CN110405352B - 一种全自动双工位激光打标机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种全自动双工位激光打标机，包括机柜、设于机柜内的安装平台、设置于安装平台上的激光发生器，还包括设置于安装平台上的两组分别用于固定产品的治具，安装平台上设有呆料位和打标位，还包括两组对称设置于所述安装平台上的移动平台，移动平台与治具一一对应设置，用于驱动治具在呆料位与打标位之间往复移动。本发明所提供的全自动双工位激光打标机，通过两个移动平台在呆料位和打标位之间的往复移动实现了两套治具在激光打标机内的同时运作，能够在仅有一套上下料装置以及激光发生器的设备中实现两套治具的循环操作过程，能够在有效地控制设备成本的基础上，大幅提高设备的生产产能。

Description

一种全自动双工位激光打标机

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其是涉及一种全自动双工位激光打标机。

背景技术

激光打标是一种利用激光束在不同产品上打印永久的标记。打标的效应是通过表层物质的阵法露出伸出物质，或者通过光能导致表层物质的物理化学变化而刻出痕迹，或者通过光能烧掉部分物质，显出所需刻蚀的图案和文字。随着激光打标技术的不断发展，越来越多的产品喜欢使用激光打标。但是现有的激光打标机，每次打标仅有一个工位进行操作，导致整个设备的效率较低，不适于现有提高生产效率的需求。还有的激光打标机，为了提高打标的效率，在设备中设置两个激光器实现两个工位的打标，并且为两个激光器设置两套上下料装置分别对其进行上下料，导致其整体设备所需配置较高，也不利降低设备投入成本的需求。还有的激光打标机，采用圆形的上料平台，通过圆形的旋转盘实现两个工位的打标操作，但是该圆形旋转盘的结构，对打标的产品的限制较多，产品的适用性差，不利于多种不同产品的激光打标的需求。

发明内容

本发明的目的在于解决现有激光打标机的单工位的操作效率低、而双工位的设备成本投入较大或者对于打标产品的适用性低的缺点，提供一种全自动双工位激光打标机。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种全自动双工位激光打标机，包括机柜、设于所述机柜内的安装平台、设置于所述安装平台上的激光发生器，还包括设置于所述安装平台上的两组分别用于固定产品的治具，所述安装平台上设有将所述产品放置于所述治具上的呆料位和位于所述激光发生器下方的打标位，还包括两组对称设置于所述安装平台上的移动平台，所述移动平台与所述治具一一对应设置，用于驱动所述治具在所述呆料位与所述打标位之间往复移动。

进一步地，还包括设置于所述安装平台上的用于承载料盘并且带动所述料盘移动的上下料装置，所述产品设置于所述料盘上。

具体地，所述上下料装置包括用于承载所述料盘并且将所述料盘逐一转移的上料装置、用于回收所述料盘的下料装置以及将所述料盘由所述上料装置移动至所述下料装置处的移动装置，所述安装平台在所述上下料装置处还设有上下料位。

具体地，所述上下料装置上还设有用于阻挡所述料盘在所述移动装置上移动的阻挡装置，所述阻挡装置包括阻挡块以及驱动所述阻挡块升降的第二升降组件。

具体地，还包括设置于所述安装平台上、在所述上下料位和所述呆料位之间往复移动用于转移产品的抓取装置。

进一步地，所述治具包括用于盛放所述产品的底板以及设置于所述底板上用于固定所述产品的盖板。

具体地，所述安装平台上还设有两组用于拿取或者放置于所述盖板的下压机构，所述下压机构与所述治具一一对应设置，所述下压机构分别对称设置于所述达标位的两侧。

具体地，所述治具还包括设置于所述底板的底部的用于调节所述治具与所述激光发生器之间距离的第一升降组件。

进一步地，所述移动平台包括相互垂直设置的第一移动组件和第二移动组件，所述第一移动组件固定于所述安装平台上，所述治具固定于所述第二移动组件上。

具体地，两组所述第一移动组件相互平行设置，并位于所述打标位与所述呆料位之间。

本发明所提供的一种全自动双工位激光打标机的有益效果在于：通过两个移动平台在呆料位和打标位之间的往复移动实现了两套治具在激光打标机内的同时运作，能够在仅有一套上下料装置以及激光发生器的设备中实现两套治具的循环操作过程，能够在有效地控制设备成本的基础上，大幅提高设备的生产产能。

