CN213195509U - 一种蜡模及叶片自动激光标印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种蜡模及叶片自动激光标印机，涉及激光标印领域。一种蜡模及叶片自动激光标印机，包括发生部件、调节部件、和工作台，叶片或蜡模设置在工作台上，发生部件包括依次连接的激光发生器、光线调节组件和自动对焦组件，自动对焦组件正对叶片或蜡模的被加工面，调节部件包括水平调节装置和竖直调节装置。水平调节装置设置在工作台下方，用于调节工作台的水平位置，竖直调节装置设置在工作台上，且自动对焦组件设置在竖直调节装置上，竖直调节装置能调节自动对焦组件的位置。该蜡模及叶片自动激光标印机还能够自动调整标印码大小和线条粗细。标印过程能够实现自动化标印，避免了人工手动标印加工操作复杂，耗时长等缺点。

Description

一种蜡模及叶片自动激光标印机

技术领域

本实用新型涉及激光标印领域，具体而言，涉及一种蜡模及叶片自动激光标印机。

背景技术

激光标记技术是通过激光打标机实现图文印刷的其基本原理是由激光发生器生成高能量的连续激光光束。当激光作用于承印材料时，处于基态的原子跃迁到较高能量状态；处于较高能量状态的原子是不稳定的会很快回到基态，当原子返回基态时，会以光子或量子的形式释放出额外的能量，并由光能转换为热能，使表面材料瞬间熔融，甚至气化，从而形成图文标记。蜡模或叶片标印用于在铸件产品上标记不可擦除的识别码，用于铸件全生命周期内的追溯查询使用。目前，现有蜡模或叶片标印使用多为机械刻刀标印技术。机械刻刀方式标印时与腊模和叶片工件有接触，标印时会产生机械应力，如果控制不到位，易产生蜡模或叶片的裂纹及应力变形，影响下一工序的铸件效果；同时，现有机械刻刀方式标印由于刻刀尺寸的限制，无法精确及快速调整标印码的大小及线条粗细；现有蜡模标印均为单工件人工手动定位加工，人工定位及换料操作复杂，操作步骤多工作量大，加工效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种蜡模及叶片自动激光标印机，其能够在标印过程中不与蜡模或叶片直接接触，加工叶片或蜡模时不会产生应力导致叶片或蜡模出现裂纹及应力变形。同时，该蜡模及叶片自动激光标印机还能够自动调整标印码大小和线条粗细。标印过程能够实现自动化标印，避免了人工手动标印加工操作复杂，耗时长等缺点。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种蜡模及叶片自动激光标印机，包括发生部件、调节部件、和工作台，叶片或蜡模设置在工作台上，发生部件包括依次连接的激光发生器、光线调节组件和自动对焦组件，自动对焦组件正对叶片或蜡模的被加工面，调节部件包括水平调节装置和竖直调节装置；

水平调节装置设置在工作台下方，用于调节工作台的水平位置，竖直调节装置设置在工作台上，且自动对焦组件设置在竖直调节装置上，竖直调节装置能调节自动对焦组件的位置。

在本实用新型的一些实施例中，上述竖直调节装置包括第一导向杆和移动架，第一导向杆竖直设置在工作台上，移动架能沿第一导向杆自由滑动，自动对焦组件设置在移动架上。

在本实用新型的一些实施例中，上述第一导向杆与移动架之间设置有第一滑动块，第一滑动块套设在第一导向杆上，移动架水平设置在第一滑动块上。

在本实用新型的一些实施例中，上述光线调节组件包括扩束镜组，扩束镜组设置上在激光发生器出口。

在本实用新型的一些实施例中，上述扩束镜组出口设置有第一反射镜，第一反射镜下方设置有与第一反射镜对应的第二反射镜，第二反射镜与自动对焦组件连接。

在本实用新型的一些实施例中，上述自动对焦组件包括激光测距传感器、扫描振镜和聚集透镜，激光测距传感器设置在移动架上，扫描振镜与第二反射镜出口端连接，聚集透镜设置在扫描振镜下方，与扫描振镜配合连接。

