CN208840699U - 一种激光打码装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种激光打码装置，包括：三维移动架、PLC控制器、微控制器、工业相机、激光器、用于为激光器提供电源的激光电源；激光器和激光电源分别通过RS485线缆与PLC控制器连接；工业相机通过微控制器与PLC控制器通信连接；本实用新型中，X轴移动杆、Y轴移动杆和Z轴移动杆上均设有光栅尺传感器，检测激光器在各轴向的运动距离；并根据光栅尺传感器的检测信息，控制第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机的运行，解决了电机丢步问题，打码装置在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向的移动得到精确控制，提高了打码成功率。

Description

一种激光打码装置

技术领域

本实用新型涉及激光打码领域，尤其涉及一种激光打码装置。

背景技术

轮毂生产过程中，铸造轮毂生成工艺依次为熔炼、铸造、X光检测、热处理、机加工、气 密检测、去毛刺、喷涂、终检、动平衡检测、包装，生产流程复杂，工艺环节较多，中间的任何一个环节出错，都会影响产品质量，降低轮毂的合格率。现有技术中在轮毂铸造之后，在轮毂上打码标识，以便后期对轮毂进行追溯管理。目前，汽车轮毂打码标识装置在三维空间移动时，因电机丢步问题使得打码装置在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向的移动不能精确控制，打码成功率较低，而且对打码结果成功与否无法确认。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种激光打码装置，包括：三维移动架、PLC控制器、微控制器、工业相机、激光器、用于为激光器提供电源的激光电源；激光器和激光电源分别通过RS485线缆与PLC控制器连接；工业相机通过微控制器与PLC控制器通信连接；

三维移动架设有X轴移动杆、Y轴移动杆、Z轴移动杆，X轴移动杆上设有装置安置位，装置安置位上相匹配设有激光器和工业相机；X轴移动杆垂直Y轴移动杆活动连接，Z轴移动杆垂直X轴移动杆和Y轴移动杆并与Y轴移动杆活动连接；

X轴移动杆上设有第一光栅尺传感器用于驱动激光器、工业相机X方向移动的第一驱动装置；

Y轴移动杆上设有第二光栅尺传感器和用于驱动激光器、工业相机Y方向移动的第二驱动装置；

Z轴移动杆上设有第三光栅尺传感器和用于驱动激光器、工业相机Z方向移动的第三驱动装置；

第一光栅尺传感器、第一驱动装置、第二光栅尺传感器、第二驱动装置、第三光栅尺传感器、 第三驱动装置分别与PLC控制器通信连接。

优选的，第三驱动装置包括：第三步进电机、第三导轨、第三转动丝杆和第三丝杆螺母；

第三光栅尺传感器主尺、第三转动丝杆和第三导轨分别平行设置于Z轴移动杆上，第二驱动装置通过第三丝杆螺母与第三转动丝杆活动连接；第三丝杆螺母上设有导轨凹槽，第三丝杆螺母通过导轨凹槽与第三导轨活动连接；第三转动丝杆一端与第三步进电机转子端连接，另一端活动设置于Z轴移动杆上；第三光栅尺传感器读数端设置于Y轴移动杆上与Z轴移动杆连接的一端。

优选的，第二驱动装置包括：第二步进电机、第二导轨、第二转动丝杆和第二丝杆螺母；

第二光栅尺传感器主尺、第二转动丝杆和第二导轨分别平行设置于Z轴移动杆上，第一驱动装置通过第二丝杆螺母与第二转动丝杆活动连接；第二丝杆螺母上设有导轨凹槽，第二丝杆螺母通过导轨凹槽与第二导轨活动连接；第二转动丝杆一端与第二步进电机转子端连接，另一端活动设置于Y轴移动杆上；第二光栅尺传感器读数端设置于X轴移动杆上与Y轴移动杆连接的一端。

