CN107186348A - 全自动激光镭射雕刻设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于激光镭射雕刻领域，尤其涉及一种全自动激光镭射雕刻设备，包括操作台、设置在操作台上的上料机构和下料机构、设置在操作台后侧的至少一个镭射雕刻机构和运料机构、分别与所述上料机构、镭射雕刻机构、下料机构电性连接的控制机构，本发明激光镭射雕刻设备自动化程度高，同时由于本发明设备设有至少一个镭射雕刻机构，因而可以实现多个打标机同时工作，大大提高生产效率，能够满足大批量生产要求，而且整个操作过程仅需要配置一名操作人员在现场操控，省时省力，不会因长时间工作造成视觉疲劳而影响打标合格率，提升了产品雕刻质量，符合现在社会快节奏、高质量的生产宗旨，能够适用于流水线工作，具有广阔的市场前景。

Description

全自动激光镭射雕刻设备

技术领域

本发明属于激光镭射雕刻领域，尤其涉及一种全自动激光镭射雕刻设备。

背景技术

激光镭射雕刻技术是激光加工最大的应用领域之一。激光镭射雕刻是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使工件表层材料汽化蒸发露出深层物质，或者是通过高能量光能导致工件表层物质发生化学变化而雕刻出痕迹，或者是通过高能量光能烧掉部分物质，以显示出所需刻蚀的图案、文字，从而在工件表面留下永久性标记的一种打标方法。激光镭射雕刻可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级，这对产品的防伪以及后续追踪管理起着举足轻重的作用。

现有市场上常见的激光打标机自动化程度较低，不仅需要人工手动上下料，而且更重要的是，这种打标机在工作时每台打标机均需要至少配置一个操作人员在现场监控，在面对大量打标任务时需要配置多个打标机以及多个操作人员，费时费力，造成生产效率低下，无法应用于流水线生产，而且人工长时间工作易造成视觉疲劳，出错率较高，造成打标作业合格率较低，无法满足打标要求，不符合现代社会中快节奏、高质量的生产宗旨。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种自动化程度高、省时省力、生产效率高、打标合格率高且适用于流水线作业的全自动激光镭射雕刻设备。

本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：

一种全自动激光镭射雕刻设备，其特征在于，包括：

操作台；

上料机构，设置在所述操作台上，用于将待雕产品由操作台前端移送到操作台后端，所述上料机构包括固定设置在操作台上的旋转分割机构以及上料载具，所述上料载具设置在所述旋转分割机构上并能够在旋转分割机构的驱动下在操作台上方作旋转运动；

至少一个镭射雕刻机构，设置在所述操作台后侧，用于对待雕产品进行镭射雕刻，所述镭射雕刻机构包括雕刻工作台，所述雕刻工作台上设有打标机及打标载具，所述打标机设置于所述打标载具上方；

下料机构，设置在所述操作台上，用于将雕刻后的产品由操作台后端移动到操作台前端，所述下料机构包括固定设置在操作台上的位移模组以及下料载具，所述下料载具设置在所述位移模组上并能够在位移模组上前后位移；

运料机构，设置在所述操作台后端，用于将待雕产品在所述上料机构、镭射雕刻机构、下料机构之间进行运送；

控制机构，设置在所述操作台上，分别与所述上料机构、镭射雕刻机构、下料机构、运料机构电性连接。

本发明中所述的旋转分割机构是在所述操作台上设有分割圆盘，所述分割圆盘底部设有驱动分割圆盘转动的调速电机，所述调速电机经传动装置连接所述分割圆盘，所述上料载具设置在所述分割圆盘上。

本发明中所述的传动装置是凸轮分割器，所述凸轮分割器的输入轴连接所述调速电机，所述凸轮分割器的输出轴连接所述分割圆盘。

本发明中所述打标机包括打标控制机构、设置在所述雕刻工作台上的可调支架以及活动设置在可调支架上端的光纤激光器，所述可调支架上还固定设置有显示器，所述打标载具设置在所述光线激光器下方的雕刻工作台上。