附图说明

图1是本发明提供的一种全自动双工位激光打标机的立体结构示意图；

图2是本发明提供的一种全自动双工位激光打标机的内部结构示意图；

图3是本发明提供的一种全自动双工位激光打标机的内部结构俯视图；

图4是本发明提供的一种全自动双工位激光打标机的安装平台上移动平台以及抓取装置的移动轨迹示意图；

图5是本发明提供的一种全自动双工位激光打标机的激光发生器的立体结构示意图；

图6是本发明提供的一种全自动双工位激光打标机的上料装置的立体结构示意图；

图7是本发明提供的一种全自动双工位激光打标机的下料装置的立体结构示意图；

图8是本发明提供的一种全自动双工位激光打标机的阻挡装置的立体结构示意图

图9是本发明提供的一种全自动双工位激光打标机的抓取装置的立体结构示意图；

图10是本发明提供的一种全自动双工位激光打标机的治具的立体结构示意图；

图11是本发明提供的一种全自动双工位激光打标机的下压机构的立体结构示意图；

图12是本发明提供的一种全自动双工位激光打标机的二套移动平台在安装平台上的俯视图。

图中：100-激光打标机、10-机柜、20-安装平台、21-上下料位、22-呆料位、23-打标位、30-激光发生器、31-激光器、32-相机、321-镜头、33-激光头、34-全反组件、40-上下料装置、41-上料装置、411-进料盘固定板、412-分料气缸、413-第一驱动组件、42-下料装置、421-出料盘固定板、422-止回组件、423-第二驱动组件、43-移动装置、431-定位板、432-传送带、433-调速电机、44-阻挡装置、441-阻挡块、442-第二升降组件、45-料盘、50-抓取装置、501-抓取装置的移动轨迹、51-第一支架、52-第三驱动组件、53-第三升降组件、54-第一真空吸盘、60-治具、61-底板、62-盖板、63-第一升降组件、70-下压机构、71-第二支架、72-第四升降组件、73-第二真空吸盘、80-移动平台、81-第一移动组件、82-第二移动组件、801(802)-移动平台移动轨迹、91-冷水机、92-烟雾净化器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1-图11，为本发明所提供的一种全自动双工位激光打标机100，该激光打标机100可以为各种不同形状、尺寸的钢片进行打标，打标的内容可以根据需要进行设定，设定方便快捷。如图1-图2所示，本发明所提供的一种全自动双工位激光打标机100，包括机柜10、设于机柜10内的安装平台20、设置于安装平台20上的激光发生器30。还包括设置于机柜10外侧的冷水机91和烟雾净化器92。该冷水机91为设置于机柜10外侧的恒温水冷系统，能够通过该恒温水冷系统控制位于机柜10内的激光发生器30的整体温度，保证在激光打标过程中，激光发生器30的稳定性，并且可以延长该激光发生器30的使用寿命。该烟雾净化器92设置于机柜10外侧，通过管道连通至激光发生器30的打标位置处，能够对激光打标过程中所产生的烟雾以及粉尘进行有效地收集和过滤之后再排放，避免激光打标机100在长时间打标过程中机柜10内产生粉尘的堆积和污染，从而影响机柜10内其他部件的精确性和稳定性，也可避免该烟雾粉尘造成对于空气以及环境的污染进而影响人体健康。

