TWI796159B - 旋轉式雷射打標系統及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種旋轉式雷射打標系統及其製造方法，系統包含：機台本體、輸料裝置、旋定裝置及複數標示裝置，機台本體具有輸入部及輸出部；輸料裝置轉動設置於機台本體且處於輸入部與輸出部之間，輸料裝置具第一驅動源及一料盤，第一驅動源能驅使料盤轉動，輸入部能依序將複數物料輸入料盤，而各物料經過料盤送至輸出部；旋定裝置能將各物料定位於料盤，而且旋定裝置能帶動各物料旋轉；各標示裝置分別環設於料盤之外周緣，各標示裝置對應各物料進行雷射打標作業；藉此，能夠針對標記排列需求，控制多個標示裝置進行雷射打標作業，以有效提升生產效率。

Description

旋轉式雷射打標系統及其製造方法
本發明係關於一種雷射打標相關領域，尤指一種旋轉式雷射打標系統及其製造方法。
按，依據食安法規定，食品及食品原料之容器或外包裝，應以中文及通用符號，明顯標示下列事項：品名、內容物名稱、淨重、容量或數量、食品添加物名稱、製造廠商或國內負責廠商名稱、電話號碼及地址、原產地(國)、有效日期、營養標示、含基因改造食品原料及其他經中央主管機關公告之事項等。
為了符合食安法規定，食品相關業者會利用收縮膜包覆於食品或食品原料之容器，於收縮膜表面形成文字、圖案等標記；然而，貼附有收縮膜的容器在回收時，需要將收縮膜移離容器，才能夠將容器回收，甚至在其他相關法規下，需要加收環保稅，如此一來，會造成回收時的不便。
而一般收縮膜之標示方式，是將收縮膜貼標包覆於容器外緣，雷射打標機在各種容器通過時，以雷射方式在物體表面形成文字、圖案等標記；然而，一般雷射打標機僅有單一投射頭，若需要雷射的標記有高低排列，則需 要在雷射打標的過程中，需要控制投射頭進行上下打標，以符合標記的排列。
再者，當物體需要多面雷射標記時，除了需要控制物體轉動，亦需要配合控制投射頭的移動，而且當有複數個物體需要進行雷射打標作業時，便需要等待前一個物體雷射打標作業完成後，才能接續下一個進行，如此一來，會增加雷射打標的程序與時間，在生產效率提升方面，存在諸多限制。
為解決上述課題，本發明提供一種旋轉式雷射打標系統及其製造方法，能夠針對標記排列需求，控制多個標示裝置同時進行雷射打標作業，以有效提升生產效率。
本發明之一項實施例提供一種旋轉式雷射打標系統，其包含：一機台本體，其具有一輸入部及一輸出部；一輸料裝置，其轉動設置於機台本體且處於輸入部與輸出部之間，輸料裝置具有一第一驅動源及一料盤，該第一驅動源能驅使料盤轉動，其中，輸入部能依序將複數物料輸入料盤，而各物料經過料盤送至輸出部；一旋定裝置，其連結輸料裝置之料盤，旋定裝置能將各物料定位於料盤，而且旋定裝置能帶動各物料旋轉；以及複數標示裝置，其分別環設於料盤之外周緣，各標示裝置對應各物料進行雷射打標作業。
本發明之另一項實施例提供一種雷射打標製造方法，其包含：一進料步驟：由一機台本體依序將複數物料輸入一輸料裝置之一料盤；一定位步驟：由一旋定裝置將經由進料步驟輸入之各物料，依序定位於輸料裝置之料盤，而且旋定裝置能帶動各物料旋轉；一打標步驟：將經由定位步驟之各物料依序輸送，並由複數個環設於料盤外周緣之標示裝置對各物料進行雷射打標作業； 一輸出步驟：將經由打標步驟完成雷射打標作業之各物料，依序輸出至機台本體。
藉由上述，本發明能夠針對標記排列需求，控制多個標示裝置同時進行雷射打標作業；藉此，改善習知僅能單一物體作業之缺點，進而有效提升生產效率。
於其中一項實施例中，本發明更具有一操控裝置及一第一攝影裝置，操控裝置與輸料裝置、旋定裝置、各標示裝置及第一攝影裝置耦接，操控裝置控制輸料裝置將各物料進行輸送；第一攝影裝置鄰設於輸入部，第一攝影裝置能拍攝由輸入部輸入料盤之各物料，以產生一未加工影像，操控裝置接收且依據未加工影像產生一加工指示訊號，操控裝置依據加工指示訊號控制旋定裝置調整各物料的方向，且控制各標示裝置對各物料進行雷射打標作業；藉此，透過影像辨識準確定位各物料之加工位置，以有效提升加工精準度及加工品質。
