发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提出一种适用于在涡轮头刻印二维码进行追溯的批量化、自动化作业的涡轮头激光打标机。
本发明的技术方案是这样实现的:
一种涡轮头激光打标机,包括用于承载若干涡轮头的托盘、水平安装设置的托盘流出线体、设于所述托盘流出线体一侧的托盘自动上料机构、设于所述托盘流出线体底部中部的刻印支撑定位机构、悬置于所述托盘流出线体上方的激光刻印机及CCD视觉影像系统;所述托盘自动上料机构能够将放有若干所述涡轮头的托盘自动移载到所述托盘流出线体上;所述托盘流出线体能够将需要刻印的放有涡轮头的托盘移载至所述激光刻印机下方的打标区域,并等待二维码刻印和读取完毕再将其移载出去;所述刻印支撑定位机构能够将打标区域的托盘顶起并定位于激光刻印机打标的焦距高度;所述CCD视觉影像系统能够确认托盘上涡轮头上需要激光刻印二维码的中心位置,并在激光刻印后对二维码进行识别;所述激光刻印机能够根据所述CCD视觉影像系统提供的位置信息,在托盘上的涡轮头上刻印二维码。
进一步的,所述托盘流出线体为传送带式输送机构,包括间隔设置的两个传送支架、安装于传送架上的传送带及驱动传送带输送的调速电机。
进一步的,所述托盘自动上料机构包括托盘料架、托盘升降机构和托盘移载机构,若干所述托盘间隔层叠放置于所述托盘料架上,所述托盘升降机构能够驱动所述托盘料架升降,进而升降其上放置的托盘;所述托盘移载机构能够将所述托盘料架上被升降至设定高度的托盘推送至所述托盘流出线体上。
进一步的,所述托盘料架包括料架底座和间隔设置的两个料架边框,两个所述边框相对的侧面上形成有间隔层叠设置的多组托架,每组托架包括两个托架,所述托盘置于两个所述料架边框之间并定位支撑于两个所述托架上。
进一步的,所述托盘升降机构包括升降支架、安装于所述升降支架上的丝杠滑台机构,通过所述丝杠滑台机构驱动所述托盘料架升降。
进一步的,所述托盘移载机构包括移载支架、移载座、移载拨块组件和移载气缸,所述移载拨块组件包括拨块座和单向转动设于所述拨块座上的拨块,所述移载座安装于所述移载支架上,并悬置于托盘上方,所述拨块座通过滑块和导轨滑动设于所述移载座上,所述移载气缸安装于所述移载座上,并能够驱动所述拨块座并带动所述拨块相对所述移载座在输送方向往复滑动。
进一步的,还包括切换机构,所述切换机构包括切换底座、切换基座和切换气缸,所述切换底座上并排设有两套所述托盘料架及所述托盘升降机构,所述切换底座通过滑块和导轨滑动设于所述切换基座上,所述切换气缸驱动所述切换底座相对所述切换基座滑动,使两套所述托盘料架及所述托盘升降机构择一与所述托盘流出线体相对。
进一步的,所述刻印支撑定位机构包括支撑台、支撑底座、支撑气缸、至少一定位挡杆和定位气缸,所述支撑气缸及所述定位气缸固设于所述支撑底座的下侧,所述支撑气缸动力输出轴穿过所述支撑底座与所述支撑台中部固定连接,所述支撑台四周下侧固接若干导引柱,所述导引柱滑动穿设于所述支撑底座上;所述定位挡杆滑动穿设于所述支撑底座上,并通过连接块与所述定位气缸的动力输出轴连接;所述支撑台在所述支撑气缸的驱动下可穿过所述托盘流出线体支撑起所述托盘流出线体上的托盘,所述定位挡杆在所述定位气缸的驱动下可穿过所述托盘流出线体并阻挡其上托盘的输送。
进一步的,所述激光刻印机安装于一悬置安装架上,所述悬置安装架包括分设于所述托盘流出线体两侧的两个脚架和支撑于两个所述脚架上横跨在所述托盘流出线体上的顶架,所述激光刻印机安装于所述顶架上,并可透过所述顶架对其下托盘上的涡轮头进行激光刻印二维码。
进一步的,所述CCD视觉影像系统包括CCD相机和读码器,所述CCD相机及所述读码器安装于一驱动其在X轴、Y轴方向移动的XY移载机构上,且该XY移载机构可使所述CCD相机及所述读码器悬置于所述托盘流出线体上方。
