CN201139028Y - 一种在净毛皮外激光标刻系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种净毛皮外激光标刻系统，包括：在担钩下端悬挂的标刻前和标刻后的物体，在物体的一侧或两侧装有用于在物体上进行激光标刻的激光设备，激光设备由控制器控制，在激光设备的上端或侧面装有用于追踪物体的变焦装置，激光设备与所述物体可相对移动。其中，担钩经滑轮挂在滑道上，滑道的上端与传动链条上的拨叉下端对齐，传动链条上的拨叉安装在传动链条上，传动链条安装在两链轮之间，所述链轮与链轮驱动机构、主梁连接，所述主梁和所述滑道与支架或屋顶连接。本实用新型实现了标识无异物性、永久性、可食用性，解决了生猪由屠宰过程进入市场流通环节可识别标识的安全可靠性。

Description

一种在净毛皮外激光标刻系统

技术领域

本实用新型涉及一种在动物去毛后的净皮上用激光设备标刻表示的设备。

背景技术

目前在屠宰后的动物去毛净皮上标识印记，主要是采用加盖图章的方法，这种方式不卫生，所加盖的标记在加工、运输、储存、销售等过程中极易被涂抹掉，也极易被涂改。这样的标记不能真实的反映出被屠宰动物的信息，现有市场类似激光设备没有专门设计配套的激光灼刻自动化流水线，以满足屠宰场生产线和生产工艺的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种用激光在去毛净皮上标识印记的设备。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是采用一种在净毛皮外激光标刻系统，所述净毛皮外激光标刻系统包括：在担钩下端悬挂有未标刻和已标刻的物体，在所述物体的一侧或两侧装有用于在物体上进行激光标刻的激光设备，在所述激光设备内设有振镜，在所述激光设备的上端或侧面装有用于追踪所述物体的变焦装置，所述激光设备与控制器连接，所述激光设备与所述物体能相对移动。

其中，所述振镜由电机驱动，所述电机与伺服驱动电路连接，所述电机与伺服驱动电路设置在扫描振镜内，所述伺服驱动电路与控制器连接。

其中，所述担钩经滑轮挂在滑道上，所述滑道的上端与传动链条上的拨叉下端对齐，所述传动链条上的拨叉安装在传动链条外侧，所述传动链条环绕在两链轮上，所述链轮与链轮驱动机构、主梁连接，所述主梁和所述滑道与支架或屋顶连接。

