CN115609156A - 一种应用于超细金属丝表面微织构处理的激光打标机装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于超细金属丝表面微织构处理的激光打标机装置，包括机架（2）、物料传输机构、激光打标平台、物料接收机构、激光器三轴控制装置；所述机架（2）包括：物料传输机构机架（9）、中央机架柜（13）、物料接收机构机架（8）、激光器三轴控制装置机架（14）；应用本技术方案可实现提高金属丝耐磨寿命，同时满足工业的高需求的效果，提高了金属丝微织构打标的效率。

Description

一种应用于超细金属丝表面微织构处理的激光打标机装置

技术领域

本发明涉及多孔金属橡胶原料表面微处理加工技术领域，特别是一种应用于超细金属丝表面微织构处理的激光打标机装置。

背景技术

金属橡胶是一种新型的均质弹性多孔材料，将螺旋不锈钢微丝编织、卷绕放入到模具中，经加热、加压等工艺成型。它既有类似橡胶材料的弹性和阻尼性能，又保持金属的优异特性，在隔振、减振、密封、降噪等方面有着广泛应用。金属橡胶材料的主要失效形式是不锈钢微丝的疲劳断裂和磨损。因此，改善不锈钢微丝在干摩擦下的摩擦磨损性能，是提高金属橡胶材料使用寿命的有效途径。

表面织构化是指在零件表面加工出特定形状和尺寸的微纳米级别的凹槽或凸起的工艺。研究表明，对不锈钢微丝表面进行网状织构化处理可以显著改善其摩擦磨损性能，微织构深度是影响不锈钢微丝耐磨性的重要因素，微织构间距与深度对不锈钢微丝摩擦磨损性能具有细微的协同影响，不锈钢微丝的磨损深度与外载荷呈正相关。

由于目前工件表面织构的加工还存在一定的缺点和受到较大限制，如磨削中存在磨削区温度过高现象、离子束加工成本昂贵、电火花方法无法加工非导电材料等。激光加工微织构是现在应用最广泛的技术，激光加工由于具有加工精度高、效率高、污染小、热影响区小、应用范围广泛等一系列优点，而被广泛采用。本发明就超细金属丝的微织构成形设计一款全自动金属丝超精度激光打标装置(以下简称激光打标机)，提高工业中对金属丝耐磨寿命需求的效率，以此提高多孔隙金属橡胶在工况中的疲劳断裂和磨损性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种应用于超细金属丝表面微织构处理的激光打标机装置，实现提高金属丝耐磨寿命，同时满足工业的高需求的效果，提高了金属丝微织构打标的效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种应用于超细金属丝表面微织构处理的激光打标机装置，其特征在于，包括机架(2)、物料传输机构、激光打标平台、物料接收机构、激光器三轴控制装置；所述机架 (2)包括：物料传输机构机架(9)、中央机架柜(13)、物料接收机构机架(8)、激光器三轴控制装置机架(14)；

物料传输机构机架(9)由铝型材组合而成，物料传输机构机架(9) 位于激光打标机整体结构最右端，其与中央机架柜(13)固连在一起，用于固定物料传输机构整体装置(40)；

所述物料中央机架柜(13)由铝型材组合而成，位于激光打标机整体结构中间，右边固连物料传输机构机架(9)；

所述物料接收机构机架(8)由铝型材组合而成，位于激光打标机整体结构的最左侧，其与中央机架柜(13)固连在一起，作为物料接收机构(80) 的安装框架；

所述激光器三轴控制装置机架(12)由空心立柱焊接在一起，位于中央机架柜(13)的最上面与机架柜焊接在一起，激光器三轴控制装置安装在此机架上。

在一较佳的实施例中，所述物料传输机构包括：绝对值编码器(403)、金属丝滚筒(405)、金属丝滚筒支撑架(4011)、橡胶摩擦轮(404)、橡胶摩擦轮张紧皮带(406)、橡胶摩擦轮预紧弹簧(402)、弹簧支撑骨架(407)、弹簧-导向轮支撑架(408a)、弹簧-导向轮支撑架(408b)、金属丝(409)、橡胶摩擦轮预紧弹簧旋钮(410)、金属丝导向轮(401)。

