CN111196092A - 一种封闭式整包图书激光打标机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种封闭式整包图书激光打标机，属于激光应用技术领域，其功能是为图书打印激光标识，主要应用于图书批发行业。整机包括机柜、激光发生系统、光路系统、冷却系统、排烟系统、图书定位支撑机构、控制系统。采用左侧控制操作及液晶屏显示，右侧打标及上下料，全密闭光路传输的结构布局。激光发生系统、光路系统、冷却系统、排烟系统及控制系统电路集成于机柜内部；图书定位支撑机构位于适合搬运图书位置；冷却系统采用水冷方式对激光器进行冷却；排烟系统对激光打标时产生的烟尘进行排放；控制系统对其他系统进行控制。本发明解决了钢印打码、喷墨打码、敞开式分本激光打码等技术存在的工作效率低、劳动强度大、污染环境问题。

Description

一种封闭式整包图书激光打标机

技术领域

本发明涉及一种封闭式整包图书激光打标机，是集成了激光、机、电、液技术于一体的机电专用设备，属于激光应用技术领域，其功能是为图书打印激光标识，主要应用于图书批发行业。

背景技术

在图书批发行业，为了防止终端销售商串货，进而扰乱正常的市场经营秩序，图书经销商需要对所经销图书打印标记，而目前打标(码)方式大多采用钢印打码、喷墨打码、敞开式分本激光打标方式，这些方式存在着工作效率低、工人劳动强度大等缺点。另外，现有的图书激光打标都采用敞开式打标，产生的烟尘对现场环境造成污染，危害人身健康。

发明内容

为克服现有打码方式的诸多缺陷，本发明提供了一种封闭式整包图书激光打标机，实现了对整包图书进行封闭式激光打标的功能，该封闭式整包图书激光打标机具有外形美观、结构新颖、体积小、质量轻、操作简便、光路全密封、绿色环保的特点。需理解的是，本发明一种封闭式整包图书激光打标机的名称中的“整包”并不是只对整包书的外包装进行打标，而是以整包放置的方式对其每一本书都进行激光打标。

本发明的技术方案是：

一种封闭式整包图书激光打标机，包括机柜、激光发生系统、光路系统、冷却系统、排烟系统、图书定位支撑机构、控制系统，整机采用左侧控制操作及液晶显示器，机柜是所有系统的载体，激光发生系统、激光光路系统、冷却系统、排烟系统、控制系统集成于封闭机柜内部，图书定位支撑机构集成于封闭机柜表面；激光发生系统激光器发光口对准光路系统的反射镜入射方向，光路系统的场镜出射光路对准图书定位支撑机构的定位板出光口，激光从激光发生系统射出，进入光路系统，经过光路系统后，射向位于图书定位支撑机构上的图书；冷却系统通过输水管与激光发生系统中的激光器连接并对其进行冷却；排烟系统通过振镜箱排烟口与光路系统连通，并对其产生的烟尘进行排放；控制系统与激光发生系统、光路系统、冷却系统、排烟系统通过各种导线连接，并对其他系统进行控制。

所述的封闭式整包图书激光打标机，机柜采用钢板焊接结构，表面为喷塑处理层；机柜内部分为三个独立空间，分别为位于上方左侧前面的振镜箱、位于上方后面的激光器箱及下方箱，在振镜箱前面设计有凹陷式显示器安装框及用来放置鼠标键盘的抽屉，下方箱的底部安装四个锁止的万向轮；振镜箱内安装光路系统中的扩束镜、扩束镜支架、振镜及场镜；激光器箱内安装激光发生系统中的激光器、激光器支架及光路系统中的反射镜、反射镜支架；下方箱内安装激光发生系统中的激光器电源、冷却系统中的冷水机、排烟系统、控制系统的电路及计算机硬件。

所述的封闭式整包图书激光打标机，激光发生系统包括激光器电源、激光器、激光器支架、激光器固定座，激光器电源固定在下方箱内下部空间的前方，激光器安装于激光器箱内上方的后面空间内，激光器电源通过线路与激光器连接，激光器箱内底部排布两个激光器固定座，每个激光器固定座上安装激光器支架，激光器安装于激光器支架上；安装时通过调节激光器支架和激光器固定座实现激光器在X、Y、Z三个方向的位移调整。

