CN112548350A - 一种激光打码及扫码设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光打码及扫码设备，其包括机架、打码平台机构、激光打码机构、扫码平台机构、扫码机构、移料机构、产品上料机构及产品收料框；本发明将打码平台机构、扫码平台机构、移料机构、产品上料机构、产品收料框均集成在同一机架上形成激光打码及扫码设备，该激光打码及扫码设备同时兼具有自动上料、激光打码、扫码及自动收料的功能，与单独的激光打码设备及单独的扫码设备相较，减少一道扫码工序和一套扫码设备及操作人员，可大大降低设备及人工成本，并可提高加工效率。

Description

一种激光打码及扫码设备

技术领域

本发明涉及激光加工的技术领域，特别是指一种激光打码及扫码设备。

背景技术

随着激光技术的发展，越来越多行业领域采用激光打标方式代替喷码等其他打标方式，如电路板、手机等消费品电子产品行业。目前市场上大部分激光加工产品都是单机使用，激光打码、激光扫描入数据库以及不合格品剔除功能都只是具备单独功能，效率低，能耗高，没有把功能整合，占地面积大，数据显示不集中，操作工位多，使用起来不方便，人工成本及设备成本较高，从而降低生产设备的使用性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种成本较低，加工效率高的激光打码及扫码设备。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种激光打码及扫码设备，其包括顶面设置有工作台的机架、打码平台机构、激光打码机构、扫码平台机构、扫码机构、移料机构、产品上料机构及产品收料框；

所述打码平台机构设置在机架的工作台一侧，其具有打码平台；

所述激光打码机构包括有龙门架、激光器、CCD振镜同轴组件及光源，龙门架设置在打码平台机构的上方，激光器设置龙门架上，且激光器的激光头朝下，CCD振镜同轴组件设置在龙门架上且位于激光器的下方，CCD振镜同轴组件的顶部设有对应激光器的激光入口，光源设置在CCD振镜同轴组件的下方；

所述扫码平台机构设置在机架的工作台上且位于激光打码机构的龙门架一侧，扫码平台机构具有扫码平台；

所述扫码机构具有读码模组，读码模组设置在对应扫码平台机构上方的机架上；

所述移料机构设置在打码平台机构及扫码平台机构前方的工作台上，移料机构包括机器人及吸料治具，机器人具有摆臂，摆臂可转动地设置在机架的工作台上，吸料治具包括吸嘴安装板及真空吸嘴，吸嘴安装板设置在摆臂上，吸嘴安装板的底面一侧设有多个真空吸嘴形成第一吸盘，吸嘴安装板的底面另一侧设有多个真空吸嘴形成第二吸盘；

所述产品上料机构及产品收纳框设置在机器人摆臂的行程范围内。

进一步，所述打码平台机构包括有打码Y轴直线模组、打码Y轴直线导轨、所述打码平台、打码平台安装板、打码X轴直线导轨及打码X轴直线模组，打码平台可用于真空吸附产品，打码平台安装板可滑动的设置在打码Y轴直线模组及打码Y轴直线导轨上，使打码Y轴直线模组可带动打码平台安装板沿打码Y轴直线导轨往复运动，打码X轴直线导轨及打码X轴直线模组设置在打码平台安装板上，打码平台安装在打码X轴直线导轨及打码X轴直线模组上，使打码X轴直线模组可带动打码平台沿X轴方向往复运动。通过打码Y轴直线模组和打码X轴直线模组联动配合带动打码平台在X、Y轴方向移动，可提高产品加工尺寸及加工灵活度。

进一步，所述激光器可为紫外激光器、光纤激光器、红外激光器或者绿光激光器。

进一步，所述CCD振镜同轴组件包括Z轴直线模组、模组安装架及CCD振镜同轴模组，Z轴直线模组安装在龙门架上，Z轴直线模组的两侧设置有Z轴直线导轨，Z轴直线导轨可提升Z轴直线模组运行的稳定性，模组安装架装设在Z轴直线模组上，CCD振镜同轴模组设置在模组安装架上，Z轴直线模组可带动模组安装架及CCD振镜同轴模组沿着Z轴直线导轨上下滑动，CCD振镜同轴模组包括振镜组及CCD相机，CCD振镜同轴模组将CCD相机的光路和激光器的光路合并为一束同轴光路，再经振镜组扫描输出。

进一步，所述CCD振镜同轴模组包括反射镜、CCD相机、合束镜、振镜组及场镜，反射镜、合束镜、振镜组及场镜依次依激光光路的传输路径设置，反射镜设置在激光入口的下方，合束镜设置在反射镜的输出端前方，振镜组包括X轴振镜及Y轴振镜，振镜组设置在合束镜的输出端前方，场镜设置在振镜组的输出端下方、位于振镜组背离激光入口的一侧底部，场镜凸伸至模组安装架下方，CCD相机设置在合束镜的另一输入端侧。激光器输出的激光经激光光路进入CCD振镜同轴模组的激光入口，经反射镜反射进入合束镜，通过合束镜将其与CCD相机的光路合并成一束同轴光路后，经振镜组X、Y轴扫描后，再经场镜输出至打码平台上。CCD相机的光路和激光器的光路合并为一束同轴光路，因此，CCD相机视觉定位的范围与振镜扫描的范围相匹配，确保激光的调整定位准确，提升激光打码精度，有利于提高产品加工质量。

