CN113085385A - 动态距离自适应激光打码机 - Google Patents

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吴蒙
汤源海
王家勋
吴基营
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Abstract

本发明涉及板材打码设备，尤其是一种动态距离自适应激光打码机。本打码机包括激光打码组件、第一导向支架、第一驱动机构，还安装有承载激光打码组件沿第二方向移动以接近或远离板材码垛堆打码侧面的平移机构，所述的平移机构进一步包括固定于承载组件上的平移基座以及安装于平移基座上并与激光打码组件连接的第二驱动机构；测距组件，包括测距部件和将测距部件连接于激光打码组件的测距连接机构。本发明当板材码垛堆打码侧面为斜面时，测距组件可以监测到激光打码组件与板材码垛堆打码侧面距离变化，第二驱动机构驱动平移基座带动激光打码机构移动以调整激光打码机构的位置，从而避免出现多层打码大小形状不一，打到接缝处的情况，提高打码精度。

Description

动态距离自适应激光打码机
技术领域
本发明涉及板材打码设备，尤其是一种动态距离自适应激光打码机。
背景技术
在板材加工领域中，尤其是人造板材的制造过程中，往往需要在板材上印上产品的品牌、型号等信息，为了不影响板材表面的状态，此类信息往往打印在板材的侧面，现有的打印方法一般有两种，一种是喷墨打印、一种是激光打印，喷墨打印一般设置在产品加工的输送流水线上，在板材经过的路径山设置喷墨打印组件，这种打码方式需要喷墨打印组件和板材输送设备的速度配合，整体设备的电气协调控制要求较高，程序设计复杂，更重要的是这种方式需要使用大量的耗材，所以整体设备的购置成本和使用成本都比较高。为了避免上述的喷墨打码方式的高成本的问题，行业内越来越多的采用了激光打码设备，由于板材的尺寸较大，所以现有的激光打码的一种操作方式是在板材进行码垛完成以后在码垛堆侧面对每块板材的侧壁进行批量的打码操作，每次可以同时对多层板材进行打码，由下往上经过几次移动以后可以对一个码垛堆完成打码。
但是码垛堆由于堆放或者运输的原因，码垛堆面对激光头的面往往不是一个完全垂直的平面，可能呈一个逐渐远离或者逐渐接近的斜面，那么激光头在每次垂直移动时，所对应的待打码面的距离是变化的，这样会造成对焦不准的平面的打码位置不准确，容易造成打码图案字体大小不一，或者达到板材的接缝处，造成打码不完整的情况。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种提高激光打码的准确性和完整性的动态距离自适应激光打码机。
本发明的激光打标机包括：
激光打码组件，用于对板材码垛堆进行激光打码，所述的激光打码组件进一步包括镜头组件和与镜头组件连接的电控箱；
第一导向支架，用于对激光打码组件在第一方向上的运动进行导向，所述的第一导向支架进一步包括固定板、设于固定板上的第一导向立柱、以及承载激光打码组件沿第一导向立柱移动的承载组件；
第一驱动机构，用于驱动激光打码进行第一方向上的平移对准打码位置，所述的第一驱动机构进一步包括第一驱动装置及与第一驱动装置和承载组件连接的第一传动机构，其改进在于：
所述的承载组件上安装有承载激光打码组件沿第二方向移动以接近或远离板材码垛堆打码侧面的平移机构，所述的平移机构进一步包括固定于承载组件上的平移基座以及安装于平移基座上并与激光打码组件连接的第二驱动机构；
测距组件，用于监测激光打码组件与板材码垛堆打码侧面的距离，包括测距部件和将测距部件连接于激光打码组件的测距连接机构。
由于设置有测距组件，当板材码垛堆打码侧面为斜面时，测距组件可以监测到激光打码组件与板材码垛堆打码侧面距离变化，当该距离变化超过变化阈值影响激光打码组件的打码精度时，第二驱动机构驱动平移基座带动激光打码机构移动以调整激光打码机构的位置，使其回归到正常的工作位置区间，从而避免出现多层打码大小形状不一，打到接缝处的情况，提高打码精度。
