CN103481671A - 轴承表面标刻二维码的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明的轴承表面标刻二维码的设备包括计算机及软件系统以及激光单元、对焦单元、轴承夹具和支架。激光单元与计算机相连接并固定于支架上，用于在轴承上标刻二维码。轴承表面标刻二维码的方法主要包括a、启动上述轴承表面标刻二维码的设备b、清洗轴承表面，并将清洗后的轴承固定到轴承夹具上c、启动计算机中软件系统，设计并生成二维码等步骤。本发明的有益效果在于：通过引进在机械加工、医疗卫生、汽车制造、信息化产业等多个领域已经成熟的激光技术到轴承信息标刻中，并采用计算机进行控制，使标印精度可达0.01mm，大大降低了标印的误差，提高了产品的直通率，而且借助传感技术可以实现自动化打标，极大地提高了生产效率。

Description

轴承表面标刻二维码的设备及方法

技术领域

本发明属于机械加工及工业信息化领域，涉及一种在轴承表面上标刻二维码的设备，并涉及利用所述设备对轴承进行二维码标刻的方法。

背景技术

在机械领域中，对设备零部件的参数、批号或者来源等信息进行标刻属于常规手段。但是，由于受轴承表面积的影响，传统的标印方法只是标印产品图号及其他字符，所标印的信息量极少；而且靠人的肉眼识别，然后手工录入系统，造成错误率高，效率低。二维码技术的兴起为设备零部件如轴承等重要零件标印更大量的信息提供了技术支持。

传统的轴承表面标印方法有丝印法、电腐蚀法以及振动标印法。丝印法和电腐蚀法均需要模板，模板制作周期长而且只能用一次，标印效率低；而且对于表面不平整的地方，标印精度很低。振动法有时需要手工标印，导致标印精度低，而且需要工装的支持，耗材较多，制作周期长，导致成本高，效率低。

发明内容

本发明为了解决传统标印方法普遍存在的精度低、效率低、能耗高以及信息登录时错误率高等现实问题，提出了一种轴承表面标刻二维码的设备及一种轴承表面标刻二维码的方法。

本发明的技术方案：一种轴承表面标刻二维码的设备，包括计算机，其特征在于，还包括激光单元、对焦单元、轴承夹具和支架；

所述激光单元与计算机相连接并固定于支架上，用于在轴承上标刻二维码；

所述对焦单元保持与激光单元的相对位置不变，对焦单元和激光单元活动连接到支架上，具有至少一个自由度，所述自由度必须包括激光单元激光轴线方向自由度。

所述轴承夹具与支架固定连接。

进一步的，上述对焦单元包括三组呈三角状分布线性光源，三组线性光源射出的光线汇聚于激光单元的焦点处，用于辅助激光单元对焦。

上述计算机用于设计、生成二维码并控制激光单元将生成的二维码标刻到轴承上，为现有技术。

一种利用上述设备在轴承表面标刻二维码的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、启动上述轴承表面标刻二维码的设备；

b、清洗轴承表面，并将清洗后的轴承固定到轴承夹具上；

c、启动计算机，设计并生成二维码；

d、开启对焦单元，调整激光单元至其焦点落到轴承待标刻面上；

e、启动预览功能检查是否有错误，若有错误则返回步骤d，否则开始标刻（打标）；

f、结束本次标刻并启动下一次标刻或关机。

进一步的，为了防止启动电流过大导致激光器（激光单元）损坏，上述步骤a具体包括以下步骤：

a1、打开电源开关（空气开关）；

a2、启动计算机（电脑）；

a3、启动激光单元。

进一步的，上述步骤d具体包括以下步骤：

d1、启动上述对焦单元的线性光源（调焦指示灯）；

d2、调整激光单元在支架上的相对位置；

d3、判断线性光源的3个光斑是否在待标刻面合而为一，若是则固定好激光单元，否则返回步骤d2。

本发明的有益效果在于：通过引进在机械加工、医疗卫生、汽车制造、信息化产业等多个领域已经成熟的激光技术到轴承信息标刻中，并采用计算机进行控制，使标印精度可达0.01mm，大大降低了标印的误差，提高了产品的直通率，而且借助传感技术可以实现自动化打标，极大地提高了生产效率。并且激光技术还具有无耗材、可借助计算机控制精度高、可操作性强及效率高等众多优点。可以很好的解决传统标印法中存在的精度低，效率不高，能耗大，成本高，错误率高等一系列问题。而且引进了二维码技术，使轴承的设计、生产、管理、维护甚至全寿命周期进入了信息化时代，极大地提高了工作效率和降低了企业成本。

附图说明

图1为本发明的装置结构示意图；

图2为本发明的一具体实施例的方法流程图；

图3为图2所示方法的“启动设备”步骤流程图；

图4为图2所示方法的“调焦距”流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详述。

如图1所示为本发明的轴承表面标刻二维码的设备的具体实施例，包括计算机，所述计算机包括常用的激光标刻设备的软件系统，与激光标刻设备匹配使用，用于在计算机中预先生成需要标刻的图案或二维码。本设备还包括激光单元1、对焦单元2、轴承夹具3和支架4。其中激光单元与计算机相连接并固定于支架上，用于在轴承上标刻二维码。计算机与激光单元之间还包括驱动单元和工控机，用工控机中的打标软件来控制激光束的能量大小，以及激光束在轴承表面的走向，标刻出用户需要的字符或图形。

所述对焦单元保持与激光单元的相对位置不变，对焦单元和激光单元活动连接到支架上，具有至少一个自由度，所述自由度必须包括激光单元激光轴线方向自由度。即对焦单元和激光单元相对固定，二者至少可以相对于支架在激光单元的光线方向上滑动。

