CN113714627A - 一种激光加工装置和激光加工装置的测厚方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例属于激光加工技术领域，具体涉及一种激光加工装置和激光加工装置的测厚方法。本申请提供的激光加工装置包括Z轴滑板、振镜加工系统、测厚机构、CCD相机机构和扫码机构，所述Z轴滑板设置于一Z轴运动模组上，所述振镜加工系统设置于所述Z轴滑板上，所述测厚机构、CCD相机机构和扫码机构都设置于所述振镜加工系统上，所述扫码机构用于扫描待加工产品上的二维码以读取待加工产品的信息，所述测厚机构用于测量所述待加工产品的厚度。扫码机构用于读取待加工产品的信息，便于在激光加工之前自动获取待加工产品的信息，免去人工测量以及人工输入，通过测厚机构测量待加工产品的厚度，进一步避免人工测厚，降低生产加工的时间。

Description

一种激光加工装置和激光加工装置的测厚方法

技术领域

本发明实施例属于激光加工技术领域，更具体地，涉及一种激光加工装置和激光加工装置的测厚方法。

背景技术

随着生产加工的需要，激光加工由于其加工时非接触的加工方式，以及可适用激光加工方式加工的材料多，加工后质量好等特点，受到越来越广泛的使用。激光加工装置通过激光器发射高能量的光束，通过激光聚焦打到加工平面上，进行打标或者进行切割。传统的激光加工装置，只能对给定了待加工产品信息的待加工产品进行激光加工，因此在进行激光加工之前需要人工测量待加工产品的信息，或者查找待加工产品的信息，然后将待加工产品的信息上传到主服务器中，再进行激光加工，获取待加工产品信息的过程耗时久，且对不同的待加工产品的厚度需要人工测量和人工输入，会存在测量错误或输入错误等情况，浪费原料，会降低加工效率，不利于自动化的发展。

发明内容

本申请实施例所要解决的技术问题是激光加工装置在进行激光加工之前无法获取待加工产品信息的问题，为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种激光加工装置和激光加工装置的测厚方法，采用了如下所述的技术方案：

一种激光加工装置，包括Z轴滑板、振镜加工系统、测厚机构、CCD相机机构和扫码机构：

所述Z轴滑板设置于一Z轴运动模组上，所述振镜加工系统设置于所述Z轴滑板上，所述测厚机构、CCD相机机构和扫码机构设置于所述振镜加工系统上，所述扫码机构用于扫描待加工产品上的二维码以读取所述待加工产品的信息，所述测厚机构用于测量所述待加工产品的厚度。

其中，所述扫码机构包括扫码器和扫码器安装板，所述扫码器安装板设置于所述振镜加工系统一侧，所述扫码器转动设置于所述扫码器安装板上。

其中，所述扫码器安装板上设有调节腰孔，所述扫码器通过所述调节腰孔调节扫码器的角度。

其中，所述测厚机构包括驱动组件和测量组件，所述驱动组件设于所述振镜加工系统背向所述扫码机构一侧，所述测量组件设置于所述驱动组件上，所述驱动组件驱动所述测量组件沿Z轴方向移动。

其中，所述驱动组件包括气缸安装板、双作用气缸和移动板，所述气缸安装板固定设置于所述振镜加工系统上，所述双作用气缸固定设置于所述气缸安装板上，所述移动板固定设置于所述双作用气缸的滑块上且供所述测量组件安装，所述移动板在所述双作用气缸的驱动下沿Z轴方向移动。

其中，所述测量组件包括感应器、导向轴、导向轴承、导向轴固定块和限位块，所述感应器、所述限位块和所述导向轴承设置于所述移动板上，所述导向轴承位于所述限位块面向待加工产品一面，所述感应器位于所述限位块背向所述待加工产品一面，所述导向轴同时设于所述导向轴承与所述限位块内，所述导向轴固定块位于所述导向轴承与所述限位块之间，所述导向轴固定块固定于所述导向轴上，使所述导向轴远离所述待加工产品的一端处于所述感应器感应部位的下方。

其中，所述振镜加工系统包括振镜安装架，振镜、场镜、反射镜组件和密封管，所述振镜安装架固定于所述Z轴滑板上，所述振镜设置于所述振镜安装架上，所述场镜固定于所述振镜面向所述待加工产品一面，所述反射镜组件固定设置于所述Z轴滑板上，通过所述密封管与所述振镜连接，用于将激光反射到所述振镜。

