CN212793553U - 一种同轴视觉打标装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种同轴视觉打标装置，该装置包括视觉模组，所述视觉模组包括打标模组和图像模组，所述图像模组与打标模组光学重合；所述打标模组、图像模组和外部的激光打标装置相对设置后，所述激光打标装置、图像模组和打标模组位于同轴上，所述激光打标装置发射激光，激光依次穿过图像模组和打标模组后照射在被打标件上，同时图像模组获取到被打标件反射的可见光。在视觉模组与激光打标装置相对设置后，激光打标装置和视觉模组的位置相对固定，在使用过程中不影响激光打标装置发射的激光的焦距，不影响被打标件的厚度，只需要将该视觉模组设置在激光打标装置和被打标件之间即可，不人为的改变原激光打标机的机械结构。

Description

一种同轴视觉打标装置

技术领域

本实用新型属于激光打标领域，特别涉及一种视觉打标装置。

背景技术

现在电子产品很多都需要通过激光进行标记，随着使用激光进行标记的需求越来越大，用户对激光打标机的需求越来越大，同时对激光打标机的要求也越来越高，在生产中如果采用含有激光视觉系统的激光打标机进行作业，由于有激光视觉系统的激光打标机可以实现自动定位、自动调焦以及自动检测从而得到更多的用户认同。

激光视觉打标机是指采用工业相机进行智能识别加工产品的位置，从而指引激光精准打标的一种设备，激光束通过扫描镜片摆动照射到工件表面，与工件产生物理或化学反应，使工件表面受热发生挥发，产生痕迹，以达到刻印的目的，具有速度快，精度高，痕迹细腻等特点。

传统的激光打标装置没有视觉定位功能，高要求的激光打标系统通常带有视觉系统，包括旁轴CCD系统及同轴CCD系统等。旁轴CCD系统的视觉光路与激光光路在结构是分支的，打标时需要硬性分为拍摄、定位、移动振镜三个动作，因此会造成微小加工的振动、位移和加工偏差，同时加工速度慢，还会影响加工精度。此外，旁轴CCD系统的激光打标装置的结构复杂，占用较大的空间。另一种同轴CCD系统，一般激光通过CCD模组、振镜和场镜照射到工件上，受振镜扫描镜片大小限制，成像大小有限，一般只有10mm左右。

专利CN201720340197.2公开了一种基于旁轴成像动态识别的精准定位激光飞行打标机，包括定位视觉系统、打标系统、检测视觉系统、控制设备、输送带装置及显示器，所述输送带装置包括固定连接在装置本体传动机构上的传送轮、环绕设置在传送轮上的皮带、及包裹住皮带的铝型材外壳；所述显示器、定位视觉系统、激光打标系统、检测视觉系统沿输送带装置传输方向依次与控制设备连接；该实用新型通过设置与铝型材结合的输送带装置，减少了输送带装置在运输过程中产生的偏移量；通过在打标系统前级设置定位视觉系统，在打标系统后级设置检测视觉系统，对产品移动速度的精准运算来保证由于传送系统速度变量带来的坐标进行修正。但是上述实用新型中的视觉光路与激光光路在结构是分支，且结构复杂，依然会影响加工精度；上述激光在传输过程中存在光扩散等激光消耗的情况。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种同轴视觉打标装置，该装置将视觉模组和激光打标机结合起来，组合集成为一个整体，且视觉模组安装在激光打标机激光器的侧方，不人为的改变原激光打标机的机械结构，不影响原激光打标机的布局，减少设备之间的交叉设计，方便旧设备的更换。

本实用新型的另一个目的在于提供一种同轴视觉打标装置，该装置使振镜加工面和CCD图像传感器的视野面光学上重合，扩大可视范围，提升定位精度，解决成像边缘模糊的问题。

本实用新型的再一个目的在于提供一种同轴视觉打标装置，该装置将振镜加工面和CCD图像传感器设置为同轴，使结构简单，方便组装使用。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下:

一种同轴视觉打标装置，其特征在于，该装置包括视觉模组，所述视觉模组包括打标模组和图像模组，所述图像模组与打标模组光学重合；所述打标模组、图像模组和外部的激光打标装置相对设置后，所述激光打标装置、图像模组和打标模组位于同轴上，所述激光打标装置发射激光，激光依次穿过图像模组和打标模组后照射在被打标件上，同时图像模组获取到被打标件反射的可见光。通过激光打标装置、图像模组和打标模组设置为同轴，在激光打标装置发射激光后，可依次穿过图像模组和打标模组，然后照射在被打标件上，而将激光打标装置，图像模组和打标模组设置为同轴，方便激光的传递，在视觉模组与激光打标装置相对设置后，激光打标装置和视觉模组的位置相对固定，在使用过程中不影响激光打标装置发射的激光的焦距，不影响被打标件的厚度，而在使用过程中，只需要将该视觉模组设置在激光打标装置和被打标件之间即可，使用方便，同时不人为的改变原激光打标机的机械结构，不影响原激光打标机的布局，减少设备之间的交叉设计，方便旧设备的更换。

进一步地，所述图像模组包括合束镜、光学镜头和CCD图像传感器，所述光学镜头与CCD图像传感器电连接，所述合束镜为透过激光和反射可见光，所述激光依次穿过合束镜和打标模组后，照射在被打标件上，同时被打标件上的可见光透过打标模组后，经合束镜反射到光学镜头上。利用合束镜透过激光的特点，可使激光打标装置上发射的激光依次穿过合束镜、打标装置到被打标件上，而利用合束镜发射可见光的特点，在被打标件上可见光反射到合束镜上时，通过该合束镜的作用，将可见光反射到光学镜头上，光学镜头采集到图像信息，由对应的CCD图像传感器做数据处理。

进一步地，所述合束镜的平面与打标模组呈45°或145°，且所述激光打标装置、合束镜和打标模组同轴设置；当合束镜的平面与打标模组呈45°时，所述光学镜头设置在合束镜的下侧；当合束镜的平面与打标模组呈145°时，所述光学镜头设置在合束镜的上侧。只要合束镜与激光打标装置和打标模组保持同轴，合束镜和打标模组透过激光即可将激光照射在被打标件上，而利用合束镜反射可见光的特点，将合束镜设置在与打标模组45°或145°，并对应将光学镜头设置在合束镜的正下方或者正上方，均可实现光学镜头获取到被打标件上的可见光。

进一步地，所述图像模组还包括光源，所述光源设置在打标模组和被打标件之间。光源用于增加被打标件周围的亮度，即方便将被打标件，打标模组、合束镜和激光打标装置设置为同轴，又利用该亮度，将被打标件的可见光清晰的反射到光学镜头上。

进一步地，所述光源包括环形的LED灯板。LED灯板设置为环形，激光透过LED灯板的中部，即可无障碍的打在被打标件上。

进一步地，所述打标模组包括振镜和场镜，所述振镜设置在场镜的上侧，所述被打标件设置在场镜的下方，所述场镜设置在光源和振镜之间，所述激光依次穿过振镜、场镜后照射在被打标件上。

进一步地，所述振镜包括第一扫描镜和第二扫描镜，所述第一扫描镜和第二扫描镜相对设置后形成反射的光通道，当水平的激光或可见光经过第一扫描镜和第二扫描镜的反射后，激光的方向转化为垂直方向上的，其中，根据被打标件的位置，将激光或者可见光反射到垂直向上或者垂直向下。

进一步地，所述视觉模组还包括用于将打标模组和图像模组包裹和固定起来的连接壳体，所述连接壳体包括合束镜挡板、相机挡板、相机固定架、传感器固定架和传感器调整架，所述合束镜挡板包裹合束镜后在相对的两个合束镜挡板上分别设置有第一通孔和第二通孔，所述激光打标装置、第一通孔、合束镜、第二通孔、振镜和场镜依次设置且位于同轴；所述光学镜头通过相机固定架固定在合束镜挡板上，所述相机挡板包裹在相机固定架和光学镜头的外侧；所述CCD图像传感器固定在传感器固定架上，所述传感器固定架固定与传感器调整架的一侧活动连接，所述传感器调整架的另一侧与相机固定架固定连接。连接壳体用于将图像模组和打标模组固定下来，保证图像模组和打标模组能够处于稳定的状态，方便该视觉模组的整体使用。其中合束镜通过合束镜固定板固定在合束镜挡板上。

