CN213592049U - 一种基于三维视觉传感器的三维激光加工装备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于三维视觉传感器的三维激光加工装备，包括底座和操作面板，所述底座上设置有保护框，所述操作面板设置在保护框上，所述底座底部四角均设置有支角，所述底座上设置有转动装置，所述底座上设置有三维视觉传感装置和三维激光打标机，三维视觉传感装置包括相机支架和3D相机，所述相机支架呈L形，所述3D相机设置在相机支架端部，且3D相机面朝下放置。本实用新型中，三维激光在加工过程中，可以根据工件的位置和种类进行适应，提高了装备的适应性。

Description

一种基于三维视觉传感器的三维激光加工装备

技术领域

本实用新型涉及三维激光加工技术领域，尤其涉及一种基于三维视觉传感器的三维激光加工装备。

背景技术

目前随着3D技术的日趋完善，现在越来越多的日常生产中运用到3D技术，这样比传统意义上的制造生产更加的快捷，生产效率更高，其中一项应用在于激光打标，即用激光束在各种不同的物质表面打上永久的标记。打标的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质，从而刻出精美的图案、商标和文字。

随着激光技术的成熟，激光被用于越来越多的地方，根据激光发生器的不同，分为CO2激光机、半导体激光机、紫外激光机以及光纤激光机。其中，光纤激光打标机主要应用于：塑胶、电子、金属、陶瓷、烟草等材料上标刻出所需要的文字、图案、条形码等各类图形，光纤激光打标机操作简单便捷打标速度快、清晰等优点，使得企业的生产效率更加高效。我们常用的脉冲激光器有10W、20W、30W、50W；紫外激光打标机所应用的行业与光纤激光打标机相同，但打印出来的文字、图案等，会更加精细、清晰，主要应用于企业对文字、图案等要求更高的主品，特别是一些光纤激光打标机无法标刻出所需的效果时紫外激光打标机的特强就体现出来了，因为紫外激光打标机是属于冷光范畴，很多产品光纤激光打标机标刻不出来满意的效果紫外激光打标机一般都能标刻出来。市面上常用的紫外激光器有3W、5W、7W、8W、10W、15W；CO2激光打标机是用激光束在各种不同的物质表面打上永久的标记。打标的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质，从而刻出精美的图案、商标、日期、LOGO或者文字，目前CO2激光打标机主要应用于一些要求更精细、精度更高的场合。应用于食品、药品、酒、电子元器件、集成电路(IC)、电工电器、手机通讯、建材、 PVC管材等行业，CO2激光打标机和喷码机比主要优势是没有耗材和永久性；半导体激光泵浦全固态激光器(DPSSL)进行激光打标的工作原理是利用大功率半导体量子阱激光器代替气体灯泵浦固态晶体为增益介质激光谐振腔，使之产生新波长的激光，在利用晶体备频混频交应产生SHG、THG等波长的激光。通过设计建立了从来料复验、部装生产、过程检查、总装调试到成品总检的整个激光打标工艺流程、操作规程和质量标准。

其中，三维激光加工相比二维激光加工，具有以下优点：

一、更大的范围和更精细的光效。

3D打标采用前聚焦光学模式，使用较大的X，Y轴偏转镜片，因此可以允许传导的激光光斑更大，聚焦精度更好，能量效果更佳；若 3D打标在与2D打标在同等聚焦精度工作时，可打标范围可以更大。

二、可打标不同高度的物体，可变焦距变化更大。

由于3D打标可以迅速的改变激光焦距和激光束位置，因此以往 2D不能实现的曲面打标成为可能。使用3D以后，一定弧度内的圆柱打标可以一次完成，大大提升了加工效率。再者，在现实生活中，许多零件的表面形状并不规则，有些零件表面高度差异还颇大，对于2D打标加工就真的无能为力了，此时，3D打标的优势会显得更加明显。

三、更适合深雕。

传统2D打标进行物体表面深雕存在固有的缺陷，随着雕刻过程中激光焦点的上移，作用在物体实际表面的激光能量会急剧的下降，严重影响了深雕的效果和效率。对于传统的深雕做法是电动方式在雕刻过程中每隔一定时间将升降台移动一定高度以保证激光表面聚焦良好。3D打标进行深雕加工，不存在上述问题，既保证了效果，又提升了效率，同时省去了电动升降台的成本。

四、在同一个平面，可以实现打黑打白，甚至多色打标，效果更加丰富。对于一般金属表面打黑，例如阳极氧化铝的做法，通常是在合适能量下使用较高频率脉冲，在一定的离焦的情况下进行打标，离焦距离明显影响激光在材料表面的能量分布和颜色效果。对于一般的 2D打标用户，即使无需曲面打标等高级特性，3D打标机能进行多灰度多色效果的平面加工也是很有意义的。