优选的，第一驱动装置包括：第一步进电机、第一导轨、第一转动丝杆和第一丝杆螺母；

第一光栅尺传感器主尺、第一转动丝杆和第一导轨分别平行设置于Z轴移动杆上，第一丝杆螺母活动设置于第一转动丝杆活上；第一丝杆螺母上设有导轨凹槽，第一丝杆螺母通过导轨凹槽与第一导轨活动连接；第一转动丝杆一端与第一步进电机转子端连接，另一端活动设置于X轴移动杆上；装置安置为设置于第一丝杆螺母上，第一光栅尺传感器读数端与激光器相匹配设置于装置安置位上。

优选的，装置安置位上与激光器相匹配设有激光功率计，激光功率计与微控制器通信连接。

优选的，工业相机上设有高清摄像头，环绕高清摄像头匹配设有环形光源。

优选的，本实用新型还包括：网络通信模块；

网络通信模块与微控制器通信连接，网络通信模块采用WIFI、蓝牙、射频网络的方式进行通讯。

优选的，微控制器采用AT89C51微控制器，PLC控制器采用S7-300型PLC控制器。

从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：

本实用新型中，X轴移动杆、Y轴移动杆和Z轴移动杆上均设有光栅尺传感器，检测激光器在各轴向的运动距离；并根据光栅尺传感器的检测信息，控制第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机的运行，解决了电机丢步问题，打码装置在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向的移动得到精确控制，提高了打码成功率；

本实用新型中与激光器相匹配设有工业相机，工业相机用于获取轮毂图像信息，确定轮毂位置和打码位置，以及打码后标识码的确认，通过机器视觉，识别打码结果，自动化程度高，避免掺杂打码失败的轮毂。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对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实用新型的一些实施例，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为本实用新型结构示意图。

其中，1、第三步进电机， 2、微控制器， 3、PLC控制器， 4、第三转动丝杆， 5、Z轴移动杆， 6、第三导轨， 7、第二步进电机， 8、第三丝杆螺母， 9、第二转动丝杆， 10、Y轴移动杆， 11、第一步进电机， 12、第二丝杆螺母， 13、X轴移动杆， 14、第一转动丝杆， 15、激光器， 16、环形光源， 17、高清镜头， 18、工业相机， 19、装置安置位， 20、第一丝杆螺母，21、网络通信模块， 22、第二光栅尺传感器， 23、第三光栅尺传感器， 24、第一光栅尺传感器。

具体实施方式

为使得本实用新型的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本实用新型保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

本实施例提供一种激光打码装置，如图1所示，包括：三维移动架、PLC控制器3、微控制器2、工业相机18、激光器15、用于为激光器15提供电源的激光电源；激光器15和激光电源分别通过RS485线缆与PLC控制器3连接；工业相机18通过微控制器2与PLC控制器3通信连接；微控制器2采用AT89C51微控制器，PLC控制器3采用S7-300型PLC控制器。

三维移动架设有X轴移动杆13、Y轴移动杆10、Z轴移动杆5，X轴移动杆13上设有装置安置位19，装置安置位19上相匹配设有激光器15和工业相机18；X轴移动杆13垂直Y轴移动杆10活动连接，Z轴移动杆5垂直X轴移动杆13和Y轴移动杆10并与Y轴移动杆10活动连接；本实施例中X轴移动杆13、Y轴移动杆10、Z轴移动杆5均通过滚珠丝杠的方式进行传动，各轴上均设有光栅尺传感器，PLC控制器通过第三光栅尺传感器23、第二光栅尺传感器22、第一光栅尺传感器24检测激光器15和工业相机18在各轴向的移动距离，并根据检测数据控制对应步进电机的运行，解决了电机丢步问题，打码装置在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向的移动得到精确控制，提高了打码成功率。

具体的，Z轴移动杆5上设有第三光栅尺传感器23和用于驱动激光器15、工业相机18Z方向移动的第三驱动装置；第三驱动装置包括：第三步进电机1、第三导轨6、第三转动丝杆4和第三丝杆螺母8；

