CN214079773U - 一种定位治具及激光打标设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种定位治具及激光打标设备，所述定位治具包括支架、背光源、安装板、透明材料板和产品限位板，所述背光源设置在支架的内部，所述安装板设置在支架的上方并设置有开口使背光源的发光通过，所述透明材料板和产品限位板由下而上依次设置在安装板上，所述产品限位板上开设有产品容置孔。本实用新型通过将小型透明产品放置到定位治具的产品容置孔后，激光打标设备的定位相机能更精确的对小型透明产品进行定位，从而实现对小型透明产品高效且可靠地打标。

Description

一种定位治具及激光打标设备

技术领域

本实用新型涉及激光打标技术领域，特别涉及一种定位治具及激光打标设备。

背景技术

激光打标技术是利用激光束在各种不同物质的表面雕刻出相应的刻蚀图形，如可以是文字、图案等，从而打上永久的标记。目前，利用激光打标技术针对小型透明产品的标记过程中，当小型透明产品往治具上装夹时，由于产品是透明的，很难通过产品的特征确定产品的相对位置。于是实现小型透明产品位置的高精度定位是一个很大的难题，导致现有的激光打标设备还无法很好的对小型透明产品进行高效率，高稳定的作业。

因而现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型提供了一种定位治具及激光打标设备，能有效地对小型透明产品进行定位和打标。

本实用新型采取了以下技术方案：

一种定位治具，包括支架、背光源、安装板、透明材料板和产品限位板，所述背光源设置在支架的内部，所述安装板设置在支架的上方并设置有开口使背光源的发光通过，所述透明材料板和产品限位板由下而上依次设置在安装板上，所述产品限位板上开设有产品容置孔。

进一步的，在所述定位治具中，所述产品限位板上还设置有产品容置槽，所述产品容置孔设置在所述产品容置槽内。

进一步的，在所述定位治具中，所述产品容置槽的侧壁的形状设置为倾斜状或圆弧状。

进一步的，在所述定位治具中，所述安装板上设置有形状与透明材料板匹配的定位槽，所述透明材料板设置在定位槽内并覆盖所述开口。

进一步的，在所述定位治具中，所述支架包括治具底板和分别位于治具底板的上方的两侧的一对支撑板，所述背光源设置在治具底板上，所述安装板设置在一对支撑板上。

进一步的，在所述定位治具中，所述产品限位板为非透明材料板。

进一步的，在所述定位治具中，所述背光源为蓝色背光源。

一种激光打标设备，包括激光打标装置以及以上任意一项所述的定位治具，所述激光打标装置与定位治具相互配合以对定位治具上的产品进行打标。

进一步的，在所述激光打标设备中，还包括用于对定位治具上的产品进行视觉定位的定位相机。

进一步的，在所述激光打标设备中，还包括用于对激光打标装置进行散热的冷水机。

相较于现有技术，本实用新型提供的一种定位治具及激光打标设备，通过将小型透明产品放置到定位治具的产品容置孔中，激光打标设备的定位相机能更精确的对小型透明产品进行定位，从而实现对小型透明产品高效且可靠地打标。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种定位治具的整体结构示意图。

图2为本实用新型提供的一种定位治具的主视图。

图3为图2中A-A方向的剖视图。

图4为本实用新型提供的一种激光打标设备的整体结构示意图一。

图5为本实用新型提供的一种激光打标设备中激光打标装置的整体结构示意图。

图6为本实用新型提供的一种激光打标设备的整体结构示意图二。

其中，10、支架；11、治具底板；12、支撑板；20、背光源；30、安装板；31、开口；32、定位槽；40、透明材料板；50、产品限位板；51、产品容置孔；52、产品容置槽；61、底板；62、安装主梁；63、驱动机构；631、外同轴转接板；632、竖直调整板；633、前后调整板；634、相机安装板；635、镜头安装板；636、外同轴加强板；64、激光器；641、激光器本体；642、折光腔；643、连接柱；644、打标头；645、场镜；65、透反镜；66、定位相机；661、镜头；70、照明灯；100、下机柜；200、上机柜；210、双开门结构；220、监测玻璃；300、冷水机；400、显示器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“底”、“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，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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1-图3，分别为本实用新型提供的一种定位治具的整体结构示意图、主视图和剖视图，所述定位治具包括支架10、背光源20、安装板30、透明材料板40和产品限位板50，所述背光源20设置在支架10的内部，所述安装板30设置在支架10的上方并设置有开口31使背光源20的发光通过，所述透明材料板40和产品限位板50由下而上依次设置在安装板30上，所述产品限位板50上开设有产品容置孔51。

本实用新型提供的定位治具针对的产品主要是小型透明产品，如医用美容片、角膜塑形镜片等。背光源20通电发光后，灯光会依次通过安装板30上的开口31以及透明材料板40，然后照入产品限位板50上的产品容置孔51。此时将小型透明产品放入产品容置孔51中，小型透明产品的轮廓就被背光源20照出，然后可被定位治具上方的定位相机的镜头捕捉到，从而实现小型透明产品的定位。