进一步地，参见图2-4为本发明所提供的一种全自动双工位激光打标机100的内部结构示意图。如图2所示，该激光打标机100的机柜10内还包括设置于安装平台20上的两组分别用于固定产品的治具60，该治具60用于放置并且夹持产品，并且将产品移动至激光发生器30的下方进行激光打标。如图2和图4所示，本发明所提供的激光打标机100中，在安装平台20上设有将产品放置于治具60上的呆料位22和位于激光发生器30下方的打标位23，还包括两组对称设置于安装平台20上的移动平台80，移动平台80与治具60一一对应设置，用于驱动治具60在呆料位22与打标位23之间往复移动。在安装平台20上分别设置有两组移动平台80，该移动平台80与治具60一一对应设置，使得每组移动平台80对应驱动位于其上的治具60在安装平台20上的移动。而该移动平台80在安装平台20上实现了两组治具60的循环移动过程过程，如图5所示，为两组移动平台80在安装平台20上移动轨迹(801、802)的示意图。第一组移动平台80驱动设置于其上的第一治具在安装平台20上由呆料位22移动至打标位23，第二组移动平台80驱动设置于其上的第二治具在安装平台20上由打标位23移动至呆料位22，两组移动平台80在安装平台20上同时移动，互不干涉，形成循环操作。通过设置两组移动平台80，用于在呆料位22和打标位23之间分别移动两套治具60，可以实现产品的上料以及打标的同时操作，从而可以加快激光打标的加工速度，大幅提高激光打标机100的加工效率。

进一步地，如图2所示，本发明所提供的一种全自动双工位激光打标机100还包括设置于安装平台20上的用于承载料盘45并且带动料盘45移动的上下料装置40。本发明所提供的激光打标机100主要进行打标的产品是不同尺寸和形状的钢片。该产品设置于料盘45上，根据产品的形状和大小的不同，每个料盘45上所承载的产品数量也不同。该料盘45的设计与安装平台20上的治具60的设计一致，便于上下料装置40对激光打标机100进行上料和下料操作。

进一步地，如图5所示，为本发明所提供的一种全自动双工位激光打标机100中所提供的激光发生器30的立体结构示意图。在安装平台20上所设置的治具60与上下料装置40上所转移的料盘45均是根据不同的产品大小和尺寸所对应设计的专用治具60和料盘45。因此针对不同的产品，治具60上对于产品布局的形状以及数量均是不同的。而本发明所提供的激光打标机100可以根据不同的治具60提供不同的打标方案。具体地，如图5所示，该激光发生器30包括固定于安装平台20上的激光器31、设于该激光器31前侧的激光头33、设于该激光头33上方的相机32以及设于该激光头33上的全反组件34。在对打标位23上的产品进行打标之前，可以通过相机32对打标位23上的治具60进行拍照分析采集数据，激光器31可以通过采集到的数据进行分析并且自动调焦，从而保证打标的精度和打标的准确性。该相机32上的镜头321始终对准激光头33下方的打标位23，可以保证产品的位置精度更为精准。在进行打标时，该激光器31为产品的打标提供激光能量，通过激光器31前方的激光头33实现激光位置以及精度的调节，并最终通过全反组件34实现激光90°完全透反打标。

进一步地，如图6-8所示，为本发明所提供的一种全自动双工位激光打标机100中所提供的上下料装置40的立体结构示意图。该上下料装置40设置于安装平台20的前方，沿着安装平台20的宽度方向设置，全自动的操控料盘45在安装平台20上的上料和下料的全过程。具体地，该上下料装置40包括用于承载料盘45并且将料盘45逐一转移的上料装置41、用于回收料盘45的下料装置42以及将料盘45由上料装置41移动至下料装置42处的移动装置43。该料盘45上设置有多个产品，通过料盘45对激光打标机100进行上料，不仅可以实现自动化的上料过程，还可以提高每次上料的产品数量，从而提高激光打标的上料速率和加工速度。

如图6所示，该移动装置43包括两个相对设置的定位板431，在定位板431上设置有用于移动料盘45的传送带432以及驱动传送带432转动的调速电机433，料盘45设置于两个传送带432上随着该传送带432在安装平台20上水平移动。该移动装置43的两个定位板431之间的宽度可以根据不同料盘45的尺寸进行调整，从而可以兼容不同规格的料盘45，适用于不同的场合，不同的产品进行打标的上下料操作使用。通过该调速电机433可以控制传送带432的转动速率，从而调节料盘45在上下料操作过程中的转移速度。