在一种可能的实现方式中，所述的第一导向支架为垂直导向支架，所述的固定板为水平放置的平面板状结构，所述的第一导向立柱包括至少两根由固定板垂直向上延伸的垂直立柱和固定于垂直立柱上的第一垂直导向柱，所述的承载组件包括设置于至少两根第一垂直立柱之间的承载托板，承载托板两侧设有套设于垂直导向柱上的导向孔。
根据上述第一种实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述第一驱动机构包括设于固定板上的至少两根第二垂直导向柱，所述的至少两根第二垂直导向柱上设有驱动机构安装板，所述的驱动装置固定于驱动机构安装板上的电机，所述的传动装置为垂直设置的丝杆。
根据上述第二种实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述的平移基座为直接或间接固定于固定板上的水平平面，所述的平移基座上表面设有至少两根沿打码方向延伸的水平导轨，所述的第二驱动机构设于所述的至少两根水平导轨之间，第二驱动机构包括一驱动基座和设于驱动基座上的平移驱动电机和平移丝杆、以及与激光打码组件底部固定的平移托板，平移托板底部设有与平移丝杆配合的平移滑块、以及与水平导轨配合的水平导向滑块。
根据上述第三种实现方式，在第四种实现方式中，所述的测距部件为一距离传感器，所述的测距连接机构是安装于激光打码组件侧部并向侧方延伸的支架结构，该支架结构将所述的距离传感器固定在与镜头组件高度和纵深位置相对应处。
根据上述第一至第四种实现方式，在第五种实现方式中，所述的固定板与承载组件设有高度可调结构，以调节激光打码组件的初始高度。
根据以上第一至第五中实现方式，在第六种实现方式中，所述的激光打码组件侧部还设有板材码垛堆到位检测装置，以感应板材码垛堆的输送情况，自动开始激光打码操作。
根据以上第一至第六种实现方式，在第七种实现方式中，所述的第一驱动机构中，位于驱动机构安装板的前后两个方向上分别设有一挡板，该前后方向的挡板将第一垂直导向柱、传动装置均遮挡在挡板之间的范围内。
根据以上第一至第七种实现方式，在第八中实现方式中，所述的固定板的前侧和/或后侧的边缘处安装有配重平衡块，以保持整体设备的平衡性。
附图说明
图1是本发明实施例的立体图；
图2是本发明实施例的拆除挡板后的背面立体图；
图3为本发明实施例的第一导向支架结构示意图；
图4为本发明实施例的承载组件结构示意图；
图5为本发明实施例的平移组件结构示意图。
具体实施方式
结合图1-图5所示，本发明的实施例的动态自适应激光打码机包括激光打码组件1，用于对板材码垛堆进行激光打码，所述的激光打码组件进一步包括镜头组件和与镜头组件101连接的电控箱102；对于本实施例中的激光打码组件，非常规的光速轨迹扫描的激光打印设备，本实施例中的基本结构主要适用于一次在被加工平面上进行图形或多行多列文字打印的激光打码类型，一般通过光纤激光打码机即能实现，电控箱用于连接外部控制设备输入图形和参数。由于这样的工作原理，所以激光打码组件在进行打码的过程中与被打码物的相对位置时固定的，不发生移动，所以要求在打码开始之前就进行位置对齐。
激光打码组件1通过第一导向支架2的带动对板材码垛堆进行逐级打印，例如板材厚度一厘米，激光打码组件1每次打十层板材，通过移动十次可以实现整个板材码垛堆的打码操作，第一导向支架2的导向方向依据板材的码垛顺序而定，一般的板材码垛有两种情况，一种是板材水平叠放，一种是板材垂直码放，本实施例以水平叠放的方式在说明原理，所以第一导向支架2 的导向方向，也就是第一方向为垂直方向导向，本实施例中，所述的第一导向支架2进一步包括固定板201、设于固定板上201的第一导向立柱202、以及承载激光打码组件1沿第一导向立柱202移动的承载组件203；