其中，所述CCD相机机构包括相机、相机镜头、调节组件和相机光源，所述调节组件固定设置于所述振镜安装架上，所述相机固定设置于所述调节组件上，所述相机镜头与所述相机连接设置，并贯通所述相机光源，所述相机光源也设置于所述调节组件上；

所述调节组件包括调节固定板、两根导向杆、调节杆和调节移动板，所述调节固定板固定设置于所述振镜安装架上，所述相机固定设置于所述调节固定板上，两根所述导向杆沿Z轴方向并排设置于所述调节固定板面向所述待加工产品的一面，所述调节移动板内开设有与两根所述导向杆对应的孔，所述调节移动板通过该孔与两根所述导向杆滑动连接，所述相机光源设置于所述调节移动板上，所述调节杆也设置于所述调节固定板上，用于调节所述调节移动板相对所述调节固定板的距离，并将所述调节移动板与所述导向杆进行固定，所述调节移动板带所述动相机光源移动。

所述激光加工装置还包括控制器；

所述控制器用于控制所述扫码机构获取待加工产品的信息，和/或控制所述测厚机构获取待加工产品的厚度。

一种测厚方法，所述测厚方法包括如下步骤：

获取未放置待加工产品状态下Z轴滑板位置参数A；

获取放置待加工产品状态下Z轴滑板位置参数B；

将Z轴滑板位置参数B减去Z轴滑板位置参数A，输出待加工产品的厚度。

与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：

本申请实施例提供的激光加工装置和激光加工装置的测厚方法，本扫码机构扫描待加工产品上的二维码以读取待加工产品的信息，便于在激光加工之前自动获取待加工产品的信息，免除人工测量以及人工输入，从而避免测量误差或者输入错误，提高激光加工的效率，降低生产的成本，激光加工装置还包括测厚机构，测厚机构用于测量待加工产品的厚度，当待加工产品没有二维码时，可通过测厚机构测量待加工产品的厚度，进一步避免人工测厚，降低生产加工的时间。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中激光加工装置整体示意图；

图2为本发明实施例中测厚机构拆分示意图；

图3为本发明实施例中CCD相机机构结构实体图；

图4为本发明实施例中测厚方法的流程图。

附图标记

1、Z轴滑板；2、振镜加工系统；3、扫码机构；31、扫码器；32、扫码器安装板；4、测厚机构；41、气缸安装板；42、双作用气缸；43、滑块；44、移动板；45、感应器；46、限位块；47、导向轴固定块；48、导向轴承；49、导向轴；5、CCD相机机构；51、相机；52、相机镜头；53、相机光源；541、调节固定板；542、导向杆；543、调节杆；544、调节移动板。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

实施例

参阅图1，本申请实施例提供一种激光加工装置，包括Z轴滑板1、振镜加工系统2、测厚机构4、CCD相机机构5和扫码机构3，Z轴滑板1设置于一Z轴运动模组上，在Z轴运动模组的驱动下沿Z轴方向运动。振镜加工系统2设置于Z轴滑板1上，在Z轴滑板1的带动下沿Z轴上下滑动，调节振镜加工系统2与待加工产品的距离，方便振镜加工系统2的加工和测厚机构4对待加工产品的测厚，CCD相机机构5和扫码机构3设置于振镜加工系统2上，CCD相机机构5用于在激光加工之前寻找待加工产品的定位孔或者靶点，保证了激光加工的精度。扫码机构3用于扫描待加工产品上的二维码以读取待加工产品的信息，测厚机构4用于测量待加工产品的厚度。

本发明实施例提供的激光加工装置，激光加工前，通过测厚机构4测量加工板的厚度，无需人工测量，降低生产加工的时间，方便激光加工时Z轴运动模组快速寻找激光加工焦距。CCD相机机构5方便加工前进行加工振镜的精度校正，提高加工精度，该CCD相机机构5可以在加工前寻找加工产品的定位孔或者靶点，方便加工控制软件对加工的图形进行处理。同时扫码机构3可以扫描待加工产品上的二维码以读取待加工产品的信息，便于在激光加工之前获取待加工产品的信息，可以及时地传输到主服务器上，方便加工资料的管理和追溯，同时也降低人工查找产品信息的时间，提高了激光加工的效率，降低了生产的成本，为无人车间提供基础。