本发明中所述的位移模组是在所述操作台上设有滑轨和驱动电机，所述滑轨上设有可沿其自由滑动的滑座，所述驱动电机经驱动电机丝杠与所述滑座相连，所述下料载具设置在所述滑座上。

本发明中所述运料机构是在所述操作台后端设有六轴机械手，所述六轴机械手第六轴上设置有取料治具，所述取料治具上设置有真空吸盘。

本发明中所述取料治具设置有四个，且所述四个取料治具等间距设置在所述六轴机械手第六轴上，即，相邻两个取料治具沿第六轴径向方向上的夹角为90°。

本发明中所述控制机构包括设置在操作台上方的人机交互终端、操作台下侧的工控机箱和工控机箱内部的控制器，所述控制器分别电性连接所述上料机构、镭射雕刻机构、下料机构、运料机构以及人机交互终端。

本发明中所述激光镭射机构设有六个，且所述六个激光镭射机构均布在所述操作台的左右两侧。

本发明中所述操作台上还设有紧急制动按钮，所述紧急制动按钮与所述控制机构电性连接。

本发明的有益效果是，由于本发明全自动激光镭射雕刻设备包括操作台、设置在操作台上的上料机构和下料机构、设置在操作台后侧的至少一个镭射雕刻机构和运料机构、分别与所述上料机构、镭射雕刻机构、下料机构电性连接的控制机构，因而利用本发明激光镭射雕刻设备进行雕刻作业时，仅需要人工将待雕产品放置在上料机构上，待雕产品由运料机构传送到镭射雕刻机构上，由镭射雕刻机构对待雕产品进行激光镭射雕刻处理，雕刻处理之后再由运料机构运送到下料机构，自动化程度高，同时由于本发明设备设有至少一个镭射雕刻机构，因而可以实现多个打标机同时工作，大大提高生产效率，能够满足大批量生产要求，而且整个操作过程仅需要配置一名操作人员在现场操控，省时省力，不会因长时间工作造成视觉疲劳而影响打标合格率，提升了产品雕刻质量，符合现在社会快节奏、高质量的生产宗旨，能够适用于流水线工作。由于本发明运料机构是在所述操作台后端设有六轴机械手，因而可以在更大范围内实现待雕产品的任意位置取放，打标合格率高，所述六轴机械手第六轴上设置有四个取料治具，且所述取料治具上设置有真空吸盘，可以最大限度减少操作时间，提高生产效率。

附图说明

图1、图2为本发明激光镭射雕刻设备的整体结构示意图。

图3为本发明六轴机械手上的取料治具吸取工作状态的结构示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

如图1、图2所示的全自动激光镭射雕刻设备的结构示意图，包括操作台10、上料机构20、至少一个镭射机构30、运料机构40、下料机构50、控制机构60，所述上料机构20设置在所述操作台10上，用于将待雕产品由操作台10前端移送到操作台后端，所述上料机构20包括固定设置在操作台上的旋转分割机构以及上料载具21，所述上料载具21设置在所述旋转分割机构上并能够在旋转分割机构的驱动下在操作台上方作旋转运动，从而将上料载具中的待雕产品由操作台前端移动到操作台后端。本实施例中，所述的旋转分割机构是在所述操作台10上设有分割圆盘22，所述分割圆盘22底部设有驱动分割圆盘转动的调速电机23，所述调速电机23经传动装置连接所述分割圆盘22，所述上料载具设置在所述分割圆盘上。作为优选实施方式，本实施例中所述的传动装置是凸轮分割器24，所述凸轮分割器24的输入轴连接所述调速电机23，所述凸轮分割器的输出轴连接所述分割圆盘22。由图1可以看出，本实施例中所述分割圆盘上设有两个上料载具21：第一上料载具和第二上料载具，且所述第一上料载具和所述第二上料载具对称分布在所述分割圆盘22上，第一上料载具位于操作台前端，第二上料载具位于操作台后端。