其中，在所述滑道的上端或下端装有担钩稳定环和用于担钩两侧物体翻转的担钩旋转拨挡。

其中，在所述滑道的一端设有递增梯度段，在所述滑道的另一端设有递减梯度段。

其中，在所述滑道与担钩之间装有滑轮。

其中，在所述滑道的递增梯度段前装有测量物体重量或尺寸的传感器，所述传感器与所述控制器连接。

其中，在所述支架上装有遮光挡板和用于固定激光设备与被标刻物体距离的挡杆。

其中，所述激光设备有两个。

其中，所述两个激光设备安装在所述支架的一侧，或去除担钩旋转拨挡后，两个激光设备分别放在支架的两侧。

本实用新型的优点和有益效果在于：

一、激光标刻的幅面大。使用先聚焦，后扫描的光学处理方式，使得该系统能够进行十行数字同时标刻，打标幅面达1.5m×1.5m。

二、该设备运用三维动态聚焦系统，实时控制焦点的位置，保证在标刻幅面内刻标的均匀性，不均匀度小于3％。

三、激光功率高。应用100W水冷激光设备，峰值功率和平均功率高，能够很好的进行猪肉侗体标刻。

四、特别的软件设计使得该系统能够实现在动态聚焦系统下多行文字飞行标刻。该设备能够在标刻物体(大的动物去毛净皮外)运动的状态下进行不变形的飞行标刻。

五、使用激光标记永久永不可擦涂！不但实现了视觉效果，而且有凹凸触觉。

六、在现有的一猪一票存在实际上猪票分离，并且有一票多猪的情况。采用激光灼刻技术后，可完全实现一猪一码，一码对应一票，从而真正实现一猪一票。

七、专门研制的激光灼刻配套传送线，可以根据目前所有屠宰厂的生产工艺及流水线的情况进行组合，方便、安全、永久性地实现自动化的激光灼刻操作。

附图说明

图1是本实用新型在净毛皮外激光标刻系统俯视结构示意图；

图2是本实用新型在净毛皮外激光标刻系统立体结构示意图；

图3是本实用新型在净毛皮外激光标刻系统工作流程示意图；

图4是本实用新型在净毛皮外激光标刻系统主视结构示意图；

图5是本实用新型在净毛皮外激光标刻系统担钩结构示意图；

图6是本实用新型在净毛皮外激光标刻系统担钩跨于稳定环上方结构示意图；

图7是本实用新型在净毛皮外激光标刻系统担钩翻转工作原理图；

图8是本实用新型在净毛皮外激光标刻系统担钩翻转工作路线图；

图9是本实用新型在净毛皮外激光标刻系统激光扫描振镜工作原理图；

图10是本实用新型在净毛皮外激光标刻系统飞行标刻原理图。

图中：1、激光设备；2、变焦装置；3、底座；4、担钩；5、传动链条；5’、拨叉；6、6’、链轮；7、主梁；8、支架；9、担钩稳定环；10、担钩旋转拨挡；11、滑轮；12、毛净皮动物体；13、遮光挡板；14、挡杆；15、滑道；16、递增梯度段；17、递减梯度段；18、滑道入口；19、去毛净皮动物体入口；20、A扇刻标起点；21、A扇刻标终点；22、去毛净皮动物体在拨挡处旋转；23、B扇刻标起点；24、B扇刻标终点；25、滑道出口。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的具体实施方式如图1至8所示，在屠宰厂的工车间内装有两台激光设备1，将所述激光设备1放置在一个可移动的底座3上，在底座3的下面装有万向轮。在激光设备1的上端装有变焦装置2，所述变焦装置2用于追踪移动的毛净皮动物体12(扇猪)，所述激光设备1有控制器控制将激光束打在移动的扇猪外皮上，所述控制器是计算机，计算机通过软件程序控制标刻内容，控制追踪移动的扇猪，在移动的扇猪外皮上标刻，并依据变焦装置2控制标刻文字的大小。

在激光设备1和变焦装置2的前方悬挂着移动的扇猪，所述扇猪被挂在担钩4上，，担钩的形状类似于W形如附图5所示，在担钩的两端分别悬挂有A扇猪和B扇猪，所述担钩的上端通过滑轮11挂在轨道15上。在所述轨道15的下端装有两个担钩稳定环9，在两个担钩稳定环9之间装有担钩旋转拨挡10，悬挂在轨道15上的担钩4，由装在链条5外侧的拨叉5’带动运行，所述拨叉5’安装在链条外侧，所述链条5安装在两个链轮6、6’之间，所述链轮6、6’被安装在链轮驱动机构和主梁7上，所述主梁7和轨道15由支架8支撑，在所述支架上还装有挡杆14和遮光挡板13。在所述轨道入口18，即扇猪入口端，滑道15呈递增梯度段16这样扇猪就可以顺利的滑入轨道15。

扇猪从进入轨道15后，首先是A扇猪外皮朝向激光设备1，B扇猪外皮背向激光设备1。当挂有扇猪的担钩4运行到第一个担钩稳定环9的一端20时激光设备1开始对A扇猪外皮激光刻标，当挂有扇猪的担钩4运行到第一个担钩稳定环9的另一端21时激光设备1终止对A扇猪外皮激光刻标，当挂有扇猪的担钩4继续运行到担钩旋转拨挡处22时，担钩4在此旋转180度，使A扇猪外皮背向激光设备1，B扇猪外皮朝向激光设备1，担钩4继续运行到第二个担钩稳定环9的一端23时第二个激光设备1开始对B扇猪外皮激光刻标，当挂有扇猪的担钩4运行到第二个担钩稳定环9的另一端24时激光设备1终止对B扇猪外皮激光标刻。担钩继续运行到轨道15的递减梯度段17段后将从轨道15中滑出，至此悬挂在担钩上的A、B两扇猪的外皮都被激光设备1刻上了标记。