所述的封闭式整包图书激光打标机，光路系统包括反射镜、反射镜支架、扩束镜、扩束镜支架、振镜及场镜，反射镜安装在反射镜支架上，调整后使反射镜的镜面中心与激光器出光口高度一致，并使反射镜的镜面与激光器出光路线呈45度角，激光器发出的激光经过反射镜反射后，光路方向改变90度射向扩束镜，扩束镜安装在扩束镜支架入光口处圆孔内，激光通过扩束镜后光斑扩大，并继续沿扩束镜圆孔传播，振镜安装在扩束镜支架出光口处，保证振镜入光口与扩束镜支架出光口的同轴，场镜通过螺纹安装在振镜出光口处，振镜的出光口与入光口呈90度，激光由场镜射出时，光路正好与激光器输出光路呈180度，使光路180度转向后的反向传播，并在机器右侧较为开放的空间内布置打标及上下料操作工位。

所述的封闭式整包图书激光打标机，冷却系统包括冷水机、冷水机排风口、输水管转接接头、输水管，冷水机固定在下方箱右侧后面，在冷水机排风口正对面的机柜右侧板上开有冷水机排风口，冷水机通过输水管与激光器连接，冷水机出水口通过输水管接激光器入水口，冷水机入水口通过输水管接激光器出水口；输水管转接接头采用宝塔式转接接头，宝塔式转接接头安装于激光器箱与下方箱之间的隔板相应位置，输水管转接接头在输水管中分别串连在激光器的进水管和出水管中。

所述的封闭式整包图书激光打标机，排烟系统包括振镜箱排烟口、排烟管道、排烟风机和机柜排烟口，排烟风机串联在排烟管道中，振镜箱底部留有振镜箱排烟口，振镜箱排烟口连通振镜箱与下方箱，振镜箱排烟口通过排烟管道与排烟风机进风口连接，排烟风机固定在下方箱内左侧后部，排烟风机的排烟口直接插入机柜排烟口，机柜排烟口位于机柜左侧立面下方的偏后处；机柜排烟口外接排烟管至室外，使打标过程中在振镜箱产生的烟尘排出室外。

所述的封闭式整包图书激光打标机，图书定位支撑机构包括定位板、出光口提拉门及支撑板，定位板底部采用长条孔方式安装在振镜箱的底板上，定位板安装时沿光路方向初步确定位置，定位板调试时沿光路方向调整，机器调试时根据场镜的焦距来确定定位板的最终位置；定位板是振镜箱的右侧封板，在定位板的出光口垂直边缘上设计有垂直方向的滑槽，滑槽内插入提拉门，用手操作提拉门使其沿滑槽上下滑动，实现出光口的开关；支撑板安装在下方箱的盖板上面，用于支撑图书，支撑板高于振镜箱底面，使激光照射到整包书的最下层端面；定位板垂直面上开有出光口，根据用户要求不同，分为单出光口定位板和双出光口定位板，单出光口单列激光打标，双出光口双列激光打标。

所述的封闭式整包图书激光打标机，控制系统采用计算机+打标控制卡+电气控制的方式实现整机控制功能，包括液晶显示器、键盘、鼠标、计算机主板、硬盘、计算机电源、空气开关、操作按钮、脚踏开关、电源指示灯、三色指示灯、打标控制卡、振镜电源、控制电路；液晶显示垂直安装在振镜箱前面的显示器安装框内，采用凹陷式安装；键盘鼠标安放在操作按钮下方的抽屉内，使用时拉开抽屉；计算机主板、硬盘及计算机电源位于下方箱内右侧电气安装板上；空气开关位于机柜左侧立面下方；操作按钮位于液晶显示器下方；脚踏开关为外部设备，通过航空插头连接至空气开关下方的预留接口；三色指示灯位于机柜顶部左侧后面；打标控制卡、振镜电源与控制电路其它各元器件都位于下方箱内左侧电气安装板上；控制电路设计上实现必须先启动计算机才能启动冷水机、排风机、激光器电源、振镜电源负载的逻辑关系，以及启动时等冷水机的保护开关接通后才能接通振镜电源和激光器电源，以实现对激光器安全保护功能，如果冷水机未启动或水流量达不到要求，机器即会报警，激光器电源不能启动，激光器不能发光。

