CN204894798U - 长尺寸回转体加工件激光旋转打标*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种长尺寸回转体加工件激光旋转打标***，包括底座和安装在底座上的激光***，所述底座上安装有驱动装置、由卡盘和顶针构成的装夹固定装置、第一导轨、第二导轨、平移装置、升降装置和控制***，卡盘安装在驱动装置的输出轴上，第一导轨和第二导轨与输出轴的轴线平行，顶针可滑动地安装在第一导轨上，平移装置可滑动地安装在第二导轨上，第二导轨可升降地安装在升降装置上，激光***安装在平移装置上，激光***的激光光轴与输出轴的轴线平行，所述的驱动装置、平移装置、升降装置和激光***均连接至控制***。本实用新型的长尺寸回转体加工件激光旋转打标***可保证加工质量，且加工件可长可短而不受激光打标***限制。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种打标***，尤其涉及一种长尺寸回转体加工件激光旋转打标***。
背景技术
激光打标是激光加工中应用最广泛的领域，激光打标是利用激光的高密度能量对加工材料作用，产生物理或者化学变化，形成所需加工的文字或图形，目前已广泛应用于薄钢板、不锈钢、铝合金等各种材质的加工。
目前，大部分都集中在对平面上打标，对于圆柱形的回转体的激光打标鲜见报道，仅有的少量报道也集中在加工件旋转，固定激光器进行静态打标，例如，专利“激光旋转打标工装夹具(20142056265.6)、旋转轴装置以及具备该旋转轴装置的旋转打标器(201420633748.0)、工件旋转打标夹具(201120536262.1)”等。这些加工件旋转，固定激光器进行静态打标的结构均受振镜加工区域的影响，一般加工长度在50mm左右，无法满足对于一些轴向尺寸长的圆柱的加工要求；图案的标记是通过振镜的反射镜摆动来达到轴向的运动，轴向加工范围明显受到激光打标***的限制，只能在振镜可加工范围内进行加工；而且可加工件长度固定不能改变，只能适合某一固定长度回转体，激光加工设备是专用的，不能灵活应用于其他应用领域。
另外，传统平面打标***在进行加工时，激光的焦点始终只能处于离振镜的一定距离位置，就是说当加工前激光焦点对准某一加工面时候，如果被加工件不旋转的话，其另外一个径向位置就不可能保证焦点处于加工面上，处于离焦状态，就会出现各行标记图案和文字的各个位置深浅不一致。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种长尺寸回转体加工件激光旋转打标***，可保证加工质量，且加工件可长可短而不受激光打标***限制。
为实现上述目的，本实用新型提供一种长尺寸回转体加工件激光旋转打标***，包括底座和安装在底座上的激光***，所述底座上安装有驱动装置、由卡盘和顶针构成的装夹固定装置、第一导轨、第二导轨、平移装置、升降装置和控制***，卡盘安装在驱动装置的输出轴上，第一导轨和第二导轨与输出轴的轴线平行，顶针可滑动地安装在第一导轨上，平移装置可滑动地安装在第二导轨上，第二导轨可升降地安装在升降装置上，激光***安装在平移装置上，激光***的激光光轴与输出轴的轴线平行，所述的驱动装置、平移装置和升降装置均连接至控制***。
作为本实用新型的进一步改进，所述的第一导轨和第二导轨均分别安装在装夹固定装置的两相对侧。
作为本实用新型的进一步改进，所述卡盘为三爪卡盘或四爪卡盘。
作为本实用新型的进一步改进，所述驱动装置为旋转电机。
作为本实用新型的进一步改进，所述激光***包括激光器和振镜，激光器为输出1064nm波长红外激光、输出功率为20W的光纤激光器，振镜为加工范围为35×5mm的高精度数字振镜头。
与现有技术相比，本实用新型的长尺寸回转体加工件激光旋转打标***的有益效果如下：
(1)采用卡盘和顶针作为装夹固定装置固定被加工件，顶针可以沿着第一导轨来回移动(即被加工圆柱体轴向方向)，这就能保证柔性加工，加工件可长可短，而不受激光打标***限制。
(2)采用平移、升降、旋转三轴运动方式，升降装置和平移装置用于上下方向和垂直加工件径向运动，被加工件随着加工进度同步旋转，这样保证激光能准确对焦到加工件的加工面上，特别是在加工圆锥形加工件的时候，可以根据加工指令，调节激光焦点位置，保证激光激光焦点始终位于被加工表面，避免了振镜和加工面变动的缺点，使得打标的深度高度一致，从而保证加工质量；而加工一周后，激光***在第二导轨上沿着轴向平移，继续进行标记，两个标记范围边界相接，通过拼接的方式，能保证加工件的表面都处于加工区域，从而使得加工件的长度不受振镜影响，长尺寸甚至超长的尺寸圆柱体或者圆锥体都能处于加工范围。
通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。
附图说明
图1为本实用新型长尺寸回转体加工件激光旋转打标***的示意图。
具体实施方式
现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。
