CN115320270B - 一种玻璃激光自动打码方法 - Google Patents
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Abstract
一种玻璃激光自动打码方法,包括:一、将待打码的玻璃板传输并定位至预设的打码工位;二、将靶材模块及打码模块分别移动至打码工位,并分别通过升降使靶材模块及打码模块贴合于玻璃板打码区域的上下表面;三、通过打码模块中的激光组件发射激光束,激光束透过玻璃板射至靶材模块的靶材本体上,将靶材本体中的碳粉转印至玻璃板的打码区域,完成打码。本发明通过设计全套的自动化上料、打码方案,实现了光伏组件产品的激光自动打码,还可通过自动检测保证打码质量。相比现有技术而言,本发明的打码质量更高,颜色黑度、清晰度均优,识别率高且不脱落。并可在保证打码质量的前提下,实现高效打码,满足自动化节拍需求,选用靶材可高次数循环打码。
Description
技术领域
本发明涉及自动化打码技术领域,具体涉及一种玻璃激光自动打码方法。
背景技术
在光伏组件的加工生产过程中,为了实现生产过程的自动化、便于产品的管理、满足产品可追溯性的要求,生产中一般采用自动化或人工进行贴标签纸(签纸上印刷条形码、二维码、字符串等识别码)来标明产品的尺寸和生产状态等加工信息。
贴标签纸的方式在一定程度上满足了现场生产管理的需求,但存在的缺陷是:标签纸直接粘贴在光伏组件上,容易在生产过程中损坏或脱落,造成加工信息的丢失。另一方面在光伏组件上连续生产过程中经常发生标签贴错现象,无法符合追溯性的要求。随着激光技术的快速应用和普及,利用激光技术将条形码打印在产品上,已是打码技术未来的趋势。
随着激光技术的快速应用和普及,如何利用激光技术将条形码印在光伏组件产品上,替代传统在光伏组件产品上粘贴标签纸或激光直接打印条码的方式,实现高效的自动化激光打码作业是本领域所要解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种玻璃激光自动打码方法。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种玻璃激光自动打码方法,包括:
步骤一、将待打码的玻璃板传输并定位至一预设的打码工位;
步骤二、将靶材模块及打码模块分别移动至所述打码工位,并分别通过升降使靶材模块中的靶材本体以及打码模块中的支撑机构贴合于玻璃板打码区域的上下表面;
步骤三、通过打码模块中的激光组件发射激光束,激光束透过玻璃板射至靶材本体上,将靶材本体中的碳粉转印至玻璃板的打码区域,完成打码。
1.进一步的技术方案,还包括:步骤四、打码后,将玻璃板传输至一读码检测区域进行扫码检测,以判断打码的清晰度是否合格;
若检测不合格,则将玻璃板输送回打码区域,重复步骤三的打码作业。
2.进一步的技术方案,二次补充打码后,再次进行步骤四的扫码检测,若产品检测仍不合格便进行报警。
3.进一步的技术方案,还包括:步骤五、将扫码检测合格的玻璃板传输至一视觉检测区域进行视觉检测,以判断打码的位置是否符合要求;
若检测合格,便对产品进行输送下料;
若检测不合格,便进行报警。
4.进一步的技术方案,所述靶材本体对应玻璃板的上表面设置,该上表面为磨砂面;所述支撑机构以及所述激光组件对应玻璃板的下表面设置,该下表面为光滑面。
5.进一步的技术方案,在步骤三之前,还包括预清洁操作,通过一清扫结构对玻璃板的打码区域的表面进行清洁。
6.进一步的技术方案,在步骤三中,还包括清洁回收操作,通过一清洁回收机构至少对打码后产生的墨渣进行吸尘回收。
7.进一步的技术方案,在步骤四之前,还包括清扫操作,通过一清扫毛刷对打码后的玻璃板的打码区域的表面进行清洁,以提升扫码检测的准确率。
