CN114211129A - 一种激光打标机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光打标机，包括机架、激光器、激光器校位机构、治具装置和治具翻转机构，激光器安装激光器校位机构上，激光器校位机构固定在机架上；治具装置固定在治具翻转机构中，治具翻转机构固定在机架上；治具装置位于激光器的正下方。本发明当工件多面打标时，可以实现机械翻转工件，工人劳动强度低、生产效率高。
Description
[技术领域]
本发明涉及打标设备，尤其涉及一种激光打标机。
[背景技术]
激光打标机(laser marking machine)是用激光束在各种不同的物质表面打上永久标记的设备。
专利号为CN201721627880.0的实用新型公开了一种高精度自动对焦激光打标装置，包括打标机及工作台，所述打标机设置于工作台的一侧，所述工作台上设有至少两个固定工装；所述打标机包括机架、激光头、距离传感器、电动升降机及控制器，所述电动升降机设置于机架上，所述激光头固定于电动升降机的输出端，所述距离传感器设置于激光头的一侧，所述电动升降机、距离传感器电性连接所述控制器。本实用新型的高精度自动对焦激光打标装置，在激光头与工作台之间设置有距离传感器，距离传感器即时监控激光头与工件之间的距离，并将距离值反馈至控制器，当两者之间的距离与焦距不符时，控制器控制电动升降机上下移动，从而使得激光头与工件之间的距离与焦距一致。该实用新型在产品多面打标时，需要人工翻转工件，工人的操作强度高、生产效率低。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种产品多面打标时，工人劳动强度低、生产效率高的激光打标机。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种激光打标机，包括机架、激光器、激光器校位机构、治具装置和治具翻转机构，激光器安装激光器校位机构上，激光器校位机构固定在机架上；治具装置固定在治具翻转机构中，治具翻转机构固定在机架上；治具装置位于激光器的正下方。
以上所述的激光打标机，治具装置包括工件治具、底板、两块侧板和两个工件压紧机构，工件治具固定在底板中部，底板横向的两端分别与两块侧板的下部连接；工件压紧机构包括压紧气缸和悬臂架，悬臂架固定在侧板上端的内侧；压紧气缸安装在悬臂架的悬臂端，压紧气缸的活塞杆朝向工件治具，压紧气缸活塞杆的下端装有压盘；两块侧板的外侧分别与治具翻转机构连接。
以上所述的激光打标机，治具装置包括两套纵向布置的双层滑轨和底板锁止机构；底板的两端分别通过双层滑轨与两块侧板的下部连接；底板锁止机构包括横拉板和至少一个锁止气缸，横拉板布置在底板的下方，两端分别与两块侧板的下端连接；锁止气缸固定在横拉板上，底板上包括与锁止气缸对应的锁止孔，锁止气缸的活塞杆朝向底板上的锁止孔；当底板沿纵向推回时，锁止气缸的活塞杆向上插入底板上的锁止孔。
以上所述的激光打标机，工件压紧机构包括两个所述的压紧气缸、两套第一直线导轨副、滑板和滑板气缸，悬臂架包括两个沿纵向分开布置的两个支架，支架悬臂地固定在侧板上端的内侧；两套第一直线导轨副的导轨分别沿横向固定在对应支架的顶部，滑板固定在两套第一直线导轨副的滑块上；滑板气缸沿横向布置，位于两个支架之间，滑板气缸固定在侧板的内侧，滑板气缸的活塞杆与滑板连接；两个压紧气缸沿纵向分开固定在滑板上，压紧气缸的活塞杆朝向工件治具，所述的压盘为浮动压盘。
