CN108188584A - 一种用于圆柱形状物体的旋转打标机及打标方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于圆柱形状物体的旋转打标机及打标方法，属于激光技术领域。包括转盘机构，还包括振镜头、激光器，所述振镜头设置于转盘机构一侧，所述振镜头通过光路管与激光器连接，所述激光器固定于激光器固定调整机构上，所述激光器与控制系统电连接。本发明还公开了一种用于圆柱形状物体的旋转打标机的打标方法。本发明可在整个圆周方向上进行各种不同形状的打标，大大提高了加工质量。

Description

一种用于圆柱形状物体的旋转打标机及打标方法

技术领域

本发明涉及激光技术领域，具体涉及一种用于圆柱形状物体的旋转打标机及打标方法。特别涉及对圆柱形状物体进行圆周旋转打标的激光应用领域。

背景技术

激光打标是一种非接触式加工方法，可在任何异型表面标刻，包括平面、圆周、曲面等等。已经在多年前开始广泛应用于服装辅料、建筑陶瓷、外壳铭牌、工艺礼品、电子元件、皮革、办公文具、各类包装等各种行业。其中激光打标在圆柱形状物体圆周面加工方面已经应用多年，其现有方法采用如下方式实现：

第一种，如图1所示，夹头50横向夹持圆柱形状物体51后使其进行圆周旋转，静止的激光(见图1所示的多个箭头)从上方照射下来从而对圆柱形状物体51圆周进行打标。该现有方法的优点是所需装置比较传统，操作也比较简单易懂。但此现有方法一次只能夹持并加工一个圆柱形状物体，比较浪费工时，不能有效提高生产效率。

第二种，如图2所示，圆盘60圆周方向上夹持多个圆柱形状物体51后物体60再在圆周方向上旋转，静止的激光(见图2所示的多个箭头)从一侧照射一个指定的位置，当其中的一个圆柱形状物体51旋转到指定的位置时，激光对其进行打标。该现有方法的优点是相比现有方法1一次可夹持多个圆柱形状物体，在加工一个圆柱形状物体的同时可对其它圆柱形状物体进行夹持操作，节省了工时，可有效提高生产效率。但此现有方法中的圆柱形状物体却不能旋转，激光只能对圆柱形状物体的指定的一定区域进行加工，具有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种用于圆柱形状物体的旋转打标机及打标方法。可对圆柱形状物体的整个圆周任意指定位置进行打标操作，并一次可在圆周方向夹持多个圆柱形状物体，有效的改进了现有技术的不足，可大大提高生产效率，进一步改善产品质量。

本发明采用的技术方案是：一种用于圆柱形状物体的旋转打标机，包括转盘机构，还包括振镜头、激光器，所述振镜头设置于转盘机构一侧，所述振镜头通过光路管与激光器连接，所述激光器固定于激光器固定调整机构上，所述激光器与控制系统电连接。

进一步优选的结构，所述转盘机构包括转盘底部机构和转盘，所述转盘活动支撑在转盘底部机构上，所述转盘上面设有多个可夹持固定旋转机构的夹持机构。

进一步优选的结构，所述固定旋转机构包括电机、电机过渡板、套筒，所述电机固定于电机过渡板下方，所述电机过渡板上端面与固定在转盘固定，所述套筒位于于电机过渡板上方，所述电机的电机杆穿出电机过渡板与套筒固定。

进一步优选的结构，所述套筒内设有空腔，所述空腔顶部开口内壁与压紧盖外圈螺纹连接，所述压紧盖中心开有与空腔同轴的用于固定圆柱形状物体的孔，所述空腔内压紧盖下方装有2个外膨胀环、2个内膨胀环和一个隔圈；每1个外膨胀环与1个内膨胀环形成一对膨胀环，两对膨胀环之间由隔圈隔开。

进一步优选的结构，所述外膨胀环内沿设有第一斜面，所述内膨胀环外沿设有与第一斜面相接触的第二斜面。

进一步优选的结构，所述振镜头通过振镜头连接块与45度拐角件的第一连接端固定连接，所述45度拐角件的第二连接端与光路管固定连接；所述反射镜片粘贴在调节镜架上，所述调节镜架固定在调节镜架安装板上，所述调节镜架安装板与45度拐角件的第三连接端固定连接，所述第三连接端的开口与第一连接端的开口、第二连接端的开口的夹角分别为45度；所述光路管通过上连接块与激光器固定连接。