本实用新型通过将视觉模组与激光打标装置结合使用，实现了被打标件的打标功能，而视觉模组与激光打标装置之间相对设置即可实现上述功能，所以无需对激光打标装置进行改进，而视觉模组中将打标模组和图像模组利用连接壳体固定下来形成一个整体，可方便该视觉模组的整体搬运使用，通过激光打标装置、合束镜和打标模组设置为同轴，即不改变激光打标装置的焦距，又能将合束镜与激光在第一时间接触，避免了激光的扩散，同时合束镜较高的透射率，也保证了被打标件的高质量打标，图像模组利用合束镜反射可见光的特点，可实时的获取到被打标件上的打标情况，由光学镜头获取图像，并利用CCD图像传感器对图像信息进行数据处理，方便实时的观察到被打标件的打标情况。通过在打标模组中设置扫描镜，将激光或者可见光的方向进行垂直方向上的转折，使激光或者可见光的方向可以灵活调整。

附图说明

图1是本实用新型的立体图。

图2是本实用新型的结构示意图。

图3是本实用新型的振镜结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1-3所示，为本实用新型的一种同轴视觉打标装置，该装置包括视觉模组，所述视觉模组包括打标模组1和图像模组2，所述图像模组2与打标模组1光学重合；所述打标模组1、图像模组2和外部的激光打标装置(图未示)相对设置后，所述激光打标装置、图像模组2和打标模组1位于同轴上，所述激光打标装置发射激光，激光依次穿过图像模组2和打标模组1后照射在被打标件(图未示)上，同时图像模组2获取到被打标件反射的可见光。通过激光打标装置、图像模组2和打标模组1设置为同轴，在激光打标装置发射激光后，可依次穿过图像模组2和打标模组1，然后照射在被打标件上，而将激光打标装置，图像模组2和打标模组1设置为同轴，方便激光的传递，在视觉模组与激光打标装置相对设置后，激光打标装置和视觉模组的位置相对固定，在使用过程中不影响激光打标装置发射的激光的焦距，不影响被打标件的厚度，而在使用过程中，只需要将该视觉模组设置在激光打标装置和被打标件之间即可，使用方便，同时不人为的改变原激光打标机的机械结构，不影响原激光打标机的布局，减少设备之间的交叉设计，方便旧设备的更换。

其中，所述图像模组2包括合束镜21、光学镜头22和CCD图像传感器23，所述光学镜头22与CCD图像传感器23电连接，所述合束镜21为透过激光和反射可见光，所述激光依次穿过合束镜21和打标模组1后，照射在被打标件上，同时被打标件上的可见光透过打标模组1后，经合束镜21反射到光学镜头22上。利用合束镜21透过激光的特点，可使激光打标装置上发射的激光依次穿过合束镜21、打标装置到被打标件上，而利用合束镜21发射可见光的特点，在被打标件上可见光反射到合束镜21上时，通过该合束镜21的作用，将可见光反射到光学镜头22上，光学镜头22采集到图像信息，由对应的CCD图像传感器23做数据处理。

其中，所述合束镜21的平面与打标模组1呈45°或145°，且所述激光打标装置、合束镜21和打标模组1同轴设置；当合束镜21的平面与打标模组1呈45°时，所述光学镜头22设置在合束镜21的下侧；当合束镜21的平面与打标模组1呈145°时，所述光学镜头22设置在合束镜21的上侧。只要合束镜21与激光打标装置和打标模组1保持同轴，合束镜21和打标模组1透过激光即可将激光照射在被打标件上，而利用合束镜21反射可见光的特点，将合束镜21设置在与打标模组145°或145°，并对应将光学镜头22设置在合束镜21的正下方或者正上方，均可实现光学镜头22获取到被打标件上的可见光。

其中，所述图像模组2还包括光源(图未示)，所述光源设置在打标模组1和被打标件之间。光源用于增加被打标件周围的亮度，即方便将被打标件，打标模组1、合束镜21和激光打标装置设置为同轴，又利用该亮度，将被打标件的可见光清晰的反射到光学镜头22上。

其中，所述光源包括环形的LED灯板(图未示)。LED灯板设置为环形，激光透过LED灯板的中部，即可无障碍的打在被打标件上。

其中，所述打标模组1包括振镜11和场镜12，所述振镜11设置在场镜12的上侧，所述被打标件设置在场镜12的下方，所述场镜12设置在光源和振镜11之间，所述激光依次穿过振镜11、场镜12后照射在被打标件上。