以上所述的激光打标机，治具翻转机构包括第一伺服电机、减速器、连接轴、两个安装架、两根驱动轴和两套同步带机构；两个安装架相对布置，安装架包括安装板和布置在安装板外侧的驱动轴支架，安装板包括两个轴承座；驱动轴的第一端由安装板的第一轴承座支承，第二端由驱动轴支架支承；两根驱动轴横向相对布置且同轴，两根驱动轴相对的一端包括与治具装置的连接的接盘；连接轴横向布置，两端分别由两个安装架安装板的第二轴承座支承；第一驱动轴由连接轴的第一端通过第一同步带机构驱动，第二驱动轴由连接轴的第二端通过第二同步带机构驱动；连接轴的第一端由第一伺服电机通过减速器驱动；两个安装架的安装板竖直地固定在机架上。
以上所述的激光打标机，第一驱动轴上安装有过孔式导电滑环，安装连接轴的第一端的安装架包括减速器支架，减速器固定在减速器支架上，第一伺服电机固定在减速器上；安装板的两个轴承座沿纵向分开布置。
以上所述的激光打标机，激光器校位机构包括机座、第二伺服电机、丝杆螺母副、激光器安装座、第二直线导轨副和激光测距仪；第二伺服电机安装在机座上部，丝杆螺母副的丝杆竖直布置，上端与第二伺服电机的输出轴连接；第二直线导轨副的导轨竖直地固定在机座的正面、丝杆螺母副的螺母固定在激光器安装座中，激光器安装座固定在第二直线导轨副的滑块上；激光器固定在激光器安装座上；激光测距仪固定在激光器上，激光测距仪的信号输出端和第二伺服电机的驱动控制端分别与控制电路连接。
以上所述的激光打标机，激光器校位机构包括配重块、第三直线导轨副、两个定滑轮和两根拉索，定滑轮安装在机座顶部，第三直线导轨副的导轨竖直地固定在机座的背面，配重块固定在第三直线导轨副的滑块上；拉索的第一端固定在安装座上，拉索的第二端绕过定滑轮固定在配重块上。
以上所述的激光打标机，包括柜体和柜门开合机构，柜体包括柜体框架和柜门，柜体框架包括所述的机架和门框；治具装置和治具翻转机构布置在柜体中，位于柜门的后方；柜门开合机构包括柜门电机、转轴、两套第四直线导轨副和两套第三同步带机构；两套第四直线导轨副的导轨分别竖直地固定在门框的两个侧边框的前面，第四直线导轨副包括两个滑块，柜门固定在两套第四直线导轨副的滑块上；柜门电机、转轴和两套第三同步带机构布置在柜体内，转轴横向布置，由固定在门框的上的转轴支架支承；两套第三同步带机构的主动轮安装在转轴上，转轴由柜门电机驱动；第三同步带机构竖直布置，第三同步带机构的被动轮布置在主动轮的下方，由固定在柜体框架上的被动轮支架支承；第三同步带机构的同步带上装有连接块，连接块固定在柜门上。
本发明当工件多面打标时，可以实现机械翻转工件，工人劳动强度低、生产效率高。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例激光打标机的立体图。
图2是本发明实施例激光打标机的左视图。
图3是图2中的A-A剖视图。
图4是本发明实施例激光打标机去除柜体外板的立体图。
图5是本发明实施例激光打标机去除柜体外板的主视图。
图6是本发明实施例激光打标机去除柜体外板的后视图。
图7是本发明实施例激光打标机去除柜体外板的俯视图。
图8是本发明实施例治具装置和治具翻转机构的立体图。
图9是本发明实施例治具装置和治具翻转机构的主视图。
图10是本发明实施例治具翻转机构的立体图。
图11是本发明实施例治具装置的主视图。
图12是图11中的B-B剖视图。
图13是图12中的C-C剖视图。
图14是本发明实施例治具装置的立体图。
图15是本发明实施例激光器校位机构的主视图。
图16是本发明实施例激光器校位机构的右视图。
图17是本发明实施例激光器校位机构的后视图。
[具体实施方式]
本发明实施例激光打标机的结构和工作原理如图1至图17所示。
如图1至图7所示，本发明实施例的激光打标机包括柜体20、激光器30A、激光器校位机构30、治具装置40、治具翻转机构50、柜门开合机构60和控制电路。
柜体20包括柜体框架20A，柜体框架20A作为安装激光器校位机构30、治具翻转机构50和柜门开合机构60的机架。