本发明的有益效果是:本发明提供一种涡轮头激光打标机,主要包含一台激光刻印机、一套CCD视觉影像系统及移载机构、两套托盘自动上料机构以及托盘流出线体,CCD视觉影像系统确认产品需要激光刻印二维码的实际中心位置和激光刻印后对二维码的识别,激光刻印机选用大范围的机型,可以一次性将托盘上的产品全部刻印完成,托盘自动上料机构将作业员放好的托盘自动移载至托盘流出线体上,托盘流出线体将需要刻印的放满产品的托盘移载至激光刻印机下方后等待二维码刻印和读取完毕再将其移载出设备,进入客户自备的托盘移载流水线体上,若CCD扫描出刻印不良品,则提示员工取走不良品。
具体实施方式
为使本发明能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
如图1、图2和图3所示,一种涡轮头激光打标机,该涡轮头1包括涡轮或叶轮11及其轴头12(参见图9),该涡轮头激光打标机包括用于承载若干所述涡轮头并使其轴头朝上的托盘2、水平安装设置的托盘流出线体3、设于所述托盘流出线体一侧的托盘自动上料机构4、设于所述托盘流出线体底部中部的刻印支撑定位机构5、悬置于所述托盘流出线体上方的激光刻印机6及CCD视觉影像系统7;所述托盘自动上料机构能够将放有若干所述涡轮头的托盘自动移载到所述托盘流出线体上;所述托盘流出线体能够将需要刻印的放有涡轮头的托盘移载至所述激光刻印机下方的打标区域,并等待二维码刻印和读取完毕再将其移载出去;所述刻印支撑定位机构能够将打标区域的托盘顶起并定位于激光刻印机打标的焦距高度;所述CCD视觉影像系统能够确认托盘上涡轮头的轴头上需要激光刻印二维码的中心位置,并在激光刻印后对二维码进行识别;所述激光刻印机能够根据所述CCD视觉影像系统提供的位置信息,在托盘上的涡轮头上刻印二维码。这样,通过CCD视觉影像系统确认产品需要激光刻印二维码的实际中心位置和激光刻印后对二维码的识别,激光刻印机选用大范围的机型,可以一次性将托盘上的产品全部刻印完成,通过托盘自动上料机构可将作业员放好的托盘自动移载至托盘流出线体上,实现批量化上料功能,托盘流出线体将需要刻印的放满产品的托盘移载至激光刻印机下方后等待二维码刻印和读取完毕再将其移载出设备,进入客户自备的托盘移载流水线体上,若CCD扫描出刻印不良品,则提示员工取走不良品,最终实现批量化、自动化在涡轮头产品镭射二维码的功能,以备后续加工时追溯使用。
优选的,所述托盘上阵列排布有n×n个定位槽21,n×n个涡轮头定位于所述定位槽内,使所述涡轮头的轴头朝上。这样,将涡轮头置于定位槽内,托盘一次可承载多个涡轮头。
优选的,所述托盘流出线体为传送带式输送机构,包括间隔设置的两个传送支架31、安装于传送架上的传送带32及驱动传送带输送的调速电机33。这样,采用传送带式输送机构,在调速电机的驱动下,传送带可将其上放置的托盘输送至打标区域或移载出去。这样,托盘流出线体可将需要刻印放满产品的托盘移载至激光刻印机下方后等待二维码刻印和读取完毕再将其移载出设备,进入客户自备的托盘移载流水线体上。本发明采用调速电机加皮带传送的组成机构,此为现有技术,在此不再赘述,但不限于此。
优选的,参见图4,所述托盘自动上料机构包括托盘料架41、托盘升降机构42和托盘移载机构43,若干所述托盘间隔层叠放置于所述托盘料架上,所述托盘升降机构能够驱动所述托盘料架升降,进而升降其上放置的托盘;所述托盘移载机构能够将所述托盘料架上被升降至设定高度的托盘推送至所述托盘流出线体上。这样,通过托盘升降机构驱动托盘料架升降,可使托盘料架上的放置的托盘升降至设定高度(托盘与托盘流出线体平齐),通过托盘移载机构可将升降至设定高度的托盘推送至托盘流出线体上,该托盘完成作业后,托盘升降机构将托盘料架上的放置的下一个托盘升降至设定高度,直到所有托盘上料完,再重新在托盘料架上装载托盘。
优选的,参见图7,所述托盘料架包括料架底座411和间隔设置的两个料架边框412,两个所述边框相对的侧面上形成有间隔层叠设置的多组托架413,每组托架包括两个托架,所述托盘置于两个所述料架边框之间并定位支撑于两个所述托架上。具体实施时,料架底座可采用方形框架的结构形式,料架边框可采用至少两个竖条和一横条的结构形式,两个料架边框的四个竖条下端固接到方形框架上,每个托架采用L形横条的结构形式,多组L形横条的竖向部分顺次固接于两个竖条上,使其横向部分水平,以承载托盘,两个料架边框同一层的一组托架平齐或接近平齐,以使托盘呈水平状态。这样,实现了若干托盘间隔层叠置于托盘料架上的功能。
