CN105172382A - 一种铭牌自动激光喷码装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铭牌自动激光喷码装置及其使用方法，涉及激光喷码、铭牌制作技术领域。本装置主要包括上料机构、机械臂转移机构、下料机构和激光喷码机（含激光器、控制系统、振镜头以及机架）。本发明提出了一种适用于铭牌自动、高效喷码的装置及其使用方法，可以解决传统铭牌制作行业需要工人手动上、下料及手动调整喷码位置等费时费力，生产效率低下的问题。

Description

一种铭牌自动激光喷码装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及激光自动喷码技术、铭牌制作技术领域，尤其涉及一种铭牌激光自动喷码装置及其使用方法。

背景技术

铭牌是用于固定在产品特殊位置上，向使用者提供诸如厂商信息、品牌区分、产品序号以及关键技术参数等关键信息的标识物。制作铭牌的材料也多种多样如铝、铜、不锈钢等金属材料以及PVC、PC、亚克力等塑料板材。

铭牌制作过程的第一步，先将产品固定信息（如厂商品牌、参数等）用模板印刷批量完成。第二步，诸如出场日期、产品序号等需根据产品不同而变更的信息，一般由后续钢模敲印、或油墨印制于铭牌上。一般来说，第二步过程基本由人工手动完成，因此不可避免铭牌信息印制存在位置对准差、字符排列参差不齐等问题，进而影响产品整体形象。另一方面，当需制作铭牌数量巨大时，人工印制效率非常低下，且容易出错。近年来，激光喷码设备以其精确、快速、美观的图案雕刻质量在铭牌制作领域获得了应用。同时，为了进一步节省人力，提高效率，可将机械系统与激光喷码设备联用，以实现铭牌的自动化一次性生产。

发明内容

1、本发明的目的。

2、针对激光铭牌喷码过程中需要人工对准每片铭牌位置导致生产效率低下的问题，本发明提出一种铭牌自动激光喷码装置及其使用方法。本发明所采用的技术方案。

一种铭牌自动激光喷码装置，包括上料机构、下料机构和吸盘机械臂系统、振镜头，其中下料机构位于振镜头正下方；

所述上料机构包括至少一个以上铭牌上料仓，上料仓中有用于托起铭牌的上料托盘，上料步进直线电机控制上料托盘下的上料导杆上下移动，从而控制上料托盘上下移动；

所述的下料机构包括至少一个以上铭牌下料仓，其数量与上料仓一致，下料仓中有下料托盘用于托起铭牌，下料步进直线电机控制安装在下料托盘下部的下料导杆上下移动，从而控制托盘下料托盘上下移动；

所述的吸盘机械臂包括机械臂控制步进直线电机、与上料仓数量一致的吸盘、垂直导杆、垂直导杆气缸、水平位移滑台、拖链走气管组成；吸盘用于从上料仓中吸取铭牌料，吸盘安装于横梁一端，横梁另一端通过垂直导杆与垂直导杆气缸相连，用于控制机械臂吸盘的垂直方向移动；垂直导杆下方与水平位移滑台的水平导杆相连，机械臂控制步进直线电机控制水平导杆水平方向移动，从而实现托盘水平移动。

下料仓后端装有微型气缸和活动V型块，微型气缸控制活动V型块移动，用于将待喷码铭牌推紧在活动V型块和固定V型块之间的正确喷码位置；喷码结束后，下料步进直线电机向下移动下料托盘使下料仓上端空出下一个待喷码铭牌的位置。

上料仓上端侧方安装有上料监控光电传感器，判断上料仓最上端是否有料；根据上料监控光电传感器的信号，控制上料步进直线电机向上推送待喷码铭牌至料仓最顶端，并保证上料仓顶端总是有料状态；

下料仓上端侧方安装有下料监控光电传感器，可准确判断下料仓最上端是否有料，根据光电传感器信号，控制下料步进直线电机向上移动下料托盘，并保证待喷码铭牌料位于下料仓顶端。

