一种自动升降、自锁功能的激光打标机的制作方法

本实用新型涉及激光打标机技术领域，具体涉及一种自动升降、自锁功能的激光打标机。

背景技术：

激光打标机(lasermarkingmachine)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，或者是通过光能导致表层物质的化学物理变化而"刻"出痕迹，或者是通过光能烧掉部分物质，显出所需刻蚀的图案、文字；因此，打标过程中需要随时调整激光发生器的位置，使激光束的焦点对准打标位置，方能保证打标效果。

传统激光打标机需要人工手动调整激光发生器的位置，方能刻出所需的图案、商标或文字。随着物联网行业的发展，全自动激光打标机应运而生。例如：中国专利cn208005000u公开了“一种全自动视觉定位激光打标机”，中国专利cn110465749a公开了“一种激光打标机及定位打标方法”，中国专利cn211889468u公开了“一种xy轴视觉激光打标机”。上述专利均利用相机实时拍摄打标过程，同时通过控制器控制三轴运动组件或二轴运动组件动作，实现自动打标。然而，上述激光打标机z轴的运动组件均属于悬臂结构，此种结构动态性能不好，当承载的激光发生器重量较重时，运行不够平稳，而且成本高，占用空间大。

技术实现要素：

鉴于上述技术问题和缺陷，本实用新型的目的在于提供一种自动升降、自锁功能的激光打标机，该激光打标机结构简单，载重量大，且可以上下折叠和伸展，折叠时候占用空间小，为机器小型化创造条件。

为实现上述目的，本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种自动升降、自锁功能的激光打标机，包括工作台、工控机、键盘、显示器、打标样件固定盘、激光发生器、激光振镜、激光头、z轴运动组件、测距传感器；其中，所述激光发生器安装在z轴运动组件上，所述激光振镜轴向设置于激光发生器的一端，所述激光头设置在激光振镜的底部，所做的改进是，所述z轴运动组件包括底板、顶板、设置在底板与顶板之间的叉型架、固定在底板上的第二连杆固定座、平行设置在底板上的第一导轨、安装在底板上的电机、与电机输出轴连接的减速机、与减速机输出轴连接的丝杆、用于固定丝杆端的丝杆固定座、与丝杆螺纹连接的滑杆、设置在滑杆两端的第一连杆滑座、固定在顶板上的第一连杆固定座、平行设置在顶板上的第二导轨、设置在第二导轨上的第二连杆滑座；其中，所述叉型架包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的中部和第二连杆的中部转动连接，第一连杆的顶端与第一连杆固定座转动连接，底端与第一连杆滑座转动连接，所述第二连杆的顶端与第二连杆滑座转动连接，底端与第二连杆固定座转动连接；所述第一连杆滑座设置在第一导轨上，第一连杆滑座的底部加工有与第一导轨匹配的滑槽，使第一连杆滑座沿第一导轨进行直线运动，所述第二连杆滑座的顶部加工有与第二导轨匹配的滑槽，使第二连杆滑座沿第二导轨进行直线运动；所述丝杆固定座的端面为l型结构，在丝杆固定座的水平面上设置有丝杆自锁紧组件，

所述丝杆自锁紧组件包括左右对称且中间加工有丝杆存放槽的锁紧体、设置在锁紧体内的气缸组件、设置在锁紧体的外侧壁且与气缸组件连通的进气接头、设置在丝杆存放槽两侧用于对丝杆进行锁紧的夹紧块、安装在锁紧体外侧壁上的固定块；其中，所述锁紧体的内部加工有气缸室及与气缸室连通的夹紧块室；所述气缸组件设置在气缸室内，气缸组件包括活塞、弹簧、端部为楔形结构的气缸杆、气缸封盖，在夹紧块室内且在气缸杆的两侧设置有导柱，外侧的导柱与固定块滚动接触，内侧的导柱与夹紧块滚动接触，所述夹紧块安装在夹紧块室内，夹紧块的截面为t型结构，夹紧块的竖直部与导柱滚动接触，夹紧块的水平部套装压缩弹簧后穿过锁紧体延伸到锁紧体的外侧；所述测距传感器安装在激光振镜的外侧壁上。

作为本实用新型的优选，该激光打标机还包括x轴运动组件、y轴运动组件，所述x轴运动组件安装在工作台的工作台面上，所述y轴运动组件安装在x轴运动组件上，打标样件固定盘安装在y轴运动组件上；或，所述打标样件固定盘直接安装在工作台的工作台面上。

