CN115815823A - 激光打标装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及产品打标设备技术领域，具体提供了一种激光打标装置，包括上料机构、机械手、转盘、打标位、下料位、控制器；上料机构包括承托盘，承托盘上用于放置产品；机械手用于抓取产品；在转盘上设有用于承托产品的承托件，机械手用于将产品转运至承托件上；打标位处设有激光器，激光器用于向产品打标；下料位处具有用于收集产品的收集盒，产品在下料位处进入收集盒，转盘通过转动将产品依次经过打标位和下料位；控制器用于控制上料机构、机械手、转盘以及激光器。旨在解决现有技术中存在的对产品进行打标的手段效率低下，不利于产品快速生产的技术问题。

Description

激光打标装置

技术领域

本申请涉及产品打标设备技术领域，更具体地说，是涉及一种激光打标装置。

背景技术

随着科技的不断进步和信息产业的快速发展，大规模集成电路成为发展的主流和趋势，制造行业都在向自动化、模块化发展。在电子元器件产业链中，激光标志工序是出厂必不可少的工序。目前现有技术采用的均为工人手动定位标志，效率低下，不利于电子元器件快速生产。

发明内容

本申请的目的在于提供一种激光打标装置，旨在解决现有技术中存在的对产品进行打标的手段效率低下，不利于产品快速生产的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是提供一种激光打标装置，包括：

上料机构，所述上料机构包括承托盘，所述承托盘上用于放置产品；

机械手，所述机械手用于抓取所述产品；

转盘，在所述转盘上设有用于承托产品的承托件，所述机械手用于将所述产品转运至所述承托件上；

打标位，所述打标位处设有激光器，所述激光器用于向所述产品打标；

下料位，所述下料位处具有用于收集所述产品的收集盒，所述产品在下料位处进入所述收集盒，所述转盘通过转动将所述产品依次经过所述打标位和所述下料位；以及

控制器，所述控制器用于控制所述上料机构、机械手、转盘以及激光器。

在其中一个实施例中，所述上料机构还包括：

备料仓，所述备料仓用于存储所述产品，所述备料仓的一侧具有朝向所述承托盘的出料口，所述备料仓的底面为斜面，所述出料口位于所述斜面的最低端；以及

振动器，所述备料仓和所述承托盘均设置在所述振动器上，所述备料仓借助于振动器振动以使产品流向承托盘，所述承托盘借助于所述振动器振动以使产品翻转，所述控制器控制所述振动器的启停。

在其中一个实施例中，所述激光打标装置还包括顶部相机，所述顶部相机位于所述承托盘的上方，所述顶部相机用于获取位于承托盘上的产品的位置信息和摆放信息，所述顶部相机电连接所述控制器，所述控制器控制所述机械手抓取所述产品。

在其中一个实施例中，所述激光打标装置还包括侧部相机和底部相机，所述机械手抓取所述产品时所述侧部相机和底部相机分别用于获取所述产品的侧部信息和底部信息，所述侧部相机和底部相机电连接所述控制器，所述控制器控制所述机械手调整对产品的抓取部位以使产品以预设摆放状态放置在承托件上。

在其中一个实施例中，所述打标位处还设有承托架，所述承托架包括：

立柱，所述立柱为多个且竖直设置；

承托板，所述承托板通过直线轴承滑动连接在所述立柱上，所述激光器设于所述承托板上；以及

第一伺服电机，所述第一伺服电机的动力输出端连接丝杆，所述丝杆上设置丝母，所述丝母连接所述承托板以使所述承托板在竖直方向上移动，所述控制器用于控制所述第一伺服电机。

在其中一个实施例中，所述打标位处还设有拍摄相机，所述拍摄相机用于获取所述打标位处的产品的位置和表面信息，所述拍摄相机电连接所述控制器，所述控制器用于控制所述激光器对产品打标。

在其中一个实施例中，所述承托件为磁性板，所述磁性板固设于所述转盘的表面，在所述转盘的上方还设有顶板，在所述顶板上开设有打标孔和下料孔，所述转盘带动所述承托件运动且依次对准所述打标孔和所述下料孔，所述打标孔和所述下料孔分别位于所述打标位和所述下料位。

在其中一个实施例中，在所述顶板的打标孔侧部设有吸风口，在所述顶板上设有气缸，所述气缸用于推顶所述产品至收集盒，所述气缸受控于所述控制器。

在其中一个实施例中，所述收集盒包括合格品收集盒和非合格品收集盒，所述下料孔上方还设有检测相机，所述检测相机用于获取所述产品的打标信息，所述检测相机电连接所述控制器，所述控制器用于控制气缸将合格产品推至合格品收集盒，所述控制器还用于控制所述机械手将非合格品送入非合格品收集盒。