於其中一項實施例中，本發明更具有一第二攝影裝置，其鄰設於該輸出部，第二攝影裝置能拍攝由料盤輸送至輸出部之各物料，以產生一已加工影像，操控裝置接收及顯示已加工影像；操控裝置存有一標準模型，操控裝置將已加工影像與標準模型進行匹配分析，當操控裝置判斷已加工影像不符合標準模型，以產生並顯示一警示訊號；藉此，透過影像辨識檢核各物料，以確保各物料的雷射打標作業無瑕疵，以有效提升加工品質。
於其中一項實施例中，操控裝置能控制各標示裝置對應各物料的投射雷射光之高度不同；藉此，達到分散加工作業，提升加工效率。
1:物料
10:機台本體
11:外殼
12:基座
13:輸入部
14:輸出部
20:輸料裝置
21:第一驅動源
22:料盤
221:容置部
23:第二驅動源
24:傳輸件
241:勾部
25:限位塊
30:旋定裝置
31:接合座
32:架台
33:轉盤
34:第三驅動源
35:抵壓件
351:壓桿
352:撐桿
36:凸輪塊
40:標示裝置
50:操控裝置
60:第一攝影裝置
70:第二攝影裝置
S1:進料步驟
S2:辨識步驟
S3:定位步驟
S4:打標步驟
S5:檢驗步驟
S6:輸出步驟
圖1係本發明立體外觀示意圖。
圖2係本發明去除外殼立體示意圖。
圖3係本發明圖2之俯視圖。
圖4係本發明圖3之4-4剖面線所取之剖面圖。
圖5係本發明實施例立體示意圖。
圖6係本發明實施例側視示意圖。
圖7係本發明流程方塊圖。
為便於說明本發明於上述發明內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於說明之比例、尺寸、變形量或位移量而描繪，而非按實際元件的比例予以繪製。
本發明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「內」、「外」、「側面」等，僅是圖式的方向；因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明，合先敘明。
請參閱圖1至圖6所示，本發明提供一種旋轉式雷射打標系統，其包含：一機台本體10，其具有一外殼11、一基座12、一輸入部13及一輸出部14，其中，基座12設於外殼11內，輸入部13之一端及輸出部14之一端連結基座12，輸入部13之另一端及輸出部14之另一端處於外殼11之外，如圖1及圖2 所示。
一輸料裝置20，其設於機台本體10之外殼11內且轉動設於機台本體10之基座12；輸料裝置20處於輸入部13與輸出部14之間，輸料裝置20具有一第一驅動源21及一料盤22，該第一驅動源21能驅使料盤22轉動，其中，輸入部13能依序將複數物料1輸送進入料盤22，而各物料1經過料盤22送至輸出部14；於本發明實施例中，料盤22概呈圓盤狀，料盤22之外周緣凹設有複數容置部221，每一容置部221能卡合每一物料1；第一驅動源21為馬達。
再者，輸料裝置20更具有兩第二驅動源23、兩傳輸件24及兩限位塊25，兩第二驅動源23能驅使兩傳輸件24運轉，兩限位塊25設於兩傳輸件24之一側，其中一傳輸件24鄰設於輸入部13且能將各物料1依序送入料盤22，另一傳輸件24鄰設於輸出部14且能將各物料1依序由料盤22送至輸出部14；其中，兩傳輸件24概呈圓盤狀，兩傳輸件24之周緣凹設有複數勾部241，每一勾部241能夠卡扣每一物料1，每一限位塊25與每一傳輸件24相配合將每一物料1定位卡合於每一勾部241，如圖3、圖4及圖5所示；於本發明實施例中，兩第二驅動源23為馬達。
一旋定裝置30，其設於機台本體10之外殼11內且連結輸料裝置20之料盤22，旋定裝置30能將各物料1定位於料盤22，而且旋定裝置30能帶動各物料1旋轉。