镭射雕刻机构30设置在所述操作台10后侧，用于对待雕产品进行镭射雕刻，所述镭射雕刻机构30包括雕刻工作台31，所述雕刻工作台上设有打标机及打标载具32，所述打标机设置于所述打标载具上方。优选的，本实施例中所述雕刻工作台与所述操作台位于同一水平面，所述打标机包括打标控制机构、设置在所述雕刻工作台31上的可调支架33以及活动设置在可调支架上端的光纤激光器34，所述可调支架上还固定设置有显示器35，所述打标载具32设置在所述光线激光器34下方的雕刻工作台31上。作为优选实施方式，由图1可以看出，本实施例中所述激光镭射机构30设有六个，且所述六个激光镭射机构30均布在所述操作台10的左右两侧，操作台右侧的由前向后第一激光镭射机构、第二激光镭射机构、第三激光镭射机构，操作台左侧的由前向后依次为第四激光镭射机构、第五激光镭射机构、第六激光镭射机构。本实施例中通过在操作台后侧设置六个激光镭射机构，六个激光镭射机构可以同时开启，大大提高了生产效率，能够满足大批量流水线生产要求。

运料机构40设置在所述操作台后端，用于将待雕产品在所述上料机构、镭射雕刻机构、下料机构之间进行运送，本实施例中所述运料机构是在所述操作台10后端设有六轴机械手，所述六轴机械手第六轴41上设置有取料治具42，所述取料治具上设置有真空吸盘43，工作时利用真空吸盘43将待雕产品44吸附抓取。由图3可以看出，本实施例中真空吸盘43设置有两个，提高了吸附抓取稳定性。作为优选实施方式，本实施例所述取料治具42设置有四个，沿第六轴顺时针方向依次为第一取料治具、第二取料治具、第三取料治具、第四取料治具，且所述四个取料治具等间距设置在所述六轴机械手第六轴上，即，相邻两个取料治具沿第六轴径向方向上的夹角为90°，取料治具42随着机械手第六轴作周向旋转运动。本实施例中运料机构通过选用六轴机械手，可以在更大范围内实现待雕产品的任意位置取放，打标合格率高，所述六轴机械手第六轴上设置有四个取料治具，且所述取料治具上设置有真空吸盘，可以最大限度减少操作时间，提高生产效率。

下料机构50设置在所述操作台10上，用于将雕刻后的产品由操作台后端移动到操作台前端，所述下料机构包括固定设置在操作台上的位移模组以及下料载具51，所述下料载具设置在所述位移模组上并能够在位移模组上前后位移。由图1可以看出，本实施例中所述的位移模组是在所述操作台上设有滑轨52和驱动电机53，所述滑轨52上设有可沿其自由滑动的滑座，所述驱动电机53经驱动电机丝杠与所述滑座相连，所述下料载具51设置在所述滑座上。

控制机构60设置在所述操作台上，分别与所述上料机构、镭射雕刻机构、下料机构、运料机构电性连接。本实施例中所述控制机构60包括设置在操作台上方的人机交互终端61、操作台下侧的工控机箱62和工控机箱内部的控制器，所述控制器为可编程控制器PLC（Programmable Logic Controller），PLC控制器分别电性连接所述上料机构、镭射雕刻机构、下料机构、运料机构以及人机交互终端，操作台10上设有启动按钮63。作为优选实施方式，由图1可以看出，本实施例中所述操作台上还设有紧急制动按钮70，所述紧急制动按钮与所述控制机构电性连接。

本实施例的工作过程如下：

操作人员在操作台前侧将待雕产品放入分割圆盘上的第一上料载具中，按下启动按钮，分割圆盘在调速电机的驱动下进行旋转运动，分割圆盘周向转动180°后，第一上料载具中的待雕产品由操作台前端移动到操作台后端，第二上料载具由操作台后端移动到操作台前端，操作人员将待雕产品放置在第二上料载具中。此时，控制机构控制六轴机械手启动工作，六轴机械手第六轴上的第一取料治具运动到第一上料载具中的待雕产品上方后下压，利用第一取料治具上的真空吸盘将待雕产品吸取，吸取后机械手第六轴抬起并顺时针旋转90°，此时第二取料治具位于待雕产品上方，第六轴下压，利用第二取料治具上的真空吸盘将待雕产品吸取，同样地，吸取后机械手第六轴抬起并顺时针旋转90°，此时第三取料治具位于待雕产品上方，第六轴下压，利用第三取料治具上的真空吸盘将待雕产品吸取，吸取后机械手第六轴抬起并顺时针旋转90°，此时第四取料治具位于待雕产品上方。