进一步优选的结构，所述激光器固定调整机构上设有上下调节机构和左右调节机构。

进一步优选的结构，所述光路管通过加固机构固定在激光打标机架上；所述激光器固定调整机构固定于激光打标机架上。

进一步优选的结构，所述激光打标机架通过型材角件与底固定板固定。

一种用于圆柱形状物体的旋转打标机的打标方法，包括如下步骤：

步骤1、将圆柱形状物体插在安装在转盘机构上的固定旋转机构内，使转盘旋转到合适的位置；

步骤2、操作控制系统，使激光器出光，激光通过光路管，照射到45度拐角件上的反射镜片上，反射镜片将激光反射到振镜头，激光最后从振镜头照射出来，照射到圆柱形状物体的圆柱外表面上进行打标；

步骤3、操作控制系统使插在固定旋转机构内的圆柱形状物体在圆周方向围绕其中心进行旋转，进而使从振镜头照射出来的激光在圆周旋转部位进行打标；

步骤4、插在固定旋转机构内的圆柱形状物体圆周方向需要打标的部位打标完成后，转盘旋转将已打标的圆柱形状物体旋转运送离开，也将未打标的相邻圆柱形状物体运送到打标位置；

步骤5、人工将已打标的圆柱形状物体从固定旋转机构内拔出，再将未打标的其它圆柱形状物体插进固定旋转机构内等待下一次打标。

本发明实现了激光在旋转装置上打标的自动化，人工辅助的工作仅仅只是放料和取料；本发明将部分操作系统集成在激光器内，使整个装置视觉清爽简单；本发明在打标的同时可以取料、放料，生产效率得到了有效提高；本发明取放料时直接插入、拔出要打标的物体，操作简单，极大的降低了劳动强度；另外本发明可在整个圆周方向上进行各种不同形状的打标，大大提高了加工质量。

附图说明

图1是现有方法1的示意图；

图2是现有方法2的示意图；

图3是本发明结构示意图；

图4是转盘机构的结构示意图；

图5是固定旋转机构安装到转盘上的示意图；

图6是固定旋转机构的外部结构示意图；

图7是固定旋转机构的内部结构剖视图；

图8是振镜头安装剖视图；

图9是激光器和激光器固定调整机构的安装示意图；

图10是激光器固定调整机构固定到激光打标机架的剖视图；

图11是加固机构的结构示意图；

图12是光路管加固件的结构示意图；

图13是型材加固件的结构示意图；

图14是弹性螺母的结构示意图；

图15是整个用于旋转装置的打标机的俯视图；

图中：1-转盘机构，1-1-转盘底部机构，1-2-转盘，1-2-1-夹持机构，5-固定旋转机构，5-1-电机，5-1-1-电机杆上的平面，5-2-电机过渡板，5-2-1-电机过渡板上的孔，5-3-套筒，5-3-1-套筒上端的内螺纹，5-3-2-套筒下部的内螺纹，5-3-3-空腔，5-4-压紧盖，5-4-1-压紧盖上的外螺纹，5-5-外膨胀环，5-5-1-第一斜面，5-6-内膨胀环，5-6-1-内膨胀环的内圆表面，5-6-2-第二斜面，5-7-隔圈，5-7-1-隔圈的内圆表面，5-8-平端紧定螺钉，5-8-1-平端紧定螺钉的外螺纹，5-8-2-平端紧定螺钉的前端面，5-9-螺钉，5-10-接触面，6-螺钉，16-振镜头，17-振镜头连接块，18-反射镜片，19-45度拐角件，20-调节镜架安装板，21-调节镜架，25-光路管，25-1-光路管圆柱外表面，26-加固机构，26-1-光路管加固件，26-1-1-圆孔，26-1-2-槽口，26-1-3-第一螺纹孔，26-1-4-第二螺纹孔，26-1-5-第一内部圆孔，26-1-6-第三螺纹孔，26-1-7-第二内部圆孔，26-2-型材加固件，26-2-1-槽口，26-2-2-圆孔，26-2-3-内部圆孔，26-2-4-第一螺纹孔，26-2-5-腰圆孔，26-2-6-第二螺纹孔，26-3-加固杆，26-3-1-加固杆圆柱外表面，27-平端紧定螺钉，28-螺钉，36-上连接块，38-激光器，38-1-螺纹孔，39-激光器固定调整机构，39-1-腰圆孔，39-2-固定把手，39-2-1-固定把手的端面，40-螺钉，42-控制系统，43-激光打标机架，43-1-铝型材的沟槽面，43-2-型材角件，43-3-型材槽口，43-4-弹性螺母，43-4-1-螺纹孔，45-底固定板，45-1-第一圆孔，45-2-螺纹孔，45-3-第二圆孔，50-夹头，51-圆柱形状物体，51-1-圆柱形状物体的外圆表面，60-圆盘。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