旋定裝置30具有一接合座31、一架台32、複數轉盤33、複數第三驅動源34及複數抵壓件35，接合座31及架台32分別連結料盤22之兩側，各轉盤33環設於接合座31之一側，各第三驅動源34環設於接合座31之另一側且連結各轉盤33，各抵壓件35間隔環設於架台32，凸輪塊36處於輸入部13與輸出部14之 間，每一轉盤33提供每一物料1放置，每一第三驅動源34能驅使每一轉盤33帶動每一物料1轉動，而每一抵壓件35能夠壓合於每一物料1之頂部，如圖4至圖6所示；於本發明實施例中，接合座31概呈圓環狀；架台32概呈圓環狀；各第三驅動源34為馬達。
因此，物料1能卡合於料盤22之容置部221，而且被抵壓件35定位於轉盤33上，當第三驅動源34驅使轉盤33旋轉時，能同時帶動轉盤33上之物料1旋轉。
再者，旋定裝置30更具有一凸輪塊36，每一抵壓件35具有一壓桿351及一撐桿352，每一抵壓件35之壓桿351與每一抵壓件35之撐桿352垂直連結，每一抵壓件35之壓桿351直立設於架台32，每一抵壓件35之撐桿352能與凸輪塊36之輪廓接觸，其中，凸輪塊36能夠將各抵壓件35撐離各物料1之頂部，因此，當物料1需要進入料盤22時，藉由抵壓件35能因凸輪之輪廓被撐起，使物料1能順利被輸送進入料盤22卡合於容置部221，隨著第一驅動源21帶動料盤22轉動，被撐起的抵壓件35會逐漸遠離凸輪塊36，而抵壓件35會受自身重力而抵壓於物料1之頂部，如圖4及圖5所示。
複數標示裝置40，其設於機台本體10之外殼11內且分別環設於料盤22之外周緣，各標示裝置40對應各物料1進行雷射打標作業。
一操控裝置50，其設於機台本體10之外殼11外，操控裝置50與輸料裝置20、旋定裝置30及各標示裝置40耦接；操控裝置50能夠控制輸料裝置20之第一驅動源21及第二驅動源23作動，以將各物料1輸送至料盤22或送離料盤22；操控裝置50能夠控制旋定裝置30之各第三驅動源34作動，以控制各轉盤33旋轉，以帶動各物料1旋轉方向；操控裝置50能控制各標示裝置40對應物料1的 投射雷射光之高度不同。
再者，操控裝置50存有一標準模型，而標準模型為物料1之表面需要被雷射打標的標記(例如：文字或圖案)，而標準模型之標記能夠依照加工需求設定內容、排列及位置。
一第一攝影裝置60，其設於機台本體10之外殼11內且鄰設於輸入部13，如圖2所示；第一攝影裝置60與操控裝置50耦接，第一攝影裝置60能拍攝由輸入部13輸入料盤22之各物料1，以產生一未加工影像，操控裝置50接收且依據未加工影像配合標準模型產生一加工指示訊號，操控裝置50依據加工指示訊號控制旋定裝置30調整各物料1的方向，且控制各標示裝置40對各物料1進行雷射打標作業。
於本發明實施例中，第一攝影裝置60的數量為三個，相對於料盤22之內緣設有一個第一攝影裝置60，而相對於料盤22之外緣設有兩個第一攝影裝置60，而三個第一攝影裝置60彼此間隔120度，如圖3所示；而操控裝置50能夠接收三個第一攝影裝置60拍攝產生的未加工影像，並將三個未加工影像透過影像處理產生物料1之展開圖，透過物料1之展開圖並且配合標準模型產生加工指示訊號，操控裝置50依據加工指示訊號控制旋定裝置30調整各物料1的方向。
一第二攝影裝置70，其設於機台本體10之外殼11內且鄰設於輸出部14，如圖2所示；第二攝影裝置70與操控裝置50耦接，第二攝影裝置70能拍攝由料盤22輸送至輸出部14之各物料1，以產生一已加工影像，操控裝置50接收及顯示已加工影像；其中，操控裝置50能夠將已加工影像與標準模型進行匹配分析，當操控裝置50判斷已加工影像不符合標準模型，以產生並顯示一警示訊號。
於本發明實施例中，第二攝影裝置70的數量為三個，相對於料盤 22之內緣設有一個第二攝影裝置70，而相對於料盤22之外緣設有兩個第二攝影裝置70，而三個第二攝影裝置70彼此間隔120度，如圖3所示；而操控裝置50能夠接收三個第二攝影裝置70拍攝產生的已加工影像，並將三個已加工影像透過影像處理產生物料1之展開圖，透過物料1之展開圖並且配合標準模型進行匹配分析，當操控裝置50判斷已加工影像不符合標準模型，以產生並顯示警示訊號。