优选的,参见图7,所述托盘升降机构包括升降支架421、安装于所述升降支架上的丝杠滑台机构422,通过所述丝杠滑台机构驱动所述托盘料架升降。这样,具体实施时,升降支架可采用竖向设置的方形框架的形式,丝杠滑台机构包括竖向转动安装于方形框架上的丝杠传动部分和为丝杠传动部分的螺杆提供转动力的伺服电机,丝杠传动部分的螺母通过连接块与托盘料架固定连接,比如,通过连接块固接于托盘料架的料架底座的一侧,为了保证驱动托盘料架升降的稳定性,较佳的,在升降支架上设置导引板,在导引板上设置导轨,托盘料架通过滑块滑接于导轨上,为了保护丝杠传动部分,还可以为丝杠传动部分设置保护罩。
优选的,参见图7,所述托盘移载机构包括移载支架431、移载座432、移载拨块组件433和移载气缸434,所述移载拨块组件包括拨块座4331和单向转动设于所述拨块座上的拨块4332,所述移载座安装于所述移载支架上,并悬置于托盘上方,所述拨块座通过滑块和导轨滑动设于所述移载座上,所述移载气缸安装于所述移载座上,并能够驱动所述拨块座并带动所述拨块相对所述移载座在输送方向往复滑动。具体实施时,拨块可通过转轴转动设于所述拨块座上,使其朝向所述托盘流出线体一侧可转动,背向所述托盘流出线体一侧止转,从而实现拨块的单向转动,这样,在将托盘料架上被升降至设定高度的托盘推送至托盘流出线体上时,首先,移载气缸驱动拨块座滑动至托盘远离托盘流出线体的一侧,由于拨块的单向转动,在此过程中,拨块可避让托盘,然后,移载气缸驱动拨块座并带动拨块朝输送方向移动,且由于拨块的单向转动,在此过程中,拨块可驱动托盘远离托盘流出线体的一侧,使托盘朝向托盘流出线体移动,从而将托盘推送至托盘流出线体上。这里,移载支架用于安装移载座,较佳的,移载支架可采用龙门架与悬臂的结构,悬臂连接于龙门架顶部,移载座及拨块座及移载气缸安装于悬臂上,从而使拨块悬置于托盘上方,通过移载气缸在输送方向的往复运动,带动拨块避让或驱动托盘。
优选的,还包括切换机构8,所述切换机构包括切换底座81、切换基座82和切换气缸83,所述切换底座上并排设有两套所述托盘料架及所述托盘升降机构,所述切换底座通过滑块和导轨滑动设于所述切换基座上,所述切换气缸驱动所述切换底座相对所述切换基座滑动,使两套所述托盘料架及所述托盘升降机构择一与所述托盘流出线体相对。这样,一套托盘料架及所述托盘升降机构与托盘流出线体一侧相对,先进行上料,一层托盘推到托盘流出线体上后,下面的托架自动上升,等到该列托盘全部推送完毕后,另一套托盘自动上料机构在切换气缸的驱动下,滑动至与托盘流出线体一侧相对,继续上料。也就是说,上料工位包括左右一共两列,每列可承载多个托盘,比如8个托盘,一共可以承载16个托盘,上料时,员工从上料口把一个托盘塞到一个托架上,较佳的,可在托架上设置检测托架上是否空的传感器,这样,在传感器检测到托架上装载有托盘后,自动升降下一个空托架上,直到此列上满为止,另一列同样的原理。即总共可以放置16个托盘,当一个托盘放料架内的托盘被取完后,可以自动切换到另外一个托盘料架继续取另外的8个托盘,取完所有托盘设备可以自动提示作业员对其进行补充。
优选的,参见图6,所述刻印支撑定位机构包括支撑台51、支撑底座52、支撑气缸53、至少一定位挡杆54和定位气缸55,所述支撑气缸及所述定位气缸固设于所述支撑底座的下侧,所述支撑气缸动力输出轴穿过所述支撑底座与所述支撑台中部固定连接,所述支撑台四周下侧固接若干导引柱56,所述导引柱滑动穿设于所述支撑底座上;所述定位挡杆滑动穿设于所述支撑底座上,并通过连接块与所述定位气缸的动力输出轴连接;所述支撑台在所述支撑气缸的驱动下可穿过所述托盘流出线体支撑起所述托盘流出线体上的托盘,所述定位挡杆在所述定位气缸的驱动下可穿过所述托盘流出线体并阻挡其上托盘的输送。这样,所述托盘流出线体上输送的托盘在输送至定位挡杆的位置时,定位挡杆在定位气缸的驱动下穿过托盘流出线体并阻挡住托盘的输送,同时,支撑台在支撑气缸的驱动下穿过托盘流出线体支撑起托盘流出线体上的托盘,从而实现将位于打标区域的托盘顶起并定位于激光刻印机打标的焦距高度的功能。