如图3所示，本发明包括转盘机构1、固定旋转机构5、振镜头16、加固机构26、激光器38、激光器固定调整机构39、控制系统42、激光打标机架43和底固定板45。

如图4所示，转盘机构1包括转盘底部机构1-1和转盘1-2，转盘1-2支撑在转盘底部机构1-1上面，可以顺圆周旋转，转盘1-2上面设有多个可夹持固定旋转机构5的夹持结构1-2-1。

如图5、图6、图7所示，固定旋转机构5中电机5-1通过电机过渡板上的孔5-2-1，用螺钉5-9与电机过渡板5-2连接固定在一起，然后再通过螺钉6固定在转盘1-2上。其中套筒下部的内螺纹孔5-3-2与平端紧定螺钉的外螺纹5-8-1形成一对螺纹副，平端紧定螺钉5-8通过此螺纹副拧紧后其前端面5-8-2顶紧电机杆上的平面5-1-1，从而使电机5-1与套筒5-3连接固定在一起。套筒5-3内有一空腔5-3-3，空腔5-3-3内装有2个外膨胀环5-5、2个内膨胀环5-6和一个隔圈5-7。套筒5-3的上端的内螺纹孔5-3-1与压紧盖上的外螺纹5-4-1形成一对螺纹副，将压紧盖5-4旋到适当的位置后与上端外膨胀环5-5形成适当的接触面5-10，此时每1个外膨胀环5-5与每1个内膨胀环5-6形成一对膨胀环，两对膨胀环之间由隔圈5-7隔开。两对膨胀环与隔圈5-7形成一组膨胀装置，当圆柱形状物体51插入到膨胀装置的内腔时，外膨胀环5-5的第一斜面5-5-1与内膨胀环5-6的第二斜面5-6-2相挤压，使内膨胀环5-6的内圆表面5-6-1、隔圈5-7的内圆表面5-7-1形成的空腔变小，将插入的圆柱形状物体51的外圆表面51-1抱紧。当将圆柱形状物体51向外抽时，与以上过程相反空腔变大，放开圆柱形状物体51的外圆表面51-1，圆柱形状物体51拔出。

电机5-1启动后，圆柱形状物体51跟随固定旋转机构5旋转。转盘1-2转动时，固定旋转机构5随转盘1-2旋转，带动圆柱形状物体51一起随转盘1-2旋转。

如图8所示，振镜头16通过振镜头连接块17与45度拐角件19连接固定在一起，反射镜片18用胶粘贴在调节镜架21上，调节镜架21先固定在调节镜架安装板20上，调节镜架安装板20再与45度拐角件19连接固定在一起。45度拐角件19与光路管25连接固定在一起，光路管25通过上连接块36与激光器38连接固定在一起，激光器38再与激光器固定调整机构39连接固定。

如图9、图10所示，激光器固定调整机构39上设有上下调节机构，所述上下调节机构包括腰圆孔39-1，适当数量的螺钉40通过一定数量的腰圆孔39-1拧紧到激光器38上的相同数量的螺纹孔38-1上，螺钉40可在腰圆孔39-1内上下滑动，可以调整激光器38的上下高度，从而达到调节振镜头16的高度的目的。激光器固定调整机构39上还设有左右调节机构，所述左右调节机构包括两个可以拧入两个固定把手39-2的螺纹孔，当把固定把手39-2拧到足够紧时，固定把手39-2的端面39-2-1与激光打标机架43的上铝型材的沟槽面43-1顶紧时激光器38的左右位置被固定。当把固定把手39-2拧松时，端面39-2-1与沟槽面43-1脱开，可以调整激光器38的左右位置，从而达到调节振镜头16左右位置的目的。

激光器38内集成有控制系统42的一部分。外部的控制系统42固定在激光打标机架43上。

如图11、图12、图13所示，光路管25通过加固机构26进一步的固定在激光打标机架43上。

加固机构26包括光路管加固件26-1、型材加固件26-2和加固杆26-3。光路管加固件26-1设有圆孔26-1-1、槽口26-1-2、与圆孔26-1-1配对的第一螺纹孔26-1-3、2个第二螺纹孔26-1-4、第一内部圆孔26-1-5、2个第三螺纹孔26-1-6和一个与第一内部圆孔26-1-5向垂直的第二内部圆孔26-1-7。

