CN114535823A - 一种激光打标机及精确打标方法 - Google Patents

Abstract

一种激光打标机及精确打标方法，包括控制系统、调节机构、传输定位机构、支架和检测相机，控制系统设置在支架的一侧，支架中设置有隔板，隔板将支架内的空间分隔为上腔室和下腔室，调节机构、传输定位机构和检测相机都设置在下腔室中，控制系统的一端伸进上腔室内。通过在需要打标的产品上设置定位标记，并用检测相机将所述产品的照片实时传输到显示屏幕中，调节好产品上的定位标记与控制系统中的基准印记的重合程度后，启动激光器对所述产品进行打标。通过设置横向调节机构、传输定位机构和垂向调节机构来设置精准打标，批量重复打标位置误差≤1mm，用激光打标迅速，大功率输出能在短时间内完成大幅面平板的各处进行打标。

Description

一种激光打标机及精确打标方法

技术领域

本发明涉及激光标印，具体涉及轨道交通使用的大幅面散热器字符的激光打标机及打标方法。

背景技术

散热器元件面需装配IGBT模块，模块边的散热器表面需要标印字符，之前采用的是丝网油墨印刷光固的方式，有调配油墨、印刷、光固等工序，还需要购买大量丝印模板，存在大量的时间浪费，经济浪费，效率低下等缺陷。

目前国内在轨道交通大幅面散热器的字符标印上，常用的是丝印方式，通过丝印模板定位，手工刷油墨渗透丝网在散热器表面形成字符，然后进行紫外线固化或烘烤固化。这种标印方式成本较高，效率低下，固化后还要通过胶带粘贴撕扯的方式检验油墨与基材表面的结合力，往往因结合力不佳需要返工。

在平面激光打标方面，国内常用的是二维打标台式机，在打印不同位置字符时，需要调整X轴和Y轴，将红光预览框调整到相应位置，即激光振镜需要根据字符的位置不断移动调整。

现有技术缺点是丝印固化方式成本高，效率低，返工率高；二维激光打标效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种能对进行定位调节的大幅面平板激光打标机，确保标印美观、精准。

针以上述问题，本发明提出的技术方案是：一种激光打标机，包括控制系统、调节机构、传输定位机构、支架和检测相机，控制系统设置在支架的一侧，支架中设置有隔板，隔板将支架内的空间分隔为上腔室和下腔室，调节机构、传输定位机构和检测相机都设置在下腔室中，控制系统的一端伸进上腔室内。

优选的，控制系统包括激光电源控制台和振镜，调节机构包括横向调节机构和垂向调节机构，支架底部设置有底板；横向调节机构安装在支架的底板上，垂向调节机构的下端安装在激光电源控制台上，垂向调节机构的上端安装有振镜。

优选的，横向调节机构包括支撑杆、调节螺栓、稳固杆和稳固块，支撑杆的一侧设置有稳固块，稳固块固定连接在底板上，调节螺栓以螺纹配合的方式依次与支撑杆和稳固块连接；稳固块上端开有贯通的通孔，稳固杆的一端固定连接在支撑杆上，稳固杆的另一端穿过所述的稳固块上端的通孔。

优选的，传输定位机构包括轨道盒、止挡块和侧板，轨道盒中安装有流利条，轨道盒的外侧设置有侧板，轨道盒的一端还固定连接有止挡块。

优选的，传输定位机构为两个，分别安装在下腔室底板的两侧，每个传输定位机构的上方都设置有一个检测相机，且检测相机设置安装在隔板的下端面上。

优选的，垂向调节机构包括底柱、升降立柱和丝杆，底柱为空心圆管，升降立柱的下端嵌在底柱中；升降立柱内设置有丝杆，升降立柱和丝杆以螺纹配合的方式连接；升降立柱的顶部安装有驱动电机，振镜的后端与驱动电机连接，振镜的前端设置有激光打标头，激光打标头位于支架的上腔室中。

一种精确打标方法，通过在需要打标的产品上设置定位标记，并用检测相机将所述产品的照片实时传输到显示屏幕中，调节好产品上的定位标记与控制系统中的基准印记的重合程度后，启动激光器对所述产品进行打标。