作为本实用新型的优选，所述工作台的底部设置有地脚，通过地脚调节工作台面的水平度，工作台靠近操作者的一侧加工有抽屉和机柜，所述键盘放置在抽屉内，所述工控机放置在机柜内。

作为本实用新型的优选，所述顶板上加工有安装孔，用于安装激光发生器，所述丝杆固定座内设置有轴承。

作为本实用新型的优选，所述测距传感器通过调角架安装在激光振镜的外侧。

作为本实用新型的优选，所述显示器通过显示屏连接支架安装在工作台上，显示器与z轴运动组件并排设置，在工作台上靠近显示屏连接支架的位置设置有控制按钮。

作为本实用新型的优选，所述打标样件固定盘上加工有多个用于固定样件的螺孔。

作为本实用新型的进一步优选，所述x轴运动组件、y轴运动组件均包括步进电机、与步进电机同轴连接的丝杠、与丝杠螺纹连接的驱动块、导轨组件。

作为本实用新型的进一步优选，所述调角架包括固定部、设置在固定部底部且靠近两端设置的连接部，所述固定部通过螺栓与激光振镜的外壳固连，所述连接部上加工有连接孔，测距传感器设置在两个连接部之间，测距传感器的外侧壁与连接部连接。

作为本实用新型的进一步优选，所述控制按钮包括电源按钮、激光发生器按钮、工控机按钮、自锁紧按钮。

本实用新型的优点和有益效果：

(1)本实用新型提供的激光打标机结构简单，安装紧凑，载重量大，该打标机通过叉型架上下折叠和伸展实现对激光发生器高度的调节，既能保证高度调节的准确性和便利性，同时折叠时候的z轴运动组件占用空间小，可为机器小型化创造条件。

(2)本实用新型激光打标机通过测距传感器对高度进行测量，既能保证高度调节的精度，同时较采用相机定位还可大大降低成本。

(3)本实用新型激光打标机设置丝杆自锁紧组件，该自锁组件结构小巧，可集成在丝杆安装座上，在高度调节后能够实现对丝杆的抱死，防止在激光发生器自重的作用下叉型架发生折叠，导致高度调节不准等问题。

附图说明

图1是本实用新型第一种角度激光打标机的装配图；

图2是本实用新型第二种角度激光打标机的装配图；

图3是本实用新型第一种角度z轴运动组件的结构示意图；

图4是本实用新型第二种角度z轴运动组件的结构示意图；

图5是本实用新型z轴运动组件的侧视图；

图6是本实用新型调角架的结构示意图；

图7是本实用新型第一种角度丝杆自锁紧组件的结构示意图；

图8是本实用新型第二种角度丝杆自锁紧组件的结构示意图；

图9是本实用新型丝杆自锁紧组件内部结构连接示意图；

附图标记：工作台1、显示器2、打标样件固定盘3、激光发生器4、激光振镜5、激光头6、z轴运动组件7、测距传感器8、调角架9、显示屏连接支架10、控制按钮11、地脚101、抽屉102、机柜103、螺孔301、底板701、顶板702、叉型架703、第一连杆滑座704、第一导轨705、电机706、减速机707、丝杆708、丝杆固定座709、滑杆710、第一连杆固定座711、第二连杆固定座712、第二导轨713、第二连杆滑座714、丝杆自锁紧组件715、固定部901、连接部902、连接孔903、第一连杆7031、第二连杆7032、锁紧体7151、气缸组件7152、进气接头7153、夹紧块7154、固定块7155、丝杆存放槽a、气缸室b、夹紧块室c、活塞d、弹簧e、气缸杆f、导柱g、压缩弹簧h、气缸封盖i。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”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，或者是该申请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申请和简化描述，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申请的限制。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。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，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申请中的具体含义。

参阅图1至图9，本实用新型提供的一种自动升降、自锁功能的激光打标机，包括工作台1、工控机、键盘、显示器2、打标样件固定盘3、激光发生器4、激光振镜5、激光头6、z轴运动组件7、测距传感器8；其中，

所述工作台1的底部设置有地脚101，通过地脚调节工作台面的水平度，工作台靠近操作者的一侧加工有抽屉102和机柜103，所述键盘放置在抽屉102内，所述工控机放置在机柜103内。