具体地，该上料装置41包括设置于移动装置43上方的用于承载料盘45的进料盘固定板411、将进料盘固定板411内的料盘45进行逐一分离的分料气缸412以及位于移动装置43下方的第一驱动组件413。通过该第一驱动组件413上的步进电机驱动丝杠上下移动，并且与分料气缸412配合，实现进料盘固定板411上的多个料盘45的逐一分离，并且将分离的料盘45转移到传送带432上，实现单个料盘45的转移以及多个产品的同时上料。

如图7所示，该下料装置42包括设置于移动装置43上方的用于承载料盘45的出料盘固定板421、用于回收料盘45的止回组件422以及位于移动装置43下方的第二驱动组件423。该止回组件422用于回收已经完成激光打标的料盘45。通过该第二驱动组件423上的步进电机驱动丝杠上下移动，并且与止回组件422配合，实现出料盘固定板421上多个料盘45的叠加，进而完成多个料盘45的整体下料。

本发明所提供的一种全自动双工位激光打标机100其中所设置的上下料装置40能够完成多个料盘45的上料、流水线输送料盘45以及回收料盘45的全自动化过程，可以一次性完成多个料盘45的逐一上料过程，也可一次性回收多个料盘45，每个料盘45上均布有多个待打标的产品，全自动上下料过程可以大幅度的提高激光打标的生产效率，降低人工成本、提升产品打标效果的一致性。并且该上下料装置40通过移动装置43可以平稳输送料盘45，该移动装置43还可以根据不同料盘45的尺寸调整宽度以适应不同产品的打标需求，适用于各种不同尺寸不同形状的产品使用。

进一步地，如图2所示，该安装平台20在上下料装置40处还设有将料盘45上的待打标的产品转移至呆料位22的治具60上或者将呆料位22上的治具60上的已经完成打标的产品转移至料盘45上的上下料位21。为了便于产品在呆料位22和上下料位21之间的转移，该上下料位21与呆料位22在安装平台20上处于同一轴线上，并且该轴线与上下料装置40移送的料盘45的方向相互垂直。在上下料装置40上，将料盘45移动至上下料位21后，料盘45停止移动，便于将料盘45上的产品进行转移。因此，如图8所示，该上下料装置40上还设有用于阻挡料盘45在移动装置43上移动的阻挡装置44，阻挡装置44包括阻挡块441以及驱动阻挡块441升降的第二升降组件442。通过该第二升降组件442将位于移动装置43下方的阻挡块441上升至移动装置43的传送带432上方，从而通过阻挡块441来阻挡料盘45在移动装置43上的水平移动，使得该料盘45可以在上下料位21上停止移动，完成产品的转移。

进一步地，如图9所示，本发明所提供的激光打标机100还包括设置于安装平台20上、在上下料位21和呆料位22之间往复移动用于转移产品的抓取装置50。该抓取装置50包括设置于安装平台20上横跨上下料位21至呆料位22的第一支架51，设置于第一支架51上的第三驱动组件53、位于第三驱动组件53上可随着第三驱动组件53在上下料位21至呆料位22之间水平移动的第三升降组件53以及设置于第三升降组件53上用于吸附产品的第一真空吸盘54。通过该抓取装置50，可以将位于上下料位21上的待打标的产品转移至呆料位22上的治具60上，也可以将位于呆料位22上完成打标的产品转移至上下料位21处的料盘45上。该抓取装置50的移动轨迹501如图4所示，即在安装平台20的上下料位21与呆料位22之间往复移动。

进一步地，如图2和图10所示，本发明所提供的一种全自动双工位激光打标机100中为进行打标时，产品盛放于治具60内，该治具60包括用于盛放产品的底板61以及设置于底板61上用于固定产品的盖板62。治具60的底板61上设置有与料盘45一致的容纳槽，通过抓取装置50即可将移动至上下料位21上的料盘45中的产品转移至呆料位22上的治具60上。治具60上放置好产品后，还需要在底板61上设置盖板62用于固定产品于治具60上。