在一较佳的实施例中，所述物料传输机构通过金属丝滚筒支撑架(4011) 固定于物料传输机构机架(9)上，金属丝(409)缠绕在金属丝滚筒(405) 上，金属丝滚筒(405)左端通过联轴器连接绝对值编码器(403)，右端连接橡胶摩擦轮(404)，整个金属丝滚筒(405)被滚动轴承支撑在金属丝滚筒支撑架(4011)上；所述弹簧支撑骨架(407)焊接在物料传输机构机架 (9)上；所述弹簧-导向轮支撑架(408a)和弹簧-导向轮支撑架(408b) 通过铆钉固连在弹簧支撑骨架(407)上；所述橡胶摩擦轮预紧弹簧(402) 的一端通过铆钉固连在弹簧-导向轮支撑架(408a)和弹簧-导向轮支撑架 (408b)之间，所述橡胶摩擦轮预紧弹簧(402)的另一端与橡胶摩擦轮预紧弹簧旋钮(410)固连在一起；所述橡胶摩擦轮张紧皮带(406)一端与弹簧-导向轮支撑架(408a)固连在一起，另一端与金属丝滚筒支撑架(4011) 固连在一起，其与橡胶摩擦轮(404)形成一个弧形；所述金属丝导向轮(401) 通过滚动轴承连接于弹簧-导向轮支撑架(408a)上。

在一较佳的实施例中，所述绝对值编码器(403)用于测量金属丝滚筒 (405)的旋转圈数以此来记录金属丝缠绕在滚筒上的长度；所述橡胶摩擦轮(404)与金属丝滚筒(405)具有同步角速度，当金属丝滚筒405旋转时抑制其惯性力；所述橡胶摩擦轮(404)与橡胶摩擦轮张紧皮带(406) 之间的摩擦力大小通过调节橡胶摩擦轮预紧弹簧旋钮(410)来改变橡胶摩擦轮预紧弹簧(402)的力来达到特定要求；所述金属丝导论(401)对金属丝(409)的轨迹路线进行导向作用。

在一较佳的实施例中，所述激光打标平台(90)包括：激光打标固定板(904)、激光打标区域(906)、金属丝预紧轮(902)、金属丝预紧轮调整旋钮(901)、金属丝导向轮(903)、金属丝(409)。

在一较佳的实施例中，所述激光打标固定板(904)安装在中央机架柜 (13)上表面；所述金属丝导向轮(903)通过滚动轴承安装于激光打标固定板(904)上，金属丝导入处安装一个金属丝导向轮(903)，在金属丝需导向端处，每两个金属丝导向轮(903)作为一组并排安装在一起，作用在于对金属丝进行导向作用，金属丝导向轮(903)每五组交叉安装于激光打标固定板(904)两端；所述激光打标区域(906)其宽度D1设定为200mm，长度D2设定为800mm；所述金属丝预紧轮(902)固定安装在激光打标固定板(904)上，每两组金属丝导向轮(903)之间安装一个金属丝预紧轮 (902)，通过金属丝预紧轮调整旋钮(901)调整其松紧程度。

在一较佳的实施例中，所述物料接收机构(80)包括：金属丝导向轮 (907)、金属丝导向轮(801b)、金属丝导向轮支撑架(806)、金属丝滚筒支撑架(805)、旋转平衡圆盘(804)、金属丝滚轮(803)、伺服驱动电机 (802)、物料接收机构机架(8)。

在一较佳的实施例中，所述金属丝导向轮(907)安装于物料接收机构机架(8)上；所述金属丝导向轮支撑架(806)固连于物料接收机构机架 (8)上；所述金属丝导向轮(801b)通过滚动轴承安装于金属丝导向轮支撑架(806)上；所述金属丝滚筒支撑架(805)锁紧于物料接收机构机架 (8)上；所述金属丝滚筒(803)通过滚动轴承固定于金属丝滚筒支撑架 (805)上；所述伺服驱动电机(802)固定在物料接收机构机架(8)上，并且与金属丝滚筒(803)的圆轴通过联轴器进行连接。