进一步，所述CCD振镜同轴模组还可包括有测量焦距的测距模组，测距模组可选择激光测距模组或红外测距模组。

进一步，所述光源为环形光源或条形源。

进一步，所述扫码平台机构包括扫码直线模组及扫码平台，扫码平台装设在扫码直线模组上，使扫码直线模组可带动扫码平台往复运动。

进一步，所述扫码机构包括扫描直线模组、连接架及所述读码模组，扫描直线模组横向设置在对应扫码平台机构的上方，连接架可滑动的设置在扫描直线模组上，读码模组设置在连接架上，使扫描直线模组可带动连接架及读码模组于扫码平台机构上方往复运动。

进一步，所述读码模组可为条码解码器，可直接扫描读取产品上的条码信息。读码模组也可为相机模组，相机模组包括CCD相机和光源，相机模组与读码软件配合扫描读取产品上的条码信息。

进一步，所述读码模组具备扫码功能或扫码和条码评级功能。

进一步，为了提升扫码机构运行的稳定性，所述扫描直线模组还配合有扫描直线导轨，扫描直线导轨对应扫描直线模组设置，所述连接架设置在扫描直线模组及扫描直线导轨上。

进一步，所述扫码机构还包括扫码Z轴直线模组，扫码Z轴直线模组设置在扫描直线模组上，读码模组设置在扫码Z轴直线模组上，扫描直线模组和扫码Z轴直线模组联动配合可带动读码模组在X、Z轴方向上往复移动，用于适应多种厚度种类产品扫描，提高扫描适合范围及扫码准确率。

进一步，所述扫码机构还包括打标件，打标件设置在扫码Z轴直线模组上，位于读码模组的一侧，扫描直线模组和扫码Z轴直线模组联动配合可带动打标件和读码模组在X、Z轴方向上往复移动，用于扫描后不良品的标记。

进一步，所述打标件为打标笔，打标印章、小型喷码模组或者小型激光打标模组中的任意一种。

进一步，所述移料机构的机器人为具有摆臂的四轴机器人或六轴机器人。

进一步，所述产品上料机构包括丝杆电机及物料承载装置，丝杆电机设置在机架的工作台上，且丝杆电机配合有丝杆，物料承载装置设置在丝杆电机的丝杆上，丝杆电机驱动物料承载装置步进顶升。

进一步，所述产品上料机构还包括轴承、导柱及导柱底板，所述物料承载装置为料框组件，多根导柱设置在料框组件与导柱底板之间，各导柱的一端连接料框组件的底部，另一端连接导柱底板，丝杆电机设置在机架的工作台上，且丝杆电机上配合有丝杆，丝杆的一端连接料框组件，丝杆的另一端连接导柱底板，多个轴承设置在机架的工作台上且对应套设在多个导柱上，丝杆电机驱动料框组件步进顶升，料框组件用于放置物料。

进一步，所述的料框组件包括滑轨固定板、抽屉滑轨、滑轨连接板、料框托盘及料框；滑轨固定板设置在多个导柱的顶端，抽屉滑轨设置在滑轨固定板上，滑轨连接板为L型结构，滑轨连接板的一端连接料框托盘，滑轨连接板的另一端连接抽屉滑轨，料框放置在料框托盘上。

进一步，为了便于定位产品，所述料框上还设有定位槽，定位槽用以放置产品限位件，使产品定位放置在料框内。

进一步，为了减缓产品上升或下降的冲击力，所述产品上料机构还包括有缓冲垫，缓冲垫设置在料框组件与轴承之间的各导柱上。

进一步，所述产品上料机构还包括轴承、导柱、导柱底板及顶升板，所述物料承载装置为物料载板，丝杆电机设置在机架的工作台上，且丝杆电机上配合有丝杆，丝杆的一端连接顶升板，丝杆的另一端连接导柱底板，多根导柱设置在顶升板与导柱底板之间，各导柱上分别配合有一轴承，各轴承设置在各导柱对应的机架的工作台上，物料载板设置在顶升板上，丝杆电机驱动顶升板及物料载板步进顶升，物料载板用于放置物料。

进一步，所述产品上料机构还包括料框组件，料框组件包括滑轨固定板、抽屉滑轨、滑轨连接板、料框托盘、料框及物料载板；滑轨固定板设置在机架的工作台上，抽屉滑轨设置在滑轨固定板上，滑轨连接板为L型结构，滑轨连接板的一端连接料框托盘，滑轨连接板的另一端连接抽屉滑轨，料框放置在料框托盘上，料框托盘、料框的中间区域分别开设有供顶升板穿过的窗口，其窗口尺寸小于物料载板尺寸，物料载板可取放地搭接放置在料框的内沿上，丝杆电机驱动顶升板上顶物料载板并使顶升板及物料载板步进顶升，物料载板用于放置物料。将物料载板与料框分离设计，丝杆电机仅顶升物料载板及其上产品，料框无需上升，可减少影响取料空间，操作更灵活。

进一步，为了便于定位产品，所述物料载板上设置多个定位槽，用于放置产品限位件，使产品定位放置在物料载板上。

进一步，所述产品收料框包括料框支撑架、料框抽屉滑轨、料框滑轨连接板及收料框，料框支撑架设置在机架的工作台上，料框抽屉滑轨设置在料框支撑架上，料框滑轨连接板为L型结构，料框滑轨连接板的一端连接料框抽屉滑轨，料框滑轨连接板的另一端连接有收料框。

进一步，本发明激光打码及扫码设备还包括有相机，相机为上部相机和/或下部相机，上部相机设置在产品上料机构的上方且其镜头朝向产品上料机构；下部相机设置在位于移料机构行程范围内的工作台上且其镜头朝上设置。

进一步，由于有些产品会使用隔板进行堆叠，为了满足带隔板隔离的堆叠产品的制作要求，使本发明具备隔板处理功能，所述激光打码及扫码设备还包括隔板上料机构及隔板收料框，隔板上料机构与产品上料机构的结构相同，隔板收料框与产品收料框的结构相同，隔板上料机构及隔板收料框均位于移料机构的行程范围内。

