CN110369877A - 一种线体产品夹紧导向工装及高速打标设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种线体产品夹紧导向工装及高速打标设备，所述工装包括支架机构和左右对称设置的初步竖向定位导向轮组、竖向导向轮、横向定位旋转柱组和竖向加紧轮组，由端部向内依次为初步竖向定位导向轮组、竖向导向轮、横向定位旋转柱组、竖向加紧轮组和宽度可调走线机构；所述打标设备包括机柜、光源上下升降装置、前后移动平台、激光光源、激光头和产品夹紧导向工装。本发明能够提高管体、线材等飞行流水线在激光打标时的运行轨迹的稳定性，提高高速激光打标质量，并且能够实现打标内容的在线编辑。
Description
技术领域
本发明涉及一种线体产品夹紧导向工装及高速打标设备，能够在线体流动的产品上在线不停顿地进行激光标识打印，可应用于包装、电缆、管材等线体流水线行业。
背景技术
针对线体流水线行业，在线体流动的产品需要在线不停顿地进行激光标识打印，在线飞行激光打标机主要用于在各类产品表面或外包装物表面进行在线激光标识打印，与传统的只能对静止的物体进行标识打印的激光打标机不同的是：在线飞行激光打标机在喷码刻标过程中，产品是在生产线上不停地流动的，这极大地提高了生产的效率，更能够适应自动工业生产的要求。
但现有的普通在线飞行激光打标机的加工效率还比较低、打标效果不稳定、打标间距不能调整、在打印过程中不能够编辑打印内容、不能与工厂管理MES系统实时通信、不能在在远程端检测在线飞行激光打标机的运行情况及产能，因此，目前的在线飞行激光打标机在适应自动工业生产方面还有诸多需要改进的点。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种线体产品夹紧导向工装及高速打标设备，能够提高管体、线材等飞行流水线在激光打标时的运行轨迹的稳定性，提高高速激光打标质量，并且能够实现打标内容的在线编辑。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种线体产品夹紧导向工装，包括支架机构和左右对称设置的初步竖向定位导向轮组、竖向导向轮、横向定位旋转柱组和竖向加紧轮组，由端部向内依次为初步竖向定位导向轮组、竖向导向轮、横向定位旋转柱组、竖向加紧轮组和宽度可调走线机构；
所述支架机构包括端部竖向移动支撑板、竖向支撑板和中部横向支撑板，竖向支撑板固定在中部横向支撑板的两端，端部竖向移动支撑板通过竖向滑槽机构安装在竖向支撑板的外侧；
所述初步竖向定位导向轮组包括位于上侧的第一定位导向轮和位于下侧的第二定位导向轮，第一定位导向轮的中心轴固定在竖向移动支撑板上，第二定位导向轮的中心轴通过一个上下移动滑块安装在竖向移动支撑板上，通过调节上下移动滑块的位置调节第一定位导向轮和位于下侧的第二定位导向轮之间的间距，产品从初步竖向定位导向轮组中间穿过，通过初步竖向定位导向轮组对产品进行初步竖向定位；
所述竖向导向轮的中心轴固定在竖向移动支撑板上，竖向导向轮的中心轴位置高于第二定位导向轮的中心轴位置，产品搭在竖向导向轮上方通过，通过竖向导向轮对产品进行防跳动限位；
所述横向定位旋转柱组包括位于内侧的第一定位旋转柱和位于外侧的第二定位旋转柱，第一定位旋转柱的中心轴固定在横向支撑杆上，第二定位旋转柱的中心轴通过一个前后移动滑槽安装在横向支撑杆上，通过调节第二定位旋转轴的中心轴在前后移动滑槽内的位置调节第一定位旋转柱和位于外侧的第二定位旋转柱之间的间距，产品从横向定位旋转柱组中间穿过，通过横向定位旋转柱组对产品进行横向定位；所述横向支撑杆固定在竖向移动支撑板上；