上述第一导向支架2仅为激光打码组件1提供垂直方向的导向，在激光打码组件1的垂直运动上，由第一驱动机构3驱动，从而实现垂直方向的平移对准打码位置，在结构上，所述的第一驱动机构3进一步包括第一驱动装置301及与第一驱动装置301和承载组件203连接的第一传动机构302，本实施例中，第一驱动装置301为电机，第一传动机构302为与电机连接的丝杆，工作时，工作时，电机驱动丝杆转动，承载组件203每次以预定距离由下至上行进，行进到位后停留等待打码，循环此步骤，直至打码结束。以上为现有技术的打码步骤，但在实际工作中，因为板材码垛堆的待打码面往往不是垂直面，所以激光头的投影会发生形变，所以本实施例中，所述的承载组件 203上安装有承载激光打码组件1沿第二方向(此时为激光组件的投射水平纵深面)移动以接近或远离板材码垛堆打码侧面的平移机构4，所述的平移机构 4进一步包括固定于承载组件203上的平移基座401以及安装于平移基座401上并与激光打码组件1连接的第二驱动机构402；
为了配合平移机构的使用，还设置有测距组件5，用于监测激光打码组件与板材码垛堆打码侧面的距离，包括测距部件501和将测距部件501连接于激光打码组件1的测距连接机构502。
由于设置有测距组件5，当板材码垛堆打码侧面为斜面时，测距组件可以监测到激光打码组件与板材码垛堆打码侧面距离变化，当该距离变化超过变化阈值影响激光打码组件的打码精度时，第二驱动机构驱动平移基座带动激光打码机构移动以调整激光打码机构1的位置，使其回归到正常的工作位置区间，从而避免出现多层打码大小形状不一，打到接缝处的情况，提高打码精度。
需要特别指出的是，本实施例中，在同次打码的10层板材离镜头组件的距离差是非常小的，不影响打码的清晰度，只有经过多层累积时，距离差会逐渐放大，而影响打码效果，所以工作时，不考虑同次打码10层板材的距离差。
本实施例中，由于所述的第一导向支架2为垂直导向支架，所以所述的固定板201为水平放置的平面板状结构，所述的第一导向立柱202包括至少两根由固定板垂直向上延伸的垂直立柱和固定于垂直立柱上的第一垂直导向柱，所述的承载组件203包括设置于至少两根第一垂直立柱之间的承载托板 2031，承载托板2031两侧设有套设于垂直导向柱上的导向孔2032。其中固定版201既是第1导向支架2的基础支撑结构，也是整个设备的底座，由于在加工时，板材码垛堆的底部一般在一恒定位置，而顶部往往根据板材的数量而变化，所以本实施例中，激光打码组件1的初始工作位置位于第1导向支架2的底部，随着逐级打码而上升。
在第一驱动机构3的具体安装结构上，本实施例中，所述第一驱动机构3 包括设于固定板上的至少两根第二垂直导向柱303，所述的至少两根第二垂直导向柱上设有驱动机构安装板304，所述的第一驱动装置301固定于驱动机构安装板304上。
在平移基座401的具体结构上，本实施例中，所述的平移基座401为直接或间接固定于固定板201上的水平平面，所述的平移基座401上表面设有至少两根沿打码方向延伸的水平导轨403，所述的第二驱动机构402设于所述的至少两根水平导轨403之间，第二驱动机构402包括一驱动基座4021和设于驱动基座4021上的平移驱动电机4022和平移丝杆4023、以及与激光打码组件底部固定的平移托板4024，平移托板4024底部设有与平移丝杆4023配合的平移滑块4025、以及与水平导轨403配合的水平导向滑块4026。
在测距组件的设置上，本实施例中，所述的测距部件501为一距离传感器，所述的测距连接机构502是安装于激光打码组件1侧部并向侧方延伸的支架结构，该支架结构将所述的距离传感器固定在与镜头组件高度和纵深位置相对应处。
本实施例中，所述的固定板201与承载组件203设有高度可调结构，以调节激光打码组件的初始高度。
本实施例中，所述的激光打码组件你侧部还设有板材码垛堆到位检测装置6，以感应板材码垛堆的输送情况，自动开始激光打码操作。