所述轴承夹具与支架固定连接。也就是说在支架上具有专用于轴承固定的夹具，所述夹具可以是单独成型然后固定到支架上，也可以是与支架一体成型的整体。这种专用夹具的具体结构可以采用行业内的常用轴承夹具。

以下为对焦单元的具体结构，包括三组呈三角状分布线性光源，三组线性光源射出的光线汇聚于激光单元的焦点处，用于辅助激光单元对焦。其原理是当待标刻的面不在激光单元的焦点处时，在待标刻面上会出现3个光斑，随着距离焦点越来越近，3个光斑的距离会越来越小，直至合而为一。

本发明的在轴承表面标刻二维码的方法的一种具体实施例如图2所示，包括以下步骤：

a、启动上述轴承表面标刻二维码的设备；

b、清洗轴承表面，并将清洗后的轴承固定到轴承夹具上。在标刻前要保持轴承表面清洁，因为激光是利用瞬间的高能量冲击物体表面，使部分表面积瞬间氧化或者蒸发，从而显露出标刻的字符和图形；一旦表面有过多的杂质，会影响所标刻字符或图形的清晰度。标印位置尽量选择非工作面，最终的标印位置由设计人员确定。

c、启动计算机，设计并生成二维码；

d、开启对焦单元，调整激光单元至其焦点落到轴承待标刻面上；

e、启动预览功能检查是否有错误，若有错误则返回步骤d，否则开始标刻（打标）。先点击软件界面的“预览”按钮，此时在轴承表面会出现一个红色的标刻预览框，此预览框就是随后激光标刻的二维码的实际位置。然后点击“结束预览”，接着点击“标刻”按钮，进行打标，具体耗时的多少由实际情况确定。其中预览的主要目的是为了检查由于疏忽导致的标刻图案不能完全落到需要标刻的区域中的问题。

f、结束本次标刻并启动下一次标刻或关机。

如图3所示，为了防止启动电流过大导致激光器（激光单元）损坏，上述步骤a具体包括以下步骤：

a1、打开电源开关（空气开关）；

a2、启动计算机（电脑）；

a3、启动激光单元。

这样的开机顺序是为了防止开机时的瞬间强电流损坏激光器，因为激光器是激光打标机的核心器件，所以要对其采取有效地保护措施。

如图4所示，上述步骤d具体包括以下步骤：

d1、启动上述对焦单元的线性光源（调焦指示灯）；

d2、调整激光单元在支架上的相对位置；

d3、判断线性光源的3个光斑是否在待标刻面合而为一，若是则固定好激光单元，否则返回步骤d2。只有调到最佳的高度（3个光斑在待标刻面合而为一），才能使轴承表面的激光束能量达到最大。

本实施例方法采用激光标印法，用激光打标机对轴承进行标印，而且标印内容由以前的字符变为二维条码。由于激光技术具有无耗材、可借助计算机控制精度高、可操作性强、效率高等众多优点，激光技术已经应用在机械加工、医疗卫生、汽车制造、信息化产业等多个领域。

上述实施例的轴承表面二维码标刻设备还可以与条码（二维码）识读设备组成轴承信息化管理系统：其中条码（二维码）识读设备即扫码枪，用来识读二维码，其扫描原理和超市用的普通扫码枪类似，但是此种扫码枪专门用来扫描激光标印的二维码，解码能力更强，信息的传输速度更快，可以快速的将二维码包含的信息传送到企业电脑的系统里。另外，为了保证设备的适用范围及通用性，其电源采用220v交流电。优选的，设置打标参数中速度设为220，功率设为72%，频率设为40，填充间隔设为0.03还要根据实际情况做一些微调，以达到最佳的标印效果。标印精度达到0.01mm。另外，传统的标印方法需要模板，而且模板只能用一次，下次标印需要再制作模板，导致生产周期长，而才采用本实施例的激光标印只需用软件就可自主编辑图形和字符。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.轴承表面标刻二维码的设备，包括计算机，其特征在于，还包括激光单元、对焦单元、轴承夹具和支架；

所述激光单元与计算机相连接并固定于支架上，用于在轴承上标刻二维码；

所述对焦单元保持与激光单元的相对位置不变，对焦单元和激光单元活动连接到支架上，具有至少一个自由度，所述自由度必须包括激光单元激光轴线方向自由度。

2.根据权利要求1所述的轴承表面标刻二维码的设备，其特征在于，所述轴承夹具与支架固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的轴承表面标刻二维码的设备，其特征在于，所述对焦单元包括三组呈三角状分布线性光源，三组线性光源射出的光线汇聚于激光单元的焦点处。

4.轴承表面标刻二维码的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、启动权利要求1所述的设备；

b、清洗轴承表面，并将清洗后的轴承固定到轴承夹具上；

c、启动计算机，设计并生成二维码；

d、开启对焦单元，调整激光单元至其焦点落到轴承待标刻面上；

e、启动预览功能检查是否有错误，若有错误则返回步骤d，否则开始标刻（打标）；

f、结束本次标刻并启动下一次标刻或关机。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤a具体包括以下步骤：

a1、打开电源开关；

a2、启动计算机；

a3、启动激光单元。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤d具体包括以下步骤：

d1、启动上述对焦单元的线性光源；

d2、调整激光单元在支架上的相对位置；

d3、判断线性光源的3个光斑是否在待标刻面合而为一，若是则固定好激光单元，否则返回步骤d2。

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