进一步，为了区分放置不良品，该激光打码及扫码设备还包括有不良品收料框，不良品收纳框设置在移料机构的行程范围内，可将检测不合格的产品单独放置，区分OK品及NG品。

采用上述方案后，本发明激光打码及扫码设备具有以下有益效果：

本发明将打码平台机构、激光打码机构、扫码平台机构、扫码机构、移料机构、产品上料机构、产品收料框均集成在同一机架上形成激光打码及扫码设备，该激光打码及扫码设备同时兼具有自动上料、激光打码、扫码及自动收料的功能，与单独的激光打码设备及单独的扫码设备相较，减少一道扫码工序和一套扫码设备及操作人员，可大大降低设备及人工成本，并可提高加工效率。

本发明扫码机构的读码模组可同时具备扫码和条码评级功能，在扫码的同时，对条码进行评级判定；另，扫码机构还可增加打标件，以完成扫码不良品的标识标记。

本发明的激光打码机构采用CCD振镜同轴模组，CCD振镜同轴模组将CCD相机的光路和激光器的光路合并为一束同轴光路，因此，CCD相机视觉定位的范围与振镜扫描的范围相匹配，确保激光的调整定位准确，提升激光打码精度，有利于提高产品加工质量。

本发明的移料机构的机器人可采用四轴机器人或六轴机器人，可在产品上料机构、打码平台机构、扫码平台机构、产品收料框等多工位上方活动，将多组上下料机构集成到一体，实现打码平台、扫码平台的上下料操作，设备操作及控制更灵活，优化设备结构，减小设备体积，降低设备成本。

本发明的产品上料机构采用丝杆电机步进顶升式结构，使其内产品始终处于同一高度水平上料，确保移料机构取料准确；进一步还可将物料载板与料框分离设计，丝杆电机仅顶升物料载板及其上产品，料框无需上升，减少影响机器人取料空间，操作更灵活。

本发明还可进一步设计隔板上料机构及隔板收料框，以满足带有隔板隔离的堆叠产品的制作要求，使本发明具备隔板处理功能；且隔板上料机构的取料动作、隔板收料框的放料动作均由机器人完成，无需再设置一套上下料结构，进一步优化设备结构，减少设备体积，降低设备成本。

本发明还可进一步设计不良品收料框，可将扫码不良的产品单独放置，区分OK、NG品，防止NG品流出，便于OK品的后续加工工序集中生产，提高产品后工序的生产效率；

本发明可通过移料机构将不良品抓回打码平台上进行激光打不良标识，或在扫码机构上设置打标件对不良品进行不良标识。

本发明还可进一步采用相机识别产品上料，可采用上部相机识别或下部相机识别方式，依设备结构、成本及产品加工要求选择；采用相机识别可进一步提高产品的放置位置精度，进一步提高产品的激光打标精度。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的立体图。

图2为本发明较佳实施例的前侧图。

图3为本发明较佳实施例的俯视图。

图4为本发明较佳实施例的左侧图。

图5为本发明打码平台机构的立体图。

图6为本发明打码平台机构的俯视图。

图7为本发明激光打码机构的立体图。

图8为本发明激光打码机构的前侧图。

图9为本发明CCD振镜同轴组件的立体图。

图10为本发明CCD振镜同轴组件的前侧图。

图11为本发明CCD振镜同轴组件的左侧图。

图12为本发明扫码平台机构的立体图。

图13为本发明扫码机构的立体图。

图14为本发明移料机构的立体图。

图15为本发明移料机构的俯视图。

图16为本发明产品上料机构的立体图。

图17为本发明产品上料机构的前侧图。

图18为本发明产品上料机构另一实施例的立体图。

图19为本发明产品上料机构另一实施例的前侧图。

图20为本发明产品收料框的立体图。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“X”、“Y”、“Z”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

如图1至图20所示，为本发明一种激光打码及扫码设备的较佳实施例，本实施例中激光打码及扫码设备采用双工位，可提高加工效率。如图1至图4所示，本实施例的激光打码及扫码设备1，包括有机架10、第一打码平台机构20、第二打码平台机构30、激光打码机构40、第一扫码平台机构50、第二扫码平台机构60、扫码机构70、移料机构80、产品上料机构90及产品收料框100。

由于有些产品会使用隔板进行堆叠，为了满足带隔板隔离的堆叠产品的制作要求，使本发明具备隔板处理功能，本发明激光打码及扫码设备1还包括隔板上料机构110及隔板收料框120。

为了区分放置不良品，本发明激光打码及扫码设备1还包括有不良品收料框130，不良品收纳框130设置在移料机构80的行程范围内，可将检测不合格的产品单独放置，区分OK品及NG品。

如图1所示，机架10的顶面设置有工作台11。

如图5到图6所示，第一打码平台机构20及第二扫码平台机构30并排设置在机架10的工作台11一侧，第一打码平台机构20包括有打码Y轴直线模组21、打码Y轴直线导轨22、第一打码平台23、打码平台安装板24、打码X轴直线导轨25及打码X轴直线模组26，第一打码平台23可用于真空吸附产品，打码平台安装板24可滑动的设置在打码Y轴直线模组21及打码Y轴直线导轨22上，使打码Y轴直线模组21可带动打码平台安装板24沿打码Y轴直线导轨22往复运动。打码平台安装板24上设置有打码X轴直线导轨25，打码平台安装板24的一侧安装有打码X轴直线模组26，第一打码平台23安装在打码X轴直线导轨25上，且第一打码平台23的一侧通过打码平台连接板27与打码X轴直线模组26连接在一起，使打码X轴直线模组26可带动第一打码平台23沿X轴方向往复运动。图中所示的打码X轴直线模组26是设置在打码平台安装板24的侧边，打码X轴直线模组26也可设置在打码平台安装板24上并与第一打码平台23下方滑动连接。通过打码Y轴直线模组21和打码X轴直线模组26联动配合带动第一打码平台23在X、Y轴方向移动，可提高产品加工尺寸及加工灵活度。