在其中一个实施例中，所述转盘借助于第二伺服电机运动，所述第二伺服电机电连接所述控制器。

本申请提供的激光打标装置的有益效果在于，本装置通过机械手将承托盘上的产品进行抓取，并且送至承托件上，在转盘的带动下，分别经过打标位和下料位，经过打标位时激光器进行打标操作，经过下料位时，产品进入收集盒，从而实现对打标完成的产品进行收集，并且本装置还设有控制器，可以实现对各个器件的控制，实现自动化打标，大大提高了效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本申请实施例提供的激光打标装置的结构示意图；

图2为图1中部分结构的结构示意图一；

图3为图1中部分结构的结构示意图二；

图4为图3中转盘、顶板以及收集盒的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的设有外壳的激光打标装置的结构示意图。

图中，1、承托盘；2、机械手；3、夹爪；4、转盘；5、承托件；6、产品；7、打标位；8、激光器；9、下料位；10、合格品收集盒；11、备料仓；12、振动器；13、顶部相机；14、侧部相机；15、底部相机；16、立柱；17、承托板；18、第一伺服电机；19、直线轴承；20、拍摄相机；21、顶板；22、打标孔；23、下料孔；24、吸风口；25、气缸；26、检测相机；27、外壳；28、安全光栅；29、液晶显示器；30、柔性保护套；31、丝杆；32、丝母；33、非合格品收集盒。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参阅图1-图4，本申请提供了一种激光打标装置的具体实施例，本实施例中激光打标装置包括上料机构、机械手2、转盘4、打标位7、下料位9、控制器。

本实施例的上料机构包括承托盘1，承托盘1上用于放置产品6；承托盘1能够同时盛放多个产品6，分别用于机械手2的抓取。机械手2在控制器的控制下进行动作，从而对产品6进行抓取。

在转盘4上设有用于承托产品6的承托件5，机械手2用于将产品6转运至承托件5上。

打标位7处设有激光器8，激光器8用于向产品6打标。下料位9处具有用于收集产品6的收集盒，产品6在下料位9处进入收集盒，转盘4通过转动将产品6依次经过打标位7和下料位9。控制器用于控制上料机构、机械手2、转盘4以及激光器8。

具体地，本实施例提供的激光打标装置是这样操作的，控制器控制机械手2将承托盘1上的产品6进行抓取，然后带动产品6至承托件5上，控制器再控制转盘4转动，首先使承托件5经过打标位7，达到打标位7的时候，控制器控制激光器8对产品6进行打标操作，打标完毕之后，转盘4继续转动将产品6带到下料位9下料，产品6进入到收集盒内。

所以本装置通过机械打标操作代替了人工打标操作，不仅大大提高了效率，实现了连续化生产，而且也大大提高了打标质量。

如图2，在本实施例中，上料机构可以是这样的，上料机构除了包括承托盘1之外，还包括备料仓11、振动器12。

备料仓11用于存储产品6，备料仓11的一侧具有朝向承托盘1的出料口，备料仓11的底面为斜面，出料口位于斜面的最低端。备料仓11和承托盘1均设置在振动器12上，备料仓11借助于振动器12振动以使产品6流向承托盘1，承托盘1借助于振动器12振动以使产品6翻转，控制器控制振动器12的启停。

具体地，首先将产品6放入到备料仓11，开启振动器12，在振动器12的作用下备料仓11内的产品6沿着备料仓11的底面进行移动，最终通过出料口落到承托盘1上。由于备料仓11和承托盘1均设置在振动器12上，所以承托盘1也会发生振动，从而使承托盘1上的产品6不断的翻动，使产品6正面朝上或者反面朝上或者其它特征面朝上。

具体是这样的，产品6在进行打标的时候，对于产品6的打标位置是有一定要求的，有的是在产品6的正面打标，有的是在产品6的反面打标，或者在其它特征面打标，这就需要产品6在承托盘1上呈适当的摆放形式时才可被机械手2抓取，然后进行打标。

例如，当为正面打标的时候，机械手2会统一选择正面朝上的产品6，反面朝上的产品6最终会在振动器12的作用下翻转而正面朝上，这样能够使得机械手2抓取，完成在产品6正确的位置进行打标操作。