所述的封闭式整包图书激光打标机，使用时，整机启动后在WINDOWS 7操作系统下运行打标软件，编辑打标内容，设定打标参数，执行打标操作；根据定位板出光口类型，选择不同的打标方式，当机器为单出光口时，应该整包图书的单列侧面对准出光口，同时软件编辑打标内容应为单列；当机器为双出光口时，应该将整包图书的双列侧面对准出光口，同时软件编辑打标内容应为双列。

所述的封闭式整包图书激光打标机，控制电路中，主要电气元件的连接关系如下：

在PC机电源输入端前置电源滤波器，为计算机系统滤出干扰，PC机电源输出5V和12V电压分别连接光耦隔离继电器和固态继电器，并为光耦隔离继电器和固态继电器供电，光耦隔离继电器的COM端通过线路连接控制三色指示灯中激光打标时的黄灯指示，固态继电器通过线路与交流接触器KM1线圈连接，控制主电路交流接触器KM1线圈通断；冷水机常开保护开关输入端接交流接触器KM1的一路火线，冷水机常开输出端并联接入两个中间继电器K1、K2的线圈火线端，以控制其通断，一个中间继电器K2通过线路连接控制三色指示灯中激光打标时的绿灯和红灯的指示，另一个中间继电器K1分别通过线路连接激光器电源、振镜电源，控制激光器电源及振镜电源的通电，进而实现对激光器的保护；

计算机主板通过数据线与打标控制卡的USB端口连接，为其供电并传输数据；脚踏开关、光耦隔离继电器的IN端口、激光器电源控制接口分别通过导线与打标控制卡的DB25或DB15端口；振镜分数字振镜与模拟振镜，均自带电源线及信号线，当采用数字振镜时，打标卡采用数字卡，数字振镜通过其自带数据线与打标控制卡的DB15端口连接，且通过其自带电源线与振镜电源输出端连接；当采用模拟振镜时，打标卡采用模拟卡，其上设有D/A转接板，模拟振镜通过自带数据线与D/A转接板连接，且通过其自带电源线与振镜电源输出端连接。

本发明的设计思想是：

现有图书激光打标机都是沿用通用激光打标机的设计结构，都是采取开放式结构，各元器件分布较为分散、占地面积较大、激光光路不封闭，为克服这些缺点，本发明采用集成式封闭结构，将诸多系统都集中设计安装于一个封闭机柜内部，使激光光路封闭。在光路设计上，通过优化激光传播路线，将光路设计成激光器出光方向与机器出光方向成180度。在本发明的出光口，激光是沿从下至上的方向扫描运动，当图书平放在打标位置，即可实现对整包图书每一本的侧面进行打标。

本发明的优点及有益效果如下：

由于本发明采用集成封闭式设计，所以具有体积较小、集成化、激光光路封闭的优点，方便运输，降低运输成本、减少运输导致的故障率，提高激光打标过程的安全性。由于本发明光路实现180度转向设计，所以使得整机结构设计能尽可能的缩小长度方向的尺寸，同时有利于实现光路的封闭。由于本发明实现对整包图书每一本侧面进行打标，激光一次扫描即可完成对一包书侧面的打标，所以极大的提高了工作效率，其效率是普通激光打标机的6～10倍，减少人力成本，提高经济效益。

附图说明

图1为本发明的一种封闭式整包图书激光打标机外观示意图。

图2为本发明的一种封闭式整包图书激光打标机等轴侧图一。

图3为本发明的一种封闭式整包图书激光打标机等轴侧图二。

图4为本发明的一种封闭式整包图书激光打标机等轴侧图三。

图5为本发明的一种封闭式整包图书激光打标机等轴侧图四。

图6为本发明的一种封闭式整包图书激光打标机俯视图。

图7为本发明的一种封闭式整包图书激光打标机正视图。

图8为本发明的一种封闭式整包图书激光打标机控制电路原理图。

图中标号及名称如下：

1机柜，101振镜箱，102激光器箱，103下方箱，104显示器安装框，105抽屉，106万向轮；

2激光发生系统，201激光器电源，202激光器，203激光器支架，204激光器固定座；

3光路系统，301反射镜，302反射镜支架，303扩束镜，304扩束镜支架，305振镜，306场镜；

4冷却系统，401冷水机，402冷水机排风口，403输水管转接接头；

5排烟系统，501振镜箱排烟口，502排烟管道，503排烟风机，504机柜排烟口；

6图书定位支撑机构，601定位板，602出光口提拉门，603支撑板；

7控制系统，701液晶显示器，702计算机主板，703硬盘，704计算机电源，705空气开关，706操作按钮，707电源指示灯，708三色指示灯，709打标控制卡，710振镜电源，711控制电路，712右侧电气安装板，713左侧电气安装板。