光路管25的圆柱外表面25-1穿过第一内部圆孔26-1-5后，用螺钉28同时穿过圆孔26-1-1和与圆孔26-1-1配对的第一螺纹孔26-1-3，当将螺钉28拧紧的同时，槽口26-1-2被挤压变形而变小，进而使内部圆孔26-1-5收紧，从而使光路管的外圆表面25-1被抱紧，从而达到加固机构26与光路管25紧固的目的。平端紧定螺钉27通过2个第二螺纹孔26-1-4拧紧进一步的达到加固机构26与光路管25紧固的目的。加固杆26-3穿过第二内部圆孔26-1-7，平端紧定螺钉27穿过第三螺纹孔26-1-6拧紧，起到光路管加固件26-1与加固杆26-3紧固连接的目的。

型材加固件26-2包括槽口26-2-1、圆孔26-2-2、内部圆孔26-2-3、2个第一螺纹孔26-2-4、2个腰圆孔26-2-5和与2个圆孔26-2-2配对的第二螺纹孔26-2-6。

结合图14所示，加固杆26-3的外圆表面26-3-1穿过内部圆孔26-2-3后，用螺钉28同时穿过圆孔26-2-2和与圆孔26-2-2配对的第二螺纹孔26-2-6，当将螺钉28拧紧的同时，槽口26-2-1被挤压变形而变小，进而使内部圆孔26-2-3收紧，进而使加固杆26-3的外圆表面26-3-1被抱紧，从而达到紧固连接的目的。平端紧定螺钉27通过2个第一螺纹孔26-2-4拧紧进一步的达到紧固加固杆26-3与型材加固件26-2的目的。螺钉28通过腰圆孔26-2-5拧紧到卡在型材槽口43-3内的弹性螺母43-4的螺纹孔43-4-1内，将型材加固件26-2固定到激光打标机架43上。将螺钉28稍松即可通过腰圆孔26-2-5调整型材加固件26-2相对于激光打标机架43的前后位置。

顶紧加固杆26-3的拧入到第三螺纹孔26-1-6内的2个平端紧定螺钉27被拧松以后，可调整光路管加固件26-1与型材加固件26-2之间的距离。光路管加固件26-1上的2个螺钉28拧松后可调整光路管加固件26-1与光路管25在圆周方向的相对位置。所有可调处的螺钉紧固后，加固机构26固定将光路管25与激光打标机架43连接固定在一起。

如图15所示，激光打标机架43通过型材角件43-2与底固定板45固定在一起，底固定板45上设置有多个不同的圆孔45-1和圆通45-3，还设置有多个螺纹孔45-2。多个不同的圆孔45-1和圆孔45-3可以满足不同的螺栓在不同位置固定整个设备的目的，多个不同的圆孔45-1和圆孔45-3也方便根据工况进行现场配装。多个螺纹孔45-2可根据整个设备的不同工况采用不同数量不同型号的型材角件43-2来连接固定激光打标机架43与底固定板45。

一种用于圆柱形状物体的旋转打标机的打标方法，包括如下步骤：

步骤1、将圆柱形状物体51插在安装在转盘机构1上的固定旋转机构5内，使转盘1-2旋转到合适的位置；

步骤2、操作控制系统42，使激光器38出光，激光通过光路管，照射到45度拐角件19上的反射镜片18上，反射镜片18将激光反射到振镜头，激光最后从振镜头16照射出来，照射到圆柱形状物体51的圆柱外表面上进行打标；

步骤3、操作控制系统42使插在固定旋转机构5内的圆柱形状物体51在圆周方向围绕其中心进行旋转，进而使从振镜头16照射出来的激光在圆周旋转部位进行打标；

步骤4、插在固定旋转机构5内的圆柱形状物体51圆周方向需要打标的部位打标完成后，转盘1-2旋转将已打标的圆柱形状物体51旋转运送离开，也将未打标的相邻圆柱形状物体51运送到打标位置；