請參閱圖1至圖7，藉由上述旋轉式雷射打標系統，進行一種雷射打標製造方法，其包含下列步驟：
一進料步驟S1：由機台本體10之輸入部13依序將複數個物料1輸入輸料裝置20之料盤22。
一辨識步驟S2：由第一攝影裝置60拍攝經由進料步驟S1輸入料盤22之各物料1，以產生未加工影像，操控裝置50依據未加工影像配合標準模型產生加工指示訊號，操控裝置50能夠依據加工指示訊號，控制旋定裝置30調整各物料1的方向。
一定位步驟S3：由旋定裝置30將經由進料步驟S1及辨識步驟S2輸入且調整後之各物料1，依序定位於輸料裝置20之料盤22，而且由旋定裝置30帶動各物料1旋轉。
一打標步驟S4：將經由定位步驟S3之各物料1依序進行輸送前往各標示裝置40，並由操控裝置50依據由辨識步驟S2產生之加工指示訊號，控制各個標示裝置40對各物料1進行雷射打標作業。
一檢驗步驟S5：由第二攝影裝置70拍攝經過打標步驟S4完成雷射作業之各物料1，以產生已加工影像，而操控裝置50能接收及顯示已加工影像；其中，操控裝置50將已加工影像與標準模型進行匹配分析，當操控裝置50判斷 已加工影像不符合標準模型，以產生並顯示警示訊號，於本發明實施例中，操控裝置50能夠依據警示訊號控制輸料裝置20停止運作，並進行不相符的部分進行修正(例如：雷射打標作業所產生的標記有誤，則針對標示裝置40進行調整)。
一輸出步驟S6：將經由打標步驟S4及檢驗步驟S5確認無誤，已完成雷射打標作業之各物料1，依序輸出至機台本體10之輸出部14。
藉由上述，本發明能夠達成下列功效：
1.本發明能夠針對標記排列需求，控制多個標示裝置40同時進行雷射打標作業，以有效提升生產效率。
2.本發明透過第一攝影裝置60之影像辨識，以準確定位各物料1之加工位置，以有效提升加工精準度及加工品質。
3.本發明透過第二攝影裝置70影像辨識，檢核各物料1之加工情形，以確保各物料1的雷射打標作業無瑕疵，以有效提升加工品質。
4.本發明透過操控裝置50控制各標示裝置40對應各物料1的投射雷射光之高度不同；藉此，達到分散加工作業，提升加工效率。
以上所舉實施例僅用以說明本發明而已，非用以限制本發明之範圍。舉凡不違本發明精神所從事的種種修改或變化，俱屬本發明意欲保護之範疇。
10:機台本體
12:基座
13:輸入部
14:輸出部
20:輸料裝置
21:第一驅動源
22:料盤
221:容置部
23:第二驅動源
24:傳輸件
241:勾部
25:限位塊
30:旋定裝置
31:接合座
32:架台
33:轉盤
35:抵壓件
351:壓桿
352:撐桿
36:凸輪塊
40:標示裝置
50:操控裝置
60:第一攝影裝置
70:第二攝影裝置

Claims (13)

  1. 一種旋轉式雷射打標系統，其包含：一機台本體，其具有一輸入部及一輸出部；一輸料裝置，其轉動設置於該機台本體且處於該輸入部與該輸出部之間，該輸料裝置具有一第一驅動源及一料盤，該第一驅動源能驅使該料盤轉動，其中，該輸入部能依序將複數物料輸入該料盤，而各該物料經過該料盤送至該輸出部；一旋定裝置，其連結該輸料裝置之料盤，該旋定裝置能將各該物料定位於該料盤，而且該旋定裝置能帶動各該物料旋轉；複數標示裝置，其分別環設於該料盤之外周緣，各該標示裝置對應各該物料進行雷射打標作業；以及一操控裝置，其與該輸料裝置、該旋定裝置及各該標示裝置耦接，該操控裝置能夠控制該輸料裝置將各該物料進行輸送與控制各該標示裝置對各該物料進行雷射打標作業，其中，該操控裝置能控制各該標示裝置對應各該物料的投射雷射光之高度不同。