具体实施方式

为了能更好的对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体的实施例并结合附图进行详细说明。应当理解，此处所描述的实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1至图7，本发明的一种封闭式整包图书激光打标机，包括机柜1、激光发生系统2、光路系统3、冷却系统4、排烟系统5、图书定位支撑机构6、控制系统7。整机采用左侧控制操作及液晶显示，右侧图书打标及上下料，全密闭激光光路传输的结构布局。激光发生系统2、光路系统3、冷却系统4、排烟系统5都集成于机柜1内部。控制系统7的操作功能通过控制按钮、脚踏开关、鼠标、键盘及液晶显示器实现；图书定位支撑机构6实现图书整包激光打标定位及支撑功能。

其中，机柜1、激光发生系统2、光路系统3、冷却系统4、排烟系统5、图书定位支撑机构6、控制系统7的连接关系如下：机柜1是所有系统的载体，即其他系统都集成安装于机柜内部或表面；激光发生系统2的激光器202的发光口对准光路系统3的反射镜301的入射方向，光路系统3的场镜306出光光路对准图书定位支撑机构6的定位板601出光口，激光从激光发生系统2射出，进入光路系统3，经过光路系统3后，射向位于图书定位支撑机构6上的工件(即图书)；冷却系统4通过输水管与激光发生系统2中的激光器202连接并对其进行冷却；排烟系统5通过振镜箱排烟口501与光路系统3连通，并对其产生的烟尘进行排放；控制系统7与其余各系统(激光发生系统2、光路系统3、冷却系统4、排烟系统5、图书定位支撑机构6)通过各种导线连接，并对其他系统进行控制。

请参阅图1至图7，机柜1为整机所有系统及机构的载体，机柜1采用钢板焊接结构，表面喷塑处理。机柜1内部分为三个独立空间，分别为位于上方左侧前面的振镜箱101、位于上方后面的激光器箱102及下方箱103，在振镜箱101前面设计有凹陷式显示器安装框104及用来放置鼠标键盘的抽屉105，下方箱103的底部安装4个可以锁止的万向轮106，方便机器移动及固定。振镜箱101内安装光路系统3中的扩束镜303、扩束镜支架304、振镜305(激光头)及场镜306；激光器箱102内安装激光发生系统2中的激光器202、激光器支架203及光路系统3中的反射镜301、反射镜支架302；下方箱103内安装激光发生系统2中的激光器电源201、冷却系统4中的冷水机401、排烟系统5、控制系统7的电路及计算机硬件。

请参阅图2、图4、图5、图6，激光发生系统2包括激光器电源201、激光器202、激光器支架203、激光器固定座204，激光器电源201固定在下方箱103内下部空间的前方，激光器202安装于激光器箱102内上方的后面空间内，激光器电源201通过线路与激光器202连接，激光器箱102内底部排布两个激光器固定座204，每个激光器固定座204上安装激光器支架203，激光器202安装于激光器支架203上。安装时通过调节激光器支架203和激光器固定座204可实现激光器202在X、Y、Z三个方向的位移调整，进一步实现激光出光光路的调整。其中，激光器202可以采用CO₂激光器。

请参阅图2、图4、图5、图6，光路系统3包括反射镜301、反射镜支架302、扩束镜303、扩束镜支架304、振镜305及场镜306。反射镜301安装在反射镜支架302上，调整后使反射镜301的镜面中心与激光器202出光口高度一致，并使反射镜301的镜面与激光器202出光路线呈45度角，激光器202发出的激光经过反射镜301反射后，光路方向改变90度射向扩束镜303，扩束镜303安装在扩束镜支架304入光口处圆孔内，激光通过扩束镜303后光斑扩大，并继续沿扩束镜圆孔传播，振镜305安装在扩束镜支架304出光口处，保证振镜305入光口与扩束镜支架304出光口的同轴，场镜306通过螺纹安装在振镜305出光口处，由于振镜305的出光口与入光口呈90度，所以激光由场镜306射出时，光路正好与激光器202输出光路呈180度，这种光路设计实现了光路180度转向后的反向传播，减少了光路传播所占用的长度方向的空间，从而减少了整机长度方向的尺寸，有利于将光路进行整体封闭，同时可以实现在机器右侧较为开放的空间内布置打标及上下料操作工位，进行打标及上下料操作。