优选的，控制系统包括激光电源控制台和振镜，振镜中设置有激光打标头，调节产品上的定位标记与控制系统中的基准印记的重合程度是通过横向移动机构和垂向移动机构来实现的，对产品进行横向移动是通过设置横向调节机构来实现，对控制系统中的激光打标头进行垂向移动是通过设置垂向调节机构来实现。

优选的，横向调节机构包括支撑杆、调节螺栓、稳固杆和稳固块，支撑杆的一侧设置有稳固块，稳固块固定连接在底板上，调节螺栓以螺纹配合的方式依次与支撑杆和稳固块连接，稳固块上端开有贯通的通孔，稳固杆的一端固定连接在支撑杆上，稳固杆的另一端穿过所述的稳固块上端的通孔，转动调节螺栓能带动产品进行横向移动，从而对产品的横向位置进行调节；垂向调节机构包括底柱、升降立柱和丝杆，底柱为空心圆管，升降立柱的下端嵌在底柱中，升降立柱的上端安装有振镜，在振镜的前端设置激光打标头，升降立柱内设置有丝杆，升降立柱和丝杆以螺纹配合的方式连接，启动电机带动丝杆转动，从而控制升降立柱上升或下降，从而调节激光打标头与产品之间的垂向间距。

优选的，还包括以下打标步骤：

A.设置定位标记：在需要打标的产品的两侧设置好定位标记，将所述产品放置在传输定位机构上；

B.检测精确度：打开检测相机对所述产品进行拍照，并将照片实时传输到显示屏幕中，从显示屏幕中观察拍摄到定位标记的位置与控制系统中的基准印记的重合程度；

C.调节精确度：通过横向调节机构和垂向间距分别调节好激光打标头与需要打标的产品在横向方向和垂向方向的相对位置；

D.打标：将产品的定位标记与控制系统中的基准印记调节到完全重合后，启动控制系统中的激光器对产品进行打标。

本发明的有益技术效果是：

1.通过设置横向调节机构、传输定位机构和垂向调节机构来设置精准打标，批量重复打标位置误差≤1mm；

2.打标迅速，大功率输出能在短时间内完成大幅面平板的各处打标；

3.基本无消耗投入，成本低，适用于金属和非金属材料的大平板打标。

附图说明

图1为实施例一的整体结构示意图；

图中：底板11、隔板12、支撑杆21、轨道盒22、止挡块23、侧板24、调节螺栓25、稳固杆26、稳固块27、底柱31、升降立柱32、激光电源控制台4、底脚5、驱动电机6、3D振镜7、激光打标头71、检测相机8。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步的描述：

实施例一

如图1所示，带定位调节装置的激光打标机包括激光电源控制台4、3D振镜7、检测相机8、支架、横向调节机构、传输定位机构和垂向调节机构。其中，支架底部设置有底板11，支架中部设置有隔板12，隔板12将支架内的空间分隔为上腔室和下腔室，横向调节机构、传输定位机构和检测相机8都设置在下腔室中。

垂向调节机构包括底柱31、升降立柱32和丝杆，底柱31为空心圆管，升降立柱32的下端嵌在底柱31中。垂向调节机构的底柱31的下端安装在激光电源控制台4上，垂向调节机构的升降立柱32的上端安装有3D振镜7，3D振镜7的前端伸进上腔室内。3D振镜7的前端设置有激光打标头71，激光打标头71位于支架的上腔室中。升降立柱32内设置有丝杆，升降立柱32和丝杆以螺纹配合的方式连接。丝杆还与电机连接，启动电机带动丝杆转动，从而控制升降立柱32上升或下降。

横向调节机构包括支撑杆21、调节螺栓25、稳固杆26和稳固块27，支撑杆21的一侧设置有稳固块27，稳固块27固定连接在底板11上，调节螺栓25以螺纹配合的方式依次与支撑杆21和稳固块27连接。稳固块27上端开有贯通的通孔，稳固杆26的一端固定连接在支撑杆21上，稳固杆26的另一端穿过所述的稳固块27上端的通孔。稳固杆26是没有螺纹的光杆，稳固块27上端的通孔对稳固杆26起到稳定移动和导向的作用。转动调节螺栓25能带动支撑杆21进行横向的移动，从而调节两个横向调节机构上端的流利条之间的间距，使两个流利条之间的间距与要进行打标的产品的宽度匹配，从而对产品进行横向限位。对产品进行横向限位后，再转动调节螺栓25能带动支撑杆21、流利条和产品进行横向移动，从而对产品的横向位置进行调节。

