CN110560917A - 一种用于汽车车身打码的激光打码设备和打码方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽车车身打码的激光打码设备和打码方法，其包括：运动机构；激光打码装置，其连接所述运动机构；以及主控装置，其连接所述运动机构以及激光打码装置，用于获取所述汽车车型信息以及控制所述激光打码装置产生用于打码的激光，且所述主控装置存储有所述与不同车型对应的打码内容。本发明能够在存在车身制造偏差的情况下，同时适用于多车型的柔性打码需求，还可满足高强钢等材料的特殊打码要求。

Description

一种用于汽车车身打码的激光打码设备和打码方法

技术领域

本发明涉及激光打标技术领域，具体涉及一种用于汽车车身打码的激光打码设备和打码方法。

背景技术

汽车车身VIN(车辆识别号码Vehicle Identification Number或车架号码)是汽车的“身份证”，要求车辆30年内不重号。汽车车身VIN码具有许多重要的用途，其包含车辆的制造厂家、生产年代、车型、车身型式、发动机以及其他装备的信息。

VIN码一般采用一般刻印机或可调节式刻印机打码，例如专利号CN 108941895 A。但机械式刻印机刻印效果一般，柔性化效果较差，而且刻印速度不高，也无法满足高节拍多车型在线刻印的需求，另外，机械刻印对加工刀头的损伤大，需要定期更换。

另外，由于车身制造本身存在一定的制造偏差，采用普通的可调节式刻印机，也无法匹配实际每台车的制造偏差而有针对性的进行VIN打码。专利CN 109483064 A公开了一种基于激光测距的自动定位打码系统，解决了自动定位打码的问题，即打码位置纠偏的问题，但未能解决多车型柔性化在线激光打码的问题；专利CN 104191842 A公开了一种机器人激光打标车辆识别号的控制系统及其方法，对车身尺寸偏差引导的VIN打码和打码后的质量在线检测，但是其打码深度不满足国家对VIN码基本要求，更加无法保障对高强钢和超高强钢，铝合金、碳纤维等材料的打码深度要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于汽车车身打码的激光打码设备和打码方法，其能够在存在车身制造偏差的情况下，同时适用于多车型的柔性打码需求，还可满足高强钢等材料的特殊打码要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一方面，提供一种用于汽车车身打码的激光打码设备，其包括：运动机构，其存储有与不同车型对应的打码内容的打码轨迹信息；激光打码装置，其连接所述运动机构，且产生用于打码的激光；以及主控装置，其连接所述运动机构以及激光打码装置，用于获取所述汽车车型信息以及控制所述激光打码装置产生用于打码的激光，且所述主控装置存储有所述与不同车型对应的打码内容；

所述主控装置获取所述汽车车型信息后调用与该车型对应的打码内容，并将该打码内容发送至所述运动机构，所述运动结构调用与该打码内容对应的打码轨迹信息，并根据该打码轨迹信息带动所述激光打码装置在汽车车身的打码区域完成打码作业。

优选的，所述主控装置通过RFID获取所述汽车车型信息。

优选的，所述运动机构为多轴运动机构。

优选的，所述激光打码装置的打码深度≥0.2mm。

优选的，所述主控装置包括：打码次数设定单元，其用于进行打码次数设定；监控单元，其连接所述激光打码装置和/或打码次数设定单元，用于监控激光脉冲功率和/或打码次数变化；以及合格信号输出单元，其连接所述监控单元，用于当监控的激光脉冲功率稳定在预设范围和/或实际打码次数与设定打码次数相同时输出打码合格信号。

优选的，所述激光打码设备还包括：测量装置，其连接所述运动机构，用于获取所述汽车车身的高度信息，并将其与标准车身高度信息进行对比，且将对比结果发送至所述运动机构；所述运动机构接收所述对比结果，并据此带动所述激光打码装置在高度方向上准确移动至汽车车身的打码区域。