所述的上料机构上料仓顶端两边各装有摩擦块，用于防止由于表面光滑或其他粘性物质使上下两块铭牌在机械臂吸盘吸取时发生粘连。

所述的下料机构料仓顶端四周有料仓倒角，以纠正机械臂吸盘向下料机构下料仓中放置铭牌时引起的微小位置偏差。

还包括升降柱控制振镜头上下移动。

还包括操作台面，所述的上料机构、下料机构和吸盘机械臂系统均安装在其上。操作台面（6）下方为机柜（8），内置控制主机、电源、激光器。

一种铭牌自动激光喷码方法，包括以下步骤：

A．首先在控制软件中输入铭牌喷码文字和图案，选择自动喷码模式，并设定自动变更喷码内容，然后在自动模式下选择工作的料仓数目，可选单料仓工作或多料仓工作；

B.将待喷码铭牌按照系统提示放入上料机构的上料仓中，启动自动喷码功能，装置开始进入自动工作状态；

C.上料机构的上料仓顶端的光电传感器自动判断铭牌位置，控制直线电机将铭牌推至料仓顶端；

D、机械臂吸盘移动至上料机构上料仓上方，然后下降至接触铭牌表面，吸盘吸住铭牌后机械臂吸盘上移，然后滑台直线电机控制机械臂吸盘平移至下料机构下料仓正上方，机械臂吸盘下移至下料仓顶端，吸盘断开气路，铭牌被松开放入下料仓中；

E、下料机构下料仓顶端下料监控光电传感器（201）判断铭牌的垂直位置，并控制下方下料步进直线电机将铭牌移至准确位置，料仓上端的微型气缸（202）通过活动V型块（207）将铭牌推紧至固定V型块（208）的正确喷码位置；

F、激光喷码机开始工作，将喷码内容标刻在所有下料机构下料仓最上面的铭牌上，喷码完成后，下料仓下方下料步进直线电机通过导杆和下料托盘将铭牌向下移动，以空出料仓顶端位置等待吸盘机械臂放置下一批待喷码铭牌；

G、以上过程C-F循环进行，直到上料机构的上料仓中铭牌全部移至下料机构下料仓，并完成全部喷码工作，此时自动喷码工作自动结束完成，铭牌成品可从下料机构下料仓中取出。

3、本发明的有益效果。

（1）、通过本发明的上料机构、下料机构和吸盘机械臂系统地配合，实现自动上料，整个喷码过程不需要人工操作，节约人力成本，提高生产效率；

（2）、可设置喷码内容根据铭牌数量实行自动编号，一次性完成所有喷码任务，简化了生产步骤；

（3）、通过料仓的增加，可实现多工位同时喷码，大大提高生产效率。

附图说明

图1为本发明装置的整体结构示意图。

图2为本发明装置上料机构、吸盘机械臂、下料机构的结构示意图。

图3为本发明装置上料机构结构示意图。

图4为本发明装置下料机构结构示意图。

图5为本发明装置吸盘机械臂系统结构示意图。

1：上料机构；101：上料监控光电传感器；102：上料仓；103：上料步进直线电机；104：导杆；105：上料托盘；106：摩擦块；

2：下料机构；201：下料监控光电传感器；202：微型气缸；203：下料仓；204：下料步进直线电机；205：下料导杆；206：下料托盘；207：活动V型块；208：固定V型挡块；209：料仓倒角。

3：吸盘机械臂系统；301：水平导轨箱；302：拖链走气管；303：机械臂控制步进直线电机；304：横梁；305：吸盘；306：垂直导杆；307：垂直导杆气缸；308：水平导杆；309：支撑台。

具体实施方式

为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。

实施例

以两个上料仓和下料仓为例，但应当理解个数不仅限于两个，可根据实际需要设置多个料仓系统，并相应增加吸盘个数，以完成多工位铭牌的同时喷码，提高生产效率。

本发明的铭牌自动激光喷码装置，包括激光喷码机，由振镜头4、升降柱5、以及机柜8组成，机柜8内置控制主机、电源、激光器，还包括操作台面6，安置于操作台面6上的上料机构1、下料机构2和吸盘机械臂系统3、其中下料机构2位于振镜头4正下方,此处须保证所有下料仓203中的喷码区域均被振镜头4覆盖，以保证激光喷码机可以完成所有铭牌的喷码工作。

上料机构含两个铭牌上料仓102，可实现双工位自动喷码。上料仓102中有上料托盘105用于托起铭牌，上料托盘105用上料导杆104与上料机构下方上料步进直线电机103相连。上料仓102上端安装有上料监控光电传感器101，可准确判断上料仓102最上端是否有料。装置控制系统根据光电传感器信号101，控制上料步进直线电机103向上推送待喷码铭牌7至料仓最顶端，并保证上料仓102顶端总是有料状态。

所述下料机构含两个铭牌下料仓203，可实现双工位自动喷码。下料仓203中有下料托盘206用于托起铭牌，托盘用导杆与下料机构下方步进直线电机相连。下料仓203上端安装有下料监控光电传感器201，可准确判断下料仓203最上端是否有料。控制系统根据光电传感器信号201，控制下料步进直线电机204向上移动下料托盘206，并保证待喷码铭牌料7位于下料仓203顶端。下料仓203后端装有微型气缸202和活动V型块207，用于将待喷码铭牌推紧至固定V型块208的正确喷码位置。喷码结束后，下料步进直线电机204向下移动下料托盘206使下料仓203上端空出下一个待喷码铭牌的位置。