在一较佳的实施例中，所述激光三轴控制装置包括：X轴向控制丝杆模组(20)，其包括导向滑轨(201)、U形卡槽(204)、丝杆(202)、支撑板(203)、伺服驱动电机(205)；Y轴向控制丝杆模组(10)，其包括导向滑轨(102)、U形卡槽(103)、丝杆(101)、支撑板(104)、伺服驱动电机(105)；Z轴向齿轮齿条模组(30)包括壳体(301)、支撑板(302)、伺服驱动电机(303)；激光器三轴控制装置机架(14)、机架顶板(12)、激光打标机(6)。

在一较佳的实施例中，所述两条X轴向导向滑轨(201)固定于机架顶板(12)上，所述U形卡槽卡入导向滑轨(201)中，导向滑轨(201)下连接着支撑板(203)，所述丝杆(101)两端固定于连接在机架顶板(12) 上的滚动轴承上，所述伺服驱动电机(205)连接于丝杆(202)左端；所述Y轴向控制丝杆模组连接方式如X轴向丝杆模组一样，只是导向滑轨 (102)固定于支撑板(204)上；所述Z轴向齿轮齿条模组(30)顶端固定于支撑板(104)上；所述激光打标机(6)固定于支撑板303上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明利用激光加工具有加工精度高、效率高、污染小、热影响区小、应用范围广泛等一系列优点，设置一款超细金属丝表面微织构处理的超精密智能激光打标机装置，其具有以下几个优点：1)为解决金属橡胶材料不锈钢丝的疲劳断裂和磨损问题提供了一种可行性的方案设计，降低现有金属橡胶材料在工况中易磨损、疲劳断裂的失效程度。2)本发明将激光打标技术和机构运行联合设计，利用激光打标技术的优势，高效率地对金属丝原材料进行微织构处理，能够满足工业中对于金属橡胶毛坯物的迫切需求。 3)本发明机构设计简易，对于金属丝微织构的成形处理较为方便，本产品可以得到更大地推广以及使用。

附图说明

图1为本发明优选实施例的激光打标机一实施例的整体结构示意图；

图2为本发明优选实施例的激光打标机一实施例的部分结构示意图-物料传输机构；

图3为优选实施例的图2中A处放大图；

图4为优选实施例的激光打标机一实施例的部分结构示意图-激光打标平台；

图5为优选实施例的图4中B处放大图；

图6为优选实施例的图4中C处放大图；

图7为优选实施例的激光打标机一实施例的部分结构示意图-物料接收机构；

图8为优选实施例的激光打标机一实施例的部分结构示意图-激光器三轴控制装置；

图9为优选实施例的激光打标机结构组成流程示意图；

图10为优选实施例的预设定打标图像示意图；

图11为优选实施例的打标区域示意图；

图12为优选实施例的金属丝微织构成形图；

图13为优选实施例的金属丝激光打标机控制系统流程图。

附图标记说明：

标号	名称	标号	名称
				2	整体机架	20	X轴向控制丝杆模组
3	显示屏	201	导向滑轨
				6	激光打标机	202	丝杆
8	物料接收机构机架	203	支撑板
				9	物料传输机构机架	204	U形卡槽
10	Y轴向控制丝杆模组	205	伺服驱动电机
				101	丝杆	30	Z轴向齿轮齿条模组
102	导向滑轨	301	壳体
				103	U形卡槽	302	伺服驱动电机
104	支撑板	303	支撑板
				105	伺服驱动电机	12	机架顶板
13	中央机架柜	14	激光器三轴控制装置机架
				40	物料传输机构	90	激光打标平台
401	金属丝导向轮	901	金属丝预紧轮调整旋钮
				402	橡胶摩擦轮预紧弹簧	902	金属丝预紧轮
403	绝对值编码器	903	金属丝导向轮
				404	橡胶摩擦轮	906	激光打标区域
405	金属丝滚筒	80	物料接收机构
				406	橡胶摩擦轮张紧皮带	903a	金属丝导向轮
407	弹簧支撑骨架	801b	金属丝导向轮
				408a	弹簧-导向轮支撑架	802	伺服驱动电机
408b	弹簧-导向轮支撑架	803	金属丝滚轮
				409	金属丝	804	旋转平衡圆盘
410	橡胶摩擦轮预紧弹簧旋钮	805	金属丝滚筒支撑架
				4011	金属丝滚筒支撑架	806	金属丝导向轮支撑架
903b	金属丝导向轮	907	金属丝导向轮