在本实用新型的一些实施例中，上述扫描振镜与聚集透镜之间设置有自动识别装置。

在本实用新型的一些实施例中，上述水平调节装置包括X轴运动装置和Y轴运动装置，X轴运动装置的运动方向位于空间X轴方向，Y轴运动设置在X轴运动装置上，且Y轴运动设置的运动方向与X轴运动装置的运动方向垂直，工作台设置在Y轴运动设置上。

在本实用新型的一些实施例中，上述X轴运动装置包括第二导向杆和第二滑动块，第二滑动块套设在第二导向杆上，且能沿第二导向杆滑动。

在本实用新型的一些实施例中，上述Y轴运动装置包括第三导向杆和第三滑动块，第三导向杆设置在第二滑动块上，第三滑动块套设在第三导向杆上，且能沿第三导向杆上滑动。

相对于现有技术，本实用新型的实施例至少具有如下优点或有益效果：

本实用新型提供一种蜡模及叶片自动激光标印机，包括发生部件、调节部件、和工作台。其中，工作台用于承载需要被标印叶片或蜡模，发生部件主要用于发射激光，使用激光对工作台上的叶片或蜡模进行标印。调节部件用于实现对焦和工作台的自动移动。上述叶片或蜡模设置在工作台上，发生部件包括依次连接的激光发生器、光线调节组件和自动对焦组件，自动对焦组件正对叶片或蜡模的被加工面，调节部件包括水平调节装置和竖直调节装置。激光发生器用于发出激光，光线调节组件主要用于对激光发生器发出的激光进行激光准直和光斑的调整，减小激光束的发散角，扩束后的光束可被聚焦得更小，更利于激光标印。自动对焦组件可以实现自动对焦，避免了人工对焦带，自动对焦更加方便快捷。自动对焦组件完成自动对焦后，发出的激光会通过自动对焦组件直接作用在叶片或蜡模的被加工面。水平调节装置设置在工作台下方，用于调节工作台的水平位置，竖直调节装置设置在工作台上，且自动对焦组件设置在竖直调节装置上，竖直调节装置能调节自动对焦组件的位置，通过改变对焦组件的位置，完成自动对焦。

因此，该蜡模及叶片自动激光标印机能够在标印过程中不与蜡模或叶片直接接触，加工叶片或蜡模时不会产生应力导致叶片或蜡模出现裂纹及应力变形。标印过程能够实现自动化标印，避免了人工手动标印加工操作复杂，耗时长等缺点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图标：

1-激光发生器，2-扩束镜组，3-第一反射镜，4-竖直调节装置，5-第二反射镜，6-激光测距传感器，7-扫描振镜，8-自动识别装置，9-聚集透镜，10-工作台，11-X轴运动装置，12-Y轴运动装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“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。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实用新型中的具体含义。

实施例

请参照图1，图1所示为本实用新型实施例的结构示意图，本实施例以对一种叶片表面标印文字为例，本实施例提供一种蜡模及叶片自动激光标印机，包括发生部件、调节部件、和工作台10。其中，工作台10用于承载需要被标印叶片，发生部件主要用于发射激光，使用激光对工作台10上的叶片进行标印。调节部件用于实现对焦和工作台10的自动移动。上述叶片设置在工作台10上，发生部件包括依次连接的激光发生器1、光线调节组件和自动对焦组件，自动对焦组件正对叶片的被加工面，调节部件包括水平调节装置和竖直调节装置4。激光发生器1用于发出激光，光线调节组件主要用于对激光发生器1发出的激光进行激光准直和光斑的调整，减小激光束的发散角，扩束后的光束可被聚焦得更小，更利于激光标印。

在本实施例中，上述激光发生器1为一种超短脉冲冷光源激光器。采用超短脉冲冷光源激光对叶片进行标印，使标印机和工件之间为非接触加工，加工时叶片不产生应力，不会导致蜡模及叶片的裂纹及变形。而且超短脉冲冷光源激光单脉冲能量高，热扩散率短，残余热效应带来的大部分热量都会被带走，基本不会生成热影响区。因此标印时不会造成零件其他部位的烧蚀和变形。