其中，安装板30的作用是安装透明材料板40，且安装板30可以用来调整透明材料板40的水平位置。进一步的，所述安装板30上设置有形状与透明材料板40匹配的定位槽32，所述透明材料板40设置在定位槽32内并覆盖所述开口31，从而使得安装板30能更好的安装透明材料板40并防止透明材料板40移动或脱离。具体实施过程中，安装板30与支架10之间、安装板30与产品限位板50之间均可以采用螺纹连接的方式进行固定。产品容置孔51的尺寸需要大于待打标的产品，当待打标的产品的尺寸发生变化时，也可更换产品限位板50，以使产品容置孔51更好的放置产品。

进一步的，所述产品限位板50上还设置有产品容置槽52，所述产品容置孔51设置在所述产品容置槽52内。产品容置孔51具体设置在产品容置槽52的底部，且产品容置槽52的尺寸大于产品容置孔51，使得产品放入产品容置孔51的过程中不慎脱出时，能继续处于产品容置槽52中而不是掉出治具。更进一步的，所述产品容置槽52的侧壁的形状设置为倾斜状或圆弧状，使得产品在触碰到产品容置槽52的侧壁时，能够防止磕碰减少损伤。

在具体的实施例中，所述支架10包括治具底板11和分别位于治具底板11的上方的两侧的一对支撑板12，所述背光源20设置在治具底板11上，所述安装板30设置在一对支撑板12上。本实施例中支架10的设置方式简单可靠，并可以很轻松的安装或取下背光源20，当然在其它实施例中，也可以采用其它的支架结构。

优选的，所述透明材料板40采用钢化玻璃制成，其透光性好且使用安全。所述产品限位板50选用不透明的材料制成，如黑色POM(聚甲醛树脂)塑料，使背光源20的发光仅出现在产品容置孔51内，方便定位相机进行识别。同时，所述背光源20采用非白光的背光源，比如蓝光背光源。因为小型透明产品的材质是透明的，使用蓝光背光源发出的蓝色光，相较于白色光，能更清晰地显示出产品的轮廓，从而实现更精准的定位。

请参阅图4，本实用新型还提供一种激光打标设备，所述激光打标设备包括激光打标装置和以上所述的定位治具，所述激光打标装置与定位治具相互配合以对定位治具上的产品进行打标。

在具体的实施例中，请结合图5，所述激光打标装置包括底板61、安装主梁62、驱动机构63、激光器64、透反镜65和用于对定位治具上的产品进行视觉定位的定位相机66，所述安装主梁62和定位治具均设置在底板61上，所述激光器64设置在安装主梁62上，所述驱动机构63分别与激光器64、透反镜65和定位相机66之间连接，所述透反镜65设置在所述定位治具的上方，所述定位相机66的镜头661设置在所述透反镜65的上方，所述激光器64发出激光的发射方向朝向所述透反镜65并被反射至所述定位治具上。

更具体的，所述激光器64包括激光器本体641、折光腔642、连接柱643、打标头644和场镜645，所述驱动机构63包括外同轴转接板631、竖直调整板632、前后调整板633、相机安装板634和镜头安装板635，所述激光器本体641设置在安装主梁62上，所述折光腔642的进光端连接激光器本体641，折光腔642的出光端连接连接柱643，所述连接柱643分别与打标头644及外同轴转接板631固定连接，所述场镜645设置在打标头644上，所述透反镜65固定在外同轴转接板631上，所述竖直调整板632与外同轴转接板631沿水平左右方向滑动连接，所述前后调整板633与竖直调整板632沿竖直方向滑动连接，所述相机安装板634与前后调整板633沿水平前后方向滑动连接，所述定位相机66安装在相机安装板634上，所述定位相机66的镜头661安装在镜头安装板635上，所述镜头安装板635与相机安装板634固定连接。

其中，激光器本体641用于产生激光；折光腔642则用于调节光路准直；连接柱643及外同轴转接板631的目的是连接激光器64和驱动机构63，且外同轴转接板631可使竖直调整板632在其中沿水平左右方向滑动，从而调节定位相机66的水平左右位置；竖直调整板632的作用是使前后调整板633在其中沿竖直方向滑动，从而调节定位相机66的竖直位置；前后调整板633的作用是使相机安装板634在其中沿水平前后方向滑动，从而调节定位相机66的水平前后位置；透反镜65是一种一面可以透光，一面可以反射光的镜片，位于透反镜65上方的定位相机66的镜头661可以通过透反镜65观测到定位治具上的待打标产品，而透反镜65一侧的场镜645射出的激光则可以通过透反镜65反射到定位治具上的待打标产品上；并且，所述透反镜65优选为45度透反镜，其能垂直反射激光，方便对透反镜进行安装和使用。

在优选的实施例中，激光器本体641也可在安装主梁62上沿着竖直方向移动，从而调整场镜645射出的激光到产品的距离，使得激光的焦点刚好落到产品的表面。具体可在安装主梁62上设置滚珠丝杠，通过安装主梁62的顶部的手轮的转动，调整激光器本体641的竖直位置，并可在主梁上设置距离刻度尺以方便得知调整距离。外同轴转接板631外还可设置一外同轴加强板636与激光器本体641连接，增加连接的刚度。