请参阅图4、图6，冷却系统4包括冷水机401、冷水机排风口402、输水管转接接头403、输水管，其功能是对激光器进行冷却降温，采用水冷技术，实现循环冷却水对激光器的冷却。冷水机401固定在下方箱103右侧后面，在冷水机排风口402正对面的机柜1右侧板上开有冷水机排风口402，冷水机401通过输水管与激光器202连接，冷水机401出水口通过输水管接激光器202入水口，冷水机401入水口通过输水管接激光器202出水口。其中，输水管转接接头403采用宝塔式转接接头，宝塔式转接接头安装于激光器箱102与下方箱103之间的隔板相应位置，输水管转接接头403在输水管中分别串连在激光器202的进水管和出水管中，起到转接管路及固定输水管的功能。

请参阅图4、图6，排烟系统5包括振镜箱排烟口501、排烟管道502、排烟风机503和机柜排烟口504，排烟风机503串联在排烟管道502中，实现将打标工作中产生的烟尘排出机柜的功能；振镜箱101底部留有振镜箱排烟口501，振镜箱排烟口501连通振镜箱101与下方箱103，振镜箱排烟口501通过排烟管道502与排烟风机503进风口连接，排烟风机503固定在下方箱内左侧后部，排烟风机503的排烟口直接插入机柜排烟口504，机柜排烟口504位于机柜1左侧立面下方的偏后处。机柜排烟口504可以外接排烟管至室外，即可实现打标过程中在振镜箱101产生的烟尘及时排出室外，减小工作环境的污染。

请参阅图2、图7，图书定位支撑机构6包括定位板601、出光口提拉门602及支撑板603，实现对整包图书的定位打标功能。定位板601底部采用长条孔方式安装在振镜箱101的底板上，定位板601安装时可以沿光路方向初步确定位置，定位板601调试时可以沿光路方向调整，机器调试时根据场镜306的焦距来确定定位板601的最终位置，因此定位板601具有在激光输出方向上定位整包图书打标位置的功能；定位板601垂直面上开有出光口，出光口处设置出光口提拉门602；根据用户要求不同，分为单出光口定位板和双出光口定位板，单出光口可单列激光打标，双出光口可双列激光打标，本实施例采用双出光口定位板；定位板601也是振镜箱101的右侧封板，在定位板601的出光口垂直边缘上设计有垂直方向的滑槽，滑槽内插入提拉门602，用手操作提拉门602可使其沿滑槽上下滑动，实现出光口的开关。打标时，由于整包图书将出光口的自然封堵作用，从而实现封闭式激光打标。支撑板603安装在下方箱103的盖板上面，用于支撑图书，由于其高于振镜箱101底面，所以激光可以照射到整包书的最下层端面，保证每本书端面都能清晰打标。

请参阅图7，控制系统7采用计算机+打标控制卡+电气控制的方式实现整机控制功能，包括液晶显示器701、键盘、鼠标、计算机主板702、硬盘703、计算机电源704、空气开关705、操作按钮706、脚踏开关、电源指示灯707、三色指示灯708、打标控制卡709、振镜电源710、控制电路711。液晶显示701垂直安装在振镜箱101前面的显示器安装框104内，采用凹陷式安装；键盘鼠标安放在操作按钮706下方的抽屉105内，使用时拉开抽屉105；计算机主板702、硬盘703及计算机电源704位于下方箱103内右侧电气安装板712上；空气开关705位于机柜1左侧立面下方；操作按钮706、电源指示灯707位于液晶显示器701下方；脚踏开关为外部设备，通过航空插头713连接至空气开关705下方的预留接口；三色指示灯708位于机柜1顶部左侧后面；打标控制卡709、振镜电源710与控制电路711其它各元器件都位于下方箱103内左侧电气安装板713上，控制电路711由多种电气元件组成，设计上实现必须先启动计算机才能启动冷水机401、排风机503、激光器电源201、振镜电源710等负载的逻辑关系，以及启动时必须等冷水机401的保护开关接通后才能接通振镜电源710和激光器电源201，以实现对激光器安全保护功能，如果冷水机401未启动或水流量达不到要求，机器即会报警，激光器电源201不能启动，激光器不能发光。其中，打标控制卡的可以为通用的激光打标机打标卡(或控制卡)。