在本实施例中，激光标印的最小线宽可达0.02mm，通过配套的标印软件，可通过软件控制可方便调节需要的文字的大小和粗细，可以精确及快速调整标印码的大小及线条粗细。标印软件控制文字的大小和粗细的具体控制方式为一种现有的技术，若有不清楚可以参考现有技术。

上述自动对焦组件可以实现自动对焦，避免了人工对焦带，自动对焦更加方便快捷。自动对焦组件完成自动对焦后，发出的激光会通过自动对焦组件直接作用在叶片的被加工面。水平调节装置设置在工作台10下方，用于调节工作台10的水平位置，竖直调节装置4设置在工作台10上，且自动对焦组件设置在竖直调节装置4上，竖直调节装置4能调节自动对焦组件的位置，通过改变对焦组件的位置，完成自动对焦。

因此，该蜡模及叶片自动激光标印机能够在标印过程中不与蜡模或叶片直接接触，加工叶片时不会产生应力导致叶片出现裂纹及应力变形。同时，该蜡模及叶片自动激光标印机还能够自动调整标印码大小和线条粗细。标印过程能够实现自动化标印，避免了人工手动标印加工操作复杂，耗时长等缺点。

在本实施例的一些实施方式中，上述竖直调节装置4包括第一导向杆(图中未标出)和移动架(图中未标出)，上述第一导向杆竖直设置在上述工作台10上，上述移动架能沿上述第一导向杆自由滑动，上述自动对焦组件设置在上述移动架上。第一导向杆用于对移动架导向，使移动架沿着导向杆在竖直方向移动，移动架可以带动对焦组件上下移动，完成竖对焦工作。

在本实施例的一些实施方式中，上述第一导向杆与上述移动架之间设置有第一滑动块(图中未标出)，上述第一滑动块套设在上述第一导向杆上，上述移动架水平设置在上述第一滑动块上。第一滑动块主要带动移动架在导向杆上自由滑动。本实施例中，第一滑动块套设在第一导向杆上，使第一滑动块不产生水平方向的运动，方便自动对焦组件在竖直方向移动，完成精确的对焦工作。

需要说明的是，在本实施例中，第一滑动块连接有驱动结构，主要用于驱动第一滑动块在导向杆上上下滑动到需要的位置。本实施例选用一种液压推杆结构，用于控制第一滑动块上上下滑动。其中，液压推杆通过液压回路控制，通过液压回路来控制液压推杆的进程，从而控制第一滑动块的移动位置。液压回路为一种常规的液压控制技术，若有不清楚的地方，可参考现有的液压回路控制技术。在其它实施例中，上述驱动结构还可以是其它驱动结构，例如电机丝杆传动结构等，也可以满足本实施例的需要，因此不局限于一种特定的驱动结构。

在本实施例中，上述光线调节组件包括扩束镜组2，上述扩束镜组2设置上在上述激光发生器1出口。扩束镜组是能够改变激光光束直径和发散角的透镜组件。从激光器发出的激光束具有一定的发散角，对于激光加工来说，只有通过扩束镜的调节使激光光束变为准直(平行)光束，才能利用聚焦镜获得细小的高功率密度光斑；在激光测距中，必须通过扩束镜最大限度地改善激光的准直度才能得到理想的远距离测量效果。本实施例中，扩束镜组2主要用于对激光发生器1发出的激光进行激光准直和光斑的调整，减小激光束的发散角，扩束后的光束可增强聚焦效果，更利于激光标印

在本实施例中，上述扩束镜组2出口设置有第一反射镜3，上述第一反射镜3下方设置有与上述第一反射镜3对应的第二反射镜5，上述第二反射镜5与上述自动对焦组件连接。本实施例中，上述第一反射镜3与第二反射镜5设置在竖直方向，通过光路改变，用于将激光发射器水平发生的激光改变激光的管路，使激光对准需要被标印的叶片。同时第一反射镜3和第二反射镜5的竖直距离改变并不会影响光路，所以在通过调节上述竖直调节装置4位置，对自动对焦组件进行对焦时，改变第二反射镜5与第一反射镜3的距离并不会对管路造成影响。同时也方便了自动对焦组件的对焦。