如图2所示，该安装平台20上还设有两组用于拿取或者放置盖板62的下压机构70，下压机构70与治具60一一对应设置，下压机构70分别对称设置于打标位23的两侧。当位于呆料位22上的治具60放入产品后，通过移动平台80由呆料位22移动至打标位23进行打标的途中经过该下压机构70处，该下压机构70将其吸附的盖板62下放固定到治具60的底板61上。通过该下压机构70可以实现治具60的盖板62与治具60的底板61之间的压合，从而将产品固定于治具60中。

具体地，如图11所示，该下压机构70包括设置于安装平台20上的第二支架71、固定于第二支架71的第四升降组件72以及可随着第四升降组件72在竖直方向升降的用于吸附治具60的盖板62的第二真空吸盘73。通过该下压机构70可以将治具60的盖板62压覆于治具60的底板61上，从而将产品锁紧于治具60内，也可以将完成打标的治具60的盖板62取出，便于治具60回到呆料位22时抓取装置50可以直接将治具60上的产品取出。

本发明所提供的全自动双工位激光打标机100中，为了提高激光打标的精确性，便于激光发生器30中的相机32对治具60上产品的对焦，以及激光发生器30中的激光头33对治具60上产品的打标。该治具60还包括设置于底板61底部的用于调节治具60与激光发生器30之间距离的第一升降组件63。该第一升降组件63不仅用于连接治具60的底板61于移动平台80上，还同时可以调整治具60在安装平台20上的水平高度。该激光发生器30中的相机32与产品进行对焦，也可以调整产品与激光头33之间的距离，达到最佳的打标距离。

进一步地，如图12所示，为本发明中所提供的激光打标机100中两个移动平台80设置于安装平台20上的俯视图。具体地，该移动平台80包括相互垂直设置的第一移动组件81和第二移动组件82，第一移动组件81固定于安装平台20上，治具60固定于第二移动组件82上。该移动平台80上的第一移动组件81和第二移动组件82分别用于驱动治具60在安装平台20上的水平方向X轴与Y轴的移动，通过第一移动组件81和第二移动组件82实现两组治具60在安装平台20上打标位23与呆料位22之间的往复移动过程中，可以始终循环往复而不产生干涉。如图12所示，两组移动平台80的第一移动组件81相互平行设置，并位于打标位23与呆料位22之间，而第二移动组件82可沿着第一移动组件81的设置方向水平移动，治具60设置于第二移动组件82上，可沿着第二移动组件82的设置方向水平移动。通过移动平台80上的第一移动组件81和第二移动组件82的组合，实现了治具60在安装平台20上的横向和纵向的移动，并且合理布局安装平台20，使得安装平台20上的各部件排列合理紧凑，可以在仅设有一套上下料装置40以及激光发生器30的设备上，两套治具60同时进行作业，两个工位的高效运作。

本发明所提供的一种全自动双工位激光打标机100，在安装平台20上设置了上下料位21、呆料位22以及打标位23，三个工位均设置于同一轴线上，通过上下料装置40实现了一个料盘45对多个产品的自动上下料操作，通过抓取装置50实现产品在上下料位21与呆料位22之间的传送过程。通过两个治具60所对应的两个移动平台80实现治具60在呆料位22与打标位23之间的往复移动过程。在实际操作过程中，该呆料位22上设有第一套治具60，该第一套治具60由其对应的第一组移动平台80驱动，在呆料位22与打标位23之间移动，打标位23上设有第二套治具60，该第二套治具60由第二组移动平台80驱动在打标位23与呆料位22之间移动。通过上下料装置40将设有待打标的产品的料盘45移动至上下料位21，通过抓取装置50将料盘45中的待打标的产品转移至位于呆料位22上的第一套治具60的底板61上，并将承载了待打标产品的第一套治具60移动至其对应的下压机构70处，盖上盖板62，再将第一套治具60移动至激光发生器30的下方的打标位23处，通过激光发生器30对第一套治具60上的产品进行数据采集以及分析后，再进行打标，完成对第一套治具60中产品的打标过程；在第一组移动平台80驱动第一套治具60的移动过程中，位于打标位23上的完成打标操作的第二套治具60同时作业，由第二组移动平台80驱动，移动至其对应的下压机构70处，由下压机构70取下第二套治具60的盖板62，第二套治具60上完成打标的产品由第二组移动平台80转移至呆料位22上，并通过抓取装置50将完成打标的产品由第二套治具60上取出，并转移至位于上下料位21上空的料盘45中，并通过上下料装置40将已经打标好的产品移送至下料装置42处完成下料过程。第一套治具60与第二套治具60在安装平台20上如此反复循环操作，可以大幅地提高激光打标机100的打标效率。