  2. 如請求項1所述之旋轉式雷射打標系統，更具有一第一攝影裝置，該操控裝置與該第一攝影裝置耦接；該操控裝置存有一標準模型；該第一攝影裝置鄰設於該輸入部，該第一攝影裝置能拍攝由該輸入部輸入該料盤之各該物料，以產生一未加工影像，該操控裝置接收且依據該未加工影像配合該標準模型產生一加工指示訊號，該操控裝置依據該加工指示訊號控制該旋定裝置調整各該物料的方向。
  3. 如請求項2所述之旋轉式雷射打標系統，更具有一第二攝影裝 置，其鄰設於該輸出部，該第二攝影裝置能拍攝由該料盤輸送至該輸出部之各該物料，以產生一已加工影像，該操控裝置接收及顯示該已加工影像；該操控裝置將該已加工影像與該標準模型進行匹配分析，當該操控裝置判斷該已加工影像不符合該標準模型，以產生並顯示一警示訊號。
  4. 如請求項1所述之旋轉式雷射打標系統，其中，該輸料裝置更具有兩第二驅動源及兩傳輸件，該兩第二驅動源能驅使該兩傳輸件運轉，其中一傳輸件鄰設於該輸入部且能將各該物料依序由該輸送端送入該料盤，另一傳輸件鄰設於該輸出部且能將各該物料依序由該料盤送至該輸出部。
  5. 如請求項4所述之旋轉式雷射打標系統，其中，該兩傳輸件概呈圓盤狀，該兩傳輸件之周緣凹設有複數勾部，每一勾部能夠卡扣每一物料；該輸料裝置更具有兩限位塊，該兩限位塊設於該兩傳輸件之一側，每一限位塊與每一傳輸件相配合將每一物料定位卡合於每一勾部。
  6. 如請求項1所述之旋轉式雷射打標系統，其中，該旋定裝置具有一接合座、複數轉盤及複數第三驅動源，該接合座連結該料盤，各該轉盤環設於該接合座之一側，各該第三驅動源環設於該接合座之另一側且連結各該轉盤，每一轉盤提供每一物料放置，每一第三驅動源能驅使每一轉盤帶動每一物料轉動。
  7. 如請求項6所述之旋轉式雷射打標系統，其中，該旋定裝置更具有一架台、複數抵壓件及一凸輪塊，該架台連結該料盤，各該抵壓件間隔環設於該架台，該凸輪塊處於該輸入部與該輸出部之間，每一抵壓件能夠壓合於每一物料之頂部，該凸輪塊能夠將各該抵壓件撐離各該物料之頂部。
  8. 如請求項7所述之旋轉式雷射打標系統，其中，每一抵壓件具有 一壓桿及一撐桿，每一抵壓件之壓桿與每一抵壓件之撐桿垂直連結，每一抵壓件之壓桿直立設於該架台，每一抵壓件之撐桿能與該凸輪塊之輪廓接觸。
  9. 如請求項1、5或7所述之旋轉式雷射打標系統，其中，該料盤之外周緣凹設有複數容置部，每一容置部能卡合每一物料。
  10. 一種雷射打標製造方法，其包含：一進料步驟：由一機台本體依序將複數物料輸入一輸料裝置之一料盤；一辨識步驟：由一第一攝影裝置拍攝由該進料步驟輸入該料盤之各該物料，以產生一未加工影像；一操控裝置依據該未加工影像配合一標準模型產生一加工指示訊號，該操控裝置依據該加工指示訊號控制該旋定裝置調整各該物料的方向；調整後的各該物料由該定位步驟定位於該料盤；一定位步驟：由一旋定裝置將經由該辨識步驟輸入調整後的各該物料，依序定位於該輸料裝置之料盤，而且該旋定裝置能帶動各該物料旋轉；一打標步驟：將經由該定位步驟之各物料依序輸送，並由複數個環設於該料盤外周緣之標示裝置對各該物料進行雷射打標作業；一輸出步驟：將經由該打標步驟完成雷射打標作業之各物料，依序輸出至該機台本體。
  11. 如請求項10所述之雷射打標製造方法，其中，於該打標步驟中，該操控裝置控制各該標示裝置依據該加工指示訊號，對各該物料進行雷射打標作業。
  12. 如請求項11所述之雷射打標製造方法，更具有一檢驗步驟：由一第二攝影裝置拍攝經過該打標步驟完成雷射作業之各該物料，以產生一已加工影像，該操控裝置接收及顯示該已加工影像；該操控裝置將該已加工影像與 該標準模型進行匹配分析，當該操控裝置判斷該已加工影像不符合該標準模型，以產生並顯示一警示訊號。
  13. 如請求項12所述之雷射打標製造方法，其中，於該檢驗步驟中，該操控裝置依據該警示訊號控制該輸料裝置停止運作。
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