所述竖向加紧轮组包括位于上侧的夹紧胶轮和位于下侧的夹紧轮，夹紧胶轮的中心轴通过轴承安装在竖向支撑板上，编码器通过联轴器与夹紧胶轮同轴安装在竖向支撑板的背面，编码器与夹紧胶轮同步转动；竖向支撑板上设置有竖向滑槽，夹紧轮的中心轴穿过竖向滑槽与竖向支撑板背面的滑块固定；在夹紧胶轮的中心轴和夹紧轮的中心轴之间连接弹簧机构，产品从竖向加紧轮组中间穿过，通过弹簧机构，将产品加紧在夹紧胶轮和夹紧轮之间；
所述宽度可调走线机构包括前侧导向板、后侧导向板和两副双向T型丝杆机构，前侧导向板的两端分别与两副双向T型丝杆机构正牙侧的螺纹滑块连接，后侧导向板的两端分别与两副双向T型丝杆机构反牙侧的螺纹滑块连接，前侧导向板和后侧导向板在前后方向上同步相背移动或相向移动；前侧导向板和后侧导向板上各设置一排导柱，产品从两排导柱之间穿过；产品的待打标区域在宽度可调走线机构中部。
优选的，所述前侧导向板和后侧导向板均为双层板结构，导柱设置在上层板，上层板和下层板通过旋转合页轴连接，前侧导向板的旋转合页轴设置在前侧，后侧导向板的旋转合页轴设置在后侧；旋转合页轴通过锁紧螺母锁紧；当锁紧螺母松开时，前/后侧导向板可以实现打开或闭合，当打开或闭合到合适位置时，锁紧螺母锁紧，前/后侧导向板可以保持在相应位置，增大了两排导柱的间距可调范围。
优选的，所述第二定位导向轮和第二定位旋转柱的位置调整均通过快速夹结构实现。
一种流水线飞行高速打标设备，包括机柜、产品夹紧导向工装、光源上下升降装置、前后移动平台、激光光源和激光头；
所述光源上下升降装置括通过滑轨机构连接的立柱和上下移动平台，立柱固定在机柜的台面上的后侧区域；前后移动平台通过滑轨机构安装在上下移动平台上，激光光源固定在前后移动平台上，激光头安装在激光光源的端部；
所述产品夹紧导向工装通过可升降的安装支架安装在机柜的台面上的中部区域，夹住产品待打标区域的左右两侧，产品的待打标区域位于激光头的正下方。
具体的，还包括打标位置防护外罩，所述打标位置防护外罩包括左侧挡板、右侧挡板和前侧防护门，左侧挡板和右侧挡板均设置贯穿窗口，产品夹紧导向工装的左右两端从左右两个贯穿窗口伸出；前侧防护门的底端铰接在机柜的台面上的前侧区域，前侧防护门的上部左右两侧通过插拔机构与左侧挡板和右侧挡板连接，在前侧防护门上设置有拉环；左侧挡板、右侧挡板和前侧防护门整体形成U型结构，围护产品的待打标区域。
具体的，还包括操作显示台，所述操作显示台包括PC组件、托盘、第一支架和第二支架，第一支架的一端固定在光源上下升降装置的立柱上，第一支架的另一端与第二支架的一端通过第一轴承铰接，第二支架的另一端与托盘底部通过第二轴承铰接，PC组件设置在托盘上，第一轴承的转动范围为0～80°范围内，第二轴承的转动范围为0～100°，当第一支架和第二支架完全收纳后，托盘的背板位于机柜区域投影范围内。
产品流入产品夹紧导向工装后，先经过初步竖向定位导向轮组进行初步竖向定位，然后经过竖向导向轮上调一定位移减缓产品跳动，接着经过横向定位旋转柱组进行横向定位，接着经过竖向加紧轮组夹紧，此时产品和竖向加紧轮组同步位移，而夹紧胶轮的转动带动了编码器的同步转动，基于线速度和角速度的对应关系，很容易即可得到产品的流动速度，我们可以根据产品的流动速度调节激光打标的速度；之后产品进入宽度可调走线机构，通过调节旋转合页轴调节两排导向柱之间的间距，使得产品平稳地经过产品的待打标区域，在产品的待打标区域对产品进行打标；最后产载依次通过竖向加紧轮组、横向定位旋转柱组、竖向导向轮和初步竖向定位流出。采用两侧对称的结构，是为了保证产品打标位置的平稳，提高打标质量；同时两个编码器的使用，也可以对产品流速进行更为准确的测量。
同时，相对于现有的单轮导向的设计，我们采用多重轮组的设置，对产品能够高效打标提供了支持，打标位置更准确，更容易实现非接触式无损打标。