本实用新型结构及其原理是，链式运送轨道安装在支架8的上方，由电机通过减速器带动链轮6按图1中的箭头所指的方向驱动链条形成循环运动。传动链条5上安装有拨叉5’，拨动担钩4行进，使每半扇猪进入机架各自滑道15使之稳定并处于激光设备1焦点平面以确保标刻质量。

机架8内侧为焦点平面XY，激光设备1透镜的焦距为F，由于在操作间内视野X，Y较大激光设备的焦距F为变量，故激光设备1装有高级的变焦装置2，保证了标刻的清晰。

在本实用新型中两台激光设备1工作位置处于同一侧时，应考虑AB两扇猪的换位方式。扇猪按行进方向贴靠定焦档杆14，担钩4贴近担钩稳定环9，使得扇猪稳定行进。A扇打标后再行进中A扇侧，被担钩旋转拨档10阻推，迟于B扇沿行进方向行进。迫使担钩按担钩旋转方向旋转从而完成A，B面的换位。

担钩行进时AB面扇转详细的说明。AB扇翻转装置的构成，AB扇翻转装置是由担钩、第一个担钩稳定环9、担钩旋转拨挡10、第二个担钩稳定环9构成。

担钩结构如图5所示，担钩可绕立转轴作水平360度旋转，在外力的驱动下可沿轨道15作被动行进。

担钩4、担钩稳定环9与扇猪，担钩4在行进时必定与担钩稳定环9相碰，由于担钩稳定环9成梭状并设有导入钩，担钩4下端的两个钩分别跨在担钩稳定环9两端如附图6所示。迫使担钩4的垂直于行进方向，这时在担钩4上的某一扇猪猪皮朝向激光设备称为A扇而另一端的扇猪被称为B扇。

担钩4翻转的工作原理，担钩4行进与第一个担钩稳定环9相碰并跨于担钩稳定环9的上方，激光设备对A扇进行打标。担钩继续行进与第一个担钩稳定环9分离，担钩A侧被担钩旋转拨挡10阻挡，当担钩4继续行进，迫使担钩4顺时针旋转，将担钩A侧推过担钩的中心线，附图7所示。担钩4继续行进与第二个担钩稳定环9相碰并跨于第二个担钩稳定环9的上方，激光设备1对B扇进行打标。

担钩翻转的工作路线，挂有AB扇猪的担钩翻转的工作路线附图8所示。

本实用新型由可靠的软件系统、计算机控制系统、激光标刻及光学系统、机械传送系统及防护设备所组成。具有标刻速度迅捷，长焦距景深大，打标清晰，防护设备安全等特点。解决生猪由屠宰过程进入市场流通环节的可识别性，该项技术采用激光打码、激光打标设备对净毛猪进行皮外激光标刻，从而实现了标识无异物性、永久性、可食用性，解决了生猪由屠宰过程进入市场流通环节可识别标识的安全可靠性。是民众放心肉工程的重要设备，使市场猪肉拥有可追溯标识。

在本发明中二维激光扫描振镜工作原理如图9所示，利用镜面对光的反射原理，依据反射角和入射角相等的定理，通过镜片的角度改变使得入射在镜片上的激光改变位置，同时用高精度的伺服电机和镜片连接在一起，通过软件和精密控制板卡控制伺服电机，实现对激光的控制，同时利用两轴系统控制的来回振动，实现激光在XY方向的运动，即实现XY平面一定范围内任意点的定位扫描。