结合图2，扫码机构3包括扫码器31和扫码器安装板32，扫码器安装板32设置于所述振镜加工系统2一侧，所述扫码器31转动设置于所述扫码器安装板32上。

扫码器安装板32上设有调节腰孔，调节腰孔为朝向Z轴滑板1弯曲的弧形孔，扫码器31通过调节腰孔在扫码器安装板32上转动，从而调节扫码器的角度，增大扫码的范围。

由于扫码机构3设置于振镜加工系统2上，可随振镜加工系统2在Z轴方向移动，当扫码机构3距二维码过远或者过近时，可通过Z轴运动模组调节扫码器31与待加工产品上的二维码的距离，使扫码更为准确，通过扫码器31扫描待加工产品上的二维码以读取待加工产品的信息，便于在激光加工之前获取待加工产品的信息，提高了激光加工的效率。

在其他实施例中，扫码器31还可用于扫描条形码或其他的识别码。

测厚机构4包括驱动组件和测量组件，驱动组件设置于振镜加工系统2背向扫码机构3一侧，测量组件设置于驱动组件上，驱动组件驱动测量组件沿Z轴方向移动。

本实施例中，驱动组件包括气缸安装板41、双作用气缸42和移动板44，气缸安装板41固定设置于振镜加工系统2上，双作用气缸42沿Z轴方向固定设置于气缸安装板41上，双作用气缸42上滑动设置有滑块43，移动板44固定设置于双作用气缸42的滑块43上且供测量组件安装，移动板44在双作用气缸42的驱动下沿Z轴方向移动。

在其他实施例中，双作用气缸42也可以替换为无杆气缸等其他驱动器。

本实施例中，测量组件包括感应器45、导向轴49、导向轴承48、导向轴固定块47和限位块46，感应器45、限位块46和导向轴承48设置于移动板44上，导向轴承48位于限位块46面向待加工产品一面，感应器45位于限位块46背向待加工产品一面，有一沿Z轴方向设置的通孔同时贯通导向轴承48与限位块46，导向轴49通过通孔设于导向轴承48与限位块46内，导向轴固定块47位于导向轴承48与限位块46之间，导向轴固定块47固定于导向轴49上，防止导向轴49从通孔内滑落。导向轴固定块47固定于导向轴49上且刚好使导向轴49远离待加工产品的一端处于感应器45感应部位的下方。

控制系统先控制双作用气缸42驱动移动板44沿Z轴向下移动，使固定于移动板44上的测量组件处于测量的初始位置，双作用气缸42停止驱动，然后Z轴滑板1带动测厚组件向下运动，当导向轴49远离感应器45的一端面碰到激光加工平台或者感应到待加工产品后，Z轴滑板1继续缓慢的向下运动，当感应器45感应到导向轴49时，Z轴滑板1停止运动，在Z轴滑板1上选取一固定点，以该点作为Z轴滑板1位置，记录未放置待加工产品状态下Z轴滑板1位置参数A，放置待加工产品状态下Z轴滑板1位置参数B，将Z轴滑板1位置参数B减去Z轴滑板1位置参数A，通过软件计算，输出待加工产品的厚度并显示，方便后续激光加工，快速寻找到激光加工焦距。

在其他实施例中测厚机构4可以由测厚感应器代替。

振镜加工系统2包括振镜安装架23，振镜21、场镜、反射镜组件22和密封管24，振镜安装架23固定于Z轴滑板1上，振镜21设置于振镜安装架23上，场镜固定于振镜21面向待加工产品一面，反射镜组件22固定设置于Z轴滑板1上，用于将激光反射到振镜21入口里面，反射镜组件22通过密封管24与振镜21连接，防止将激光反射到振镜21入口时激光外漏。

CCD相机机构5包括相机51、相机镜头52、调节组件和相机光源53，调节组件固定设置于振镜安装架23上，相机51固定设置于调节组件上，相机镜头52与相机51连接设置，并贯通相机光源53，相机光源53也设置于调节组件上，位于调节组件调节端，在调节组件的驱动下，沿Z轴方向调节相机光源53，便于相机51成像对比度高，提高捕捉待加工产品的定位孔或者靶点的效率，从而方便加工前进行加工振镜的精度校正，提高加工精度。

结合图3，调节组件包括调节固定板541、两根导向杆542、调节杆543和调节移动板544，调节固定板541固定于振镜安装架23上，相机固定设置于调节固定板541上，两根导向杆542沿Z轴方向并排设置于调节固定板541面向待加工产品的一面，调节移动板544内开设有与两根导向杆542对应的孔，调节移动板544通过该孔与两根导向杆542滑动连接，相机光源53设置于调节移动板544上，调节杆543也设置于调节固定板541上，用于调节调节移动板544相对调节固定板541的距离，并将调节移动板544与导向杆542进行固定，用于相机光源53的打光效果。