测量到的产品流速是在线和实时的，我们可以在后台进行智能设计，让打标的速度与产品流速一致，提高整个打标系统的自动化程度，同时也可以与工厂的MES管理系统连接，根据MES系统指令获取现在打标的内容，能实时和流水线、流水线管理系统对接起来、过程的全部控制，更好防止人工操作出错，设备的加工内容的管控。
有益效果：本发明提供的线体产品夹紧导向工装及高速打标设备，对产品的待打标区域两端进行有效夹持固定，同时对产品的待打标区域进行稳定性限位，能够保证产品在打标时能够稳定移动，保证能够有效进行激光打标；同时，本案采用激光打标，相对于现有工艺喷墨的方式更加环保、经济，永久性标记不会被轻易抹除，非接触式无损打标，不会伤及基材，加工精度高，可以做到很小字符的打标使用寿命长，连续工作2-10万个小时以上(根据激光光源寿命)，加工过程管控，人工操作简便，流水线飞行高速打标，防止设定错打印内容的加工错误，连接工厂管理系统MES，从开始打标开始已经进行产品的加工过程管控，打标之前的文字防呆，打码内容与MES系统的确认，整个加工流程都是管控中。定制化的管材、线缆工在高度流水线打码的时候保证打标的效果一直、避免被打产品的跳动造成的影响，实时获取流水线速度，流水线变速的情况不影响打标的质量。
附图说明
图1为本发明的整机立体结构示意图；
图2为操作显示台的安装结构示意图；
图3为产品夹紧导向工装的某一视角的立体结构示意图；
图4为产品夹紧导向工装的另一视角的立体结构示意图；
1-光源上下升降装置；2-前后移动平台；3-激光光源；4-激光头；5-操作显示台；6-打标位置防护外罩；7-产品夹紧导向工装；
5-1-第一支架；5-2-第二支架；5-3-托盘；5-4-第二轴承；
6-1-前侧防护门；
7-1-竖向移动支撑板；7-2-竖向支撑板；7-3-中部横向支撑板；7-4-第一定位导向轮；7-5-第二定位导向轮；7-6-竖向导向轮；7-7-第一定位旋转柱；7-8-第二定位旋转柱；7-9-夹紧胶轮；7-10-夹紧轮；7-11-编码器；7-12-前侧导向板；7-13-后侧导向板；7-14-导柱；7-15-双向T型丝杆机构；7-16-旋转合页轴；7-17-锁紧螺母；7-18-可升降的安装支架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示为一种流水线飞行高速打标设备，包括机柜、产品夹紧导向工装7、光源上下升降装置1、前后移动平台2、激光光源3和激光头4；所述光源上下升降装置1包括通过滑轨机构连接的立柱和上下移动平台，立柱固定在机柜的台面上的后侧区域；前后移动平台2通过滑轨机构安装在上下移动平台上，激光光源3固定在前后移动平台2上，激光头4安装在激光光源3的端部；所述产品夹紧导向工装7通过可升降的安装支架7-18安装在机柜的台面上的中部区域，夹住产品待打标区域的左右两侧，产品的待打标区域位于激光头4的正下方。
如图所示，本案还设置有打标位置防护外罩6，所述打标位置防护外罩6包括左侧挡板、右侧挡板和前侧防护门，左侧挡板和右侧挡板均设置贯穿窗口，产品夹紧导向工装7的左右两端从左右两个贯穿窗口伸出；前侧防护门的底端铰接在机柜的台面上的前侧区域，前侧防护门的上部左右两侧通过插拔机构与左侧挡板和右侧挡板连接，在前侧防护门上设置有拉环；左侧挡板、右侧挡板和前侧防护门整体形成U型结构，围护产品的待打标区域。
如图所示，本案还设置有括操作显示台5，所述操作显示台5包括PC组件、托盘、第一支架和第二支架，第一支架的一端固定在光源上下升降装置1的立柱上，第一支架的另一端与第二支架的一端通过第一轴承铰接，第二支架的另一端与托盘底部通过第二轴承铰接，PC组件设置在托盘上，第一轴承的转动范围为0～80°范围内，第二轴承的转动范围为0～100°，当第一支架和第二支架完全收纳后，托盘的背板位于机柜区域投影范围内。