优选的，所述激光打码设备还包括：激光标定装置，其用于对初次打码前和/或完成打码作业后的激光打码装置进行在线激光标定。

优选的，所述激光打码设备还包括：防护罩，其罩住所述激光打码装置的部分/ 全部，以防止激光散射；和/或，吸尘装置，其用于清除打码过程中产生的烟尘。

另一方面，还提供一种通过所述激光打码设备实现的汽车车身激光打码方法，其包括如下步骤：

S1、待汽车车身进入打码工位后，所述主控装置获取所述汽车车型信息，并调用与该车型对应的打码内容，并将该打码内容发送至所述运动机构；

S2、所述主控装置控制所述激光打码装置产生打码用的激光，同时所述运动结构调用与该打码内容对应的打码轨迹信息，并根据该打码轨迹信息带动所述激光打码装置在汽车车身的打码区域完成打码作业。

优选的，还包括如下步骤：步骤S2中还包括：在初次打码前和/或完成每次打码作业后，通过激光标定装置检测激光脉冲能量的重复性，以完成对激光打码装置的在线激光标定。

本发明的有益效果是：本发明能够在存在车身制造偏差的情况下对不同的汽车车身进行对应的打码作业，并保证打码质量，由此可适用于多车型柔性打码需求，同时还可满足高强钢等材料的特殊打码要求。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例一中用于汽车车身打码的激光打码设备相对车身的位置示意图；

图2是本发明实施例一中用于汽车车身打码的激光打码装置的结构示意图；

图3是本发明实施例一中主控装置的结构示意图；

图4是本发明实施例三中的汽车车身激光打码方法的流程示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例一：

如图1-2所示，本实施例中的用于汽车车身打码的激光打码设备包括：运动机构6，其存储有与不同车型对应的打码内容的打码轨迹信息(所述打码内容包括VIN码，具体可以为数字、字母等字符或图案，所述打码轨迹信息为激光的移动路径，通过该移动路径形成打码内容)，本实施例中，所述运动机构6为多轴运动机构，由此满足多车型、不同移动位置的打码，且所述运动机构6的重复定位精度为±0.2mm；

激光打码装置4，其连接所述运动机构6，且产生用于打码的激光，并可随运动机构6移动，同时，所述激光打码装置4的打码范围≥120×60mm²，焦深≥3mm，打码深度≥0.2mm；优选的，所述激光打码装置4包括激光打码头(优选为激光飞行打标头)，其所用激光源为高频率高脉冲的激光源，激光功率≥100w，能够满足普通钢，高强钢，铝合金，碳纤维等多种材质的打码需求，使得打码深度≥0.2mm；

以及主控装置5，其连接所述运动机构6以及激光打码装置4，用于获取所述汽车车型信息以及控制所述激光打码装置4产生用于打码的激光，且所述主控装置5存储有所述与不同车型对应的打码内容；同时，考虑到应用现场的环境因素，主控装置5应满足IP54等级防护要求；

所述主控装置5通过设置在汽车车身1上的RFID、二维码、条形码等获取所述汽车车型信息，并获取所述汽车车型信息后调用与该车型对应的打码内容，并将该打码内容发送至所述运动机构6，所述运动机构6调用与该打码内容对应的打码轨迹信息，并根据该打码轨迹信息带动所述激光打码装置4在汽车车身1的打码区域2完成打码作业。

进一步的，如图3所示，所述主控装置5还包括：打码次数设定单元51(如键盘、触摸屏等)，其用于进行打码次数设定；监控单元52，其连接所述激光打码装置4和/或打码次数设定单元51，用于监控激光脉冲功率(如监控激光脉冲功率是否稳定在3％内)和/或监控每个打码循环中打码次数变化(如一个打码循环中，每打码一次，打码次数减1，直到打码次数变为0)，比较该打码循环结束时的实际打码次数与设定打码次数，确保每个循环打码次数恒定；以及合格信号输出单元53，其连接所述监控单元52，用于接收所述监控单元52的监控结果，且当监控的激光脉冲功率稳定在预设范围(如3％内)和/或实际打码次数与设定打码次数相同时输出打码合格信号，从而减少人为对打码质量的干预。