8.进一步的技术方案,所述靶材模块包括靶材移动机构,该靶材移动机构用于驱动靶材本体移动并贴合玻璃板的打码区域;
所述靶材移动机构包括一缓冲机构,该缓冲机构包括缓冲面板以及弹性定位于该缓冲面板下方的缓冲底板;所述靶材本体连设于所述缓冲底板的下方;
在步骤二中,靶材移动机构驱动靶材本体朝向玻璃板的打码区域移动,通过所述缓冲底板使靶材本体接触并贴合至打码区域的表面,并通过缓冲面板和弹性件的作用使靶材本体保持贴合状态。
9.进一步的技术方案,所述靶材本体可拆卸地装配于所述靶材模块中,便于靶材本体耗尽后进行更换。
10.进一步的技术方案,所述靶材本体选用含碳的钢材,优选钨钢材质。
本发明的工作原理及优点如下:
本发明通过设计全套的自动化上料、打码方案,实现了光伏组件产品的激光自动打码,还可通过自动检测以保证打码质量。相比现有技术而言,本发明的打码质量更高,颜色黑度、清晰度均优,识别率高且不脱落。并且可在保证打码质量的前提下,实现高效打码,满足自动化的节拍需求,选用靶材可高次数循环打码。
附图说明
附图1为本发明实施例的流程框图;
附图2为本发明实施例的立体图一(前侧视角);
附图3为本发明实施例的立体图二(后侧视角);
附图4为本发明实施例激光打码单元的立体图一(前侧视角);
附图5为本发明实施例激光打码单元的结构示意图(前方视角);
附图6为本发明实施例激光打码单元的立体图二(后侧视角)。
以上附图中:1.送料平台;2.玻璃板;3.打码工位;4.驱动电机;5.传送皮带;6.定位结构;7.靶材模块;8.打码模块;9.靶材本体;10.X轴第一驱动电机;11.Z轴第一驱动电机;12.连接板;13.挡板;14.清扫结构;15.缓冲面板;16.缓冲底板;17.弹簧;18.导柱;19.把手;20.清洁回收机构;21.清扫毛刷;22.支撑机构;23.激光发射端;24.镂空结构;25.挡尘板;26.X轴第二驱动电机;27.Z轴第二驱动电机;28.滑块;29.Z轴第三驱动电机;30.扫码枪;31.视觉检测装置。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:
实施例:以下将以图式及详细叙述对本案进行清楚说明,任何本领域技术人员在了解本案的实施例后,当可由本案所教示的技术,加以改变及修饰,其并不脱离本案的精神与范围。
本文的用语只为描述特定实施例,而无意为本案的限制。单数形式如“一”、“这”、“此”、“本”以及“该”,如本文所用,同样也包含复数形式。
关于本文中所使用的“第一”、“第二”等,并非特别指称次序或顺位的意思,亦非用以限定本案,其仅为了区别以相同技术用语描述的组件或操作。
关于本文中所使用的“连接”或“定位”,均可指二或多个组件或装置相互直接作实体接触,或是相互间接作实体接触,亦可指二或多个组件或装置相互操作或动作。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”等,均为开放性的用语,即意指包含但不限于。
关于本文中所使用的用词(terms),除有特别注明外,通常具有每个用词使用在此领域中、在本案内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本案的用词将于下或在此说明书的别处讨论,以提供本领域技术人员在有关本案描述上额外的引导。
参见附图1所示,一种玻璃激光自动打码方法,包括:
步骤一、将待打码的玻璃板2传输并定位至一预设的打码工位3。
步骤二、将靶材模块7及打码模块8分别移动至所述打码工位3,并分别通过升降使靶材模块7中的靶材本体9以及打码模块8中的支撑机构22贴合于玻璃板2打码区域的上下表面。