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式；如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本发明的基于超细金属丝表面微织构处理的超精密智能激光打标机装置整体结构如附图1所示。其整体结构主要由机架2、物料传输机构如附图 2、激光打标平台如附图4、物料接收机构如附图7、激光器三轴控制装置如附图8等五大部分组成。

所述机架2，其主要组成部分包括：物料传输机构机架9、中央机架柜 13、物料接收机构机架8、激光器三轴控制装置机架14等组成。其特征在于：

所述物料传输机构机架9由铝型材组合而成，位于激光打标机整体结构最右端，其与中央机架柜13固连在一起，其功能是固定物料传输机构40 整体装置；

所述物料中央机架柜13由铝型材组合而成，位于激光打标机整体结构中间，右边固连物料传输机构机架9，其功能在于作为激光打标机整体结构的核心部位，起到固定连接作用，同时机柜内存在电控设备；

所述物料接收机构机架8由铝型材组合而成，位于激光打标机整体结构的最左侧，其与中央机架柜13固连在一起，作为物料接收机构80的安装框架；

所述激光器三轴控制装置机架12由空心立柱焊接在一起，位于中央机架柜13的最上面与机架柜焊接在一起，激光器三轴控制装置安装在此机架上；

本发明的激光打标机物料传输机构其整体结构，如附图2和3所示，附图3为附图2中A处的局部放大，该机构装置主要包括：绝对值编码器 403、金属丝滚筒405、金属丝滚筒支撑架4011、橡胶摩擦轮404、橡胶摩擦轮张紧皮带406、橡胶摩擦轮预紧弹簧402、弹簧支撑骨架407、弹簧- 导向轮支撑架408a、弹簧-导向轮支撑架408b、金属丝409、橡胶摩擦轮预紧弹簧旋钮410、金属丝导向轮401。

所述激光打标机物料传输机构通过金属丝滚筒支撑架4011固定于物料传输机构机架9上，金属丝409缠绕在金属丝滚筒405上，金属丝滚筒405 左端通过联轴器连接绝对值编码器403，右端连接橡胶摩擦轮404，整个金属丝滚筒405被滚动轴承支撑在金属丝滚筒支撑架4011上；所述弹簧支撑骨架407焊接在物料传输机构机架9上；所述弹簧-导向轮支撑架408a和弹簧-导向轮支撑架408b通过铆钉固连在弹簧支撑骨架407上；所述橡胶摩擦轮预紧弹簧402一端通过铆钉固连在弹簧-导向轮支撑架408a和弹簧- 导向轮支撑架408b之间，另一端与橡胶摩擦轮预紧弹簧旋钮410固连在一起；所述橡胶摩擦轮张紧皮带406一端与弹簧-导向轮支撑架408a固连在一起，另一端与金属丝滚筒支撑架4011固连在一起，其与橡胶摩擦轮404 形成一个弧形；所述金属丝导向轮401通过滚动轴承连接于弹簧-导向轮支撑架408a上。

所述绝对值编码器403用于测量金属丝滚筒405的旋转圈数以此来记录金属丝缠绕在滚筒上的长度；所述橡胶摩擦轮404与金属丝滚筒405具有同步角速度，其作用在于，当金属丝滚筒405旋转时抑制其惯性力；所述橡胶摩擦轮404与橡胶摩擦轮张紧皮带406之间的摩擦力大小通过调节橡胶摩擦轮预紧弹簧旋钮410来改变橡胶摩擦轮预紧弹簧402的力来达到特定要求；所述金属丝导论401对金属丝409的轨迹路线进行导向作用。所述激光打标机物料传输机构具有对金属丝原材料进行传送、调整摩擦轮预紧力、金属丝导向、测量金属丝滚筒速度的功能。

所述激光打标平台90其整体结构，如附图4、附图5和附图6所示，附图5为附图4中B处的局部放大图，附图6为附图4在C处的局部放大图，该结构主要包括：激光打标固定板904、激光打标区域906、金属丝预紧轮902；金属丝预紧轮902调整旋钮901、金属丝导向轮903(903a、 903b)、金属丝409。