所以本实施方式中的上料机构能够通过对产品6进行翻转，使其以合适的位置或者角度进行摆放，使打标符合要求，无需人工翻转，提高了效率。

如图2，进一步地，当产品6在承托盘1上的时候，为了能够使控制器控制机械手2抓取正确朝向的产品6，本实施例提供的激光打标装置还包括顶部相机13，顶部相机13位于承托盘1的上方，顶部相机13用于获取位于承托盘1上的产品6的位置信息和摆放信息，顶部相机13电连接控制器，控制器控制机械手2抓取产品6。

具体地，顶部相机13对承托盘1上的产品6进行拍摄，由顶面相机取相，判定产品6正反、定位位置以及盘中物料多少，进行特征捕捉。然后传递信息至控制器，控制器去抓取摆放形式正确的产品6，并且控制器还控制振动器12振动从而对摆放形式不合适的产品6进行翻转。

需要说明的是，承托盘1对产品6的翻转属于随机翻转振动，一直翻转下去，总能够使产品6翻转形成合适的摆放形式，使需要打标的特征面朝上，当有产品6的特征面朝上的时候，则振动器12停止振动，当机械手2将特征面朝上的产品6抓取完毕之后，顶部相机13拍摄到没有特征面朝上的产品6了，则控制器收到信号，控制振动器12继续振动。

当需要抓取特征面朝上的产品6进行打标的时候，控制器通过顶面相机获取特征面朝上的产品6位置坐标信息，将定位数据传输至机械手2，机械手2动作，选取特征面朝上的产品6。

所以本实施方式能够自动控制机械手2选择合适摆放形式的产品6，从而对产品6进行抓取，准确地完成对产品6的打标工作。

进一步地，有些产品6除了对于打标的特征面有要求之外，对其它面也有要求，也就是并不是把标打在特征面即可，标打在特征面上时，在其它面上，打标的位置也要与其它面的某些特定部位对应。

如图2，所以为了解决上述问题，激光打标装置还包括侧部相机14和底部相机15，机械手2抓取产品6时侧部相机14和底部相机15分别用于获取产品6的侧部信息和底部信息，侧部相机14和底部相机15电连接控制器，控制器控制机械手2调整对产品6的抓取部位以使产品6以预设摆放状态放置在承托件5上，从而实现对产品6表面的特定位置进行打标。

具体地是这样的，侧部相机14和底部相机15位于检测工位，当机械手2抓取产品6之后，会将产品6带动到检测工位，在检测工位侧部相机14和底部相机15分别对机械手2所抓取的产品6的侧部和底部进行拍摄，获取产品6的侧面特征信息和底部特征信息，并传递信号至控制器，控制器将特征信息进行比对判断，如果符合要求，则控制机械手2将产品6运到承托件5上进行后续打标操作。如果特征信息不符合要求，则控制机械手2将产品6送回承托盘1，然后控制器控制机械手2调整抓取位置，重新对产品6进行抓取，这样位置调整好之后，就能够将产品6以适合的摆放位置放置到承托件5上，从而能够对产品6的特定位置进行打标操作。

需要说明的是，机械手2为四轴机械手，机械手2依靠夹爪3进行夹持，夹爪3可以进行自转。具体地，当夹爪3夹持到产品6的第一位置时，通过检测工位进行检测，夹持位置合格，然后机械手2将产品6以第一摆放状态的形式放到承托件5上；当夹爪3夹持到产品6的第二位置时，通过检测工位进行检测，发现不合格，则机械手2将产品6重新放回承托盘1，在控制器控制下夹爪3自身转动调整位置，并夹持住第一位置，而后夹爪3再转动回原位置，重新到检测工位进行检测，则检测合格，并将产品6同样以第一摆放状态的形式放到承托件5上。控制器获取的信息以及发出的指令来源于拍摄到的产品6表面信息，不同表面信息对应不同的数字坐标并用于控制器发出对应的动作参数指令，从而控制机械手2的夹爪3和机械手2动作，为预先设定好的。

所以本实施方式能够将产品6以相同的摆放状态放置到承托件5上，从而对产品6的特定位置进行打标，实现了自动化调整。

如图3，在一个实施例中，打标位7处还设有承托架，承托架包括立柱16、承托板17、第一伺服电机18。

立柱16为多个且竖直设置；

承托板17通过直线轴承19滑动连接在立柱16上，激光器8设于承托板17上；以及

第一伺服电机18的动力输出端连接丝杆31，丝杆31上设置丝母32，丝母32连接承托板17以使承托板17在竖直方向上移动，控制器用于控制第一伺服电机18。

具体地，控制器用于控制第一伺服电机18，通过第一伺服电机18动作，来控制丝杆31的转动，从而带动丝母32上下运动，丝母32最终拖动承托板17上下运动，最终实现对激光器8在竖直方向上的位置调节。