优选的,参见图1,所述激光刻印机安装于一悬置安装架9上,所述悬置安装架包括分设于所述托盘流出线体两侧的两个脚架91和支撑于两个所述脚架上横跨在所述托盘流出线体上的顶架92,所述激光刻印机安装于所述顶架上,并可透过所述顶架对其下托盘上的涡轮头进行激光刻印二维码。激光刻印机选用大面积型激光刻印机,通过悬置安装架将其安装固定在产品流出线体的上方,托盘一次性定位后由CCD视觉影像系统提供产品的实际中心位置后,激光刻印机对托盘上所有产品进行二维码的刻印,比如,刻印范围为330*330*42mm,以有效覆盖托盘上所有产品。
优选的,参见图5,所述CCD视觉影像系统包括CCD相机71和读码器72,所述CCD相机及所述读码器安装于一驱动其在在X轴、Y轴方向移动的XY移载机构73上,并使所述CCD相机及所述读码器悬置于所述托盘流出线体上方。这样,CCD视觉影像系统提供产品需要激光刻印二维码的实际位置,CCD相机安装于XY移载机构上,每次拍摄一个产品,对产品的实际中心位置与理论位置进行比较,将偏移量反馈给激光刻印机的控制器,从而控制激光刻印的实际位置。激光刻印后再通过读码器进行二维码的识别,如果有出现读取错误或者无法读取的情况,则在显示界面显示出错误产品的位置,同时进行报警,提示作业员进行人工取出。具体实施时,XY移载机构包括安装支架731、X轴滑台模组732和Y轴滑台模组733,安装支架包括两个侧边支架7311和连接两个侧边支架的横杆7312组成,X轴滑台模组安装于一侧面支架上,另一侧壁支架上设置导轨,Y轴滑台模组一端固接于X轴滑台模组的滑座上,另一端通过滑块与导轨滑动连接,CCD相机及读码器通过连接块固接于Y轴滑台模组的滑座上,这样,X轴滑台模组和Y轴滑台模组可在XY平面上实现移动CCD相机及读码器的功能,使CCD相机及读码器移动至需要拍照或读取二维码的涡轮头的上方。X轴滑台模组及Y轴滑台模组为现有技术,在此不再赘述。
参见图8,本发明涡轮头激光打标机还包括机架、防护罩以及安装于机架上的PC机、电控机构(PLC控制系统)、吸尘器、显示器、报警装置等自动化辅助设备。
本发明涡轮头激光打标机的工作流程如下:
1)作业员按下放料按钮,托盘料架会自动移至初始位置,两个托盘料架放满后按下启动按钮;
2)托盘升降机构停到第一层的托盘下方,伸出托盘移载机构,然后,托盘升降机构将托盘升起,托盘移载机构将托盘移载至托盘流出线体上进行输送,托盘输送至激光刻印机下方的打标区域,刻印支撑定位机构将打标区域的托盘顶起并定位于激光刻印机打标的焦距高度;
3)XY移载机构上安装的CCD相机开始拍照,确认好产品的中心坐标后,将坐标反馈给PLC控制系统,PLC控制系统控制激光刻印机进行激光打标,打标完成后,XY移载机构上安装的读码器读取相关内容,判断二维码是否刻印成功;
4)如果有NG品,进行报警,提示作业员进行人工取出。OK品则随着托盘流出线体移载流出设备。
综上,本发明主要包含一台激光刻印机、一套CCD视觉影像系统及移载机构、两套托盘自动上料机构以及托盘流出线体,CCD视觉影像系统确认产品需要激光刻印二维码的实际中心位置和激光刻印后对二维码的识别,激光刻印机选用大范围的机型,可以一次性将托盘上的产品全部刻印完成,托盘自动上料机构将作业员放好的托盘自动移载至托盘流出线体上,托盘流出线体将需要刻印的放满产品的托盘移载至激光刻印机下方后等待二维码刻印和读取完毕再将其移载出设备,进入客户自备的托盘移载流水线体上,若CCD扫描出刻印不良品,则提示员工取走不良品。
以上实施例是参照附图,对本发明的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更,但不背离本发明的实质的情况下,都落在本发明的保护范围之内。