第三光栅尺传感器23的主尺、第三转动丝杆4和第三导轨6分别平行设置于Z轴移动杆5上，沿Y轴移动杆10在Z轴移动杆5上的移动方向水平设置；第二驱动装置通过第三丝杆螺母8与第三转动丝杆4活动连接；第三丝杆螺母8上设有导轨凹槽，第三丝杆螺母8通过导轨凹槽与第三导轨6活动连接，打码装置通过导轨控制Z轴上的移动方向；第三转动丝杆4一端与第三步进电机1转子端连接，另一端活动设置于Z轴移动杆5上；第三光栅尺传感器23读数端设置于Y轴移动杆10上与Z轴移动杆5连接的一端。

Y轴移动杆10上设有第二光栅尺传感器22和用于驱动激光器15、工业相机18Y方向移动的第二驱动装置；第二驱动装置包括：第二步进电机7、第二导轨、第二转动丝杆9和第二丝杆螺母12；

第二光栅尺传感器22主尺、第二转动丝杆9和第二导轨分别平行设置于Y轴移动杆10上，第一驱动装置通过第二丝杆螺母12与第二转动丝杆9活动连接；第二丝杆螺母12上设有导轨凹槽，第二丝杆螺母12通过导轨凹槽与第二导轨活动连接；第二转动丝杆9一端与第二步进电机7转子端连接，另一端活动设置于Y轴移动杆10上；第二光栅尺传感器22读数端设置于X轴移动杆13上与Y轴移动杆10连接的一端。

X轴移动杆13上设有第一光栅尺传感器24用于驱动激光器15、工业相机18X方向移动的第一驱动装置；第一驱动装置包括：第一步进电机11、第一导轨、第一转动丝杆14和第一丝杆螺母20；

第一光栅尺传感器24主尺、第一转动丝杆14和第一导轨分别平行设置于Z轴移动杆5上，第一丝杆螺母20活动设置于第一转动丝杆14活上；第一丝杆螺母20上设有导轨凹槽，第一丝杆螺母20通过导轨凹槽与第一导轨活动连接；第一转动丝杆14一端与第一步进电机11转子端连接，另一端活动设置于X轴移动杆13上；装置安置位19设置于第一丝杆螺母20上，第一光栅尺传感器24读数端与激光器15相匹配设置于装置安置位19上。

第一光栅尺传感器24、第一驱动装置、第二光栅尺传感器22、第二驱动装置、第三光栅尺传感器23、 第三驱动装置分别与PLC控制器3通信连接。

装置安置位19上与激光器15相匹配还设有激光功率计，激光功率计与微控制器2通信连接。激光功率计用于检测激光器15的输出功率，微控制器根据检测的功率信息可控制激光器15的激光电源，以此来控制激光器15的输出功率。

工业相机18上设有高清摄像头，环绕高清摄像头匹配设有环形光源16。工业相机借助高清摄像头和环形光源16，用于获取轮毂图像信息，确定轮毂位置和打码位置，以及打码后标识码的确认，通过机器视觉，识别打码结果，自动化程度高，避免掺杂打码失败的轮毂。

本激光打码装置顶部还设有网络通信模块21；网络通信模块21与微控制器2通信连接，网络通信模块21采用WIFI方式进行通讯。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种激光打码装置，其特征在于，包括：三维移动架、PLC控制器（3）、微控制器（2）、工业相机（18）、激光器（15）、用于为激光器（15）提供电源的激光电源；激光器（15）和激光电源分别通过RS485线缆与PLC控制器（3）连接；工业相机（18）通过微控制器（2）与PLC控制器（3）通信连接；

三维移动架设有X轴移动杆（13）、Y轴移动杆（10）、Z轴移动杆（5），X轴移动杆（13）上设有装置安置位（19），装置安置位（19）上相匹配设有激光器（15）和工业相机（18）；X轴移动杆（13）垂直Y轴移动杆（10）活动连接，Z轴移动杆（5）垂直X轴移动杆（13）和Y轴移动杆（10）并与Y轴移动杆（10）活动连接；

