量精度高、反应灵敏，利于提高本实施例激光打标机自动对焦的精度和效率。当然了，具体应用中，测距仪器400也可为其它可测量距离的元件，如高度测量仪、数字式千分表等。

具体地，激光打标头300包括光学调整45°全透镜片组(图未示)、聚焦镜头(图未示)、具有激光发射振镜的方头(图未示)和光纤激光隔离头(图未示)，聚焦平面310设于聚焦镜头上。

进一步地，如图1所示，激光打标机还包括设于工件输送台200旁侧的电控柜800，且电控柜800和激光打标头300沿工件100的输送方向间隔设于工件输送台200的旁侧。

本实用新型实施例提供的激光打标机，优选适用于大尺寸工件100的打标领域中，并成功解决现有激光打标机在大尺寸工件100上打标位置精度差的技术问题。当然了，其也可应用于小尺寸工件100的打标领域中。

本实用新型实施例提供的激光打标机的自动调焦工作过程为：当工件100由工件输送台200输送至于激光打标机相对的位置处时，工件输送台200停止输送移动；此时，如果位于同一水平直线上的两测距仪器400测量得的距离数值(测距仪器400到工件100上打标平面110之间的距离)不相等，则先启动水平旋转装置500以通过水平旋转装置500进行驱动激光打标头300及三个测量仪器进行水平旋转，直到位于同一水平直线上的两测距仪器400测量得的距离数值相等时，即表明该两测距仪器400所在的直线与工件100的打标平面110之间为相互平行关系，此时，停止水平旋转装置500的运行并启动俯仰摆动装置600；俯仰摆动装置600的运行可驱动激光打标头300及三个测量仪器进行俯仰摆动，此时，位于同一水平直线上的两测距仪器400以保持平行工件100的打标平面110的形式进行摆动，即位于同一水平直线上的两测距仪器400虽然在俯仰摆动过程中测量得的距离数值一直在变化，但该两测距仪器400测量得的距离数值始终保持相等的关系；当位于该两测距仪器400上方的另一测距仪器400测得的距离数值与该两测距仪器400测量得的距离数值相等时，即表明该三个测距仪器400所在的平面与工件100的打标平面110之间为相互平行关系；而由于三个测距仪器400所在的平面与激光打标头300的聚焦平面310为相互平行关系，故，此时，激光打标头300的聚焦平面310也平行于工件100的打标平面110；此时，停止俯仰摆动装置600的运行并启动水平移动装置700；水平移动装置700的运行可驱动激光打标头300及三个测量仪器以平行工件100打标平面110的形式进行水平移动，直到三个测量仪器测量得的距离数值与激光打标机控制器预设的焦距值相等时，即表明激光打标头300聚焦平面310的焦点刚好处于工件100的打标平面110上，此时即可停止水平移动装置700的运行，这样，即完成了激光打标机的自动调焦过程。激光打标机完成自动调焦过程后，即可进入激光打标机的打标工序。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.激光打标机，包括设于工件输送台旁侧的激光打标头，所述激光打标头具有朝向所述工件输送台以供激光射出的聚焦平面，其特征在于：还包括三个安装于所述激光打标头上的测距仪器、用于支撑并驱动所述激光打标头水平旋转的水平旋转装置、用于支撑并驱动所述水平旋转驱动装置上下俯仰摆动的俯仰摆动装置、用于支撑并驱动所述俯仰摆动装置朝向所述工件输送台伸缩移动的水平移动装置，所述三个测距仪器呈三角状分布安装于所述激光打标头上，且所述三个测距仪器所在的平面与所述聚焦平面平行。 

2.如权利要求1所述的激光打标机，其特征在于：所述水平旋转装置包括转盘、第一安装底座、第一传动结构和第一电机，所述俯仰摆动装置具有输出构件，所述第一安装底座紧固安装于所述输出构件上，所述第一电机和所述第一传动结构均安装于所述第一安装底座上，且所述第一传动结构传动连接于所述第一电机与所述转盘之间，所述激光打标头安装于所述转盘上。 

3.如权利要求2所述的激光打标机，其特征在于：所述第一传动结构为蜗轮蜗杆传动结构。 

4.如权利要求2所述的激光打标机，其特征在于：所述第一安装底座上还设有用于限制所述转盘转动位移的第一极限位置感应器和第二极限位置感应器。 

5.如权利要求2至4任一项所述的激光打标机，其特征在于：所述俯仰摆动装置包括第二安装底座、弧形滑座、第二电机和第二传动结构，所述弧形滑座为所述输出构件，所述第二安装底座具有与所述弧形滑座配合的弧形导轨，所述弧形滑座贴合于所述弧形导轨上，所述第二安装底座紧固安装于所述水平移动装置上，所述第二电机和所述第二传动结构均安装于所述第二安装底座上，且所述第二传动结构传动连接于所述弧形滑座与所述第二电机上。 

6.如权利要求5所述的激光打标机，其特征在于：所述第二传动结构为蜗轮蜗杆传动结构。 

7.如权利要求5所述的激光打标机，其特征在于：所述第二安装底座上还设有用于限制所述弧形滑座在所述弧形导轨上滑动位移的第三极限位置感应器和第四极限位置感应器，所述第三极限位置感应器和所述第四极限位置感应器沿所述弧形滑座在所述弧形导轨上的滑动方向分别设于所述弧形导轨的两端。 

8.如权利要求1至4任一项所述的激光打标机，其特征在于：所述水平移动装置包括第三安装底座、滑块和用于驱动所述滑块伸缩滑动的伸缩组件，所述伸缩组件紧固安装于所述第三安装底座上，所述俯仰摆动装置通过所述滑块滑动安装于所述伸缩组件上，所述第三安装底座具有用于支撑所述滑块并对所述滑块进行导向滑动的直线导轨。 

9.如权利要求8所述的激光打标机，其特征在于：所述伸缩组件包括第三电机和滚珠丝杆传动结构，所述滚珠丝杆传动结构包括丝杆和滑动安装于所述丝杆上的丝杆座，所述丝杆与所述第三电机的输出轴转动连接，所述滑块紧固连接于所述丝杆座上。 

10.如权利要求1至4任一项所述的激光打标机，其特征在于：所述测距仪器为激光位移传感器。