在其他实施例中，调节组件也可替换为通过电机驱动的自动调节件，自动调节件包括自动感应器和调节器，自动感应器感应待加工产品的附近的光源亮度，从而通过调节器调节相机光源53与待加工产品的距离，进一步提高激光加工装置的自动化程度。或者，相机光源53也可替换为自动调节光源亮度的光源。

激光加工装置还包括控制器，控制器用于控制扫码机构3获取待加工产品的信息，和/或控制测厚机构4获取待加工产品的厚度。

当待加工产品上含有二维码时，控制器控制扫码机构3进行扫码操作，得到待加工产品的信息，并将扫码所得的待加工产品的信息传输到主服务器，或者控制测厚机构4获取待加工产品的厚度，或者同时控制扫码机构3扫码与测厚机构4测厚。

在一个或多个可行的实施方式中，扫码机构3扫码获取的待加工产品的信息包括待加工产品的厚度信息，控制器还用于将扫码机构3扫码获取的待加工产品的厚度信息和测厚机构4获取的待加工产品的厚度进行对比，当对比结果超出设定范围时，控制器发出异常警报。

在其他实施例中，控制器还用于控制振镜加工系统2进行二维码打码，当待加工产品未含有二维码时，控制器控制测厚机构4测厚，并将测厚结果传输到主服务器，然后把待加工产品信息再次传输主服务器上，控制振镜加工系统2进行二维码打码，为后续的工艺流程做好标识，降低人工查找待加工产品信息的时间。

工作原理：扫码机构3根据待加工产品的二维码所在位置，通过调节腰孔旋转调节扫码器31的位置，通过扫码器31扫描待加工产品上的二维码以读取待加工产品的信息，便于在激光加工之前自动获取待加工产品的信息，免除人工测量以及人工输入，提高激光加工的效率，降低生产的成本。测厚机构4，测厚机构4用于测量待加工产品的厚度，在测厚时，双作用气缸42驱动移动板44沿Z轴向下移动，使固定于移动板44上的测量组件处于测量的初始位置，双作用气缸42停止驱动，Z轴滑板1带动测厚组件向下运动，当导向轴49远离感应器45的一端面碰到激光加工平台或者感应到待加工产品后，Z轴滑板1继续缓慢的向下运动，当感应器45感应到导向轴49时，Z轴滑板1停止运动，在Z轴滑板1上选择一点，记录该点在为未放置待加工产品状态下Z轴滑板1位置参数A，放置待加工产品状态下Z轴滑板1位置参数B，将Z轴滑板1位置参数B减去Z轴滑板1位置参数A，输出待加工产品的厚度。当待加工产品没有二维码时，可通过测厚机构4测量待加工产品的厚度，并控制振镜加工系统2进行二维码打码，为后续的工艺流程做好标识，降低人工查找待加工产品信息的时间。获取到待加工产品信息后，CCD相机机构5捕捉待加工产品的定位孔或者靶点，振镜加工系统2进行激光加工。

基于上述的激光加工装置，本发明还提供了一种激光加工装置的测厚方法，参阅如图4所示的流程图，包括如下步骤：

S1、获取未放置待加工产品状态下Z轴滑板1位置参数A；

S2、获取放置待加工产品状态下Z轴滑板1位置参数B；

S3、将Z轴滑板1位置参数B减去Z轴滑板1位置参数A，输出待加工产品的厚度。

下面对上述方法过程进行详细说明：

激光加工平台未放置待加工产品时，双作用气缸42驱动移动板44沿Z轴向下移动，使固定于移动板44上的测量组件处于测量的初始位置，双作用气缸42停止驱动，Z轴滑板1带动测厚组件向下运动，当导向轴49远离感应器45的一端面碰到激光加工平台后，Z轴滑板1继续缓慢的向下运动，当感应器45感应到导向轴49时，Z轴滑板1停止运动，在Z轴滑板1上选择一点，记录为此时Z轴滑板1位置参数A。

激光加工平台放置待加工产品时，双作用气缸42驱动移动板44沿Z轴向下移动，固定于移动板44上的测量组件处于测量的初始位置，双作用气缸42停止驱动，Z轴滑板1带动测厚组件向下运动，当导向轴49的远离感应器45的一端面碰到待加工产品后，Z轴滑板1继续缓慢的向下运动，当感应器45感应到导向轴49时，Z轴滑板1停止运动，以第一次在Z轴滑板1上选择的点为基准，记录此时Z轴滑板1位置参数B，将Z轴滑板1位置参数B减去Z轴滑板1位置参数A，输出的结果即为待加工产品的厚度。