通过调节激光器8在竖直方向上的位置，从而实现激光器8与产品6之间的距离的调节，从而很好的调节激光器8的焦距。

为了方便承托板17在立柱16上进行顺利的滑动，所以承托板17本身通过直线轴承19滑动连接在立柱16上。

为了达到防护的效果，避免承托板17在运动过程中过于激烈或者为了防止伺服电机的损坏失控，而使承托板17瞬间掉落。本实施方式还可以在立柱16的上部和下部套设柔性保护套30或缓冲胶，柔性保护套30和缓冲胶具有弹性和可压缩性，能够与承托板17相碰触，进而起到缓冲的作用。需要说明的是，在立柱16的中间位置不设置柔性保护套30或缓冲胶，因为中间位置承托板17移动较为频繁，主要设置在上部和下部，避免承托板17在失控时发生极限运动。

如图3，在本实施例中，在打标位7处还设有拍摄相机20，拍摄相机20用于获取打标位7处的产品6的位置和表面信息，拍摄相机20电连接控制器，控制器用于控制激光器8对产品6打标。

具体地，拍摄相机20拍照获取表面信息，且视觉定位软件捕捉定位产品6，完成世界坐标与激光坐标转换。控制器获得信号，并将指令信号传输给激光器8，激光器8控制板卡按特定的字符和参数发射激光至产品6表面形成标记。激光器8控制板卡能够针对不同的产品6提前记录特定的配方，当根据相应指令来调用适配的配方后使激光器8进行打标操作，同时控制器还可以根据坐标信号控制伺服电机和丝杠调整整体工作平面的高度，保证对焦距清晰。

如图3，在本实施例中，承托件5为磁性板，磁性板固设于转盘4的表面，在转盘4的上方还设有顶板21，在顶板21上开设有打标孔22和下料孔23，转盘4带动承托件5运动且依次对准打标孔22和下料孔23，打标孔22和下料孔23分别位于打标位7和下料位9。

具体地，磁性板具有一定的磁吸效果，当产品6放到承托件5上的时候被磁性板吸附，能够保持较好的稳定性，使产品6不会发生晃动，保持位置的准确性，从而能够有利于打标操作的正确性。

同时本实施方式为了保证转盘4能够正好转动到打标位7和下料位9，而设置了具有标识效果的打标孔22和下料孔23，打标孔22和下料孔23设置在顶板21上，当承托件5与打标孔22对正的时候，说明正好转动到了打标位7，当承托件5与下料孔23对正的时候，说明正好转动到了下料位9。

在进行激光打标的时候会产生废气，为了能够让废气及时排走，不污染车间环境，在顶板21的打标孔22侧部设有吸风口24，在顶板21上设有气缸25，气缸25用于推顶产品6至收集盒，气缸25受控于控制器。

具体地，吸风口24连接有吸管，吸管连接负压设备，这样能够通过吸管将废气吸走。在顶板21上还设有气缸25，气缸25受控于控制器，控制器控制气缸25将经过打标程序的产品6推顶到收集盒内，完成对产品6的收集。

如图3和图4，在本实施例中，还提供了收集盒包括合格品收集盒10和非合格品收集盒33，因经过打标操作的产品6，不一定打标合格，总会有非合格品出现。所以为了能够很好地对产品6的打标质量进行检测，并且将非合格品和合格品进行分离，本实施例还这样设置，在下料孔23上方还设有检测相机26，检测相机26用于获取产品6的打标信息，检测相机26电连接控制器，控制器用于控制气缸25将合格产品6推至合格品收集盒10，控制器还用于控制机械手2将非合格品送入非合格品收集盒33。

具体地，检测相机26能够进行拍照，对经过打标操作的产品6进行拍照，从而将影像信息传递至控制器进行对比判断是否符合要求，如果不符合，则控制器控制机械手2将其送到非合格品收集盒33，如果符合要求，则由气缸25将其推顶到合格品收集盒10，这样很好地完成了良品和次品的分离。

进一步地，本实施例中的转盘4借助于第二伺服电机运动，第二伺服电机电连接控制器。这样控制器能够控制第二伺服电机转动，从而能够控制转盘4转动，以使转盘4能够将承托件5准确的运送到打标位7和下料位9。