第二打码平台机构30的结构与第一打码平台机构20的结构相同，不予赘述。

如图7及图8所示，激光打码机构40包括有龙门架41、第一激光器42、第二激光器43、第一CCD振镜同轴组件44、第二CCD振镜同轴组件45、第一光源46及第二光源47。

龙门架41设置在机架10的工作台11上，龙门架41包括两支柱、设置在两支柱顶部的顶板411及连接两支柱的侧板412，龙门架41的两支柱对应设置在第一打码平台机构20及第二打码平台机构30的两侧，使龙门架41横跨第一扫码平台机构20及第二扫码平台机构30，第一激光器42及第二激光器43并排设置在顶板411上，第一激光器42及第二激光器43的激光头朝下且分别凸伸至顶板411的下方。第一CCD振镜同轴组件44及第二CCD振镜同轴组件45并排设置在侧板412上，且第一CCD振镜同轴组件44位于第一激光器42的下方、第二CCD振镜同轴组件45位于第二激光器43的下方，第一光源46设置在第一CCD振镜同轴组件44的下方，第二光源47设置在第二CCD振镜同轴组件45的下方。

第一激光器42和第二激光器43可为紫外激光器、光纤激光器、红外激光器或者绿光激光器。

如图9至图11所示，第一CCD振镜同轴组件44包括Z轴直线模组441、模组安装架442及CCD振镜同轴模组443，Z轴直线模组441安装在龙门架41的侧板412上，Z轴直线模组441的两侧设置有Z轴直线导轨4411，Z轴直线导轨4411可提升Z轴直线模组运行的稳定性，模组安装架442装设在Z轴直线模组441上，CCD振镜同轴模组443设置在模组安装架442上，Z轴直线模组441可带动模组安装架442及CCD振镜同轴模组443沿着Z轴直线导轨4411上下滑动。

CCD振镜同轴模组443包括反射镜(图中未视出)、CCD相机4432、合束镜(图中未视出)、振镜组4431及场镜4433，CCD振镜同轴模组443的顶面对应第一激光器42的激光头位置处设有激光入口4434，反射镜、合束镜、振镜组4431及场镜4433依次依激光光路的传输路径设置，反射镜设置在激光入口4434的下方，合束镜设置在反射镜的输出端前方，振镜组4431包括X轴振镜及Y轴振镜，振镜组4431设置在合束镜的输出端前方，场镜4433设置在振镜组4431的输出端下方、位于振镜组4431背离激光入口4434的一侧底部，场镜4433凸伸至模组安装架下方，CCD相机4432设置在合束镜的另一输入端侧。第一激光器42输出的激光经激光光路421进入CCD振镜同轴模组443的激光入口4434，经反射镜反射进入合束镜，通过合束镜将其与CCD相机4432的光路合并成一束同轴光路后，经振镜组4431X、Y轴扫描后，再经场镜4433输出至打码平台上。CCD相机4432的光路和第一激光器42的光路合并为一束同轴光路，因此，CCD相机4432视觉定位的范围与振镜扫描的范围相匹配，确保激光的调整定位准确，提升激光打码精度，有利于提高产品加工质量。

所述CCD振镜同轴模组443还可包括有测量焦距的测距模组(图中未视出)，测距模组可选择激光测距模组或红外测距模组。

第二CCD振镜同轴组件45的结构与第一CCD振镜同轴组件44的结构相同，不予赘述。

第一光源46和第二光源47为环形光源或条形源，光源照射打码平台及为CCD振镜同轴模组提供光源。

如图12所示，第一扫码平台机构50及第二扫码平台机构60并排设置在机架10的工作台11上且位于激光打码机构40的龙门架41一侧，第一扫码平台机构50包括扫码直线模组51及第一扫码平台52，第一扫码平台52装设在扫码直线模组51上，使扫码直线模组51可带动第一扫码平台52往复运动。

第二扫码平台机构60的结构与第一扫码平台机构50的结构相同，不予赘述。

如图13所示，扫码机构70包括扫描直线模组71、连接架72及读码模组73，扫描直线模组71横向设置在对应第一扫码平台机构50及第二扫码平台机构60的上方，连接架72可滑动的设置在扫描直线模组71上，读码模组73设置在连接架72上，使扫描直线模组71可带动连接架72及读码模组73于第一扫码平台机构50及第二扫码平台机构60之间来回移动。读码模组73具备扫码功能或扫码和条码评级功能。

为了提升扫码机构70运行的稳定性，所述扫描直线模组71还配合有扫描直线导轨74，扫描直线导轨74对应扫描直线模组71设置，所述连接架72设置在扫描直线模组71及扫描直线导轨74上。

读码模组73可为条码解码器，可直接扫描读取产品上的条码信息。读码模组73也可为相机模组，相机模组包括CCD相机和光源，相机模组与读码软件配合扫描读取产品上的条码信息。

较佳的，扫码机构70还可包括扫码Z轴直线模组(图中未示意)，扫码Z轴直线模组设置在扫描直线模组71上，连接架72设置在扫码Z轴直线模组上，扫描直线模组71和扫码Z轴直线模组联动配合可带动连接架72及设置在连接架72上的读码模组在X、Z轴往复移动，用于适应多种类产品扫描，提高扫描适合范围及扫码准确率。