同时，在具体的实施例中，外同轴转接板631可沿着水平左右方向设置，并在外同轴转接板631上开设供竖直调整板632左右滑动的滑槽；竖直调整板632可沿着竖直方向设置，并在竖直调整板632上开设供前后调整板633上下滑动的滑槽；前后调整板633可沿着水平前后方向设置，并在前后调整板633上开设供相机安装板634前后滑动的滑槽。并且，还可增设相应的限位结构，以在调整好位置后，限制竖直调整板632、前后调整板633或相机安装板634的滑动；以及还可增加相应的驱动结构，如电机、气缸等，通过驱动结构驱动竖直调整板632、前后调整板633或相机安装板634的滑动。当然，上述限位结构和驱动结构的设置方式均为本领域技术人员所能想到的常规技术手段，因此本实用新型在此不做赘述。

进一步的，在所述底板61上还可设置一照明灯70，所述照明灯70可调节其照明方向以照亮定位治具所在区域，方便观测。同时在所述底板61上还可设置一治具安装底板，方便工作人员更好的安装定位治具。

此外，在更具体的实施例中，请参阅图6，所述激光打标设备还包括下机柜100、上机柜200、用于对激光打标装置进行散热的冷水机300和显示器400，所述激光打标装置和所述定位治具设置在上机柜200内，所述上机柜200上还设置有双开门结构210和监测玻璃220，所述下机柜100内设置有与所述激光打标装置电连接的工控机及电气板，所述显示器400与所述工控机电连接，所述冷水机300的散热管路与所述激光打标装置连接。

其中，上机柜200可设置在下机柜100的上方，显示器400可设置在上机柜200的外侧，而冷水机300则可设置在下机柜100的一侧并紧靠下机柜100以节省空间。上机柜200的作用是放置激光打标装置和定位治具，并且通过双开门结构210和监测玻璃220，可以监测到打标过程，防止激光外漏，达到保护人身安全的目的；冷水机300则通过将散热管路环绕在激光器64上，从而给激光器64进行散热，保证其光路稳定。当然，所述下机柜100上还可设置操控面板或者外接鼠标、键盘等，本实用新型对比不做赘述。

为了更好的理解本实用新型，以下结合图1-图6，对本实施例中一种激光打标设备的某一工作流程进行描述：

首先，工作人员打开上机柜200的双开门结构210，并打开上机柜200内的照明灯70，调整照明灯70的照射方向，照亮定位治具所在区域；之后工作人员通过手动操控方式或者操控工控机的方式，调整定位相机66的镜头661到合适的位置，使其对准产品容置孔51；然后工作人员将待打标产品放入定位治具上的产品容置孔51内，确认待打标产品放好后，调整激光器64至合适的高度，使得激光的焦点刚好落到产品表面；然后工作人员关闭双开门结构210，通过工控机启动激光打标装置开始工作，对产品进行打标，打标过程中工作人员可通过监测玻璃220观看打标过程，阻止意外的发生；最后，待产品打标完成后，关闭激光打标装置，取出已完成打标的产品。

综上所述，本实用新型提供的一种定位治具及激光打标设备，其结构简单可靠，通过将待打标的产品放置到定位治具上，能有效地对产品进行定位和打标。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以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，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种定位治具，其特征在于，包括支架、背光源、安装板、透明材料板和产品限位板，所述背光源设置在支架的内部，所述安装板设置在支架的上方并设置有开口使背光源的发光通过，所述透明材料板和产品限位板由下而上依次设置在安装板上，所述产品限位板上开设有产品容置孔。

2.根据权利要求1所述的一种定位治具，其特征在于，所述产品限位板上还设置有产品容置槽，所述产品容置孔设置在所述产品容置槽内。

3.根据权利要求2所述的一种定位治具，其特征在于，所述产品容置槽的侧壁的形状设置为倾斜状或圆弧状。

4.根据权利要求1所述的一种定位治具，其特征在于，所述安装板上设置有形状与透明材料板匹配的定位槽，所述透明材料板设置在定位槽内并覆盖所述开口。

5.根据权利要求1所述的一种定位治具，其特征在于，所述支架包括治具底板和分别位于治具底板的上方的两侧的一对支撑板，所述背光源设置在治具底板上，所述安装板设置在一对支撑板上。

6.根据权利要求1所述的一种定位治具，其特征在于，所述产品限位板为非透明材料板。

7.根据权利要求1所述的一种定位治具，其特征在于，所述背光源为蓝色背光源。

8.一种激光打标设备，其特征在于，包括激光打标装置以及如权利要求1-7任意一项所述的定位治具，所述激光打标装置与定位治具相互配合以对定位治具上的产品进行打标。

9.根据权利要求8所述的一种激光打标设备，其特征在于，还包括用于对定位治具上的产品进行视觉定位的定位相机。

10.根据权利要求8所述的一种激光打标设备，其特征在于，还包括用于对激光打标装置进行散热的冷水机。

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