目前三维激光加工存在的最大问题是适应性，三维激光在加工过程中，也无法根据工件的位置和种类进行适应，为此，需要设计一种基于三维视觉传感器的三维激光加工装备解决此问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决三维激光打标机适应性问题，而提出的一种基于三维视觉传感器的三维激光加工装备。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种基于三维视觉传感器的三维激光加工装备，包括底座和操作面板，所述底座上设置有保护框，所述操作面板设置在保护框上，所述底座底部四角均设置有支角，所述底座上设置有转动装置，所述底座上设置有通过数据线连接的三维视觉传感装置和三维激光打标机。

优选地，所述转动装置包括多工位转盘、多个产品放置槽、多个被加工产品和转动轴，所述多工位转盘通过转动轴与底座转动连接，所述转动轴与多工位转盘同轴固定连接，多个所述产品放置槽设置在多工位转盘顶部，且产品放置槽呈圆周排布在多工位转盘上，被加工产品放置在产品放置槽内。

优选地，所述三维视觉传感装置包括相机支架和3D相机，所述相机支架呈L形，所述3D相机设置在相机支架端部，且3D相机面朝下放置。

优选地，所述三维激光打标机包括三维激光打标机体、转动降温装置、打标机机头、三维激光打标机支架和三维激光打标机固定架，所述三维激光打标机固定架设置在底座顶部，所述三维激光打标机体通过三维激光打标机支架与三维激光打标机固定架滑动连接，所述打标机机头通过转动降温装置与三维激光打标机体转动连接，所述转动降温装置通过三维激光打标机体端部开设的螺纹槽与三维激光打标机体转动连接。

优选地，所述转动降温装置包括转动圈、螺纹条、多个扇叶放置槽和多个电动风扇，所述螺纹条设置在转动圈一端外侧壁上，多个所述扇叶放置槽设置在远离螺纹条一端的转动圈端部，所述电动风扇设置在扇叶放置槽内，由电源驱动。

优选地，所述转动降温装置包括转动圈、螺纹条、多个扇叶放置槽和多个电动风扇，所述螺纹条设置在转动圈一端外侧壁上，多个所述扇叶放置槽设置在远离螺纹条一端的转动圈端部，多个所述电池放置室设置在转动圈外侧壁，所述电动风扇设置在扇叶放置槽内。

优选地，多个所述扇叶放置槽呈圆周排布在转动圈端部。

本实用新型的有益效果为：

1、通过3D相机监测到待加工工件的外形尺寸，通过数据线把数据传输到三维激光打标机体，三维激光打标机体根据数据调整激光参数，实现精准打标，提高了适应性。

2、本实用新型采用电动风扇为打标机机头进行降温进行降温，可以解决打标机机头工作温度过高的问题，能够提高工作效率。

3、本实用新型采用转动降温装置对所连接的打标机机头选取合适的工作角度，能够有效地提高装置的工作适用范围，提高了装置的适用性。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种基于三维视觉传感器的三维激光加工装备的结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种基于三维视觉传感器的三维激光加工装备俯视图；

图3为本实用新型提出的一种基于三维视觉传感器的三维激光加工装备轴测图；

图4为本实用新型提出的一种基于三维视觉传感器的三维激光加工装备中转动降温装置结构示意图。

图中：1、底座；2、支角；3、保护框；4、操作面板；5、多工位转盘；6、产品放置槽；7、被加工产品；8、转动轴；9、相机支架； 10、三维激光打标机体；11、转动降温装置；110、转动圈；111、螺纹条；112、电池放置室；113、扇叶放置槽；114、电动风扇；12、打标机机头；13、三维激光打标机支架；14、三维激光打标机固定架； 15、3D相机。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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。

参照图1-4，一种基于三维视觉传感器的三维激光加工装备，包括底座1和操作面板4，底座1上设置有保护框3，操作面板4设置在保护框3上。

其中操作面板4操作方式和远离均为现有技术，可以起到对三维视觉传感装置和三维激光打标机的控制效果，完成对产品的加工，再此不做过多阐。

底座1底部四角均设置有支角2，可以起到对地面的保护效果，放置工作过程中产生的震动对室内地面造成损伤。

底座1上设置有转动装置，转动装置包括多工位转盘5、多个产品放置槽6、多个被加工产品7和转动轴8，多工位转盘5通过转动轴8与底座1转动连接，转动轴8与多工位转盘5同轴固定连接，多个产品放置槽6设置在多工位转盘5顶部，且产品放置槽6呈圆周排布在多工位转盘5上，被加工产品7放置在产品放置槽6内，被加工产品7放置在多工位转盘5上方的产品放置槽6内，在转动轴8的带动下，将被加工产品7移动至打标机机头12正下方。

底座1上设置有通过数据线连接的三维视觉传感装置和三维激光打标机。

三维视觉传感装置包括相机支架9和3D相机15，相机支架9呈 L形，3D相机15设置在相机支架9端部，且3D相机15面朝下放置，可以对3D相机15正下方的被加工产品7进行观察检测。