较佳的，扫码机构70还包括有打标件(图中未示意)，打标件可设置在扫码Z轴直线模组上，位于读码模组73的一侧，扫描直线模组71和扫码Z轴直线模组联动配合可带动打标件在X、Z轴往复移动，用于扫描后不良品的标记。打标件可为打标笔，打标印章、小型喷码模组或者小型激光打标模组中的任意一种。

如图14及图15所示，所述移料机构80设置在第一打码平台机构20、第二打码平台机构30、第一扫码平台机构50及第二扫码平台机构60前方的机架10的工作台11上。移料机构80包括机器人81及吸料治具82，机器人为具有摆臂的四轴机器人或六轴机器人，其可转动地设置在机架10的工作台11上。吸料治具82包括治具连接板821、吸嘴安装板822及真空吸嘴823，治具连接板821安装在机器人81的摆臂上，吸嘴安装板822安装在治具连接板821上，吸嘴安装板822的底面一侧设有多个真空吸嘴823形成第一吸盘825，吸嘴安装板822的底面另一侧设有多个真空吸嘴823形成第二吸盘826，第一吸盘825及第二吸盘826分别连接真空发生器可分别单独控制。

所述产品上料机构90、产品收纳框100、隔板上料机构110、隔板收料框120及不良品收纳框130均设置在机器人81摆臂的行程范围内。

如图16及图17所示，为产品上料机构90的其中一种实施例，该实施例中，产品上料机构90包括丝杆电机91、轴承92、导柱93、导柱底板94及料框组件95，多根导柱93设置在料框组件95与导柱底板94之间，各导柱93的一端连接料框组件95的底部，另一端连接导柱底板94，丝杆电机91设置在机架10的工作台11上，且丝杆电机91上配合有丝杆911，丝杆911的一端连接料框组件95，丝杆911的另一端连接导柱底板94，多个轴承92设置在机架10的工作台11上且对应套设在多个导柱93上。丝杆电机91驱动丝杆911带动料框组件95上下运动，料框组件95上用于放置物料，料框组件95的最上层物料被取走后，丝杆电机91驱动丝杆911带动料框组件95自动上升到指定高度。

所述的料框组件95包括滑轨固定板951、抽屉滑轨952、滑轨连接板953、料框托盘954及料框955；滑轨固定板951设置在多个导柱93的顶端，抽屉滑轨952设置在滑轨固定板951上，滑轨连接板953为L型结构，滑轨连接板953的一端连接料框托盘954，滑轨连接板953的另一端连接抽屉滑轨952，料框放置在料框托盘上。将料框组件95设计为抽屉式结构，主要方便员工取放料，员工拉出抽屉将产品放入再推进抽屉，这样员工不用将手伸入设备中，方便操作也保障人身安全，另，抽屉式结构也使设备空间更紧凑。

为了便于定位产品，料框955上还设有定位槽9551，定位槽9551用以放置产品限位件，使产品定位放置在料框955内。

为了减缓产品上升或下降的冲击力，产品上料机构90还包括有缓冲垫96，缓冲垫96设置在料框组件95与轴承92之间的各导柱93上。

如图18至图19所示，为产品上料机构的另一实施例：该实施例中产品上料机构140包括丝杆电机141、轴承142、导柱143、导柱底板144、料框组件145及顶升板146，丝杆电机141设置在机架10的工作台11上，且丝杆电机141上配合有丝杆1411，丝杆1411的一端连接顶升板146，丝杆1411的另一端连接导柱底板144，多根导柱143设置在顶升板146与导柱底板144之间，各导柱143上分别配合有一轴承142，各轴承142设置在各导柱对应的机架10的工作台11上，所述的料框组件145包括滑轨固定板1451、抽屉滑轨1452、滑轨连接板1453、料框托盘1454、料框1455及物料载板1456；滑轨固定板1451设置在机架10的工作台11上，抽屉滑轨1452设置在滑轨固定板1451上，滑轨连接板1453为L型结构，滑轨连接板1453的一端连接料框托盘1454，滑轨连接板1453的另一端连接抽屉滑轨1452，料框1455放置在料框托盘1454上，料框托盘1454、料框1455的中间区域分别开设有供顶升板146穿过的窗口，其窗口尺寸小于物料载板1456尺寸，物料载板1456可以取放地搭接放置在料框1455的内沿上，丝杆电机驱动顶升板上顶物料载板并使顶升板及物料载板步进顶升，物料载板用于放置物料。本实施例的产品上料机构140与上一实施例的产品上料机构90主要区别在于：本实施例将物料载板1456与料框1455分离设计，丝杆电机141仅顶升物料载板1456及其上产品，料框1455无需上升，减少影响机器人81取料空间，操作更灵活。

为了便于定位产品，物料载板1456上设置多个定位槽14561，用于放置产品限位件，使产品定位放置在物料载板1456上。

隔板上料机构110的结构与产品上料机构90/140相同，不予赘述。

如图20所示，产品收料框100包括料框支撑架101、料框抽屉滑轨102、料框滑轨连接板103及收料框104，料框支撑架101设置在机架10的工作台11上，料框抽屉滑轨102设置在料框支撑架101上，料框滑轨连接板103为L型结构，料框滑轨连接板103的一端连接料框抽屉滑轨102，料框滑轨连接板103的另一端连接有收料框104。将产品收料框100设为抽屉式收料框，方便取放料，当然也可以为非抽屉式的收料框。