柜体20前部有一个柜门20B，柜体框架20A上有门框21，柜门20B位于门框21的前面，由柜门开合机构60开闭。
激光器30A安装激光器校位机构30上，激光器校位机构30固定在柜体框架20A的上部。治具装置40位于激光器30A的正下方，固定在治具翻转机构50中，治具翻转机构50固定在柜体框架20A的立柱上。
如图11至图14所示，治具装置40包括工件治具41，底板42、两块侧板43、两套纵向布置的双层滑轨44、底板锁止机构45和两个工件压紧机构46。
工件治具41通过螺钉固定在底板42中部，需要打标的工件01放在工件治具41中，底板42横向的两端分别通过双层滑轨44与两块侧板43的下部连接。两块侧板43的外侧有多个螺钉孔，可以有选择地与治具翻转机构50的接盘551连接。
如图11至图14所示，底板42的两端分别通过双层滑轨44与两块侧板43的下部连接，可以沿纵向拉出或推回，将底板42连同工件治具41拉出，便于将需要打标的工件01放入工件治具41中，或打标后从工件治具41中取出。底板42连同工件治具41推回后需要锁止固定，底板锁止机构45包括横拉板451和两个锁止气缸452，横拉板451布置在底板42的下方，两端分别与两块侧板43的下端连接。锁止气缸452固定在横拉板451上，底板42上有两个与锁止气缸452对应的锁止孔，锁止气缸452的活塞杆朝向底板42上的锁止孔。当底板42沿纵向推回时，锁止气缸452的活塞杆(定位销)向上插入底板42上的锁止孔，将底板42与侧板43的纵向位置固定。
工件压紧机构46用于实现工件的自动定位夹紧，包括两个压紧气缸461、悬臂架、两套第一直线导轨副(交叉滚子导轨)462、滑板463和滑板气缸464，悬臂架由两个沿纵向分开布置的两个支架465组成，支架465悬臂地固定在侧板43上端的内侧。两套第一直线导轨副462的导轨4621分别沿横向固定在对应支架的顶部，滑板463固定在两套第一直线导轨副462的滑块4622上。滑板气缸464沿横向布置，位于两个支架465之间，滑板气缸464固定在侧板43的内侧，滑板气缸464的活塞杆与滑板463连接。两个压紧气缸461沿纵向分开固定在滑板463上，压紧气缸461的活塞杆朝向工件治具41，压紧气缸461活塞杆的下端装有浮动压盘466。浮动压盘466便于当工件表面不平时仍可以将工件压紧。滑板气缸464便于滑板横向移动，将压紧气缸461推出或收回，根据不同的工件调整压紧的位置，并便于装卸工件。
如图8至图10所示，治具翻转机构50包括第一伺服电机51、减速器52、连接轴53、两个安装架54、两根驱动轴55和两套同步带机构56。两个安装架54相对布置，安装架54包括安装板541和布置在安装板541外侧的驱动轴支架542，安装板541上有两个轴承座543和544。驱动轴55的第一端由安装板541的第一轴承座543支承，第二端由驱动轴支架542支承。两根驱动轴55横向相对布置且同轴，两根驱动轴55相对的一端有一个与治具装置40的连接的接盘551。连接轴53横向布置，两端分别由两个安装架安装板541上的第二轴承座544支承。第一驱动轴55A由连接轴53的第一端通过第一同步带机构561驱动，第二驱动轴55B由连接轴53的第二端通过第二同步带机构562驱动。连接轴53的第一端由第一伺服电机51通过减速器52驱动。两个安装架54的安装板541竖直地固定在柜体框架20A上。安装连接轴53第一端的安装架54A上有一个减速器支架545，减速器52固定在减速器支架545上，第一伺服电机51固定在减速器52上。安装板541的两个轴承座543沿纵向分开布置。
第一驱动轴55A上安装有过孔式导电滑环58，过孔式导电滑环58用以连接治具翻转机构50上随治具装置40转动的电子器件。如气缸传感器、电磁阀和光电传感器的接线。