取完三个待雕产品后，六轴机械手逆时针回旋270°至第一激光镭射机构打标载具上方，第六轴机械手下压并带动第四取料治具下压至打标载具，六轴机械手抬起，第六轴顺时针旋转90°后带动第一取料治具下压至打标载具上方，第一取料治具上的真空吸盘破真空，将待雕产品放置在打标载具上。此时控制机构控制机械手第六轴对待雕产品进行一次拍打后抬起，以使待雕产品与打标载具更好的贴合，提高打标质量。完成后六轴机械手发送信号至控制机构，控制机构控制第一激光镭射机构启动，打标机对打标载具上的待雕产品进行镭射雕刻，同时六轴机械手移动至第二激光镭射机构打标载具上方，第六轴顺时针旋转90°后下压，将第二取料治具上的待雕产品放置在第二激光镭射机构中的打标载具上，同样的第六轴对待雕产品进行一次拍打后抬起，使待雕产品与打标载具更合贴合，第二激光镭射机构启动，打标机对待雕产品进行镭射雕刻。重复以上同样的步骤，第三激光镭射机构启动对待雕产品进行镭射雕刻，六轴机械手回到初始位置，此时第六轴取料治具上均未吸取产品。

控制机构控制旋转分割机构工作，分割圆盘在调速电机的驱动下进行旋转运动，分割圆盘周向转动180°后，第二上料载具中的待雕产品由操作台前端移动到操作台后端，第一上料载具由操作台后端移动到操作台前端，操作人员将待雕产品放置在第一上料载具中。与所述第一激光镭射机构、第二激光镭射机构、第三激光镭射机构步骤相同，第四激光镭射机构、第五激光镭射机构、第六激光镭射机构启动对待雕产品进行镭射雕刻，六轴机械手回到初始位置，此时第六轴取料治具上均未吸取产品。

控制机构控制旋转分割机构工作，分割圆盘在调速电机的驱动下进行旋转运动，分割圆盘周向转动180°后，第一上料载具中的待雕产品由操作台前端移动到操作台后端，第二上料载具由操作台后端移动到操作台前端，操作人员将待雕产品放置在第二上料载具中。与最初步骤相同，六轴机械手通过第六轴上的第一取料治具、第二取料治具、第三取料治具将第一上料载具中的待雕产品进行吸取，然后第六轴下压带动未吸取待雕产品的第四取料治具下压至第一激光镭射机构打标载具上方，此时第一激光镭射机构打标载具承载有已经雕刻过的成品，第四取料治具利用其上的真空吸盘将雕刻过的成品吸取，然后第六轴抬起后顺时针旋转90°后带动第一取料治具下压至打标载具上方，第一取料治具上的真空吸盘破真空，将待雕产品放置在打标载具上。同样的，控制机构控制机械手第六轴对待雕产品进行一次拍打后抬起，控制机构控制第一激光镭射机构启动，打标机对打标载具上的待雕产品进行镭射雕刻，同时六轴机械手移动至第二激光镭射机构打标载具上方，第一取料治具将第二激光镭射机构打标载具上已雕刻过后的成品吸取后，第六轴抬起并顺时针旋转90°后下压，重复以上步骤，第二激光镭射机构、第三激光镭射机构启动对待雕产品进行镭射雕刻，机械手回到操作台后侧下料机构处，此时第六轴上第四取料治具、第一取料治具、第二取料治具上均吸取有已雕刻过的成品。