隔板收料框120与产品收料框100相同，不予赘述。

较佳的，本发明激光打码及扫码设备1还包括有相机(图中未视出)，可选择上部相机和/或下部相机，上部相机可设置在产品上料机构90/140的上方且其镜头朝向产品上料机构；上部相机识别产品后，移料机构80再吸取产品。下部相机可设置在位于打码平台机构和产品上料机构90/140之间的工作台11上且其镜头朝上设置，下部相机位于移料机构80的行程范围内；移料机构80吸取产品后，先搬运至下部相机上方，下部相机识别产品的Mark点后再搬运产品上料。使本发明具备相机上料对位功能，采用相机对位可进一步提高产品放置位置的精度，进一步提高产品的激光打标精度。

本发明激光打码及扫码设备的操作过程及工作原理是：

使用时，将一叠带有隔板(或不带隔板，若产品没有采用隔板隔开，则以下有关隔板的操作均可省略)的产品放置在产品上料机构90/140内，若有隔板将隔板放置在隔板上料机构110内，启动本发明激光打码及扫码设备1后，进行以下步骤：

步骤A：移料机构80的机器人81摆臂带动吸料治具82到产品上料机构90/140上方，吸料治具82下降，第二吸盘826吸取隔板后，机器人81带动吸料治具82旋转，吸料治具82再次下降，第一吸盘825吸取产品，同时，第二吸盘826将隔板放置到隔板收料框120内；

步骤B：移料机构80搬运第一吸盘825上的产品到第一打码平台机构20的第一打码平台26上；

步骤C：第一打码平台机构20带动第一打码平台26到激光打码机构40的第一CCD振镜同轴组件44下方，第一打码平台机构20与第一激光器42和第一CCD振镜同轴组件44联动配合对产品进行打码；

步骤D：在进行步骤C的同时，移料机构80带动吸料治具82返回到产品上料机构90/140上方，吸料治具82的第二吸盘826吸取隔板后，吸料治具82旋转，第一吸盘825吸取产品上料机构90/140的产品，第二吸盘826将隔板放置到隔板收料框120内，第一吸盘825将吸取的产品搬运到第二打码平台机构30的第二打码平台36上；

步骤E：第二打码平台机构30带动第二打码平台36上到激光打码机构40的第二CCD振镜同轴组件45下方，第二打码平台机构30与第二激光器43和第二CCD振镜同轴组件45联动配合对产品进行打码；

步骤F：在进行步骤E的同时，移料机构80带动吸料治具82返回到产品上料机构90/140上方，重复吸隔板、吸产品、放隔板的动作，并带动产品至第一打码机构20上方等待；

步骤G：第一打码平台26退出后，第二吸盘826先吸取第一打码平台26上已打码的产品，吸料治具82旋转，第一吸盘825将产品放置在第一打码平台26上；

步骤H：重复步骤C，对第一打码平台26上的产品进行打码；

步骤J：在进行步骤H的同时，移料机构80搬运第二吸盘826上的产品到第一扫码平台机构50的第一扫码平台52上；

步骤K：第一扫码平台机构50带动第一扫码平台52到扫码机构70下方，第一扫码平台机构50与扫码机构70联动配合对产品进行扫码；

步骤L：在进行步骤K的同时，移料机构80带动吸料治具82返回到产品上料机构90/140上方，重复吸隔板、吸产品、放隔板的动作，并带动产品至第二打码机构30上方等待；

步骤M：第二打码平台36退出后，第二吸盘826先吸取第二打码平台36上已打码的产品，吸料治具82旋转，第一吸盘825将产品放置在第二打码平台36上；

步骤N：重复步骤E，对第二打码平台36的产品进行打码；

步骤P：在进行步骤N的同时，移料机构80搬运第二吸盘826上的产品到第二扫码平台机构60的第二扫码平台62上；

步骤Q：第二扫码平台机构60带动第二扫码平台62到扫码机构70下方，第二扫码平台机构60与扫码机构70联动配合对产品进行扫码；

步骤R：第一扫码平台52退出后，移料机构80带动吸料治具82到第一扫码平台52上方，第一吸盘825吸取第一扫码平台52上已扫描的产品，将产品搬运到产品收料框100上，同时，第二吸盘826吸取隔板，吸料治具82旋转后再次下降，将第二吸盘826上的隔板放入到产品收料框100上；

步骤S：第二扫码平台62退出后，移料机构80带动吸料治具82到第二扫码平台62上方，第一吸盘825吸取第二扫码平台62上已扫描的产品，将产品搬运到产品收料框100上，同时，第二吸盘826吸取隔板，吸料治具82旋转后再次下降，将第二吸盘826上的隔板放入到产品收料框100上；

重复上述步骤F至步骤S，直至产品上料机构90/140上的产品加工完成。

本发明将打码平台机构、激光打码机构、扫码平台机构、扫码机构、移料机构、产品上料机构、产品收料框均集成在同一机架上形成激光打码及扫码设备，该激光打码及扫码设备同时兼具有自动上料、激光打码、扫码及自动收料的功能，与单独的激光打码设备及单独的扫码设备相较，可大大降低设备及人工成本，并可提高加工效率。

本发明采用两组打码平台机构，配套两组激光器和CCD振镜同轴组件，形成双工位激光打码，分别独立控制，互不影响，相当集成两台单工位激光打码设备，大幅度提高打码效率；

本发明采用两组扫码平台机构，形成双工位扫码，共同一套扫码机构，因扫码机构扫码效率相对较高，双工位交替运行扫码，充分利用扫码机构的工作时间，大幅度提高扫码效率；使本发明同时具备打码和扫码功能，打码、扫码在同一台设备完成，减少一道扫码工序和一套扫码设备及操作人员，提高生产效率，降低成本；