所述激光打标固定板904安装在中央机架柜13上表面；所述金属丝导向轮903通过滚动轴承安装于激光打标固定板904上，金属丝导入处安装一个金属丝导向轮903，在金属丝需导向端处，每两个金属丝导向轮903作为一组并排安装在一起，作用在于对金属丝进行导向作用，金属丝导向轮 903每五组交叉安装于激光打标固定板904两端；所述激光打标区域906其宽度D1设定为200mm，长度D2设定为800mm，以此适应激光器场境激光打标最大范围。所述金属丝预紧轮902固定安装在激光打标固定板904上，每两组金属丝导向轮903之间安装一个金属丝预紧轮902，通过金属丝预紧轮902调整旋钮901调整其松紧程度，其目的在于，便于金属丝409安装于金属丝导论903上，防止金属丝409在打标平台上往复运动时脱离出金属导向轮903凹槽。

所述激光打标平台其功能为，对往复式铺设到激光打标固定板904上的金属丝进行激光打标微织构，选用尺寸为220×220mm的场镜对铺设好的金属丝进行微织构处理。

所述物料接收机构80其整体结构，如附图7所示，该装置结构主要包括：金属丝导向轮907、金属丝导向轮801b、金属丝导向轮支撑架806、金属丝滚筒支撑架805、旋转平衡圆盘804、金属丝滚轮803、伺服驱动电机 802、物料接收机构机架8。

所述金属丝导向轮907安装于物料接收机构机架8上；所述金属丝导向轮支撑架806固连于物料接收机构机架8上；所述金属丝导向轮801b通过滚动轴承安装于金属丝导向轮支撑架806上；所述金属丝滚筒支撑架805 锁紧于物料接收机构机架8上；所述金属丝滚筒803通过滚动轴承固定于金属丝滚筒支撑架805上；所述伺服驱动电机802固定在物料接收机构机架8上，并且与金属丝滚筒803的圆轴通过联轴器进行连接。

所述物料接收机构整体结构功能在于，对激光平台打标好后的金属丝通过伺服驱动电机802带动金属丝滚筒803旋转缠绕于其上，便于对加工好的微织构进行下一步的工艺做准备。

所述激光三轴控制装置整体结构，如附图8所示，该结构主要包括：X 轴向控制丝杆模组20，其包括导向滑轨201、U形卡槽204、丝杆202、支撑板203、伺服驱动电机205；Y轴向控制丝杆模组10，其包括导向滑轨102、 U形卡槽103、丝杆101、支撑板104、伺服驱动电机105；Z轴向齿轮齿条模组30，其包括壳体301、支撑板302、伺服驱动电机303；激光器三轴控制装置机架14、机架顶板12、激光打标机6。

所述两条X轴向导向滑轨201固定于机架顶板12上，所述U形卡槽卡入导向滑轨201中，导向滑轨201下连接着支撑板203，所述丝杆101两端固定于连接在机架顶板12上的滚动轴承上，所述伺服驱动电机205连接于丝杆202左端；所述Y轴向控制丝杆模组连接方式如X轴向丝杆模组一样，此处不再赘述，只是导向滑轨102固定于支撑板204上；所述Z轴向齿轮齿条模组30顶端固定于支撑板104上；所述激光打标机6固定于支撑板303 上。

所述激光器三轴控制装置其功能在于，可以通过相应轴向的伺服电机来控制各个方向的位移，速度，从而控制激光打标机6场镜的打标位置，移动速度，从而对金属丝进行精确的微织构处理。

物料传送机构的工作原理：

在本激光打标机进行打标前需要进行进料处理。将缠绕有金属丝409 的金属丝滚筒405原材料安装于金属丝滚筒支架4011上，左端通过预紧螺母锁紧，将绝对值编码器403通过联轴器与轴相连，让编码器转轴与金属丝滚筒作相同角速度转动，然后将金属丝初始线头铺设到金属丝导向轮401 上，进而将金属丝往复式铺设到激光打标平台90的金属丝导向轮903的轮槽中，金属丝初始线头依次铺设到金属丝导向轮903a和903b(如附图6) 轮槽中，接着铺设到垂直安装的金属丝导向轮907轮槽中，金属丝线头最终被固连到金属丝滚轮803(如附图7)上，以上过程完成了金属丝原料在整个机构上的铺设。通过调节橡胶摩擦轮预紧弹簧旋钮405让橡胶摩擦轮预紧弹簧402的力增大从而产生一个力矩，使得橡胶摩擦轮404与橡胶摩擦轮张紧皮带406之间的摩擦力增大，使得金属丝滚轮405有一个微小预紧力，防止在其转动过程中惯性力过大而导致金属丝松动。绝对值编码器 403的作用在于，间接测量出金属丝滚轮405上金属丝409的总长度，以确保金属丝激光加工长度的准确性。

