CN201116022Y - 基于视觉的全自动激光打标机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于自动检测视觉系统的全自动激光打标机，是由自动控制系统、回转工作台、两个机械手，视觉系统和激光打标器组成。按工作顺序，在回转工作台第一工位前端还装有自动上料机构、上料机械手，在第二工位装有由光源、视觉系统、摄像机组成的自动视觉检测系统，在第三工位上方装有自动激光打标器，在第四工位左侧装有下料机械手，两个机械手采用吸盘式结构，在回转工作台上四个工位装有工件夹具，且工件夹具可翻转180°。该设备采用多工位同时进行装卸、检测、打标，一次装夹就能完成两面打标，具有自动化程度高、打标速度快、准确率高、精度高、效率高和适用范围广的优点，解决了现有技术中存在的检测不准确，打标效率低的问题。

Description

基于视觉的全自动激光打标机

技术领域

本实用新型属于激光打标应用装置技术领域，具体涉及一种基于视觉的全自动激光打标机。

背景技术

随着制造技术的不断进步，各行业对于激光打标的精度和打标的速度要求越来越高，现有市场上的激光打标机，采用的都是普通机械夹具夹持加工，难以满足精度和自动化的要求，同时没有配备自动检测视觉系统的打标机难以突破速度和精度的瓶颈。

通常多数产品在打标之前需要进行检测，以确定其是否符合质量标准，检测之后，根据检测结果对工件区别打标。目前多数企业均采用先人工检测，后激光打标的加工方法，由于存在人工检测速度慢、精度低、劳动强度大、易疲劳、情绪化等人为因素，致使效率低下。个别企业虽然采用了视觉自动检测系统，但检测和打标是两个各自独立的作业系统，检测与打标间工件的运转仍然需要人工来辅助，生产效率仍然没有得到提高。

发明内容

本实用新型提供了一种基于自动检测视觉系统的全自动激光打标机，该设备采用多工位同时进行装夹、检测、打标，具有自动化程度高、打标速度快、准确率高、精度高、效率高、适用范围广的优点，解决了现有技术中存在的检测不准确，打标效率低的问题。

本实用新型所提供的技术方案是，一种基于视觉的全自动激光打标机，包括由底座在内的自动控制系统、回转工作台、机械手，视觉检测系统和激光打标器组成，在底座上装有由伺服电机驱动的回转工作台，按工作顺序，在回转工作台第一工位前端还装有自动上料机构、上料机械手，在回转工作台第二工位装有由光源、视觉系统、摄像机组成的视觉检测系统，在回转工作台第三工位上方装有激光打标器，在回转工作台第四工位左侧装有下料机械手。

本实用新型特征还在于，

所述的回转工作台上四个工位装有工件夹具。

所述的工件夹具为气动夹紧结构，可翻转180°。

所述的机械手采用吸盘式结构。

本实用新型的有益效果是，

1、自动化程度高：该机采用全自动上、下料机械手作业，仅需人工补料及转运工件，工件的上料、检测、打标、下料一气呵成，加上完善的保护报警功能，可以实现无人作业，真正实现了全自动操作。

2、打标快：工件一次夹持后，即可完成检测、打标工作，在工件转换工位的同时，已完成了激光打标的准备工作，打标时间更短，速度更快。

3、准确性高：控制系统集检测与激光打标于一体，检测结果在系统内部传递，避免了人工检测的人为差错及传统视觉系统检测与不同系统的激光打标机信号传输出现的差错，准确性更高。

4、精度高：整机调试完成后，各夹具与工作台的相对位置将保持不变，工作台各工位的转动，在位置感应器的控制下，也可实现准确定位。而工作台在伺服电机驱动同步传动下，回转精度可达4～5角度秒，这一精度传统机械根本无法实现，人工作业更是难望其背。

5、适用范围广：针对不同行业的不同客户，该机可通过更换夹具及机械手的方法来满足客户对不同工件的加工要求，应用范围广。

6、生产效率高：该机自动化程度高，可实现一人多机操作，同时，该机启动后，四个工位同时在工作，生产速度是传统同类机械加工的数倍至十数倍，本实用新型与传统机械相比生产效率的提高非常显著。

附图说明

图1是本实用新型基于视觉的全自动激光打标机结构示意图；

图2是本实用新型全自动激光打标机外部安装罩壳结构示意图。

图中，1.底座，2.回转工作台，3.自动上料机构，4.上料机械手，5.光源，6.视觉系统，7.摄像机，8.工件夹具，9.自动激光打标器，10.下料机械手，11.罩壳。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