为了提高生产的安全性和使用精度，避免人或物意外的接触传动部件，本实施例中，所述的第一驱动机构3中，位于驱动机构安装板304的前后两个方向上分别设有一挡板305，该前后方向的挡板305将第一垂直导向柱202、传动装置均遮挡在挡板之间的范围内。设置挡板305后，固定板201上对应挡板处开设与通过槽2033，以避免挡板对固定板201升降的影响。
为了保持设备的平衡和稳定，本实施例中，所述的固定板的前侧和/或后侧的边缘处安装有配重平衡块7，以保持整体设备的平衡性。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.动态距离自适应激光打码机，包括：
激光打码组件，用于对板材码垛堆进行激光打码，所述的激光打码组件进一步包括镜头组件和与镜头组件连接的电控箱；
第一导向支架，用于对激光打码组件在第一方向上的运动进行导向，所述的第一导向支架进一步包括固定板、设于固定板上的第一导向立柱、以及承载激光打码组件沿第一导向立柱移动的承载组件；
第一驱动机构，用于驱动激光打码进行第一方向上的平移对准打码位置，所述的第一驱动机构进一步包括第一驱动装置及与第一驱动装置和承载组件连接的第一传动机构，其特征在于：
所述的承载组件上安装有承载激光打码组件沿第二方向移动以接近或远离板材码垛堆打码侧面的平移机构，所述的平移机构进一步包括固定于承载组件上的平移基座以及安装于平移基座上并与激光打码组件连接的第二驱动机构；
测距组件，用于监测激光打码组件与板材码垛堆打码侧面的距离，包括测距部件和将测距部件连接于激光打码组件的测距连接机构。
2.如权利要求1所述的动态距离自适应激光打码机，其特征在于：所述的第一导向支架为垂直导向支架，所述的固定板为水平放置的平面板状结构，所述的第一导向立柱包括至少两根由固定板垂直向上延伸的垂直立柱和固定于垂直立柱上的第一垂直导向柱，所述的承载组件包括设置于至少两根第一垂直立柱之间的承载托板，承载托板两侧设有套设于垂直导向柱上的导向孔。
3.如权利要求2所述的动态距离自适应激光打码机，其特征在于：所述第一驱动机构包括设于固定板上的至少两根第二垂直导向柱，所述的至少两根第二垂直导向柱上设有驱动机构安装板，所述的驱动装置固定于驱动机构安装板上的电机，所述的传动装置为垂直设置的丝杆。
4.如权利要求3所述的动态距离自适应激光打码机，其特征在于：所述的平移基座为直接或间接固定于固定板上的水平平面，所述的平移基座上表面设有至少两根沿打码方向延伸的水平导轨，所述的第二驱动机构设于所述的至少两根水平导轨之间，第二驱动机构包括一驱动基座和设于驱动基座上的平移驱动电机和平移丝杆、以及与激光打码组件底部固定的平移托板，平移托板底部设有与平移丝杆配合的平移滑块、以及与水平导轨配合的水平导向滑块。
5.如权利要求4所述的动态距离自适应激光打码机，其特征在于：所述的测距部件为一距离传感器，所述的测距连接机构是安装于激光打码组件侧部并向侧方延伸的支架结构，该支架结构将所述的距离传感器固定在与镜头组件高度和纵深位置相对应处。
6.如权利要求5所述的动态距离自适应激光打码机，其特征在于：所述的固定板与承载组件设有高度可调结构，以调节激光打码组件的初始高度。
7.如权利要求6所述的动态距离自适应激光打码机，其特征在于：所述的激光打码组件侧部还设有板材码垛堆到位检测装置，以感应板材码垛堆的输送情况，自动开始激光打码操作。
8.如权利要求7所述的动态距离自适应激光打码机，其特征在于：所述的第一驱动机构中，位于驱动机构安装板的前后两个方向上分别设有一挡板，该前后方向的挡板将第一垂直导向柱、传动装置均遮挡在挡板之间的范围内。
9.如权利要求8所述的动态距离自适应激光打码机，其特征在于：所述的固定板的前侧和/或后侧的边缘处安装有配重平衡块，以保持整体设备的平衡性。
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