如图3、图4所示，为本案使用的一种线体产品夹紧导向工装7，包括支架机构和左右对称设置的初步竖向定位导向轮组、竖向导向轮、横向定位旋转柱组和竖向加紧轮组，由端部向内依次为初步竖向定位导向轮组、竖向导向轮、横向定位旋转柱组、竖向加紧轮组和宽度可调走线机构。
所述支架机构包括端部竖向移动支撑板、竖向支撑板和中部横向支撑板，竖向支撑板固定在中部横向支撑板的两端，端部竖向移动支撑板通过竖向滑槽机构安装在竖向支撑板的外侧。
所述初步竖向定位导向轮组包括位于上侧的第一定位导向轮和位于下侧的第二定位导向轮，第一定位导向轮的中心轴固定在竖向移动支撑板上，第二定位导向轮的中心轴通过一个上下移动滑块安装在竖向移动支撑板上，通过调节上下移动滑块的位置调节第一定位导向轮和位于下侧的第二定位导向轮之间的间距，产品从初步竖向定位导向轮组中间穿过，通过初步竖向定位导向轮组对产品进行初步竖向定位。
所述竖向导向轮的中心轴固定在竖向移动支撑板上，竖向导向轮的中心轴位置高于第二定位导向轮的中心轴位置，产品搭在竖向导向轮上方通过，通过竖向导向轮对产品进行防跳动限位。
所述横向定位旋转柱组包括位于内侧的第一定位旋转柱和位于外侧的第二定位旋转柱，第一定位旋转柱的中心轴固定在横向支撑杆上，第二定位旋转柱的中心轴通过一个前后移动滑槽安装在横向支撑杆上，通过调节第二定位旋转轴的中心轴在前后移动滑槽内的位置调节第一定位旋转柱和位于外侧的第二定位旋转柱之间的间距，产品从横向定位旋转柱组中间穿过，通过横向定位旋转柱组对产品进行横向定位；所述横向支撑杆固定在竖向移动支撑板上。
所述竖向加紧轮组包括位于上侧的夹紧胶轮和位于下侧的夹紧轮，夹紧胶轮的中心轴通过轴承安装在竖向支撑板上，编码器通过联轴器与夹紧胶轮同轴安装在竖向支撑板的背面，编码器与夹紧胶轮同步转动；竖向支撑板上设置有竖向滑槽，夹紧轮的中心轴穿过竖向滑槽与竖向支撑板背面的滑块固定；在夹紧胶轮的中心轴和夹紧轮的中心轴之间连接弹簧机构，产品从竖向加紧轮组中间穿过，通过弹簧机构，将产品加紧在夹紧胶轮和夹紧轮之间。
所述宽度可调走线机构包括前侧导向板、后侧导向板和两副双向T型丝杆机构，前侧导向板的两端分别与两副双向T型丝杆机构正牙侧的螺纹滑块连接，后侧导向板的两端分别与两副双向T型丝杆机构反牙侧的螺纹滑块连接，前侧导向板和后侧导向板在前后方向上同步相背移动或相向移动；前侧导向板和后侧导向板上各设置一排导柱，产品从两排导柱之间穿过；产品的待打标区域在宽度可调走线机构中部。
所述前侧导向板和后侧导向板均为双层板结构，导柱设置在上层板，上层板和下层板通过旋转合页轴连接，前侧导向板的旋转合页轴设置在前侧，后侧导向板的旋转合页轴设置在后侧；旋转合页轴通过锁紧螺母锁紧；当锁紧螺母松开时，前/后侧导向板可以实现打开或闭合，当打开或闭合到合适位置时，锁紧螺母锁紧，前/后侧导向板可以保持在相应位置，增大了两排导柱的间距可调范围。
本例的产品夹紧导向工装7中，除了支架机构内部的固定连接外，其他组件的固定连接，主要采用螺纹结构，当单个零部件磨损后，可以方便更换。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种线体产品夹紧导向工装(7)，其特征在于：包括支架机构和左右对称设置的初步竖向定位导向轮组、竖向导向轮、横向定位旋转柱组和竖向加紧轮组，由端部向内依次为初步竖向定位导向轮组、竖向导向轮、横向定位旋转柱组、竖向加紧轮组和宽度可调走线机构；
所述支架机构包括端部竖向移动支撑板、竖向支撑板和中部横向支撑板，竖向支撑板固定在中部横向支撑板的两端，端部竖向移动支撑板通过竖向滑槽机构安装在竖向支撑板的外侧；
所述初步竖向定位导向轮组包括位于上侧的第一定位导向轮和位于下侧的第二定位导向轮，第一定位导向轮的中心轴固定在竖向移动支撑板上，第二定位导向轮的中心轴通过一个上下移动滑块安装在竖向移动支撑板上，通过调节上下移动滑块的位置调节第一定位导向轮和位于下侧的第二定位导向轮之间的间距，产品从初步竖向定位导向轮组中间穿过；