步骤5、人工将已打标的圆柱形状物体51从固定旋转机构5内拔出，再将未打标的其它圆柱形状物体51插进固定旋转机构5内等待下一次打标。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种用于圆柱形状物体的旋转打标机，包括转盘机构(1)，其特征在于，还包括振镜头(16)、激光器(38)，所述振镜头(16)设置于转盘机构一侧，所述振镜头(16)通过光路管(25)与激光器(38)连接，所述激光器(38)固定于激光器固定调整机构(39)上，所述激光器(38)与控制系统(42)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于圆柱形状物体的旋转打标机，其特征在于，所述转盘机构(1)包括转盘底部机构(1-1)和转盘(1-2)，所述转盘(1-2)活动支撑在转盘底部机构(1-1)上，所述转盘(1-2)上面设有多个可夹持固定旋转机构(5)的夹持机构(1-2-1)。

3.根据权利要求2所述的一种用于圆柱形状物体的旋转打标机，其特征在于，所述固定旋转机构(5)包括电机(5-1)、电机过渡板(5-2)、套筒(5-3)，所述电机(5-1)固定于电机过渡板(5-2)下方，所述电机过渡板(5-2)上端面与固定在转盘(1-2)固定，所述套筒(5-3)位于于电机过渡板(5-2)上方，所述电机(5-1)的电机杆穿出电机过渡板(5-2)与套筒(5-3)固定。

4.根据权利要求3所述的一种用于圆柱形状物体的旋转打标机，其特征在于，所述套筒(5-3)内设有空腔(5-3-3)，所述空腔(5-3-3)顶部开口内壁与压紧盖(5-4)外圈螺纹连接，所述压紧盖(5-4)中心开有与空腔(5-3-3)同轴的用于固定圆柱形状物体(51)的孔，所述空腔(5-3-3)内压紧盖(5-4)下方装有2个外膨胀环(5-5)、2个内膨胀环(5-6)和一个隔圈(5-7)；每1个外膨胀环(5-5)与1个内膨胀环(5-6)形成一对膨胀环，两对膨胀环之间由隔圈(5-7)隔开。

5.根据权利要求4所述的一种用于圆柱形状物体的旋转打标机，其特征在于，所述外膨胀环(5-5)内沿设有第一斜面(5-5-1)，所述内膨胀环(5-6)外沿设有与第一斜面(5-5-1)相接触的第二斜面(5-6-2)。

6.根据权利要求1所述的一种用于圆柱形状物体的旋转打标机，其特征在于，所述振镜头(16)通过振镜头连接块(17)与45度拐角件(19)的第一连接端固定连接，所述45度拐角件(19)的第二连接端与光路管(25)固定连接；所述反射镜片(18)粘贴在调节镜架(21)上，所述调节镜架(21)固定在调节镜架安装板(20)上，所述调节镜架安装板(20)与45度拐角件(19)的第三连接端固定连接，所述第三连接端的开口与第一连接端的开口、第二连接端的开口的夹角分别为45度；所述光路管(25)通过上连接块(36)与激光器(38)固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于圆柱形状物体的旋转打标机，其特征在于，所述激光器固定调整机构(39)上设有上下调节机构和左右调节机构。

8.根据权利要求1所述的一种用于圆柱形状物体的旋转打标机，其特征在于，所述光路管(25)通过加固机构(26)固定在激光打标机架(43)上；所述激光器固定调整机构(39)固定于激光打标机架(43)上。

9.根据权利要求1所述的一种用于圆柱形状物体的旋转打标机，其特征在于，所述激光打标机架(43)通过型材角件(43-2)与底固定板(45)固定。

10.一种基于权利要求1—9任一项所述的用于圆柱形状物体的旋转打标机的打标方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、将圆柱形状物体(51)插在安装在转盘机构(1)上的固定旋转机构(5)内，使转盘(1-2)旋转到合适的位置；

步骤2、操作控制系统(42)，使激光器(38)出光，激光通过光路管(25)，照射到45度拐角件(19)上的反射镜片(18)上，反射镜片(18)将激光反射到振镜头(16)，激光最后从振镜头(16)照射出来，照射到圆柱形状物体(51)的圆柱外表面上进行打标；

步骤3、操作控制系统(42)使插在固定旋转机构(5)内的圆柱形状物体(51)在圆周方向围绕其中心进行旋转，进而使从振镜头(16)照射出来的激光在圆周旋转部位进行打标；

步骤4、插在固定旋转机构(5)内的圆柱形状物体(51)圆周方向需要打标的部位打标完成后，转盘(1-2)旋转将已打标的圆柱形状物体(51)旋转运送离开，也将未打标的相邻圆柱形状物体(51)运送到打标位置；

步骤5、人工将已打标的圆柱形状物体(51)从固定旋转机构(5)内拔出，再将未打标的其它圆柱形状物体(51)插进固定旋转机构(5)内等待下一次打标。