步骤三、通过打码模块8中的激光组件发射激光束,激光束透过玻璃板2射至靶材本体9上,将靶材本体9中的碳粉转印至玻璃板2的打码区域,完成打码。
步骤四、打码后,将玻璃板2传输至一读码检测区域进行扫码检测,以判断打码的清晰度是否合格;若检测不合格,则将玻璃板2输送回打码区域,重复步骤三的打码作业。二次补充打码后,再次进行步骤四的扫码检测,若产品检测仍不合格便进行报警。
步骤五、将扫码检测合格的玻璃板2传输至一视觉检测区域进行视觉检测,以判断打码的位置是否符合要求;若检测合格,便对产品进行输送下料;若检测不合格,便进行报警。
优选的,在步骤三之前,还包括预清洁操作,通过一清扫结构对玻璃板的打码区域的表面进行清洁。
优选的,在步骤三中,还包括清洁回收操作,通过一清洁回收机构至少对打码后产生的墨渣进行吸尘回收。
优选的,在步骤四之前,还包括清扫操作,通过一清扫毛刷对打码后的玻璃板的打码区域的表面进行清洁,以提升扫码检测的准确率。
参见附图2~6所示,本发明的自动打码方法可通过图中所示的自动打码装置实现,该自动打码装置包括产品输送单元以及激光打码单元。
所述产品输送单元包括一送料平台1,待打码的玻璃板2(光伏组件产品)经由该送料平台输送至一打码工位3。
优选的,所述产品输送单元还包括驱动电机4和传送皮带5,所述传送皮带5设有多根,且沿送料平台1的延伸方向平行间隔布置,用于驱动所述玻璃板2进行平移。驱动电机4可设有两个,两驱动电机4均传动连接各所述传送皮带5,通过驱动传送皮带5的移动带动玻璃板2在送料平台1上平移。
优选的,所述送料平台1水平设置。所述产品输送单元还包括多个定位结构6,各定位结构6分别对应所述送料平台1的四周设置,并经驱动对玻璃板2进行水平方向的定位,以使玻璃板2的打码位置保持于所述打码工位3中。其中所述定位结构6可以是定位轮。
所述激光打码单元对应所述打码工位3设置,包括对称布置于玻璃板2上下两侧的靶材模块7和打码模块8。
其中,所述靶材模块7包括靶材本体9以及用于驱动靶材本体9贴合玻璃板2一侧表面的靶材移动机构。优选的,所述靶材移动机构包括X轴第一驱动电机10和Z轴第一驱动电机11;所述X轴第一驱动电机10驱动一连接板12沿X轴平移,所述Z轴第一驱动电机11定位于所述连接板12上,并驱动所述靶材本体9沿Z轴移动。
优选的,所述靶材移动机构的X轴第一驱动电机10连设于一挡板13上,且该挡板13的下方设有用于清洁玻璃板2表面的清扫结构14,该清扫结构14位于打码前的玻璃板2来料路径中,来料时,所述清扫结构14贴合于玻璃板2的表面。优选的,所述清扫结构14可以是毛刷,毛刷贴合玻璃板2表面,用于对来料玻璃板2进行打码前的预清扫。
优选的,所述靶材移动机构包括一缓冲机构,该缓冲机构包括缓冲面板15以及弹性定位于该缓冲面板15下方的缓冲底板16。具体的,可通过弹簧17和导柱18实现弹性定位。所述靶材本体9连设于所述缓冲底板16的下方。
优选的,所述靶材本体9可拆卸地装配于所述靶材移动机构中的一装配槽中。该装配槽可设于缓冲底板16中,且靶材本体9的一侧还设有把手19,便于抽拉式拆卸更换。所述靶材本体9可选用含碳的不锈钢,如钨钢,但并不以此为限。
优选的,所述靶材模块7还包括用于对打码后的玻璃板2表面进行清洁的清扫毛刷21,该清扫毛刷21对应所述靶材本体9的侧部设置,可清扫打码产生的墨渣,辅助提升读码检测装置的准确率。
优选的,所述靶材模块7还包括清洁回收机构20,该清洁回收机构20对应所述靶材本体9的侧部设置。可通过负压吸气的方式对打码前/后产生的灰尘/墨渣进行回收。
所述打码模块8包括经驱动对玻璃板2的另一侧进行支撑的支撑机构22,还包括激光组件以及用于驱动激光组件移动的组件移动机构。