机器使用时，整机启动后在WINDOWS 7操作系统下运行打标软件，编辑打标内容，设定打标参数，执行打标操作。根据定位板出光口类型，选择不同的打标方式，当机器为单出光口时，应该整包图书的单列侧面对准出光口，同时软件编辑打标内容应为单列；当机器为双出光口时，应该将整包图书的双列侧面对准出光口，同时软件编辑打标内容应为双列。

请参阅图8，本发明封闭式整包图书激光打标机控制电路中，需要指出的主要电气元件的连接关系和原理如下：

在PC机电源输入端前置电源滤波器，为计算机系统滤出干扰，PC机电源输出5V和12V电压分别连接光耦隔离继电器和固态继电器，并为光耦隔离继电器和固态继电器供电，光耦隔离继电器的COM端通过线路连接控制三色指示灯中激光打标时的黄灯指示，固态继电器通过线路与交流接触器KM1线圈连接，控制主电路交流接触器KM1线圈通断；冷水机保护开关(常开)输入端接交流接触器KM1的一路火线，冷水机常开输出端并联接入两个中间继电器K1、K2的线圈火线端，以控制其通断，一个中间继电器K2通过线路连接控制三色指示灯中激光打标时的绿灯和红灯的指示，另一个中间继电器K1分别通过线路连接激光器电源、振镜电源，控制激光器电源及振镜电源的通电，进而实现对激光器的保护。

计算机主板通过数据线与打标控制卡的USB端口连接，为其供电并传输数据。脚踏开关、光耦隔离继电器的IN端口、激光器电源控制接口分别通过导线与打标控制卡的DB25或DB15端口(根据打标控制卡厂家型号选择)连接。振镜分数字振镜与模拟振镜，均自带电源线及信号线，当采用数字振镜时，打标卡采用数字卡，数字振镜通过其自带数据线与打标控制卡的DB15端口连接，且通过其自带电源线与振镜电源输出端连接；当采用模拟振镜时，打标卡采用模拟卡，其上设有D/A转接板，模拟振镜通过自带数据线与D/A转接板连接，且通过其自带电源线与振镜电源输出端连接。

本发明的一种封闭式整包图书激光打标机工作流程是：

机器使用时，开始打标前，在右侧图书定位支撑机构6中，将整包图书平放至支撑板603上，撕开要打标位置的包装，露出整包中打标侧从上至下所有图书的打标面，使其左侧靠紧定位板601，将其定位，向上拉开出光口提拉门602，打开出光口，准备打标。开机顺序是：电源线通电后，打开空气开关705，打开急停按钮，给机器上电，此时红色电源指示灯707点亮，按下电脑开机按钮，启动电脑，待液晶显示器701显示进入WINDOWS操作系统后，按下启动按钮，启动主机，三色指示灯先点亮红色后变为绿色，完成开机。在桌面上打开打标软件，调用已存储的打标文件，编辑相应参数后，鼠标点击软件中的标刻按钮或脚踩一下脚踏开关即可开始激光打标，打标进行时三色指示灯显示为黄色。关机顺序是：按下停止按钮，关闭主机，三色指示灯熄灭，按下电脑按钮，关闭电脑，按下急停按钮，红指示灯熄灭，关闭空气开关705，断开电源线。

结果表明，本发明解决了钢印打码、喷墨打码、敞开式分本激光打码等技术效率低、劳动强度大、污染环境的问题，实现了对整包图书进行封闭式激光打标的功能，该封闭式整包图书激光打标机具有外形美观、结构新颖、体积小、质量轻、操作简便、光路全密封、工作安全、绿色环保的特点。