其中，所述视觉模组还包括用于将打标模组1和图像模组2包裹和固定起来的连接壳体13，所述连接壳体13包括合束镜挡板131、相机挡板132、相机固定架133、传感器固定架134和传感器调整架135，所述合束镜挡板131包裹合束镜21后在相对的两个合束镜挡板131上分别设置有第一通孔136和第二通孔221，所述激光打标装置、第一通孔136、合束镜21、第二通孔221、振镜11和场镜12依次设置且位于同轴；所述光学镜头22通过相机固定架133固定在合束镜挡板131上，所述相机挡板132包裹在相机固定架133和光学镜头22的外侧；所述CCD图像传感器23固定在传感器固定架134上，所述传感器固定架134固定与传感器调整架135的一侧活动连接，所述传感器调整架135的另一侧与相机固定架133固定连接。连接壳体用于将图像模组2和打标模组1固定下来，保证图像模组2和打标模组1能够处于稳定的状态，方便该视觉模组的整体使用。其中合束镜21通过合束镜固定板137固定在合束镜挡板131上。

其中，所述振镜11包括第一扫描镜222和第二扫描镜223，所述第一扫描镜222和第二扫描镜223相对设置后形成反射的光通道，当水平的激光或可见光经过第一扫描镜222和第二扫描镜223的反射后，激光的方向转化为垂直方向上的，其中，根据被打标件的位置，将激光或者可见光反射到垂直向上或者垂直向下。使激光的传播路径依次为激光打标装置、第一通孔136、合束镜21、第二通孔221、第一扫描镜222、第二扫描镜223和被打标件。

以上列举了本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种同轴视觉打标装置，其特征在于，该装置包括视觉模组，所述视觉模组包括打标模组和图像模组，所述图像模组与打标模组光学重合；所述打标模组、图像模组和外部的激光打标装置相对设置后，所述激光打标装置、图像模组和打标模组位于同轴上，所述激光打标装置发射激光，激光依次穿过图像模组和打标模组后照射在被打标件上，同时图像模组获取到被打标件反射的可见光。

2.如权利要求1所述的同轴视觉打标装置，其特征在于，所述图像模组包括合束镜、光学镜头和CCD图像传感器，所述光学镜头与CCD图像传感器电连接，所述合束镜为透过激光和反射可见光，所述激光依次穿过合束镜和打标模组后，照射在被打标件上，同时被打标件上的可见光透过打标模组后，经合束镜反射到光学镜头上。

3.如权利要求2所述的同轴视觉打标装置，其特征在于，所述合束镜的平面与打标模组呈45°或145°，且所述激光打标装置、合束镜和打标模组同轴设置；当合束镜的平面与打标模组呈45°时，所述光学镜头设置在合束镜的下侧；当合束镜的平面与打标模组呈145°时，所述光学镜头设置在合束镜的上侧。

4.如权利要求3所述的同轴视觉打标装置，其特征在于，所述图像模组还包括光源，所述光源设置在打标模组和被打标件之间。

5.如权利要求4所述的同轴视觉打标装置，其特征在于，所述光源包括环形的LED灯板。

6.如权利要求4所述的同轴视觉打标装置，其特征在于，所述打标模组包括振镜和场镜，所述振镜设置在场镜的上侧，所述被打标件设置在场镜的下方，所述场镜设置在光源和振镜之间，所述激光依次穿过振镜、场镜后照射在被打标件上。

7.如权利要求6所述的同轴视觉打标装置，其特征在于，所述视觉模组还包括用于将打标模组和图像模组包裹和固定起来的连接壳体，所述连接壳体包括合束镜挡板、相机挡板、相机固定架、传感器固定架和传感器调整架，所述合束镜挡板包裹合束镜后在相对的两个合束镜挡板上分别设置有第一通孔和第二通孔，所述激光打标装置、第一通孔、合束镜、第二通孔、振镜和场镜依次设置且位于同轴；所述光学镜头通过相机固定架固定在合束镜挡板上，所述相机挡板包裹在相机固定架和光学镜头的外侧；所述CCD图像传感器固定在传感器固定架上，所述传感器固定架固定与传感器调整架的一侧活动连接，所述传感器调整架的另一侧与相机固定架固定连接。

Images