请参考图1，所述的长尺寸回转体加工件激光旋转打标***包括控制***1、驱动装置2、卡盘3、升降装置5、平移装置7、第二导轨8、底座9、第一导轨11、顶针12、激光***。所述的控制***1、驱动装置2、卡盘3、升降装置5、平移装置7、第二导轨8、第一导轨11、顶针12、激光***均安装在底座9上。激光***包括激光器4和振镜6。卡盘3安装在驱动装置2的输出轴上，顶针12和卡盘3相对设置，待加回转体工件10固定在卡盘3和顶针12之间，卡盘3和顶针12构成用于装卡待加回转体工件10的装夹固定装置，并保持待加回转体工件10的同心度和同轴度。第一导轨11和第二导轨8与输出轴的轴线平行，第一导轨11和第二导轨8均分别安装在装夹固定装置的两相对侧。顶针12可滑动地安装在第一导轨11上。平移装置7可滑动地安装在第二导轨8上。第二导轨8可升降地安装在升降装置5上，激光***安装在平移装置7上，激光***的激光光轴与输出轴的轴线平行，所述的驱动装置2、平移装置7和升降装置5均连接至控制***。
所述控制***1由控制卡和控制软件构成，控制器硬件***采用USB数字接口形式，提供高速高精度的振镜6运动控制、激光实时同步精确控制(激光开关信号和PWM信号)、方向/脉冲信号控制驱动装置2和激光器4的移动，同时可对移动轴和旋转转轴参数进行设置。所述驱动装置2为旋转电机，采用DD马达(直驱马达)，其最大扭矩为200N.m，最高速度为120r.p.m，重复定位精度可达±0.001mm。所述卡盘3为三爪卡盘，也可以采用10寸的四爪卡盘，其最大夹紧力为4600Kgf，最高转速为4500r.p.m，夹紧范围为20mm-200mm。卡盘3和顶针12构成用于装卡待加回转体工件10的装夹固定装置，并保持待加回转体工件10的同心度和同轴度。所述激光器4为光纤激光器，其输出1064nm波长的红外激光，其输出功率为20W。所述升降装置5、平移装置7和第二导轨8为激光器4的三维运动平台，均采用研磨级高精度滚珠丝杆传动，最大速度为0.3m/s，重复定位精度±0.005mm。所述振镜6为高精度数字振镜头，其加工范围为35×5mm(视场镜的幅面决定)。所述第一导轨11，用于轴向调整顶针12的位置，以调整顶针12与卡盘3之间的位置，以适合不同长度的待加回转体工件10，其可供顶针12移动的范围是50mm-1500mm。
通过升降装置5、平移装置7调整激光***的位置，使激光焦点处于待加回转体工件10的加工面上。激光器4发出的激光通过振镜6作用到待加回转体工件10的加工面上，完成与激光光轴垂直方向的一行的标识加工。之后在驱动装置2的直接驱动下，卡盘3旋转，卡盘3上夹持的待加回转体工件10随着旋转一定角度，待加回转体工件10另一径向位置处于激光光轴垂直位置，保证激光焦点位置还处于被待加回转体工件10的加工面上。以此类推，驱动装置2带动待加回转体工件10完成360°旋转，激光器4也在待加回转体工件10上完成一圈的加工，待加回转体工件10一周圆环都可以被文字或者图案标识，形成一个圆环的被加工区域，环带的轴向加工长度为振镜6长度加工范围(如35mm)。如果被待加回转体工件10是圆锥形这种半径尺寸渐变的回转体，控制***1还能控制升降装置5、平移装置7做随动，保证激光焦点一直处在待加回转体工件10的加工面上。加工一周后，激光器4和振镜6沿着第二导轨8做轴向运动一段距离，再对待加回转体工件10进行360°旋转打标，形成一个和前者完全相同的标识环带，前后两个环带边界相互连接，拼接成一个图案，依次类推，完成整个待加回转体工件10的整个圆柱表面的覆盖加工。
以上结合最佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。
Claims (5)
1.一种长尺寸回转体加工件激光旋转打标***，包括底座和安装在底座上的激光***，其特征在于：所述底座上安装有驱动装置、由卡盘和顶针构成的装夹固定装置、第一导轨、第二导轨、平移装置、升降装置和控制***，卡盘安装在驱动装置的输出轴上，第一导轨和第二导轨与输出轴的轴线平行，顶针可滑动地安装在第一导轨上，平移装置可滑动地安装在第二导轨上，第二导轨可升降地安装在升降装置上，激光***安装在平移装置上，激光***的激光光轴与输出轴的轴线平行，所述的驱动装置、平移装置和升降装置均连接至控制***。
2.如权利要求1所述的长尺寸回转体加工件激光旋转打标***，其特征在于：所述的第一导轨和第二导轨均分别安装在装夹固定装置的两相对侧。
3.如权利要求1所述的长尺寸回转体加工件激光旋转打标***，其特征在于：所述卡盘为三爪卡盘或四爪卡盘。
4.如权利要求1所述的长尺寸回转体加工件激光旋转打标***，其特征在于：所述驱动装置为旋转电机。
5.如权利要求1所述的长尺寸回转体加工件激光旋转打标***，其特征在于：所述激光***包括激光器和振镜，激光器为输出1064nm波长红外激光、输出功率为20W的光纤激光器，振镜为加工范围为35×5mm的高精度数字振镜头。
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