在本实施例的一些实施方式中，上述自动对焦组件包括激光测距传感器6、扫描振镜7和聚集透镜9，上述激光测距传感器6设置在上述移动架上，上述扫描振镜7与上述第二反射镜5出口端连接，上述聚集透镜9设置在上述扫描振镜7下方，与上述扫描振镜7配合连接。激光测距传感器6主要用于检测加工叶片与激光测距传感器6之间的距离，采取一种类似目测测距的方式实现自动对焦，激光测距传感器6发射一种红外线，根据被叶片反射确定被摄体的距离，然后根据测得的结果控制移动架带动安装在其上面的扫描振镜7和聚集透镜9来自动调整到打标焦距，实现自动对焦。这种自动对焦方式具有速度快、容易实现、成本低廉等优点，能够很好的满足本实施例的对焦需要。

需要说明的是，本实施例选用一种激光扫描振镜7作为上述扫描振镜7。其工作原理是将激光束入射到两反射镜(扫描镜)上，用计算机控制反射镜的反射角度，这两个反射镜可分别沿空间X、Y轴扫描，从而达到激光束的偏转，使具有一定功率密度的激光聚焦点在叶片上按所需的要求运动，从而在叶片表面上留下永久的标记，聚焦的光斑可以是圆形或矩形，其原理如右图所示。在振镜扫描系统中，可以采用矢量图形及文字，这种方法采用了计算机中图形软件对图形的处理方式，具有作图效率高，图形精度好，无失真等特点，极大的提高了激光打标的质量和速度。同时振镜式打标也可采用点阵式打标方式，采用这种方式对于在线打标很适用，根据不同速度的生产线可以采用一个扫描振镜7或两个扫描振镜7，与前面所述的阵列式打标相比，可以标记更多的点阵信息，对于标记汉字字符具有更大的优势。振镜扫描式打标因其应用范围广，可进行矢量打标和点阵打标，标记范围可调，而且具有响应速度快、打标速度高、打标质量较高、光路密封性能好、对环境适应性强等优势已成为主流产品。

在本实施例的一些实施方式中，上述扫描振镜7与上述聚集透镜9之间设置有自动识别装置8。自动识别装置8可以识别叶片外观，并检测叶片有无和外观破损，并传递给一控制系统自动编号及控制工件的自动加工。若判断该工位无工件或外观有破损，则跳过该工件，开始下一个工件的识别判断及后续的标印加工。需要说明的是，上述控制系统可用于控制自动识别装置8，也能控制上述驱动结构，使驱动结构驱动上述移动架在第一导向杆上移动。

在本生实施例的一些实施方式中，上述水平调节装置包括X轴运动装置11和Y轴运动装置12，上述X轴运动装置11的运动方向位于空间X轴方向，上述Y轴运动设置在上述X轴运动装置11上，且上述Y轴运动设置的运动方向与上述X轴运动装置11的运动方向垂直，上述工作台10设置在上述Y轴运动设置上。X轴运动装置11使工作台10在空间X轴方向移动，Y轴运动装置12使工作台10在空间Y轴方向移动。通过X轴运动装置11与Y轴运动装置12的组合，可以使工作台10向任意水平方向移动。X轴运动装置11包括第二导向杆(图中未标出)和第二滑动块(图中未标出)，上述第二滑动块套设在上述第二导向杆上，且能沿上述第二导向杆滑动。Y轴运动装置12包括第三导向杆(图中未标出)和第三滑动块(图中未标出)，上述第三导向杆设置在上述第二滑动块上，上述第三滑动块套设在上述第三导向杆上，且能沿上述第三导向杆上滑动。因此，工件标印完成后，X轴运动装置11和Y轴运动装置12共同作用下，可以移动工作台10使下一个叶片移动到标印工位，方便激光标印的对焦和标印等工作顺利进行。

需要说明的是，上述第二滑动块设置有驱动机构，用于驱动第二滑动块在第二导向杆上运动。同样的，上述第三滑动块上也设置有驱动机构，用于驱动第三滑动块在第二导向杆上运动。本实施例中，上述驱动机构连接到上述控制系统，控制系统可控制驱动机构，使驱动机构驱动对应的第二滑块或第三滑块移动到需要的位置或标定的位置。