打码时,所述靶材本体9、所述支撑机构22以及所述激光组件均位于所述打码工位3,且三者在同一直线上对位配合。
所述靶材本体9对应玻璃板2的上表面设置,该上表面为磨砂面(毛玻璃面);所述支撑机构22以及所述激光组件对应玻璃板2的下表面设置,该下表面为光滑面。
优选的,所述支撑机构22位于所述激光组件的上方,且支撑结构22的顶部作为支撑面于打码时支撑于所述玻璃板2的下表面;所述支撑结构22还包括用于让位激光束的镂空结构24。
优选的,所述激光组件包括激光发射端23,该激光发射端23对应所述支撑机构22中的镂空结构24设置;还包括一挡尘板25,该挡尘板25对应所述激光发射端23的上方设置,并经气缸驱动在激光发射端23未工作时对其遮挡,起到非工作时的挡尘作用。
优选的,所述组件移动机构包括X轴第二驱动电机26和Z轴第二驱动电机27;所述X轴第二驱动电机26驱动一滑块28沿X轴平移,所述Z轴第二驱动电机27定位于所述滑块28上,并驱动所述激光组件沿Z轴移动。
优选的,所述打码模块8还包括Z轴第三驱动电机29,该Z轴第三驱动电机29定位于所述滑块28上,并驱动所述支撑机构22沿Z轴移动。
优选的,还包括用于检验打码效果的扫码枪30(读码检测装置),该扫码枪30具有一朝上设置的扫码头。所述扫码枪30连设于所述滑块28上,经所述X轴第二驱动电机26驱动沿X轴平移至玻璃板2的打码处对二维码或条形码进行扫码检测。若检测合格,则玻璃板2可继续下一工序或直接进行下料;若检测不合格,则通过打码模块8重新打码。
优选的,还包括用于检验打码位置的视觉检测装置31,该视觉检测装置31具有一摄像头。
所述视觉检测装置连设于所述滑块28上,经所述X轴第二驱动电机26驱动沿X轴平移至玻璃板2的打码处对二维码或条形码进行拍照检测。若检测合格,则玻璃板2可进行下料;若检测不合格,则可发出报警提示。
现就本发明的工作过程说明如下:
玻璃板2(即光伏组件产品)经产品输送单元传输到预设的打码工位3。过程中经清扫结构14对来料玻璃板2进行打码前的预清扫。
靶材模块7和打码模块8同步将靶材本体9及激光组件移动至预设位置,即玻璃板2打码位置的正上方及正下方。靶材模块7的靶材本体9经靶材移动机构驱动下降,经缓冲机构的压合,使靶材本体9的打码作业面贴合于玻璃板2的上表面。打码模块8的支撑机构22经驱动上升,使支撑机构22的支撑面贴合于玻璃板2的下表面,达到支撑效果。
打码模块8经设置于支撑结构22的镂空结构24下方的激光发射端23将激光从镂空处由底向上射出,透过玻璃板2射至靶材本体9上,再从靶材本体9上把碳粉转印到玻璃板2上完成打码作业。
打码作业完成后经清扫毛刷21将产生的墨渣先清扫,后经清洁回收机构20回收。具体的,玻璃板2可先向前进行清扫,再退回打码工位3经清洁回收机构20,然后向前传输至扫码枪30的预设区进行扫码检测,扫码检测完成后继续传输至视觉检测装置31的预设区经CCD相机对玻璃板2上已完成的打码位置进行视觉比对,判断是否符合打码位置要求。
扫码枪30及视觉检测装置31在检测时若出现不合格情况均会进行报警,由人工介入对其产品进行处置。检测合格的产品经产品输送单元输送至指定位置传出,完成整体激光打码系统作业。
现就本发明的打码原理说明如下:
本发明的光伏组件产品为一种玻璃板2,其下表面光滑,上表面为磨砂面(毛玻璃面)。由于玻璃板2表面不能直接激光打印成黑色条码,所以需要使用定制靶材,靶材与含碳量有关,含碳的钢材均能作为靶材。本发明的技术方案经过大量实验验证,选用含碳的钢材(钨钢)打码效果最具优势。用激光穿过玻璃板2聚焦于靶材本体9,因金属由原子构成,钨钢里面含有碳原子,通过激光高能量直射可将钨钢的碳原子剥离出来,镜像射出来并填充到玻璃板2的磨砂面上完成转印,实现打码效果。