本实施例中，传输定位机构也是两个，分别安装在下腔室底板11的两侧。传输定位机构连接在支撑杆21的上端，传输定位机构包括轨道盒22、止挡块23和侧板24，轨道盒22中安装有流利条，轨道盒22的外侧设置有侧板24，轨道盒22的一端还固定连接有止挡块23。轨道盒22外侧的侧板24是对要进行打标的产品进行横向的定位，使产品位于两个侧板24之间。止挡块23位于轨道盒22纵向方向且远离工作人员的一端，止挡块23是对打标产品进行纵向的定位。而流利条一方面是方便产品能通过流利条上的滑轮进行快速、平滑的纵向移动，另一方面是确保整个产品能水平放置。

每个传输定位机构的上方都设置有一个检测相机8，且检测相机8设置安装在隔板12的下端面上。检测相机8用于将图元基准与产品基准吻合，从而进行视觉定位，实现在散热器表面进行精准打标。

本实施例是通过在需要打标的产品上设置定位标记，并用检测相机8将所述产品的照片实时传输到显示屏幕中，调节好产品上的定位标记与控制系统中的基准印记的重合程度后，启动激光器对所述产品进行打标。

其中，控制系统包括激光电源控制台4和3D振镜7，3D振镜7中设置有激光打标头71。本实施例中，激光电源控制台4为外购设备，激光电源控制台4包括MOPA光纤激光器、光纤功率放大器、电脑主机等结构。脉冲激光通过功率放大器进行光脉冲放大实现高功率输出，保证平面各处打标深度和外观一致。电脑主机与检测相机8和显示屏幕连接，能从显示屏幕中实时看到产品上的定位标记和控制系统中的基准印记的位置。

调节产品上的定位标记与控制系统中的基准印记的重合程度是通过横向移动机构和垂向移动机构来实现的，对产品进行横向移动是通过设置横向调节机构来实现，对控制系统中的激光打标头71进行垂向移动是通过设置垂向调节机构来实现。

具体来说包括以下打标步骤：

A.设置定位标记：在需要打标的产品的两侧设置好定位标记，将所述产品放置在传输定位机构上；

B.检测精确度：打开检测相机8对所述产品进行拍照，并将照片实时传输到显示屏幕中，从显示屏幕中观察拍摄到定位标记的位置与控制系统中的基准印记的重合程度；

C.调节精确度：通过横向调节机构和垂向间距分别调节好激光打标头71与需要打标的产品在横向方向和垂向方向的相对位置；

D.打标：将产品的定位标记与控制系统中的基准印记调节到完全重合后，启动控制系统中的激光器对产品进行打标。

其中步骤C中具体操作是：先通过转动调节螺栓25带动支撑杆21进行横向的移动，使两个横向调节机构中的轨道盒22的外侧的侧板24将产品夹紧，从而对产品进行横向限位。对产品进行横向限位后，再转动调节螺栓25能对产品的横向位置进行调节，使产品的定位标记的中心点与控制系统中的基准印记的中心点在横向方向上的坐标是相同的。产品的纵向位置是由轨道盒22纵向方向的止挡块23来定位，止挡块23卡合在轨道盒22上，能沿轨道盒22的纵向方向移动。因此，可以通过移动止挡块23的纵向位置，能使产品的定位标记的中心点与控制系统中的基准印记的中心点在纵向方向上的坐标相同。当将产品的定位标记的中心点与控制系统中的基准印记的中心点在横向和纵向方向上都调节到完全重合时，产品的定位标记与控制系统中的基准印记的大小可能还会有差异。此时，可以通过启动电机带动丝杆转动，从而控制升降立柱32上升或下降，从而调节激光打标头71与产品之间的垂向间距。从而使产品的定位标记与控制系统中的基准印记的大小相同。此时，就是步骤D中所述的：产品的定位标记与控制系统中的基准印记调节到完全重合了。然后，启动控制系统中的激光器对产品进行打标。

显然，在不脱离本发明所述原理的前提下，作出的若干改进或修饰都应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种激光打标机，其特征在于，包括控制系统、调节机构、传输定位机构、支架和检测相机，控制系统设置在支架的一侧，支架中设置有隔板，隔板将支架内的空间分隔为上腔室和下腔室，调节机构、传输定位机构和检测相机都设置在下腔室中，控制系统的一端伸进上腔室内。