X轴移动杆（13）上设有第一光栅尺传感器（24）用于驱动激光器（15）、工业相机（18）X方向移动的第一驱动装置；

Y轴移动杆（10）上设有第二光栅尺传感器（22）和用于驱动激光器（15）、工业相机（18）Y方向移动的第二驱动装置；

Z轴移动杆（5）上设有第三光栅尺传感器（23）和用于驱动激光器（15）、工业相机（18）Z方向移动的第三驱动装置；

第一光栅尺传感器（24）、第一驱动装置、第二光栅尺传感器（22）、第二驱动装置、第三光栅尺传感器（23）、第三驱动装置分别与PLC控制器（3）通信连接。

2.根据权利要求1所述的激光打码装置，其特征在于，

第三驱动装置包括：第三步进电机（1）、第三导轨（6）、第三转动丝杆（4）和第三丝杆螺母（8）；

第三光栅尺传感器（23）主尺、第三转动丝杆（4）和第三导轨（6）分别平行设置于Z轴移动杆（5）上，第二驱动装置通过第三丝杆螺母（8）与第三转动丝杆（4）活动连接；第三丝杆螺母（8）上设有导轨凹槽，第三丝杆螺母（8）通过导轨凹槽与第三导轨（6）活动连接；第三转动丝杆（4）一端与第三步进电机（1）转子端连接，另一端活动设置于Z轴移动杆（5）上；第三光栅尺传感器（23）读数端设置于Y轴移动杆（10）上与Z轴移动杆（5）连接的一端。

3.根据权利要求2所述的激光打码装置，其特征在于，

第二驱动装置包括：第二步进电机（7）、第二导轨、第二转动丝杆（9）和第二丝杆螺母（12）；

第二光栅尺传感器（22）主尺、第二转动丝杆（9）和第二导轨分别平行设置于Y轴移动杆（10）上，第一驱动装置通过第二丝杆螺母（12）与第二转动丝杆（9）活动连接；第二丝杆螺母（12）上设有导轨凹槽，第二丝杆螺母（12）通过导轨凹槽与第二导轨活动连接；第二转动丝杆（9）一端与第二步进电机（7）转子端连接，另一端活动设置于Y轴移动杆（10）上；第二光栅尺传感器（22）读数端设置于X轴移动杆（13）上与Y轴移动杆（10）连接的一端。

4.根据权利要求3所述的激光打码装置，其特征在于，

第一驱动装置包括：第一步进电机（11）、第一导轨、第一转动丝杆（14）和第一丝杆螺母（20）；

第一光栅尺传感器（24）主尺、第一转动丝杆（14）和第一导轨分别平行设置于Z轴移动杆（5）上，第一丝杆螺母（20）活动设置于第一转动丝杆（14）活上；第一丝杆螺母（20）上设有导轨凹槽，第一丝杆螺母（20）通过导轨凹槽与第一导轨活动连接；第一转动丝杆（14）一端与第一步进电机（11）转子端连接，另一端活动设置于X轴移动杆（13）上；装置安置位（19）设置于第一丝杆螺母（20）上，第一光栅尺传感器（24）读数端与激光器（15）相匹配设置于装置安置位（19）上。

5.根据权利要求1所述的激光打码装置，其特征在于，

装置安置位（19）上与激光器（15）相匹配设有激光功率计，激光功率计与微控制器（2）通信连接。

6.根据权利要求1所述的激光打码装置，其特征在于，

工业相机（18）上设有高清摄像头，环绕高清摄像头匹配设有环形光源（16）。

7.根据权利要求1所述的激光打码装置，其特征在于，

还包括：网络通信模块（21）；

网络通信模块（21）与微控制器（2）通信连接，网络通信模块（21）采用WIFI、蓝牙、射频网络的方式进行通讯。

8.根据权利要求1-7任一所述的激光打码装置，其特征在于，

微控制器（2）采用AT89C51微控制器，PLC控制器（3）采用S7-300型PLC控制器。