实施例二：

本实施例仍然提供一种用于汽车车身打码的激光打码设备，其与实施例一的不同之处仅在于，本实施例中的激光打码设备还包括：测量装置3(如激光测量装置)，其连接所述运动机构6，用于获取所述汽车车身的高度信息，并将其与标准车身高度信息进行对比，因打码区域2在车身1上的高度位置一定，因此，通过与标准车身高度信息的对比即可获取实际打码区域2的位置信息；进一步的，测量装置3将对比结果发送至所述运动机构6；所述运动机构6接收所述对比结果，并据此带动所述激光打码装置4准确移动至汽车车身1的打码区域2；本实施例中，所述测量装置3的测量范围为300～500mm，测量偏差范围±5mm，测量精度为0.1mm，由于一般车身尺寸在高度方向上的偏差≤±1.5mm，因此，通过所述测量装置3的对比即可在线测量车身高度偏差，进一步准确判断出打码区域2的实际位置，进一步带动激光打码装置4在高度方向上准确移动到该打码区域2内完成打码，使得在存在车身制造偏差的情况下也能保证打码质量；

激光标定装置7，其用于对初次打码前和/或完成打码作业后的激光打码装置进行在线激光标定，标定内容包括激光脉冲能量重复性，确保激光脉冲功率稳定，且当标定内容达到阈值时(如激光脉冲能量重复性≥3％时)产生警报信号；因为激光脉冲参数为最重要参数，其稳定性直接决定打码效果，因此，在初次打码前和/或完成每个激光打码循环后，有必要对激光脉冲功率进行在线标定；具体标定过程为：激光打码装置4中的激光打码头在离激光标定装置7一定距离处(在激光打码头焦深范围外区域)发射一定时间的激光脉冲，计算比较激光标定装置7接收到的脉冲能量与激光打码装置4发射的脉冲能量，两者重复性控制在3％以内即认为激光脉冲保持恒定，则允许进入下一个激光在线打码循环，否则发出警报，提醒人员进行校正；本实施例中，所述激光标定装置7的标定偏差≤±1％；

以及防护罩8，其罩住所述激光打码装置4的部分/全部，以防止激光散射对人和设备造成伤害；和/或，吸尘装置，其用于清除打码过程中产生的烟尘。

实施例三：

本实施例提供了一种通过实施例一或二所述的激光打码设备实现的汽车车身激光打码方法，如图4所示，其包括如下步骤：

S1、在主控装置上设定打码次数，待汽车车身进入打码工位后，所述主控装置获取所述汽车车型信息，并调用与该车型对应的打码内容，并将该打码内容发送至所述运动机构；

S2、测量装置获取所述汽车车身的高度信息，并将其与标准车身高度信息进行对比，从而获得对比结果，并将对比结果发送至所述运动机构；所述运动机构接收所述对比结果，并据此带动所述激光打码装置准确移动至汽车车身1的打码区域；

所述主控装置控制所述激光打码装置产生打码用的激光，同时所述运动结构调用与该打码内容对应的打码轨迹信息，并根据该打码轨迹信息带动所述激光打码装置在汽车车身的打码区域完成打码作业；同时，打码过程中，所述主控装置监控激光脉冲功率和/或监控每个打码循环中打码次数变化，且当监控的激光脉冲功率稳定在预设范围和/或实际打码次数与设定打码次数相同时输出打码合格信号；

以及S3、打码完成后，主控装置控制运动机构返回原位，等待下一车身进入工位。

进一步的，步骤S2中还包括：在初次打码前和/或完成每次打码作业后，通过激光标定装置检测激光脉冲能量的重复性，以完成对激光打码装置的在线激光标定，且当标定内容达到阈值时(如激光脉冲能量重复性≥3％时)产生警报信号，标定过程参见实施例一，在此不再赘述。