激光打标平台的工作原理

在激光打标平台机构中，金属丝导向轮903、金属丝预紧轮902、金属丝预紧轮调整旋钮901为非标独立设计零件，都通过滚动轴承高精度地安装在激光打标平台上，保证金属丝导向轮旋转灵活。金属丝往复式铺设在激光打标平台的金属丝导向轮903轮槽内。金属丝导向轮每两个设置为一组，平台左端设置6组，平台右端设置5组并多增设一个金属丝导向轮903；金属丝预紧轮902平台左右两边各设置安装5个。在激光打标平台左右两边安装如附图6中所示的金属丝导向轮907，用以作为金属丝的垂直导向作用。

物料接收机构的工作原理

在物料接收机构中，单根金属丝通过铺设到金属丝导向轮907、金属丝导向轮801b的轮槽中，被固接到金属丝滚轮803上。伺服驱动电机802带动金属丝滚轮803旋转进而对打标平台打标好的微织构进行缠绕回收，此伺服驱动电机带有锁机信号，防止电机上电后脱机导致金属丝滚轮803自由旋转。

激光器三轴控制装置结构的工作原理

此激光器三轴控制装置结构X轴向控制丝杆模组、Y轴向控制丝杆模组、 Z轴向齿轮齿条模组都由伺服控制电机驱动，激光打标机6固定安装在Z轴向齿轮齿条模组的支撑板303上，激光打标机6的场镜垂直镜头面向激光打标平台90的激光打标区域906。在进行对金属丝进行微织构打标处理前，首先调整Z轴向齿轮齿条模组距离激光打标平台合适的高度范围，然后再调整Y轴向控制丝杆模组，使得激光打标机6的场镜镜头正对激光打标区域906中央，固定Z轴向齿轮齿条模组和Y轴向控制丝杆模组当前所在位置。对于X轴向控制丝杆模组则带动激光打标机沿着X轴向往复式运动进而对激光平台上的金属丝进行微织构打标加工。

金属丝微织构激光打标工作原理：

参考图10-13，在操作面板3上设定好需要打标的图像，如附图10所示，根据选用的激光打标机场镜的尺寸大小以及一次性可打标范围200× 200mm，则设定打标区域为200×200mm的矩形图形，其中S为需要打标的圆形凹坑，其圆直径根据实际需求设定，凹坑深度则由激光打标机软件设定激光束能量；需打标的圆形凹坑与凹坑之间的深度D则也是根据实际要求设定。接着将金属丝409往复式铺设到激光打标平台的打标区域上，调整好激光打标机场镜光束垂直照射于起始打标区域1中心位置(如附图11 所示)，启动激光打标机进行打标工作，首先进行第一个打标区域中的金属丝打标，打标完成后，接着X轴控制丝杆模组伺服控制电机205启动，带动激光打标机沿X轴右行移动到打标区域2上方，对打标区域2中的金属丝进行打标，依次重复上述步骤，将四个打标区域的金属丝全部打标完成。 X轴控制丝杆模组伺服控制电机带动激光打标机沿X轴回程，重新回到其实区域1上方，为下一次打标做准备。接着启动物料接收机构的伺服驱动电机802带动金属丝滚筒803对四个打标区域的金属丝缠绕回收，于是新的未被打标过的金属丝又被重新铺设到四个打标区域中，接着激光打标机又开始对四个区域进行往复式打标处理。直至绝对值编码器设定的金属丝长度达到金属丝滚筒405上的金属丝长度时，则激光打标机停止打标，所有伺服控制电机断电，整体打标结束。