如图1和图5，进一步地，激光打标装置还包括外壳27和液晶显示器29，外壳27将各个结构进行罩设，并且在外壳27上还可以设有安全光栅28，安全光栅28电连接控制器，当人体靠近的时候能够发出信号至控制器，控制器可控制停机或者控制报警器发出报警，安全光栅28能够探测人体，作用相当于红外传感器等。并且在外壳27上还设有散热孔，液晶显示器29能够显示各个相机所拍摄的影像，供操作人员观察。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.激光打标装置，其特征在于，包括：

上料机构，所述上料机构包括承托盘，所述承托盘上用于放置产品；

机械手，所述机械手用于抓取所述产品；

转盘，在所述转盘上设有用于承托产品的承托件，所述机械手用于将所述产品转运至所述承托件上；

打标位，所述打标位处设有激光器，所述激光器用于向所述产品打标；

下料位，所述下料位处具有用于收集所述产品的收集盒，所述产品在下料位处进入所述收集盒，所述转盘通过转动将所述产品依次经过所述打标位和所述下料位；以及

控制器，所述控制器用于控制所述上料机构、机械手、转盘以及激光器。

2.如权利要求1所述的激光打标装置，其特征在于，所述上料机构还包括：

备料仓，所述备料仓用于存储所述产品，所述备料仓的一侧具有朝向所述承托盘的出料口，所述备料仓的底面为斜面，所述出料口位于所述斜面的最低端；以及

振动器，所述备料仓和所述承托盘均设置在所述振动器上，所述备料仓借助于振动器振动以使产品流向承托盘，所述承托盘借助于所述振动器振动以使产品翻转，所述控制器控制所述振动器的启停。

3.如权利要求1或2所述的激光打标装置，其特征在于，所述激光打标装置还包括顶部相机，所述顶部相机位于所述承托盘的上方，所述顶部相机用于获取位于承托盘上的产品的位置信息和摆放信息，所述顶部相机电连接所述控制器，所述控制器控制所述机械手抓取所述产品。

4.如权利要求1所述的激光打标装置，其特征在于，所述激光打标装置还包括侧部相机和底部相机，所述机械手抓取所述产品时所述侧部相机和底部相机分别用于获取所述产品的侧部信息和底部信息，所述侧部相机和底部相机电连接所述控制器，所述控制器控制所述机械手调整对产品的抓取部位以使产品以预设摆放状态放置在承托件上。

5.如权利要求1所述的激光打标装置，其特征在于，所述打标位处还设有承托架，所述承托架包括：

立柱，所述立柱为多个且竖直设置；

承托板，所述承托板通过直线轴承滑动连接在所述立柱上，所述激光器设于所述承托板上；以及

第一伺服电机，所述第一伺服电机的动力输出端连接丝杆，所述丝杆上设置丝母，所述丝母连接所述承托板以使所述承托板在竖直方向上移动，所述控制器用于控制所述第一伺服电机。

6.如权利要求5所述的激光打标装置，其特征在于，所述打标位处还设有拍摄相机，所述拍摄相机用于获取所述打标位处的产品的位置和表面信息，所述拍摄相机电连接所述控制器，所述控制器用于控制所述激光器对产品打标。

7.如权利要求1所述的激光打标装置，其特征在于，所述承托件为磁性板，所述磁性板固设于所述转盘的表面，在所述转盘的上方还设有顶板，在所述顶板上开设有打标孔和下料孔，所述转盘带动所述承托件运动且依次对准所述打标孔和所述下料孔，所述打标孔和所述下料孔分别位于所述打标位和所述下料位。

8.如权利要求7所述的激光打标装置，其特征在于，在所述顶板的打标孔侧部设有吸风口，在所述顶板上设有气缸，所述气缸用于推顶所述产品至收集盒，所述气缸受控于所述控制器。

9.如权利要求8所述的激光打标装置，其特征在于，所述收集盒包括合格品收集盒和非合格品收集盒，所述下料孔上方还设有检测相机，所述检测相机用于获取所述产品的打标信息，所述检测相机电连接所述控制器，所述控制器用于控制气缸将合格产品推至合格品收集盒，所述控制器还用于控制所述机械手将非合格品送入非合格品收集盒。

10.如权利要求1所述的激光打标装置，其特征在于，所述转盘借助于第二伺服电机运动，所述第二伺服电机电连接所述控制器。

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