本申请实施例提供的激光加工装置的测厚方法，扫码机构3扫描待加工产品上的二维码以读取待加工产品的信息，便于在激光加工之前自动获取待加工产品的信息，免除人工测量以及人工输入，从而避免测量误差或者输入错误，提高激光加工的效率，降低生产的成本，激光加工装置还包括测厚机构4，测厚机构4用于测量待加工产品的厚度，当待加工产品没有二维码时，可通过测厚机构4测量待加工产品的厚度，进一步避免人工测厚，降低生产加工的时间。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光加工装置，其特征在于，

包括Z轴滑板、振镜加工系统、测厚机构、CCD相机机构和扫码机构：

所述Z轴滑板设置于一Z轴运动模组上，所述振镜加工系统设置于所述Z轴滑板上，所述测厚机构、CCD相机机构和扫码机构设置于所述振镜加工系统上，所述扫码机构用于扫描待加工产品上的二维码以读取所述待加工产品的信息，所述测厚机构用于测量所述待加工产品的厚度。

2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述扫码机构包括扫码器和扫码器安装板，所述扫码器安装板设置于所述振镜加工系统一侧，所述扫码器转动设置于所述扫码器安装板上。

3.根据权利要求2所述的激光加工装置，其特征在于，所述扫码器安装板上设有调节腰孔，所述扫码器通过所述调节腰孔调节扫码器的角度。

4.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述测厚机构包括驱动组件和测量组件，所述驱动组件设于所述振镜加工系统背向所述扫码机构一侧，所述测量组件设置于所述驱动组件上，所述驱动组件驱动所述测量组件沿Z轴方向移动。

5.根据权利要求4所述的激光加工装置，其特征在于，所述驱动组件包括气缸安装板、双作用气缸和移动板，所述气缸安装板固定设置于所述振镜加工系统上，所述双作用气缸固定设置于所述气缸安装板上，所述移动板固定设置于所述双作用气缸的滑块上且供所述测量组件安装，所述移动板在所述双作用气缸的驱动下沿Z轴方向移动。

6.根据权利要求5所述的激光加工装置，其特征在于，所述测量组件包括感应器、导向轴、导向轴承、导向轴固定块和限位块，所述感应器、所述限位块和所述导向轴承设置于所述移动板上，所述导向轴承位于所述限位块面向待加工产品一面，所述感应器位于所述限位块背向所述待加工产品一面，所述导向轴同时设于所述导向轴承与所述限位块内，所述导向轴固定块位于所述导向轴承与所述限位块之间，所述导向轴固定块固定于所述导向轴上，使所述导向轴远离所述待加工产品的一端处于所述感应器感应部位的下方。

7.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述振镜加工系统包括振镜安装架，振镜、场镜、反射镜组件和密封管，所述振镜安装架固定于所述Z轴滑板上，所述振镜设置于所述振镜安装架上，所述场镜固定于所述振镜面向所述待加工产品一面，所述反射镜组件固定设置于所述Z轴滑板上，通过所述密封管与所述振镜连接，用于将激光反射到所述振镜。

8.根据权利要求7所述的激光加工装置，其特征在于，所述CCD相机机构包括相机、相机镜头、调节组件和相机光源，所述调节组件固定设置于所述振镜安装架上，所述相机固定设置于所述调节组件上，所述相机镜头与所述相机连接设置，并贯通所述相机光源，所述相机光源也设置于所述调节组件上；

所述调节组件包括调节固定板、两根导向杆、调节杆和调节移动板，所述调节固定板固定设置于所述振镜安装架上，所述相机固定设置于所述调节固定板上，两根所述导向杆沿Z轴方向并排设置于所述调节固定板面向所述待加工产品的一面，所述调节移动板内开设有与两根所述导向杆对应的孔，所述调节移动板通过该孔与两根所述导向杆滑动连接，所述相机光源设置于所述调节移动板上，所述调节杆也设置于所述调节固定板上，用于调节所述调节移动板相对所述调节固定板的距离，并将所述调节移动板与所述导向杆进行固定，所述调节移动板带动所述相机光源移动。

9.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述激光加工装置还包括控制器；

所述控制器用于控制所述扫码机构获取待加工产品的信息，和/或控制所述测厚机构获取待加工产品的厚度。

10.一种基于权利要求1-9任意一项所述的激光加工装置的测厚方法，其特征在于，所述测厚方法包括如下步骤：

获取未放置待加工产品状态下Z轴滑板位置参数A；

获取放置待加工产品状态下Z轴滑板位置参数B；

将Z轴滑板位置参数B减去Z轴滑板位置参数A，输出待加工产品的厚度。

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