具体的,当激光射至靶材本体9时,靶材材料先由固态变成液体,再由液态变成气态蒸发,蒸发之后遇冷(即玻璃面)凝固成深色粉末结合于玻璃板2的磨砂面,整个过程为瞬间完成。
由于磨砂面无法完全吸收粉末,因此多余粉末会在玻璃板2的打码区域外形成墨渣,需要清洁回收机构20进行处理。
本发明采用玻璃板2的光滑面入射激光,磨砂面紧贴靶材本体9的方式进行打码,效果最优。若采用磨砂面入射激光,光滑面紧贴靶材的方式进行打码,则入射激光会发生漫反射,导致聚光不准,打印模糊,同时玻璃板2的光滑面也不利于形成稳定、高质量的二维码或条码。
本发明通过设计全套的自动化上料、打码方案,实现了光伏组件产品的激光自动打码,还可通过自动检测以保证打码质量。相比现有技术而言,本发明的打码质量更高,颜色黑度、清晰度均优,识别率高且不脱落,并且可在保证打码质量的前提下,实现高效打码,满足自动化的节拍需求,选用的靶材可高次数循环打码。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种玻璃激光自动打码方法,其特征在于:包括:
步骤一、将待打码的玻璃板传输并定位至一预设的打码工位;
步骤二、将靶材模块及打码模块分别移动至所述打码工位,并分别通过升降使靶材模块中的靶材本体以及打码模块中的支撑机构贴合于玻璃板打码区域的上下表面;
步骤三、通过打码模块中的激光组件发射激光束,激光束透过玻璃板射至靶材本体上,将靶材本体中的碳粉转印至玻璃板的打码区域,完成打码;
步骤四、打码后,将玻璃板传输至一读码检测区域进行扫码检测,以判断打码的清晰度是否合格;
若检测不合格,则将玻璃板输送回打码区域,重复步骤三的打码作业;
二次补充打码后,再次进行步骤四的扫码检测,若产品检测仍不合格便进行报警;
步骤五、将扫码检测合格的玻璃板传输至一视觉检测区域进行视觉检测,以判断打码的位置是否符合要求;
若检测合格,便对产品进行输送下料;
若检测不合格,便进行报警;
其中,所述靶材模块包括靶材移动机构,该靶材移动机构用于驱动靶材本体移动并贴合玻璃板的打码区域;
所述靶材移动机构包括一缓冲机构,该缓冲机构包括缓冲面板以及弹性定位于该缓冲面板下方的缓冲底板;所述靶材本体连设于所述缓冲底板的下方;
在步骤二中,靶材移动机构驱动靶材本体朝向玻璃板的打码区域移动,通过所述缓冲底板使靶材本体接触并贴合至打码区域的表面,并通过缓冲面板和弹性件的作用使靶材本体保持贴合状态;
在步骤三之前,还包括预清洁操作,通过一清扫结构对玻璃板的打码区域的表面进行清洁;清扫结构位于打码前的玻璃板来料路径中,来料时,所述清扫结构贴合于玻璃板的表面;
在步骤三中,还包括清洁回收操作,通过一清洁回收机构至少对打码后产生的墨渣进行吸尘回收;
在步骤四之前,还包括清扫操作,通过一清扫毛刷对打码后的玻璃板的打码区域的表面进行清洁,清扫毛刷对应所述靶材本体的侧部设置,清扫打码产生的墨渣以提升扫码检测的准确率。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃激光自动打码方法,其特征在于:所述靶材本体对应玻璃板的上表面设置,该上表面为磨砂面;所述支撑机构以及所述激光组件对应玻璃板的下表面设置,该下表面为光滑面。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃激光自动打码方法,其特征在于:所述靶材本体可拆卸地装配于所述靶材模块中,便于靶材本体耗尽后进行更换。
4.根据权利要求1所述的一种玻璃激光自动打码方法,其特征在于:所述靶材本体选用含碳的钢材。
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