2.根据权利要求1所述的一种激光打标机，其特征在于，控制系统包括激光电源控制台和振镜，调节机构包括横向调节机构和垂向调节机构，支架底部设置有底板；横向调节机构安装在支架的底板上，垂向调节机构的下端安装在激光电源控制台上，垂向调节机构的上端安装有振镜。

3.根据权利要求2所述的一种激光打标机，其特征在于，横向调节机构包括支撑杆、调节螺栓、稳固杆和稳固块，支撑杆的一侧设置有稳固块，稳固块固定连接在底板上，调节螺栓以螺纹配合的方式依次与支撑杆和稳固块连接；稳固块上端开有贯通的通孔，稳固杆的一端固定连接在支撑杆上，稳固杆的另一端穿过所述的稳固块上端的通孔。

4.根据权利要求3所述的一种激光打标机，其特征在于，传输定位机构包括轨道盒、止挡块和侧板，轨道盒中安装有流利条，轨道盒的外侧设置有侧板，轨道盒的一端还固定连接有止挡块。

5.根据权利要求4所述的一种激光打标机，其特征在于，传输定位机构为两个，分别安装在下腔室底板的两侧，每个传输定位机构的上方都设置有一个检测相机，且检测相机设置安装在隔板的下端面上。

6.根据权利要求5所述的一种激光打标机，其特征在于，垂向调节机构包括底柱、升降立柱和丝杆，底柱为空心圆管，升降立柱的下端嵌在底柱中；升降立柱内设置有丝杆，升降立柱和丝杆以螺纹配合的方式连接；升降立柱的顶部安装有驱动电机，振镜的后端与驱动电机连接，振镜的前端设置有激光打标头，激光打标头位于支架的上腔室中。

7.一种精确打标方法，其特征在于，通过在需要打标的产品上设置定位标记，并用检测相机将所述产品的照片实时传输到显示屏幕中，调节好产品上的定位标记与控制系统中的基准印记的重合程度后，启动激光器对所述产品进行打标。

8.根据权利要求7所述的一种精确打标方法，其特征在于，控制系统包括激光电源控制台和振镜，振镜中设置有激光打标头，调节产品上的定位标记与控制系统中的基准印记的重合程度是通过横向移动机构和垂向移动机构来实现的，对产品进行横向移动是通过设置横向调节机构来实现，对控制系统中的激光打标头进行垂向移动是通过设置垂向调节机构来实现。

9.根据权利要求8所述的一种精确打标方法，其特征在于，横向调节机构包括支撑杆、调节螺栓、稳固杆和稳固块，支撑杆的一侧设置有稳固块，稳固块固定连接在底板上，调节螺栓以螺纹配合的方式依次与支撑杆和稳固块连接，稳固块上端开有贯通的通孔，稳固杆的一端固定连接在支撑杆上，稳固杆的另一端穿过所述的稳固块上端的通孔，转动调节螺栓能带动产品进行横向移动，从而对产品的横向位置进行调节；垂向调节机构包括底柱、升降立柱和丝杆，底柱为空心圆管，升降立柱的下端嵌在底柱中，升降立柱的上端安装有振镜，在振镜的前端设置激光打标头，升降立柱内设置有丝杆，升降立柱和丝杆以螺纹配合的方式连接，启动电机带动丝杆转动，从而控制升降立柱上升或下降，从而调节激光打标头与产品之间的垂向间距。

10.根据权利要求9所述的一种精确打标方法，其特征在于，还包括以下打标步骤：

A.设置定位标记：在需要打标的产品的两侧设置好定位标记，将所述产品放置在传输定位机构上；

B.检测精确度：打开检测相机对所述产品进行拍照，并将照片实时传输到显示屏幕中，从显示屏幕中观察拍摄到定位标记的位置与控制系统中的基准印记的重合程度；

C.调节精确度：通过横向调节机构和垂向间距分别调节好激光打标头与需要打标的产品在横向方向和垂向方向的相对位置；

D.打标：将产品的定位标记与控制系统中的基准印记调节到完全重合后，启动控制系统中的激光器对产品进行打标。

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