三维动态聚焦系该系统使得激光在大面积平面内，激光在平面每一点进行实时调整，每一点都能够在焦平面加工，保证激光加工的均匀和聚焦。

由于输出镜头的成本和大小限制以及二轴偏转单元的光束孔径限制，这种限制有碍于在中等大小扫描范围内产生较小光斑的功能。三轴子系统满足对于小光斑尺寸大加工范围的应用要求，并允许使用相同偏转单元改变工作距离、范围和光斑大小。三轴技术也适用于针对移动目标的动态应用，因为在三维应用中，相应的激光设备能够加工非平面部件或不光滑表面以及高功率产品。

在没有焦点校正的子系统中，向任一轴向移动工作范围中心聚焦的激光光斑时，都会划出一个弧形，在工作范围上方产生一个聚焦点的球面。在远离工作范围中心的位置，激光光束没有聚焦。这是因为当扫描器将光束向远离工作范围中心的方向引导时，从镜头到物体的距离增加了。

在三轴扫描单元中，激光束首先进入移动镜头。透过移动镜头之后，光束快速分散，直到进入一个或两个聚焦镜头。现在会聚的光束穿过镜头，并由一组X和Y镜片(这些镜片由振镜式扫描器移动)引导。X和Y镜片呈直角排列，向下引导光束，覆盖工作范围的长和宽。

在三轴系统中，通过微调移动镜头和聚集镜头之间的距离来实现聚焦补偿，由于扫描器通过第三个移动轴-“Z”轴在整个工作范围内引导光束，故而得名“3轴系统”

称Z轴为直线模块，它是用来将激光光斑沿光轴向下移动的光学机械组件。因此，激光束子系统能够装入不同的偏转单元。激光束子系统的聚焦属性由直线模块决定，直线模块装有一个或两个聚焦镜头。

在本实用新型中飞行标刻的原理如图10所示，在物件运动的同时，激光扫描振镜在该物体运动方向上的一轴振镜，在静态打标扫描的基础上同时加上与物件运动方向和速度一致的速度和偏移，这样就能保证标刻出来的标记与静态标记一致。

装置自动转180度，激光标记装置可以在猪的两个扇面进行标记，该装置能够通过担钩阻挡杆翻转扇猪，使担钩在运行中翻转180度，确保一头猪的两扇猪都能标记。

猪肉定焦标刻辅助装置，该定焦辅助装置是在激光标记工位挡杆14处，以机械装置定位，使得不同体积的、不同重量的扇猪在装置引导斜面导轨引导下，进入标记工位之后打标的平面都能够在正常的打标位置，即不同体积和重量的扇猪到达工位后，扇猪标记平面和激光聚焦镜的距离都是相同的，保证了激光标记的效果。机械定位装置的引导及导轨可以是滑动或滚动的

自动检测猪大小调整标刻范围装置。由于不同的扇猪重量不一样，体积也不一样，造成激光标记的面积也不一样，而影响每扇猪上标记位置分配均匀性。为了解决这一问题，特别在激光打标工序之前设计了猪肉重量体积自动检测系统，在进入打标工位之前设置了电子秤，电子秤测出的重量通过通讯系统传给激光打码控制计算机，同时设置从上到下均匀的一排传感器，每次扇猪通过这些传感器时，传感器会计数一次，计算每次检测到的传感器和通过检测到的电子秤的数据，可以计算出扇猪面积，然后调整打标的范围，并均匀排列，这样就可以保证系统的闭环性，实时检测，满足不同大小扇猪的打标一致性。

激光防护装置。由于使用的激光设备发出的激光属于四类激光设备，功率比较大，为了确保现场操作以及车间人员或者是参观人员的安全，该装置专门设计了激光防护部分，激光防护部分整体采用10mm厚的有机玻璃，将激光打标工位激光振镜头以及被打标猪肉全部罩在有机玻璃罩重，确保了人员安全，保证四类激光安全使用。同时由于现场打标过程中有现场的灰尘水珠等漂浮物很容易污染激光镜头，本系统特意设置的防尘系统，在镜头前加装机械通风管道及出风口，加上一定气压的空气，在使用过程中实时向外吹走污染物。