本发明的扫码机构的读码模组可同时具备扫码和条码评级功能，在扫码的同时，对条码进行评级判定；另，扫码机构还可增加打标件，以完成扫码不良品的标识标记；

本发明的激光打码机构采用CCD振镜同轴模组，CCD振镜同轴模组将CCD相机的光路和激光器的光路合并为一束同轴光路，因此，CCD相机视觉定位的范围与振镜扫描的范围相匹配，确保激光的调整定位准确，提升激光打码精度，有利于提高产品加工质量；

本发明的移料机构的机器人可采用四轴机器人或六轴机器人，可在产品上料机构、打码平台机构、扫码平台机构、产品收料框等多工位上方活动，将多组上下料机构集成到一体，实现打码平台、扫码平台的上下料操作，设备操作及控制更灵活，优化设备结构，减小设备体积，降低设备成本；

本发明的产品上料机构采用丝杆电机步进顶升式结构，使其内产品始终处于同一高度水平上料，确保移料机构取料准确；进一步还可将物料载板与料框分离设计，丝杆电机仅顶升物料载板及其上产品，料框无需上升，减少影响机器人取料空间，操作更灵活；

本发明还可进一步设计隔板上料机构及隔板收料框，以满足带有隔板隔离的堆叠产品的制作要求，使本发明具备隔板处理功能；且隔板上料机构的取料动作、隔板收料框的放料动作均由机器人完成，无需再设置一套上下料结构，进一步优化设备结构，减少设备体积，降低设备成本；

本发明还可进一步设计不良品收料框，可将扫码不良的产品单独放置，区分OK、NG品，防止NG品流出，便于OK品的后续加工工序集中生产，提高产品后工序的生产效率；

本发明可通过移料机构将不良品抓回打码平台上进行激光打不良标识，或在扫码机构上设置打标件对不良品进行不良标识；

本发明还可进一步采用相机识别产品上料，可采用上部相机识别或下部相机识别方式，依设备结构、成本及产品加工要求选择；采用相机识别可进一步提高产品的放置位置精度，进一步提高产品的激光打标精度。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (18)

1.一种激光打码及扫码设备，其特征在于，包括：顶面设置有工作台的机架、打码平台机构、激光打码机构、扫码平台机构、扫码机构、移料机构、产品上料机构及产品收料框；

所述打码平台机构设置在机架的工作台一侧，其具有打码平台；

所述激光打码机构包括有龙门架、激光器、CCD振镜同轴组件及光源，龙门架设置在打码平台机构的上方，激光器设置龙门架上，且激光器的激光头朝下，CCD振镜同轴组件设置在龙门架上且位于激光器的下方，CCD振镜同轴组件的顶部设有对应激光器的激光入口，光源设置在CCD振镜同轴组件的下方；

所述扫码平台机构设置在机架的工作台上且位于激光打码机构的龙门架一侧，扫码平台机构具有扫码平台；

所述扫码机构具有读码模组，读码模组设置在对应扫码平台机构的上方；

所述移料机构设置在打码平台机构及扫码平台机构前方的工作台上，移料机构包括机器人及吸料治具，机器人具有摆臂，摆臂可转动地设置在机架的工作台上，吸料治具包括吸嘴安装板及真空吸嘴，吸嘴安装板设置在摆臂上，吸嘴安装板的底面一侧设有多个真空吸嘴形成第一吸盘，吸嘴安装板的底面另一侧设有多个真空吸嘴形成第二吸盘；

所述产品上料机构及产品收纳框设置在机器人摆臂的行程范围内。

2.如权利要求1所述的一种激光打码及扫码设备，其特征在于：所述打码平台机构包括有打码Y轴直线模组、打码Y轴直线导轨、所述打码平台、打码平台安装板、打码X轴直线导轨及打码X轴直线模组，打码平台安装板可滑动的设置在打码Y轴直线模组及打码Y轴直线导轨上，使打码Y轴直线模组可带动打码平台安装板沿打码Y轴直线导轨往复运动，打码X轴直线导轨及打码X轴直线模组设置在打码平台安装板上，打码平台安装在打码X轴直线导轨及打码X轴直线模组上，使打码X轴直线模组可带动打码平台沿X轴方向往复运动。

3.如权利要求1所述的一种激光打码及扫码设备，其特征在于：所述CCD振镜同轴组件包括Z轴直线模组、模组安装架及CCD振镜同轴模组，Z轴直线模组安装在龙门架上，模组安装架装设在Z轴直线模组上，CCD振镜同轴模组设置在模组安装架上，Z轴直线模组可带动模组安装架及CCD振镜同轴模组沿着Z轴方向往复运动，CCD振镜同轴模组包括振镜组及CCD相机，CCD振镜同轴模组将CCD相机的光路和激光器的光路合并为一束同轴光路，再经振镜组扫描输出。

4.如权利要求3所述的一种激光打码及扫码设备，其特征在于：所述CCD振镜同轴模组包括反射镜、CCD相机、合束镜、振镜组及场镜，反射镜、合束镜、振镜组及场镜依次依激光光路的传输路径设置，反射镜设置在激光入口的下方，合束镜设置在反射镜的输出端前方，振镜组包括X轴振镜及Y轴振镜，振镜组设置在合束镜的输出端前方，场镜设置在振镜组的输出端下方、位于振镜组背离激光入口的一侧底部，场镜凸伸至模组安装架下方，CCD相机设置在合束镜的另一输入端侧，激光器输出的激光经激光光路进入CCD振镜同轴模组的激光入口，经反射镜反射进入合束镜，通过合束镜将其与CCD相机的光路合并成一束同轴光路后，经振镜组X、Y轴扫描，再经场镜输出至打码平台上。