综上所述，本发明能够满足多车型柔性VIN激光在线打码要求，且打码深度≥0.2mm；与传统刻印打码，无需定期更换打码刀头，打码速度快；能满足汽车车身不同材料(包括铝合金、普通钢、高强钢、碳纤维等车身材料)的打码需求；能够匹配各车型的实际制造尺寸偏差，且允许在车身左右前后方向的尺寸偏差，高度方向上精准移动到打码位置，并进行在线车身VIN激光打码；打码完成后，无需外加视觉装置，通过在线检测脉冲功率和打码次数即可确保打码质量。

需要说明的是，上述实施例一至三中的技术特征可进行任意组合，且组合而成的技术方案均属于本申请的保护范围。同时，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于汽车车身打码的激光打码设备，其特征在于,包括：运动机构，其存储有与不同车型对应的打码内容的打码轨迹信息；激光打码装置，其连接所述运动机构，且产生用于打码的激光；以及主控装置，其连接所述运动机构以及激光打码装置，用于获取所述汽车车型信息以及控制所述激光打码装置产生用于打码的激光，且所述主控装置存储有所述与不同车型对应的打码内容；

所述主控装置获取所述汽车车型信息后调用与该车型对应的打码内容，并将该打码内容发送至所述运动机构，所述运动结构调用与该打码内容对应的打码轨迹信息，并根据该打码轨迹信息带动所述激光打码装置在汽车车身的打码区域完成打码作业。

2.根据权利要求1所述的激光打码设备，其特征在于，所述主控装置通过RFID获取所述汽车车型信息。

3.根据权利要求1所述的激光打码设备，其特征在于，所述运动机构为多轴运动机构。

4.根据权利要求1所述的激光打码设备，其特征在于，所述激光打码装置的打码深度≥0.2mm。

5.根据权利要求1所述的激光打码设备，其特征在于，所述主控装置包括：打码次数设定单元，其用于进行打码次数设定；监控单元，其连接所述激光打码装置和/或打码次数设定单元，用于监控激光脉冲功率和/或打码次数变化；以及合格信号输出单元，其连接所述监控单元，用于当监控的激光脉冲功率稳定在预设范围和/或实际打码次数与设定打码次数相同时输出打码合格信号。

6.根据权利要求1所述的激光打码设备，其特征在于，所述激光打码设备还包括：测量装置，其连接所述运动机构，用于获取所述汽车车身的高度信息，并将其与标准车身高度信息进行对比，且将对比结果发送至所述运动机构；所述运动机构接收所述对比结果，并据此带动所述激光打码装置在高度方向上准确移动至汽车车身的打码区域。

7.根据权利要求1所述的激光打码设备，其特征在于，所述激光打码设备还包括：激光标定装置，其用于对初次打码前和/或完成打码作业后的激光打码装置进行在线激光标定。

8.根据权利要求1所述的激光打码设备，其特征在于：所述激光打码设备还包括：防护罩，其罩住所述激光打码装置的部分/全部，以防止激光散射；和/或，吸尘装置，其用于清除打码过程中产生的烟尘。

9.一种通过权利要求1-8任一项所述的激光打码设备实现的汽车车身激光打码方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、待汽车车身进入打码工位后，所述主控装置获取所述汽车车型信息，并调用与该车型对应的打码内容，并将该打码内容发送至所述运动机构；

S2、所述主控装置控制所述激光打码装置产生打码用的激光，同时所述运动结构调用与该打码内容对应的打码轨迹信息，并根据该打码轨迹信息带动所述激光打码装置在汽车车身的打码区域完成打码作业。

10.如权利要求9所述的打码方法，其特征在于，还包括如下步骤：步骤S2中还包括：在初次打码前和/或完成每次打码作业后，通过激光标定装置检测激光脉冲能量的重复性，以完成对激光打码装置的在线激光标定。