优化的运行过程机械设计，本装备的滑道在打标区设有上升梯度段，在不失速、不打滑、不窜动的情况下，保证扇猪在进入打标区时的稳定，并且保证打标时段的匀速运行；打标完成后，交链继续送猪扇至分离器端口，在离线端处设有下降斜度段，由于猪扇的重力作用可以在下降斜度处加速自动离开打标线滑向分拨区域。

减少打标占用总时间，在环境许可的情况下，激光设备可以分布在打标滑道的两侧，对同一担钩的两扇猪进行打标，这样可以去掉担钩阻挡器使得担钩不需要翻转，这样可以提高打标占用的总时间。

打标过程稳定装置，担钩在扇猪打标前，由稳定器将扇猪进行稳定，然后到达打标区，在稳定状态打标时打标质量大幅提高。

以上为本实用新型的最佳实施方式，依据本实用新型公开的内容，本领域的普通技术人员能够显而易见地想到的一些雷同、替代方案，均应落入本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1、一种在净毛皮外激光标刻系统，其特征在于，所述净毛皮外激光标刻系统包括：在担钩(4)下端悬挂有未标刻和已标刻的物体，在所述物体的一侧或两侧装有用于在物体上进行激光标刻的激光设备，在所述激光设备内设有振镜，在所述激光设备(1)的上端或侧面装有用于追踪所述物体的变焦装置(2)，所述激光设备(1)与控制器连接，所述激光设备(1)与所述物体能相对移动。

2、如权利要求1所述的在净毛皮外上激光标刻系统，其特征在于，所述振镜由电机驱动，所述电机与伺服驱动电路连接，所述电机与伺服驱动电路设置在扫描振镜内，所述伺服驱动电路与控制器连接。

3、如权利要求1所述的在净毛皮外激光标刻系统，其特征在于，所述担钩(4)经滑轮(11)挂在滑道(15)上，所述滑道(15)的上端与传动链条(5)上的拨叉(5’)下端对齐，所述传动链条(5)上的拨叉(5’)安装在传动链条(5)外侧，所述传动链条环绕在两链轮(6、6’)上，所述链轮(6、6’)与链轮驱动机构、主梁(7)连接，所述主梁(7)和所述滑道(15)与支架(8)或屋顶连接。

4、如权利要求3所述的在净毛皮外激光标刻系统，其特征在于，在所述滑道(15)的上端或下端装有担钩稳定环(9)和用于担钩两侧物体翻转的担钩旋转拨挡(10)。

5、如权利要求4所述的在净毛皮外激光标刻系统，其特征在于，在所述滑道(15)的一端设有递增梯度段(16)，在所述滑道(15)的另一端设有递减梯度段(17)。

6、如权利要求4或5所述的净毛皮外激光标刻系统，其特征在于，在所述滑道(15)与担钩(4)之间装有滑轮(11)。

7、如权利要求5所述的在净毛皮外激光标刻系统，其特征在于，在所述滑道(15)的递增梯度段(16)前装有测量物体重量或尺寸的传感器，所述传感器与所述控制器连接。

8、如权利要求3所述的在净毛皮外激光标刻系统，其特征在于，在所述支架(8)上装有遮光挡板(13)和用于固定激光设备与被标刻物体距离的挡杆(14)。

9、如权利要求8所述的在净毛皮外激光标刻系统，其特征在于，所述激光设备(1)有两个。

10、如权利要求9所述的在净毛皮外激光标刻系统，其特征在于，所述两个激光设备(1)安装在所述支架(8)的一侧，或去除担钩旋转拨挡(10)后，两个激光设备分别放在支架(8)的两侧。

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