所述竖向导向轮的中心轴固定在竖向移动支撑板上，竖向导向轮的中心轴位置高于第二定位导向轮的中心轴位置，产品搭在竖向导向轮上方通过；
所述横向定位旋转柱组包括位于内侧的第一定位旋转柱和位于外侧的第二定位旋转柱，第一定位旋转柱的中心轴固定在横向支撑杆上，第二定位旋转柱的中心轴通过一个前后移动滑槽安装在横向支撑杆上，通过调节第二定位旋转轴的中心轴在前后移动滑槽内的位置调节第一定位旋转柱和位于外侧的第二定位旋转柱之间的间距，产品从横向定位旋转柱组中间穿过；所述横向支撑杆固定在竖向移动支撑板上；
所述竖向加紧轮组包括位于上侧的夹紧胶轮和位于下侧的夹紧轮，夹紧胶轮的中心轴通过轴承安装在竖向支撑板上，编码器通过联轴器与夹紧胶轮同轴安装在竖向支撑板的背面，编码器与夹紧胶轮同步转动；竖向支撑板上设置有竖向滑槽，夹紧轮的中心轴穿过竖向滑槽与竖向支撑板背面的滑块固定；在夹紧胶轮的中心轴和夹紧轮的中心轴之间连接弹簧机构，产品从竖向加紧轮组中间穿过；
所述宽度可调走线机构包括前侧导向板、后侧导向板和两副双向T型丝杆机构，前侧导向板的两端分别与两副双向T型丝杆机构正牙侧的螺纹滑块连接，后侧导向板的两端分别与两副双向T型丝杆机构反牙侧的螺纹滑块连接，前侧导向板和后侧导向板在前后方向上同步相背移动或相向移动；前侧导向板和后侧导向板上各设置一排导柱，产品从两排导柱之间穿过；产品的待打标区域在宽度可调走线机构中部。
2.根据权利要求1所述的线体产品夹紧导向工装(7)，其特征在于：所述前侧导向板和后侧导向板均为双层板结构，导柱设置在上层板，上层板和下层板通过旋转合页轴连接，前侧导向板的旋转合页轴设置在前侧，后侧导向板的旋转合页轴设置在后侧；旋转合页轴通过锁紧螺母锁紧。
3.根据权利要求1所述的线体产品夹紧导向工装(7)，其特征在于：所述第二定位导向轮和第二定位旋转柱的位置调整均通过快速夹结构实现。
4.一种流水线飞行高速打标设备，其特征在于：包括机柜、产品夹紧导向工装(7)、光源上下升降装置(1)、前后移动平台(2)、激光光源(3)和激光头(4)；
所述光源上下升降装置(1)包括通过滑轨机构连接的立柱和上下移动平台，立柱固定在机柜的台面上的后侧区域；前后移动平台(2)通过滑轨机构安装在上下移动平台上，激光光源(3)固定在前后移动平台(2)上，激光头(4)安装在激光光源(3)的端部；
所述产品夹紧导向工装(7)通过可升降的安装支架(7-18)安装在机柜的台面上的中部区域，夹住产品待打标区域的左右两侧，产品的待打标区域位于激光头(4)的正下方。
5.根据权利要求4所述的流水线飞行高速打标设备，其特征在于：还包括打标位置防护外罩(6)，所述打标位置防护外罩(6)包括左侧挡板、右侧挡板和前侧防护门，左侧挡板和右侧挡板均设置贯穿窗口，产品夹紧导向工装(7)的左右两端从左右两个贯穿窗口伸出；前侧防护门的底端铰接在机柜的台面上的前侧区域，前侧防护门的上部左右两侧通过插拔机构与左侧挡板和右侧挡板连接，在前侧防护门上设置有拉环；左侧挡板、右侧挡板和前侧防护门整体形成U型结构，围护产品的待打标区域。
6.根据权利要求4所述的流水线飞行高速打标设备，其特征在于：还包括操作显示台(5)，所述操作显示台(5)包括PC组件、托盘、第一支架和第二支架，第一支架的一端固定在光源上下升降装置(1)的立柱上，第一支架的另一端与第二支架的一端通过第一轴承铰接，第二支架的另一端与托盘底部通过第二轴承铰接，PC组件设置在托盘上，第一轴承的转动范围为0～80°范围内，第二轴承的转动范围为0～100°，当第一支架和第二支架完全收纳后，托盘的背板位于机柜区域投影范围内。
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