所述显示器2通过显示屏连接支架10安装在工作台1上，显示器2与z轴运动组件7并排设置，在工作台上靠近显示屏连接支架10的位置设置有控制按钮11，所述控制按钮包括电源按钮、激光发生器按钮、工控机按钮、自锁紧按钮；

所述打标样件固定盘3直接安装在工作台1的工作台面上，打标样件固定盘上加工有多个用于固定样件的螺孔301；或，所述打标样件固定盘3安装在y轴运动组件上，所述y轴运动组件安装在x轴运动组件上，所述x轴运动组件安装在工作台的工作台面上；所述x轴运动组件、y轴运动组件均包括步进电机、与步进电机同轴连接的丝杠、与丝杠螺纹连接的驱动块、导轨组件；

所述激光发生器4安装在z轴运动组件7上，所述激光振镜5轴向设置于激光发生器4的一端，所述激光头6设置在激光振镜5的底部；

所述z轴运动组件7包括底板701、顶板702、设置在底板与顶板之间的叉型架703、固定在底板701上的第二连杆固定座712、平行设置在底板701上的第一导轨705、安装在底板上的电机706、与电机输出轴连接的减速机707、与减速机输出轴连接的丝杆708、用于固定丝杆端且内置轴承的丝杆固定座709、与丝杆螺纹连接的滑杆710、设置在滑杆两端的第一连杆滑座704、固定在顶板上的第一连杆固定座711、平行设置在顶板上的第二导轨713、设置在第二导轨上的第二连杆滑座714；其中，所述顶板702上加工有安装孔，用于安装激光发生器4；所述叉型架703包括第一连杆7031和第二连杆7032，所述第一连杆7031的中部和第二连杆7032的中部转动连接，第一连杆7031的顶端与第一连杆固定座711转动连接，底端与第一连杆滑座704转动连接，所述第二连杆7032的顶端与第二连杆滑座714转动连接，底端与第二连杆固定座712转动连接；所述第一连杆滑座704设置在第一导轨705上，第一连杆滑座704的底部加工有与第一导轨匹配的滑槽，使第一连杆滑座704沿第一导轨705进行直线运动，所述第二连杆滑座714的顶部加工有与第二导轨匹配的滑槽，使第二连杆滑座714沿第二导轨713进行直线运动；所述丝杆固定座709的端面为l型结构，在丝杆固定座的水平面上设置有常闭型丝杆自锁紧组件715；

所述常闭型丝杆自锁紧组件715包括左右对称且中间加工有丝杆存放槽a的锁紧体7151、设置在锁紧体内的气缸组件7152、设置在锁紧体的外侧壁且与气缸组件连通的进气接头7153、设置在丝杆存放槽两侧用于对丝杆708进行锁紧的夹紧块7154、安装在锁紧体外侧壁上的固定块7155；其中，所述锁紧体7151的内部加工有气缸室b及与气缸室连通的夹紧块室c；所述气缸组件7152设置在气缸室b内，气缸组件7152包括活塞d、弹簧e、端部为楔形结构的气缸杆f、气缸封盖i，所述弹簧e设置在活塞d与气缸封盖i之间，所述气缸杆f与活塞d固连，气缸杆f的楔形端伸入到夹紧块室c内，在夹紧块室c内且在气缸杆f的两侧设置有导柱g，外侧的导柱g与固定块7155滚动接触，内侧的导柱与夹紧块7154滚动接触，所述夹紧块7154安装在夹紧块室内，夹紧块的截面为t型结构，夹紧块7154的竖直部与导柱g滚动接触，夹紧块的水平部套装压缩弹簧h后穿过锁紧体7151延伸到锁紧体的外侧；正常情况下，弹簧e对活塞d和气缸杆f有个作用力，气缸杆f端部的楔形结构对导柱g和夹紧块7154产生与气缸杆f运动方向垂直的作用力，从而实现对丝杆的锁紧，当进气接头7153通入高压气体时，气缸组件的活塞d压缩弹簧e的同时带动气缸杆f从夹紧块室c拉回，气缸杆f端部的楔形结构不在对导柱和夹紧块产生与气缸杆运动方向垂直的作用力，从而实现解锁。

所述测距传感器通过调角架9安装在激光振镜5的外侧壁上，所述调角架9包括固定部901、设置在固定部底部且靠近两端设置的连接部902，所述固定部通过螺栓与激光振镜的外壳固连，所述连接部上加工有连接孔903，测距传感器设置在两个连接部之间，测距传感器的外侧壁与连接部连接。