治具翻转机构50由伺服系统控制可以转动任意角度，通常转动90°、180°、270°或360°，从而能够实现工件的四个面都处在打标区域中，实现不同打标面的切换。
如图15至图17所示，激光器校位机构30包括机座31、第二伺服电机32、滚珠丝杆螺母副33、激光器安装座34、两套第二直线导轨副36、配重块37、第三直线导轨副38、两个定滑轮39、两根拉索391，和激光测距仪35。第二伺服电机32安装在机座31上部，滚珠丝杆螺母副33的丝杆331竖直布置，上端通过联轴器321与第二伺服电机32的输出轴连接。第二直线导轨副36的导轨361竖直地固定在机座31的正面、滚珠丝杆螺母副33的螺母固定在激光器安装座34中，激光器安装座34固定在第二直线导轨副36的滑块362上。激光器30A固定在激光器安装座34上。激光测距仪35固定在激光器30A的底面上，激光测距仪35的信号输出端和第二伺服电机32的驱动控制端分别与控制电路连接。
两个定滑轮39安装在机座31顶部，第三直线导轨副38的导轨381竖直地固定在机座31的背面，配重块37固定在第三直线导轨副38的滑块382上。拉索391的第一端固定在激光器安装座34上，拉索391的第二端绕过定滑轮39固定在配重块37上。由于激光器较重，滚珠丝杆螺母副的的负荷较大，由配重块、定滑轮和拉索组成配重机构，可以改善滚珠丝杆螺母副的受力状况，减少滚珠丝杆的磨损，延长激光器校位机构的使用寿命。
如图3和图4所示，柜体框架20A的前部有一个门框21。治具装置40和治具翻转机构50布置在柜门20B的后方。柜门开合(升降)机构60包括柜门电机61、转轴62、两套第四直线导轨副63和两套第三同步带机构64。两套第四直线导轨副63的导轨631分别竖直地固定在门框的两个侧边框211的前面，第四直线导轨副63有两个滑块632，柜门20B的背面固定在两套第四直线导轨副63的滑块632上。柜门电机61、转轴62和两套第三同步带机构64布置在柜体20内，转轴62横向布置，柜门电机61和转轴62由固定在门框21的上的转轴支架65支承。两套第三同步带机构64的主动轮641安装在转轴62上，转轴62由柜门电机61通过联轴器611驱动。第三同步带机构64竖直布置，第三同步带机构64的被动轮642布置在主动轮的正下方，由固定在门框21上的被动轮支架66支承。第三同步带机构56的同步带上装有连接块67，连接块67固定在柜门20B的背面。
当柜门20B升起打开时，松开底板锁止装置后，通过双层滑轨44可以将治具装置40的工件治具41随底板42拉出柜体的门外，便于装卸工件。
本发明以上实施例激光打标机通过治具装置实现产品的自动定位夹紧，自动翻转机构实现产品打标面之间的切换，激光器自动校位机构能够让激光器自动调到一个合适的高度进行激光打标，自动开合门机构可以提高打标过程的密封安全性，本发明以上实施例激光打标机提高了工作效率，降低了工人的工作强度和人工成本。
Claims (9)
1.一种激光打标机，包括机架、激光器和激光器校位机构，激光器安装激光器校位机构上，激光器校位机构固定在机架上；在其特征在于，包括治具装置和治具翻转机构，治具装置固定在治具翻转机构中，治具翻转机构固定在机架上；治具装置位于激光器的正下方。
2.根据权利要求1所述的激光打标机，其特征在于，治具装置包括工件治具、底板、两块侧板和两个工件压紧机构，工件治具固定在底板中部，底板横向的两端分别与两块侧板的下部连接；工件压紧机构包括压紧气缸和悬臂架，悬臂架固定在侧板上端的内侧；压紧气缸安装在悬臂架的悬臂端，压紧气缸的活塞杆朝向工件治具，压紧气缸活塞杆的下端装有压盘；两块侧板的外侧分别与治具翻转机构连接。