机械手第六轴顺时针旋转90°后下压，将第四取料治具上的已雕成品放置在下料机构位移模组上的下料载具中，然后第六轴再依次顺时针旋转90°后下压，分别将第一取料治具、第二取料治具上的已雕成品放置在下料载具中，机械手逆时针旋转90°后回到初始位置。控制机构控制位移模组的驱动电机工作，下料载具在驱动电机的驱动下由操作台后端移动到操作台前端，操作人员将下料载具中的已雕成品取走。与上述步骤相同，机械手依次将第四激光镭射机构、第五激光镭射机构、第六激光镭射机构中的已雕成品放置在下料机构中进行收料，并同时将未雕刻的待雕产品依次放置在第四激光镭射机构、第五激光镭射机构、第六激光镭射机构中进行镭射雕刻。

重复以上步骤即可完成所有待雕产品的镭射雕刻，而且全程只需要配置一个操作人员，省时省力，自动化程度高，产品打标质量高，六个激光镭射机构同时工作，大大提高生产效率，能够满足大批量生产要求，适用于流水线工作。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种全自动激光镭射雕刻设备，其特征在于，包括：

操作台；

上料机构，设置在所述操作台上，包括固定设置在操作台上的旋转分割机构以及上料载具，所述上料载具设置在所述旋转分割机构上并能够在旋转分割机构的驱动下在操作台上方作旋转运动；

至少一个镭射雕刻机构，设置在所述操作台后侧，包括雕刻工作台，所述雕刻工作台上设有打标机以及打标载具，所述打标机设置于所述打标载具上方；

下料机构，设置在所述操作台上，包括固定设置在操作台上的位移模组以及下料载具，所述下料载具设置在所述位移模组上并能够在位移模组上前后位移；

运料机构，设置在所述操作台后端，用于将待雕产品在所述上料机构、镭射雕刻机构、下料机构之间进行运送；

控制机构，设置在所述操作台上，分别与所述上料机构、镭射雕刻机构、下料机构、运料机构电性连接。

2.根据权利要求1所述的全自动激光镭射雕刻设备，其特征在于，所述旋转分割机构是在所述操作台上设有分割圆盘，所述分割圆盘底部设有驱动分割圆盘转动的调速电机，所述调速电机经传动装置连接所述分割圆盘，所述上料载具设置在所述分割圆盘上。

3.根据权利要求2所述的全自动激光镭射雕刻设备，其特征在于，所述的传动装置是凸轮分割器，所述凸轮分割器的输入轴连接所述调速电机，所述凸轮分割器的输出轴连接所述分割圆盘。

4.根据权利要求1所述的全自动激光镭射雕刻设备，其特征在于，所述打标机包括打标控制机构、设置在所述雕刻工作台上的可调支架以及活动设置在可调支架上端的光纤激光器，所述可调支架上还固定设置有显示器，所述打标载具设置在所述光线激光器下方的雕刻工作台上。

5.根据权利要求1所述的全自动激光镭射雕刻设备，其特征在于，所述的位移模组是在所述操作台上设有滑轨和驱动电机，所述滑轨上设有可沿其自由滑动的滑座，所述驱动电机经驱动电机丝杠与所述滑座相连，所述下料载具设置在所述滑座上。

6.根据权利要求1所述的全自动激光镭射雕刻设备，其特征在于，所述运料机构是在所述操作台后端设有六轴机械手，所述六轴机械手第六轴上设置有取料治具，所述取料治具上设置有真空吸盘。

7.根据权利要求6所述的全自动激光镭射雕刻设备，其特征在于，所述取料治具设置有四个，且所述四个取料治具等间距设置在所述六轴机械手第六轴上。

8.根据权利要求1所述的全自动激光镭射雕刻设备，其特征在于，所述控制机构包括设置在操作台上方的人机交互终端、操作台下侧的工控机箱和工控机箱内部的控制器，所述控制器分别电性连接所述上料机构、镭射雕刻机构、下料机构以及人机交互终端。

9.根据权利要求1所述的全自动激光镭射雕刻设备，其特征在于，所述激光镭射机构设有六个，且所述六个激光镭射机构均布在所述操作台的左右两侧。

10.根据上述任一项权利要求所述的全自动激光镭射雕刻设备，其特征在于，所述操作台上还设有紧急制动按钮，所述紧急制动按钮与所述控制机构电性连接。