一种基于视觉的全自动激光打标机，如图1所示，包括由底座1在内的自动控制系统、回转工作台、机械手，视觉检测系统和激光打标器组成，在底座1上装有由伺服电机驱动的回转工作台2，按工作顺序，在回转工作台2第一工位前端还装有自动上料机构3、上料机械手4，在回转工作台2第二工位装有由光源5、视觉系统6、摄像机7组成的视觉检测系统，在回转工作台2第三工位上方装有激光打标器9，在回转工作台2第四工位左侧装有下料机械手10。

在回转工作台2上四个工位装有工件夹具8，工件夹具8为气动夹紧结构，可翻转180°，两个机械手采用吸盘式结构。

基于视觉的全自动激光打标机，在底座1上装有的四工位回转工作台2由一个伺服电机驱动，回转工作台上四个工位分别固定安装四个气动夹紧工件夹具8，通过系统位置传感器实现四个工位准确定位。

本实用新型全自动激光打标机通电启动后，第一工位的自动上料机构3会自动感应工件存放数量，如自动上料机构3内无工件或工件减少到设定数量时，机构自动报警提示加料，如有工件，自动上料机构3正常运转，工件自动上料到位后，上料机械手4动作，利用机械手吸盘将工件转移到工件夹具8设定位置；工件到位后，工件在工件夹具8真空系统吸附作用下，沿导向槽定位在夹具上，然后夹紧气缸动作将工件夹紧在夹具上，伺服电机驱动回转工作台转动一个工位，将工件转到第二检测工位。自动视觉检测系统通过光源5和视觉系统6上的摄像机7感应到夹具上的工件后，自动进行检测，并将检测结果传递给自动控制系统；然后伺服电机驱动回转工作台2动作，将工件转到第三打标工位；系统位置传感器感应到工件夹具8到达设定位置后，根据检测结果激光打标器9按自动控制系统指令对工件进行打标；打标结束后，工作台回转动作，将工件夹具8连同检验打标的工件转到第四下料工位。工件夹具8夹紧气缸松脱工件，下料机械手10利用吸盘将工件转移到收料台，完成一个完整的工件加工过程。

当上料机械手4将工件吸附转移到工件夹具8上平面后，机械手吸盘释放工件，同时工件夹具8上的真空系统工作，在真空吸附作用下，工件沿导向槽准确定位于工件夹持位置，然后夹紧气缸动作，将工件稳定在夹具设定位置上，使工件与夹具每一次都随回转工作台2进行工位转换，直致完成加工。工件在真空吸附+夹紧气缸双重作用下，可保证其在加工过程中不产生偏移。

本实用新型的自动控制统还可实现以下保护功能，

上料机构自动保护：自动上料机构1在无(少)料(即工件)时自动报警提示，并停止工作。

工作台回转定位保护：工作台转动不到位时，设置的系统位置传感器自动报警，全机停机待命。

夹具定位保护：工件夹具8是可翻转180°的气动夹紧结构，针对芯片基板需要进行正反两面激光打标时，根据系统设置指令夹具翻转工件。如夹具翻转不到位时，设置的系统位置传感器会自动报警，并停机待命进行调整。

视觉系统检测保护：视觉系统感应不到工件时，自动报警提示。

本实用新型提供的一种基于自动检测视觉系统的全自动激光打标机，该设备采用多工位同时进行装卸、检测、打标，且工件夹具可翻转180°，一次装夹就能完成两面打标，具有自动化程度高、打标速度快、准确率高、精度高、效率高和适用范围广的优点，解决了现有技术中存在的检测不准确，打标效率低的问题。

Claims (4)

1、一种基于视觉的全自动激光打标机，包括由底座(1)在内的自动控制系统、回转工作台、机械手，视觉检测系统和激光打标器组成，其特征在于，在底座(1)上装有由伺服电机驱动的回转工作台(2)，按工作顺序，在回转工作台(2)第一工位前端还装有自动上料机构(3)、上料机械手(4)，在回转工作台(2)第二工位装有由光源(5)、视觉系统(6)、摄像机(7)组成的视觉检测系统，在回转工作台(2)第三工位上方装有激光打标器(9)，在回转工作台(2)第四工位左侧装有下料机械手(10)。

2、根据权利要求1所述的基于视觉的全自动激光打标机，其特征在于，所述的回转工作台(2)上四个工位装有工件夹具(8)。

3、根据权利要求2所述的基于视觉的全自动激光打标机，其特征在于，所述的工件夹具(8)为气动夹紧结构，可翻转180°。

4、根据权利要求1所述的基于视觉的全自动激光打标机，其特征在于，所述的机械手采用吸盘式结构。

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