本发明利用激光加工具有加工精度高、效率高、污染小、热影响区小、应用范围广泛等一系列优点，设置一款超细金属丝表面微织构处理的超精密智能激光打标机装置，其具有以下几个优点：1)为解决金属橡胶材料不锈钢丝的疲劳断裂和磨损问题提供了一种可行性的方案设计，降低现有金属橡胶材料在工况中易磨损、疲劳断裂的失效程度。2)本发明将激光打标技术和机构运行联合设计，利用激光打标技术的优势，高效率地对金属丝原材料进行微织构处理，能够满足工业中对于金属橡胶毛坯物的迫切需求。 3)本发明机构设计简易，对于金属丝微织构的成形处理较为方便，本产品可以得到更大地推广以及使用。

Claims (10)

1.一种应用于超细金属丝表面微织构处理的激光打标机装置，其特征在于，包括机架(2)、物料传输机构、激光打标平台、物料接收机构、激光器三轴控制装置；所述机架(2)包括：物料传输机构机架(9)、中央机架柜(13)、物料接收机构机架(8)、激光器三轴控制装置机架(14)；

物料传输机构机架(9)由铝型材组合而成，物料传输机构机架(9)位于激光打标机整体结构最右端，其与中央机架柜(13)固连在一起，用于固定物料传输机构整体装置(40)；

所述物料中央机架柜(13)由铝型材组合而成，位于激光打标机整体结构中间，右边固连物料传输机构机架(9)；

所述物料接收机构机架(8)由铝型材组合而成，位于激光打标机整体结构的最左侧，其与中央机架柜(13)固连在一起，作为物料接收机构(80)的安装框架；

所述激光器三轴控制装置机架(12)由空心立柱焊接在一起，位于中央机架柜(13)的最上面与机架柜焊接在一起，激光器三轴控制装置安装在此机架上。

2.根据权利要求1所述的一种应用于超细金属丝表面微织构处理的激光打标机装置，其特征在于，所述物料传输机构包括：绝对值编码器(403)、金属丝滚筒(405)、金属丝滚筒支撑架(4011)、橡胶摩擦轮(404)、橡胶摩擦轮张紧皮带(406)、橡胶摩擦轮预紧弹簧(402)、弹簧支撑骨架(407)、弹簧-导向轮支撑架(408a)、弹簧-导向轮支撑架(408b)、金属丝(409)、橡胶摩擦轮预紧弹簧旋钮(410)、金属丝导向轮(401)。

3.根据权利要求2所述的一种应用于超细金属丝表面微织构处理的激光打标机装置，其特征在于，所述物料传输机构通过金属丝滚筒支撑架(4011)固定于物料传输机构机架(9)上，金属丝(409)缠绕在金属丝滚筒(405)上，金属丝滚筒(405)左端通过联轴器连接绝对值编码器(403)，右端连接橡胶摩擦轮(404)，整个金属丝滚筒(405)被滚动轴承支撑在金属丝滚筒支撑架(4011)上；所述弹簧支撑骨架(407)焊接在物料传输机构机架(9)上；所述弹簧-导向轮支撑架(408a)和弹簧-导向轮支撑架(408b)通过铆钉固连在弹簧支撑骨架(407)上；所述橡胶摩擦轮预紧弹簧(402)的一端通过铆钉固连在弹簧-导向轮支撑架(408a)和弹簧-导向轮支撑架(408b)之间，所述橡胶摩擦轮预紧弹簧(402)的另一端与橡胶摩擦轮预紧弹簧旋钮(410)固连在一起；所述橡胶摩擦轮张紧皮带(406)一端与弹簧-导向轮支撑架(408a)固连在一起，另一端与金属丝滚筒支撑架(4011)固连在一起，其与橡胶摩擦轮(404)形成一个弧形；所述金属丝导向轮(401)通过滚动轴承连接于弹簧-导向轮支撑架(408a)上。