所有上料机构1的上料仓102和所有下料机构2的下料仓203顶端安装的上料监控光电传感器101和201，可精确判定上料仓102和203中铭牌的实际位置，以通过下方上料步进直线电机103和204控制上料托盘105和206达到准确位置。

吸盘机械臂包括一机械臂控制步进直线电机303，两个吸盘305，垂直导杆306、垂直导杆气缸307，水平位移滑台301，拖链走气管302组成。两个吸盘305用于从两个上上料仓102中吸取铭牌料，吸盘305安装于横梁304一端，横梁304另一端通过垂直导杆306与垂直导杆气缸307相连，用于控制机械臂吸盘305的垂直方向移动。垂直导杆306下方与水平位移滑台的水平导杆308相连，水平导杆308一端与机械臂控制步进直线电机303相连以实现吸盘305的水平方向移动。

上料机构1料仓102顶端装有四个摩擦块106，用于防止由于表面光滑或其他粘性物质使上下两块铭牌在机械臂吸盘305吸取时发生粘连。下料机构2下料仓203顶端装有微型气缸202，微型气缸202与一活动V型块207连接，用于将待喷码铭牌推紧至固定V型块208的正确喷码位置。下料机构料仓顶端四周有料仓倒角209，以纠正机械臂吸盘305向下料机构2下料仓203中放置铭牌时引起的微小位置偏差，使铭牌顺利放入下料机构2下料仓203。

铭牌自动激光喷码方法，包括以下步骤：

A．首先在控制软件中输入铭牌喷码文字和图案，选择自动喷码模式，并设定自动变更喷码内容如序列号等，然后在自动模式下选择工作的料仓数目，可选单料仓工作或多料仓工作。

B.将待喷码铭牌按照系统提示放入上料机构1的上料仓102中，启动自动喷码功能，装置开始进入自动工作状态。

C.首先，上料机构1的上料仓102顶端的光电传感器自动判断铭牌位置，控制直线电机将铭牌推至料仓顶端。

D、机械臂吸盘305移动至上料机构1上料仓102上方，然后下降至接触铭牌表面，吸盘吸住铭牌，然后机械臂吸盘305上移，然后滑台直线电机303控制机械臂吸盘305平移至下料机构2下料仓203正上方，机械臂吸盘305下移至下料仓203顶端，吸盘305断开气路，铭牌被松开放入下料仓203中。

E、下料机构2下料仓203顶端下料监控光电传感器201判断铭牌的垂直位置，并控制下方下料步进直线电机204将铭牌移至准确位置，料仓上端的微型气缸202通过活动V型块207将铭牌推紧至固定V型块208的正确喷码位置。

F、激光喷码机开始工作，将喷码内容标刻在所有下料机构2下料仓203最上面的铭牌上，喷码完成后，下料仓203下方下料步进直线电机204通过导杆205和下料托盘206将铭牌向下移动，以空出料仓顶端位置等待吸盘机械臂3放置下一批待喷码铭牌。

G、以上过程C-F循环进行，直到上料机构1的上料仓102中铭牌全部移至下料机构2下料仓203，并完成全部喷码工作，此时自动喷码工作自动结束完成，铭牌成品可从下料机构2下料仓203中取出。

Claims (9)

1.一种铭牌自动激光喷码装置，其特征在于：包括上料机构（1）、下料机构（2）和吸盘机械臂系统（3）、振镜头（4），其中下料机构位于振镜头（4）正下方；

所述上料机构包括至少一个以上铭牌上料仓（102），上料仓（102）中有用于托起铭牌的上料托盘（105），上料步进直线电机（103）控制上料托盘（105）下的上料导杆（104）上下移动，从而控制上料托盘（105）上下移动；

所述的下料机构（2）包括至少一个以上铭牌下料仓（203），其数量与上料仓（102）一致，下料仓（203）中有下料托盘（206）用于托起铭牌，下料步进直线电机（204）控制安装在下料托盘（206）下部的下料导杆（205）上下移动，从而控制托盘下料托盘（206）上下移动；