三维激光打标机包括三维激光打标机体10、转动降温装置11、打标机机头12、三维激光打标机支架13和三维激光打标机固定架14，三维激光打标机固定架14设置在底座1顶部，三维激光打标机体10 通过三维激光打标机支架13与三维激光打标机固定架14滑动连接，通过三维激光打标机支架13调整在三维激光打标机固定架14的高度，选取三维激光打标机体10合适的工作高度。

打标机机头12通过转动降温装置11与三维激光打标机体10转动连接，可以选择打标机机头12合适的工作角度。

转动降温装置11通过三维激光打标机体10端部开设的螺纹槽与三维激光打标机体10转动连接，转动降温装置11包括转动圈110、螺纹条111、多个电池放置室112、多个扇叶放置槽113和多个电动风扇114，螺纹条111设置在转动圈110一端外侧壁上，多个扇叶放置槽113设置在远离螺纹条111一端的转动圈110端部，多个扇叶放置槽113呈圆周排布在转动圈110端部，为电动风扇114提供支撑空间。

多个电池放置室112设置在转动圈110外侧壁，电动风扇114设置在扇叶放置槽113内，可以为工作的打标机机头12进行吹风降温，避免打标机机头12工作温度过高。

本实用新型工作原理如下：首先通过三维激光打标机支架13调整在三维激光打标机固定架14的高度，选取三维激光打标机体10合适的工作高度，然后调整转动转动降温装置11，将三维激光打标机体10端部的打标机机头12调整至合适的角度，然后开启操作面板4，被加工产品7放置在多工位转盘5上方的产品放置槽6内，在转动轴 8的带动下，将被加工产品7移动至打标机机头12正下方，打印完成后可以通过3D相机进行观察检测。

其中在打标机机头12工作过程中放置在电池放置室112内的电池会带动电动风扇114工作，可以为打标机机头12进行降温，避免 3D生产过程中，三维激光打标机长时间工作导致发热的情况。

本实用新型，通过3D相机监测到待加工工件的外形尺寸，通过数据线把数据传输到三维激光打标机体，三维激光打标机体根据数据调整激光参数，实现精准打标，其中3D相机和三维激光打标机均为现有技术，3D相机可采用泉州深索思传感器科技有限公司的 DS-DA500三维相机，三维激光打标机可采用创可超级打标机 (SUPER-180W)。

本实施例中的电池放置室112也可以用电源线直接代替与外部电源连接为电风扇供电。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于三维视觉传感器的三维激光加工装备，包括底座(1)和操作面板(4)，其特征在于，所述底座(1)上设置有保护框(3)，所述操作面板(4)设置在保护框(3)上，所述底座(1)底部四角均设置有支角(2)，所述底座(1)上设置有转动装置，所述底座(1)上设置有通过数据线连接的三维视觉传感装置和三维激光打标机。

2.根据权利要求1所述的一种基于三维视觉传感器的三维激光加工装备，其特征在于，所述转动装置包括多工位转盘(5)、多个产品放置槽(6)、转动轴(8)，所述多工位转盘(5)通过转动轴(8)与底座(1)转动连接，所述转动轴(8)与多工位转盘(5)同轴固定连接，多个所述产品放置槽(6)设置在多工位转盘(5)顶部，且产品放置槽(6)呈圆周排布在多工位转盘(5)上，被加工产品(7)放置在产品放置槽(6)内。

3.根据权利要求1所述的一种基于三维视觉传感器的三维激光加工装备，其特征在于，所述三维视觉传感装置包括相机支架(9)和3D相机(15)，所述相机支架(9)呈L形，所述3D相机(15)设置在相机支架(9)端部，且3D相机(15)面朝下放置。

4.根据权利要求1所述的一种基于三维视觉传感器的三维激光加工装备，其特征在于，所述三维激光打标机包括三维激光打标机体(10)、转动降温装置(11)、打标机机头(12)、三维激光打标机支架(13)和三维激光打标机固定架(14)，所述三维激光打标机固定架(14)设置在底座(1)顶部，所述三维激光打标机体(10)通过三维激光打标机支架(13)与三维激光打标机固定架(14)滑动连接，所述打标机机头(12)通过转动降温装置(11)与三维激光打标机体(10)转动连接，所述转动降温装置(11)通过三维激光打标机体(10)端部开设的螺纹槽与三维激光打标机体(10)转动连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于三维视觉传感器的三维激光加工装备，其特征在于，所述转动降温装置(11)包括转动圈(110)、螺纹条(111)、多个扇叶放置槽(113)和多个电动风扇(114)，所述多个电动风扇(114)通过电线与外部电源连接，所述螺纹条(111)设置在转动圈(110)一端外侧壁上，多个所述扇叶放置槽(113)设置在远离螺纹条(111)一端的转动圈(110)端部，所述电动风扇(114)设置在扇叶放置槽(113)内。

6.根据权利要求5所述的一种基于三维视觉传感器的三维激光加工装备，其特征在于，多个所述扇叶放置槽(113)呈圆周排布在转动圈(110)端部。

Images