以上所述的实施例仅仅是对本发明一种封闭式整包图书激光打标机的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，凡在本发明的构思和原则范围之内，对本发明技术方案及所述实施例作出的任何修改、等同替换及改进变形等，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种封闭式整包图书激光打标机，其特征在于，包括机柜、激光发生系统、光路系统、冷却系统、排烟系统、图书定位支撑机构、控制系统，整机采用左侧控制操作及液晶显示器，机柜是所有系统的载体，激光发生系统、激光光路系统、冷却系统、排烟系统、控制系统集成于封闭机柜内部，图书定位支撑机构集成于封闭机柜表面；激光发生系统激光器发光口对准光路系统的反射镜入射方向，光路系统的场镜出射光路对准图书定位支撑机构的定位板出光口，激光从激光发生系统射出，进入光路系统，经过光路系统后，射向位于图书定位支撑机构上的图书；冷却系统通过输水管与激光发生系统中的激光器连接并对其进行冷却；排烟系统通过振镜箱排烟口与光路系统连通，并对其产生的烟尘进行排放；控制系统与激光发生系统、光路系统、冷却系统、排烟系统通过各种导线连接，并对其他系统进行控制。

2.根据权利要求1所述的封闭式整包图书激光打标机，其特征在于，机柜采用钢板焊接结构，表面为喷塑处理层；机柜内部分为三个独立空间，分别为位于上方左侧前面的振镜箱、位于上方后面的激光器箱及下方箱，在振镜箱前面设计有凹陷式显示器安装框及用来放置鼠标键盘的抽屉，下方箱的底部安装四个锁止的万向轮；振镜箱内安装光路系统中的扩束镜、扩束镜支架、振镜及场镜；激光器箱内安装激光发生系统中的激光器、激光器支架及光路系统中的反射镜、反射镜支架；下方箱内安装激光发生系统中的激光器电源、冷却系统中的冷水机、排烟系统、控制系统的电路及计算机硬件。

3.根据权利要求1所述的封闭式整包图书激光打标机，其特征在于，激光发生系统包括激光器电源、激光器、激光器支架、激光器固定座，激光器电源固定在下方箱内下部空间的前方，激光器安装于激光器箱内上方的后面空间内，激光器电源通过线路与激光器连接，激光器箱内底部排布两个激光器固定座，每个激光器固定座上安装激光器支架，激光器安装于激光器支架上；安装时通过调节激光器支架和激光器固定座实现激光器在X、Y、Z三个方向的位移调整。

4.根据权利要求1所述的封闭式整包图书激光打标机，其特征在于，光路系统包括反射镜、反射镜支架、扩束镜、扩束镜支架、振镜及场镜，反射镜安装在反射镜支架上，调整后使反射镜的镜面中心与激光器出光口高度一致，并使反射镜的镜面与激光器出光路线呈45度角，激光器发出的激光经过反射镜反射后，光路方向改变90度射向扩束镜，扩束镜安装在扩束镜支架入光口处圆孔内，激光通过扩束镜后光斑扩大，并继续沿扩束镜圆孔传播，振镜安装在扩束镜支架出光口处，保证振镜入光口与扩束镜支架出光口的同轴，场镜通过螺纹安装在振镜出光口处，振镜的出光口与入光口呈90度，激光由场镜射出时，光路正好与激光器输出光路呈180度，使光路180度转向后的反向传播，并在机器右侧较为开放的空间内布置打标及上下料操作工位。

5.根据权利要求1所述的封闭式整包图书激光打标机，其特征在于，冷却系统包括冷水机、冷水机排风口、输水管转接接头、输水管，冷水机固定在下方箱右侧后面，在冷水机排风口正对面的机柜右侧板上开有冷水机排风口，冷水机通过输水管与激光器连接，冷水机出水口通过输水管接激光器入水口，冷水机入水口通过输水管接激光器出水口；输水管转接接头采用宝塔式转接接头，宝塔式转接接头安装于激光器箱与下方箱之间的隔板相应位置，输水管转接接头在输水管中分别串连在激光器的进水管和出水管中。

6.根据权利要求1所述的封闭式整包图书激光打标机，其特征在于，排烟系统包括振镜箱排烟口、排烟管道、排烟风机和机柜排烟口，排烟风机串联在排烟管道中，振镜箱底部留有振镜箱排烟口，振镜箱排烟口连通振镜箱与下方箱，振镜箱排烟口通过排烟管道与排烟风机进风口连接，排烟风机固定在下方箱内左侧后部，排烟风机的排烟口直接插入机柜排烟口，机柜排烟口位于机柜左侧立面下方的偏后处；机柜排烟口外接排烟管至室外，使打标过程中在振镜箱产生的烟尘排出室外。