3.根据权利要求2所述的激光打标机，其特征在于，治具装置包括两套纵向布置的双层滑轨和底板锁止机构；底板的两端分别通过双层滑轨与两块侧板的下部连接；底板锁止机构包括横拉板和至少一个锁止气缸，横拉板布置在底板的下方，两端分别与两块侧板的下端连接；锁止气缸固定在横拉板上，底板上包括与锁止气缸对应的锁止孔，锁止气缸的活塞杆朝向底板上的锁止孔；当底板沿纵向推回时，锁止气缸的活塞杆向上插入底板上的锁止孔。
4.根据权利要求1所述的激光打标机，其特征在于，工件压紧机构包括两个所述的压紧气缸、两套第一直线导轨副、滑板和滑板气缸，悬臂架包括两个沿纵向分开布置的两个支架，支架悬臂地固定在侧板上端的内侧；两套第一直线导轨副的导轨分别沿横向固定在对应支架的顶部，滑板固定在两套第一直线导轨副的滑块上；滑板气缸沿横向布置，位于两个支架之间，滑板气缸固定在侧板的内侧，滑板气缸的活塞杆与滑板连接；两个压紧气缸沿纵向分开固定在滑板上，压紧气缸的活塞杆朝向工件治具，所述的压盘为浮动压盘。
5.根据权利要求1所述的激光打标机，其特征在于，治具翻转机构包括第一伺服电机、减速器、连接轴、两个安装架、两根驱动轴和两套同步带机构；两个安装架相对布置，安装架包括安装板和布置在安装板外侧的驱动轴支架，安装板包括两个轴承座；驱动轴的第一端由安装板的第一轴承座支承，第二端由驱动轴支架支承；两根驱动轴横向相对布置且同轴，两根驱动轴相对的一端包括与治具装置的连接的接盘；连接轴横向布置，两端分别由两个安装架安装板的第二轴承座支承；第一驱动轴由连接轴的第一端通过第一同步带机构驱动，第二驱动轴由连接轴的第二端通过第二同步带机构驱动；连接轴的第一端由第一伺服电机通过减速器驱动；两个安装架的安装板竖直地固定在机架上。
6.根据权利要求5所述的激光打标机，其特征在于，第一驱动轴上安装有过孔式导电滑环，安装连接轴的第一端的安装架包括减速器支架，减速器固定在减速器支架上，第一伺服电机固定在减速器上；安装板的两个轴承座沿纵向分开布置。
7.根据权利要求1所述的激光打标机，其特征在于，激光器校位机构包括机座、第二伺服电机、丝杆螺母副、激光器安装座、第二直线导轨副和激光测距仪；第二伺服电机安装在机座上部，丝杆螺母副的丝杆竖直布置，上端与第二伺服电机的输出轴连接；第二直线导轨副的导轨竖直地固定在机座的正面、丝杆螺母副的螺母固定在激光器安装座中，激光器安装座固定在第二直线导轨副的滑块上；激光器固定在激光器安装座上；激光测距仪固定在激光器上，激光测距仪的信号输出端和第二伺服电机的驱动控制端分别与控制电路连接。
8.根据权利要求7所述的激光打标机，其特征在于，激光器校位机构包括配重块、第三直线导轨副、两个定滑轮和两根拉索，定滑轮安装在机座顶部，第三直线导轨副的导轨竖直地固定在机座的背面，配重块固定在第三直线导轨副的滑块上；拉索的第一端固定在激光器安装座上，拉索的第二端绕过定滑轮固定在配重块上。
9.根据权利要求1所述的激光打标机，其特征在于，包括柜体和柜门开合机构，柜体包括柜体框架和柜门，柜体框架包括所述的机架和门框；治具装置和治具翻转机构布置在柜体中，位于柜门的后方；柜门开合机构包括柜门电机、转轴、两套第四直线导轨副和两套第三同步带机构；两套第四直线导轨副的导轨分别竖直地固定在门框的两个侧边框的前面，第四直线导轨副包括两个滑块，柜门固定在两套第四直线导轨副的滑块上；柜门电机、转轴和两套第三同步带机构布置在柜体内，转轴横向布置，由固定在门框的上的转轴支架支承；两套第三同步带机构的主动轮安装在转轴上，转轴由柜门电机驱动；第三同步带机构竖直布置，第三同步带机构的被动轮布置在主动轮的下方，由固定在柜体框架上的被动轮支架支承；第三同步带机构的同步带上装有连接块，连接块固定在柜门上。
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2022
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