在使用时，在工作台10上依次安装好需要标印的叶片，使叶片需要加工的面针对自动识别装置8，自动识别装置8检测到被加工叶片后，控制系统控制激光发生器1开启，激光发生器1发出激光，激光通过扩束镜调整激光准直和光斑。然后激光通过第一反射镜3组和第二反射镜5组，光路改变。激光进入扫描振镜7和聚集透镜9，通过控制竖直运动装置上的移动架运动，带动安装在其上面的扫描振镜7和聚集透镜9来自动调整到打标焦距，实现自动对焦。对焦完成后，控制可发射超短脉冲冷光源的激光发生器1发出激光，并与扫描振镜7的配合完成单个工件的标印。自动识别装置8识别要加工工件的有无及外观破损检测，并传递给控制系统自动编号及控制工件的自动加工。如果判断该工位无工件或外观有破损，则跳过该工件，开始下一个工件的识别判断及后续的标印加工。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蜡模及叶片自动激光标印机，其特征在于，包括发生部件、调节部件、和工作台，所述叶片或所述蜡模设置在所述工作台上，所述发生部件包括依次连接的激光发生器、光线调节组件和自动对焦组件，所述自动对焦组件正对所述叶片或所述蜡模的被加工面，所述调节部件包括水平调节装置和竖直调节装置；

所述水平调节装置设置在所述工作台下方，用于调节工作台的水平位置，所述竖直调节装置设置在所述工作台上，且所述自动对焦组件设置在所述竖直调节装置上，所述竖直调节装置用于调节自动对焦组件的位置。

2.根据权利要求1所述的蜡模及叶片自动激光标印机，其特征在于，所述竖直调节装置包括第一导向杆和移动架，所述第一导向杆竖直设置在所述工作台上，所述移动架能沿所述第一导向杆自由滑动，所述自动对焦组件设置在所述移动架上。

3.根据权利要求2所述的蜡模及叶片自动激光标印机，其特征在于，所述第一导向杆与所述移动架之间设置有第一滑动块，所述第一滑动块套设在所述第一导向杆上，所述移动架水平设置在所述第一滑动块上。

4.根据权利要求2所述的蜡模及叶片自动激光标印机，其特征在于，所述光线调节组件包括扩束镜组，所述扩束镜组设置上在所述激光发生器出口。

5.根据权利要求4所述的蜡模及叶片自动激光标印机，其特征在于，所述扩束镜组出口设置有第一反射镜，所述第一反射镜下方设置有与所述第一反射镜对应的第二反射镜，所述第二反射镜与所述自动对焦组件连接。

6.根据权利要求5所述的蜡模及叶片自动激光标印机，其特征在于，所述自动对焦组件包括激光测距传感器、扫描振镜和聚集透镜，所述激光测距传感器设置在所述移动架上，所述扫描振镜与所述第二反射镜出口端连接，所述聚集透镜设置在所述扫描振镜下方，与所述扫描振镜配合连接。

7.根据权利要求6所述的蜡模及叶片自动激光标印机，其特征在于，所述扫描振镜与所述聚集透镜之间设置有自动识别装置。

8.根据权利要求1所述的蜡模及叶片自动激光标印机，其特征在于，所述水平调节装置包括X轴运动装置和Y轴运动装置，所述X轴运动装置的运动方向位于空间X轴方向，所述Y轴运动设置在所述X轴运动装置上，且所述Y轴运动设置的运动方向与所述X轴运动装置的运动方向垂直，所述工作台设置在所述Y轴运动设置上。

9.根据权利要求8所述的蜡模及叶片自动激光标印机，其特征在于，所述X轴运动装置包括第二导向杆和第二滑动块，所述第二滑动块套设在所述第二导向杆上，且能沿所述第二导向杆滑动。

10.根据权利要求9所述的蜡模及叶片自动激光标印机，其特征在于，所述Y轴运动装置包括第三导向杆和第三滑动块，所述第三导向杆设置在所述第二滑动块上，所述第三滑动块套设在所述第三导向杆上，且能沿所述第三导向杆上滑动。

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