7.根据权利要求1所述的封闭式整包图书激光打标机，其特征在于，图书定位支撑机构包括定位板、出光口提拉门及支撑板，定位板底部采用长条孔方式安装在振镜箱的底板上，定位板安装时沿光路方向初步确定位置，定位板调试时沿光路方向调整，机器调试时根据场镜的焦距来确定定位板的最终位置；定位板是振镜箱的右侧封板，在定位板的出光口垂直边缘上设计有垂直方向的滑槽，滑槽内插入提拉门，用手操作提拉门使其沿滑槽上下滑动，实现出光口的开关；支撑板安装在下方箱的盖板上面，用于支撑图书，支撑板高于振镜箱底面，使激光照射到整包书的最下层端面；定位板垂直面上开有出光口，根据用户要求不同，分为单出光口定位板和双出光口定位板，单出光口单列激光打标，双出光口双列激光打标。

8.根据权利要求1所述的封闭式整包图书激光打标机，其特征在于，控制系统采用计算机+打标控制卡+电气控制的方式实现整机控制功能，包括液晶显示器、键盘、鼠标、计算机主板、硬盘、计算机电源、空气开关、操作按钮、脚踏开关、电源指示灯、三色指示灯、打标控制卡、振镜电源、控制电路；液晶显示垂直安装在振镜箱前面的显示器安装框内，采用凹陷式安装；键盘鼠标安放在操作按钮下方的抽屉内，使用时拉开抽屉；计算机主板、硬盘及计算机电源位于下方箱内右侧电气安装板上；空气开关位于机柜左侧立面下方；操作按钮位于液晶显示器下方；脚踏开关为外部设备，通过航空插头连接至空气开关下方的预留接口；三色指示灯位于机柜顶部左侧后面；打标控制卡、振镜电源与控制电路其它各元器件都位于下方箱内左侧电气安装板上；控制电路设计上实现必须先启动计算机才能启动冷水机、排风机、激光器电源、振镜电源负载的逻辑关系，以及启动时等冷水机的保护开关接通后才能接通振镜电源和激光器电源，以实现对激光器安全保护功能，如果冷水机未启动或水流量达不到要求，机器即会报警，激光器电源不能启动，激光器不能发光。

9.根据权利要求8所述的封闭式整包图书激光打标机，其特征在于，使用时，整机启动后在WINDOWS 7操作系统下运行打标软件，编辑打标内容，设定打标参数，执行打标操作；根据定位板出光口类型，选择不同的打标方式，当机器为单出光口时，应该整包图书的单列侧面对准出光口，同时软件编辑打标内容应为单列；当机器为双出光口时，应该将整包图书的双列侧面对准出光口，同时软件编辑打标内容应为双列。

10.根据权利要求8所述的封闭式整包图书激光打标机，其特征在于，控制电路中，主要电气元件的连接关系如下：

在PC机电源输入端前置电源滤波器，为计算机系统滤出干扰，PC机电源输出5V和12V电压分别连接光耦隔离继电器和固态继电器，并为光耦隔离继电器和固态继电器供电，光耦隔离继电器的COM端通过线路连接控制三色指示灯中激光打标时的黄灯指示，固态继电器通过线路与交流接触器KM1线圈连接，控制主电路交流接触器KM1线圈通断；冷水机常开保护开关输入端接交流接触器KM1的一路火线，冷水机常开输出端并联接入两个中间继电器K1、K2的线圈火线端，以控制其通断，一个中间继电器K2通过线路连接控制三色指示灯中激光打标时的绿灯和红灯的指示，另一个中间继电器K1分别通过线路连接激光器电源、振镜电源，控制激光器电源及振镜电源的通电，进而实现对激光器的保护；

计算机主板通过数据线与打标控制卡的USB端口连接，为其供电并传输数据；脚踏开关、光耦隔离继电器的IN端口、激光器电源控制接口分别通过导线与打标控制卡的DB25或DB15端口；振镜分数字振镜与模拟振镜，均自带电源线及信号线，当采用数字振镜时，打标卡采用数字卡，数字振镜通过其自带数据线与打标控制卡的DB15端口连接，且通过其自带电源线与振镜电源输出端连接；当采用模拟振镜时，打标卡采用模拟卡，其上设有D/A转接板，模拟振镜通过自带数据线与D/A转接板连接，且通过其自带电源线与振镜电源输出端连接。

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