5.如权利要求3所述的一种激光打码及扫码设备，其特征在于：所述CCD振镜同轴模组还包括有测量焦距的测距模组，测距模组为激光测距模组或红外测距模组。

6.如权利要求1所述的一种激光打码及扫码设备，其特征在于：所述激光器为紫外激光器、光纤激光器、红外激光器或绿光激光器中的任意一种。

7.如权利要求1所述的一种激光打码及扫码设备，其特征在于：所述扫码平台机构包括扫码直线模组及扫码平台，扫码平台装设在扫码直线模组上，使扫码直线模组可带动扫码平台往复运动。

8.如权利要求1所述的一种激光打码及扫码设备，其特征在于：所述扫码机构包括扫描直线模组及所述读码模组，扫描直线模组横向设置在扫码平台机构的上方，读码模组可滑动的设置在扫描直线模组上，使扫描直线模组可带动读码模组于扫码平台机构的上方往复运动；所述读码模组为条码解码器或相机模组，相机模组包括CCD相机和光源；所述读码模组具备扫码功能或扫码和条码评级功能。

9.如权利要求8所述的一种激光打码及扫码设备，其特征在于：所述扫码机构还包括扫码Z轴直线模组，扫码Z轴直线模组设置在扫描直线模组上，读码模组设置在扫码Z轴直线模组上，扫描直线模组和扫码Z轴直线模组联动配合可带动读码模组在X、Z轴方向上往复移动。

10.如权利要求9所述的一种激光打码及扫码设备，其特征在于：所述扫码机构还包括打标件，打标件设置在扫码Z轴直线模组上、位于读码模组的一侧，扫描直线模组和扫码Z轴直线模组联动配合可带动打标件和读码模组在X、Z轴方向上往复移动，所述打标件为打标笔，打标印章、小型喷码模组或者小型激光打标模组中的任意一种。

11.如权利要求1所述的一种激光打码及扫码设备，其特征在于：所述移料机构的机器人为具有摆臂的四轴机器人或六轴机器人。

12.如权利要求1所述的一种激光打码及扫码设备，其特征在于：所述产品上料机构包括丝杆电机及物料承载装置，丝杆电机设置在机架的工作台上，且丝杆电机配合有丝杆，物料承载装置设置在丝杆电机的丝杆上，丝杆电机驱动物料承载装置步进顶升。

13.如权利要求12所述的一种激光打码及扫码设备，其特征在于：所述产品上料机构还包括轴承、导柱及导柱底板，所述物料承载装置为料框组件，多根导柱设置在料框组件与导柱底板之间，各导柱的一端连接料框组件的底部，另一端连接导柱底板，丝杆的一端连接料框组件，丝杆的另一端连接导柱底板，多个轴承设置在机架的工作台上且对应套设在多个导柱上，丝杆电机驱动料框组件步进顶升，所述料框组件包括滑轨固定板、抽屉滑轨、滑轨连接板、料框托盘及料框；滑轨固定板设置在多个导柱的顶端，抽屉滑轨设置在滑轨固定板上，滑轨连接板为L型结构，滑轨连接板的一端连接料框托盘，滑轨连接板的另一端连接抽屉滑轨，料框放置在料框托盘上。

14.如权利要求12所述的一种激光打码及扫码设备，其特征在于：所述产品上料机构还包括轴承、导柱、导柱底板及顶升板，所述物料承载装置为物料载板，丝杆的一端连接顶升板，丝杆的另一端连接导柱底板，多根导柱设置在顶升板与导柱底板之间，各导柱上分别配合有一轴承，各轴承设置在各导柱对应的机架的工作台上，物料载板设置在顶升板上，丝杆电机驱动顶升板及物料载板步进顶升；或所述产品上料机构还包括料框组件，料框组件包括滑轨固定板、抽屉滑轨、滑轨连接板、料框托盘、料框及物料载板；滑轨固定板设置在机架的工作台上，抽屉滑轨设置在滑轨固定板上，滑轨连接板为L型结构，滑轨连接板的一端连接料框托盘，滑轨连接板的另一端连接抽屉滑轨，料框放置在料框托盘上，料框托盘、料框的中间区域分别开设有供顶升板穿过的窗口，其窗口尺寸小于物料载板尺寸，物料载板可取放地搭接放置在料框的内沿上，丝杆电机驱动顶升板上顶物料载板并使顶升板及物料载板步进顶升。

15.如权利要求1所述的一种激光打码及扫码设备，其特征在于：所述产品收料框包括料框支撑架、料框抽屉滑轨、料框滑轨连接板及收料框，料框支撑架设置在机架的工作台上，料框抽屉滑轨设置在料框支撑架上，料框滑轨连接板为L型结构，料框滑轨连接板的一端连接料框抽屉滑轨，料框滑轨连接板的另一端连接有收料框。

16.如权利要求1至15任一项所述的一种激光打码及扫码设备，其特征在于：还包括有相机，相机为上部相机和/或下部相机，上部相机设置在产品上料机构的上方且其镜头朝向产品上料机构；下部相机设置在位于移料机构行程范围内的工作台上且其镜头朝上设置。

17.如权利要求1至15任一项所述的一种激光打码及扫码设备，其特征在于：还包括隔板上料机构及隔板收料框，隔板上料机构与产品上料机构的结构相同，隔板收料框与产品收料框的结构相同，隔板上料机构及隔板收料框均位于移料机构的行程范围内。

18.如权利要求1至15任一项所述的一种激光打码及扫码设备，其特征在于：还包括有不良品收料框，不良品收纳框设置在移料机构的行程范围内。

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