本发明所提供的一种全自动双工位激光打标机100，采用紫外激光器31打标，打标的效果精细美观，永久清晰可见；在安装平台20上的各个部件之间布局合理、安排紧凑，相互配合，高效运作，完成整个打标生产，整个打标设备的自动化程度水平高，生产效率高，打标效果一致性好，打标的良品率高；采用本发明所提供的激光打标机100不仅可以有效地节约人工成本，提高打标效率，还可以减少由于人工因素所导致的不良品的发生，还可以通过激光发生器30中的相机32与激光头33配合寻找产品的最佳打标区，并且对打标区进行自动对焦、完成打标。整个激光打标机100仅设置了一套上下料装置40和激光发生器30即可实现两套治具60的循环打标操作，能够在尽量少的设备成本投入下，较大程度的满足不同产品的打标需求，该料盘45和治具60可以适用于不同产品的尺寸和形状的打标需求。本发明所提供的全自动双工位激光打标机100不仅美观，操作便捷，安全防护性高，适合规模化生产，对产业的发展十分有利。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种全自动双工位激光打标机，其特征在于，包括机柜、设于所述机柜内的安装平台、设置于所述安装平台上的激光发生器，还包括设置于所述安装平台上的两组分别用于固定产品的治具，所述安装平台上设有将所述产品放置于所述治具上的呆料位和位于所述激光发生器下方的打标位，还包括两组对称设置于所述安装平台上的移动平台，所述移动平台与所述治具一一对应设置，用于驱动所述治具在所述呆料位与所述打标位之间往复移动；

所述治具包括用于盛放所述产品的底板以及设置于所述底板上用于固定所述产品的盖板；所述安装平台上还设有两组用于拿取或者放置所述盖板的下压机构，所述下压机构与所述治具一一对应设置，所述下压机构分别对称设置于所述打标位的两侧。

2.如权利要求1所述的一种全自动双工位激光打标机，其特征在于，还包括设置于所述安装平台上的用于承载料盘并且带动所述料盘移动的上下料装置，所述产品设置于所述料盘上。

3.如权利要求2所述的一种全自动双工位激光打标机，其特征在于，所述上下料装置包括用于承载所述料盘并且将所述料盘逐一转移的上料装置、用于回收所述料盘的下料装置以及将所述料盘由所述上料装置移动至所述下料装置处的移动装置，所述安装平台在所述上下料装置处还设有上下料位。

4.如权利要求2所述的一种全自动双工位激光打标机，其特征在于，所述上下料装置上还设有用于阻挡所述料盘在所述移动装置上移动的阻挡装置，所述阻挡装置包括阻挡块以及驱动所述阻挡块升降的第二升降组件。

5.如权利要求3所述的一种全自动双工位激光打标机，其特征在于，还包括设置于所述安装平台上、在所述上下料位和所述呆料位之间往复移动用于转移产品的抓取装置。

6.如权利要求1所述的一种全自动双工位激光打标机，其特征在于，所述治具还包括设置于所述底板的底部的用于调节所述治具与所述激光发生器之间距离的第一升降组件。

7.如权利要求1所述的一种全自动双工位激光打标机，其特征在于，所述移动平台包括相互垂直设置的第一移动组件和第二移动组件，所述第一移动组件固定于所述安装平台上，所述治具固定于所述第二移动组件上。

8.如权利要求7所述的一种全自动双工位激光打标机，其特征在于，两组所述第一移动组件相互平行设置，并位于所述打标位与所述呆料位之间。

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