所述的吸盘机械臂包括机械臂控制步进直线电机（303）、与上料仓数量一致的吸盘（305）、垂直导杆（306）、垂直导杆气缸（307）、水平位移滑台（301）、拖链走气管（302）组成；吸盘（305）用于从上料仓（102）中吸取铭牌料，吸盘（305）安装于横梁（304）一端，横梁（304）另一端通过垂直导杆（306）与垂直导杆气缸（307）相连，用于控制机械臂吸盘（305）的垂直方向移动；垂直导杆（306）下方与水平位移滑台的水平导杆（308）相连，机械臂控制步进直线电机（303）控制水平导杆（308）水平方向移动，从而实现托盘水平移动。

2.根据权利要求1所述的铭牌自动激光喷码装置，其特征在于：所述的下料仓（203）后端装有微型气缸（202）和活动V型块（207），微型气缸（202）控制活动V型块（207）移动，用于将待喷码铭牌推紧在活动V型块（207）和固定V型块（208）之间的正确喷码位置；喷码结束后，下料步进直线电机（204）向下移动下料托盘（206）使下料仓（203）上端空出下一个待喷码铭牌的位置。

3.根据权利要求1所述的铭牌自动激光喷码装置，其特征在于：所述的上料仓（102）上端侧方安装有上料监控光电传感器（101），判断上料仓（102）最上端是否有料；根据上料监控光电传感器（101）的信号，控制上料步进直线电机（103）向上推送待喷码铭牌（7）至料仓最顶端，并保证上料仓（102）顶端总是有料状态；

所述的下料仓（203）上端侧方安装有下料监控光电传感器（201），可准确判断下料仓（203）最上端是否有料，根据光电传感器信号（201），控制下料步进直线电机（204）向上移动下料托盘（206），并保证待喷码铭牌料（7）位于下料仓（203）顶端。

4.根据权利要求1所述的铭牌自动激光喷码装置，其特征在于：所述的上料机构（1）上料仓（102）顶端两边各装有摩擦块（106），用于防止由于表面光滑或其他粘性物质使上下两块铭牌在机械臂吸盘（305）吸取时发生粘连。

5.根据权利要求1所述的铭牌自动激光喷码装置，其特征在于：所述的下料机构料仓顶端四周有料仓倒角（209），以纠正机械臂吸盘（305）向下料机构（2）下料仓（203）中放置铭牌时引起的微小位置偏差。

6.根据权利要求1所述的铭牌自动激光喷码装置，其特征在于：还包括升降柱（5）控制振镜头（4）上下移动。

7.根据权利要求1所述的铭牌自动激光喷码装置，其特征在于：还包括操作台面（6），所述的上料机构（1）、下料机构（2）和吸盘机械臂系统（3）均安装在其上。

8.根据权利要求7所述的铭牌自动激光喷码装置，其特征在于操作台面（6）下方为机柜（8），内置控制主机、电源、激光器。

9.一种使用如权利要求1-8任一所述装置的铭牌自动激光喷码方法，其特征在于包括以下步骤：

A．首先在控制软件中输入铭牌喷码文字和图案，选择自动喷码模式，并设定自动变更喷码内容，然后在自动模式下选择工作的料仓数目，可选单料仓工作或多料仓工作；

B.将待喷码铭牌按照系统提示放入上料机构（1）的上料仓（102）中，启动自动喷码功能，装置开始进入自动工作状态；

C.上料机构（1）的上料仓（102）顶端的光电传感器自动判断铭牌位置，控制直线电机将铭牌推至料仓顶端；

D、机械臂吸盘（305）移动至上料机构（1）上料仓（102）上方，然后下降至接触铭牌表面，吸盘吸住铭牌后机械臂吸盘（305）上移，然后滑台直线电机（303）控制机械臂吸盘（305）平移至下料机构（2）下料仓（203）正上方，机械臂吸盘（305）下移至下料仓（203）顶端，吸盘（305）断开气路，铭牌被松开放入下料仓（203）中；

E、下料机构（2）下料仓（203）顶端下料监控光电传感器（201）判断铭牌的垂直位置，并控制下方下料步进直线电机（204）将铭牌移至准确位置，料仓上端的微型气缸（202）通过活动V型块（207）将铭牌推紧至固定V型块（208）的正确喷码位置；

F、激光喷码机开始工作，将喷码内容标刻在所有下料机构（2）下料仓（203）最上面的铭牌上，喷码完成后，下料仓（203）下方下料步进直线电机（204）通过导杆（205）和下料托盘（206）将铭牌向下移动，以空出料仓顶端位置等待吸盘机械臂（3）放置下一批待喷码铭牌；

G、以上过程C-F循环进行，直到上料机构（1）的上料仓（102）中铭牌全部移至下料机构（2）下料仓（203），并完成全部喷码工作，此时自动喷码工作自动结束完成，铭牌成品可从下料机构（2）下料仓（203）中取出。