4.根据权利要求2所述的一种应用于超细金属丝表面微织构处理的激光打标机装置，其特征在于，所述绝对值编码器(403)用于测量金属丝滚筒(405)的旋转圈数以此来记录金属丝缠绕在滚筒上的长度；所述橡胶摩擦轮(404)与金属丝滚筒(405)具有同步角速度，当金属丝滚筒405旋转时抑制其惯性力；所述橡胶摩擦轮(404)与橡胶摩擦轮张紧皮带(406)之间的摩擦力大小通过调节橡胶摩擦轮预紧弹簧旋钮(410)来改变橡胶摩擦轮预紧弹簧(402)的力来达到特定要求；所述金属丝导论(401)对金属丝(409)的轨迹路线进行导向作用。

5.根据权利要求1所述的一种应用于超细金属丝表面微织构处理的激光打标机装置，其特征在于，所述激光打标平台(90)包括：激光打标固定板(904)、激光打标区域(906)、金属丝预紧轮(902)、金属丝预紧轮调整旋钮(901)、金属丝导向轮(903)、金属丝(409)。

6.根据权利要求5所述的一种应用于超细金属丝表面微织构处理的激光打标机装置，其特征在于，所述激光打标固定板(904)安装在中央机架柜(13)上表面；所述金属丝导向轮(903)通过滚动轴承安装于激光打标固定板(904)上，金属丝导入处安装一个金属丝导向轮(903)，在金属丝需导向端处，每两个金属丝导向轮(903)作为一组并排安装在一起，作用在于对金属丝进行导向作用，金属丝导向轮(903)每五组交叉安装于激光打标固定板(904)两端；所述激光打标区域(906)其宽度D1设定为200mm，长度D2设定为800mm；所述金属丝预紧轮(902)固定安装在激光打标固定板(904)上，每两组金属丝导向轮(903)之间安装一个金属丝预紧轮(902)，通过金属丝预紧轮调整旋钮(901)调整其松紧程度。

7.根据权利要求1所述的一种应用于超细金属丝表面微织构处理的激光打标机装置，其特征在于，所述物料接收机构(80)包括：金属丝导向轮(907)、金属丝导向轮(801b)、金属丝导向轮支撑架(806)、金属丝滚筒支撑架(805)、旋转平衡圆盘(804)、金属丝滚轮(803)、伺服驱动电机(802)、物料接收机构机架(8)。

8.根据权利要求7所述的一种应用于超细金属丝表面微织构处理的激光打标机装置，其特征在于，所述金属丝导向轮(907)安装于物料接收机构机架(8)上；所述金属丝导向轮支撑架(806)固连于物料接收机构机架(8)上；所述金属丝导向轮(801b)通过滚动轴承安装于金属丝导向轮支撑架(806)上；所述金属丝滚筒支撑架(805)锁紧于物料接收机构机架(8)上；所述金属丝滚筒(803)通过滚动轴承固定于金属丝滚筒支撑架(805)上；所述伺服驱动电机(802)固定在物料接收机构机架(8)上，并且与金属丝滚筒(803)的圆轴通过联轴器进行连接。

9.根据权利要求1所述的一种应用于超细金属丝表面微织构处理的激光打标机装置，其特征在于，所述激光三轴控制装置包括：X轴向控制丝杆模组(20)，其包括导向滑轨(201)、U形卡槽(204)、丝杆(202)、支撑板(203)、伺服驱动电机(205)；Y轴向控制丝杆模组(10)，其包括导向滑轨(102)、U形卡槽(103)、丝杆(101)、支撑板(104)、伺服驱动电机(105)；Z轴向齿轮齿条模组(30)包括壳体(301)、支撑板(302)、伺服驱动电机(303)；激光器三轴控制装置机架(14)、机架顶板(12)、激光打标机(6)。

10.根据权利要求9所述的一种应用于超细金属丝表面微织构处理的激光打标机装置，其特征在于，所述两条X轴向导向滑轨(201)固定于机架顶板(12)上，所述U形卡槽卡入导向滑轨(201)中，导向滑轨(201)下连接着支撑板(203)，所述丝杆(101)两端固定于连接在机架顶板(12)上的滚动轴承上，所述伺服驱动电机(205)连接于丝杆(202)左端；所述Y轴向控制丝杆模组连接方式如X轴向丝杆模组一样，只是导向滑轨(102)固定于支撑板(204)上；所述Z轴向齿轮齿条模组(30)顶端固定于支撑板(104)上；所述激光打标机(6)固定于支撑板303上。

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