1.本实用新型涉及激光打标技术领域，尤其涉及一种三维五轴激光打标装置。
背景技术：2.激光打标机是利用激光束在物质表面打上永久标记的技术。该技术通过激光器产生激光束，经过一系列光学传导与处理，最终通过光学镜片进行光束聚焦，然后将聚焦后的高能量光束偏转到待加工物体表面的指定位置；激光打标机可以标记出各种文字、符号和图案，市场应用前景广阔。
3.然而现有的激光打标机一般对二维平面进行小幅面的打标，而对异型三维曲面进行激光打标还是很缺少。
技术实现要素：4.本实用新型针对现有的激光打标机存在的上述不足，提供了一种三维五轴激光打标装置，该三维五轴激光打标装置解决了现有的激光打标机一般对物体的打标只能对二维平面进行小幅面的打标，而不能对异性曲面进行有效加工，应用有条件限制的技术难题。
5.为了达到上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
6.一种三维五轴激光打标装置，包括：
7.下层机柜，
8.工作台板，所述工作台板设置在下层机柜上表面，所述工作台板上方设置五轴平台，所述五轴平台包括：
9.xy直线平台，所述xy直线平台上方固定安装ac旋转平台，所述ac旋转平台上方设置工装治具；z轴升降平台，所述z轴升降平台上方固定安装激光器系统；
10.激光器系统，所述激光器系统包括紫外激光器、扩束镜和3d振镜三部分，所述紫外激光器设置于z轴升降平台上，所述扩束镜设置于所述紫外激光器内部，所述3d振镜设置于所述紫外激光器前方。
11.在其中一些实施例中，所述同轴视觉系统包括：
12.工业相机，所述工业相机安装有镜头，所述工业相机水平设置于视觉箱体内，所述视觉箱体内部设有合束镜和激光测距仪，所述合束镜45度安装在视觉箱体内，所述激光测距仪设置于工业相机下方，所述视觉箱体的下方安装有光源。
13.在其中一些实施例中，所述工控系统包括：
14.工控机，所述工控机设置在下层机柜底部，所述工控机通过电源信号线与所述激光器系统、同轴视觉系统连接。
15.运动控制卡，所述运动控制卡设置在下层机柜底部，所述运动控制卡通过电源信号线与所述工控机和五轴平台连接。
16.在其中一些实施例中，所述下层机柜左侧还设有冷却水箱，所述冷却水箱与所述紫外激光器连接。
17.在其中一些实施例中，所述下层机柜包括用于用于安装显示器、键盘、鼠标的显示器支架，所述显示器支架设置于下层机柜右侧侧壁上，所述显示器、键盘、鼠标与所述箱体内的工控机连接，所述下层机柜下端还设置有多个地脚。
18.在其中一些实施例中，所述三维五轴激光打标装置还包括上层防护罩，所述上层防护罩的前面板上设有升降门及操作面板，所述上层防护罩顶部还设有三色报警器。
19.一种如上述三维五轴激光打标装置的工作方法，步骤如下：
20.采用激光打标时，紫外激光器发射紫外激光，通过扩束镜传输到3d振镜，紫外激光从3d振镜中射出透过同轴视觉系统内的合束镜，该合束镜对紫外激光全透，对可见红外光全返，不改变紫外激光光束方向垂直向下作用在待打标物体表面；
21.所述用于同轴测距的激光测距仪的光照射在合束镜表面45度折射在待打标物体表面上，反射后又照射在合束镜上全返进入激光测距仪，实现通过软件控制激光测距仪和z轴升降平台来实现光斑在物体待打标面上焦距的调节。
22.所述用于同轴视觉定位光源的光照射在待打标物体表面反射后又照射在合束镜上全返进入用于同轴视觉定位的工业相机，实现通过软件控制同轴视觉系统和五轴平台来实现光斑在物体待打标面上位置的调节。
23.与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：
24.1、本实用新型提供的三维五轴激光打标装置采用3d振镜对紫外激光束进行聚焦，然后将聚焦后的高能量光斑偏转到待加工物体表面的作业位置；在激光被聚焦前进行激光测距和视觉定位，以此调整激光束的状态来实现对物体三维表面的加工，加工效果不失真，打标稳定灵活，精度高。
25.2、本实用新型提供的三维五轴激光打标装置采用五轴平台，可实现三个直线运动及两个旋转运动，通过软件控制五轴平台，专门针对各种类型物体进行激光标，改善了工艺效果，应用范围广。
26.3、本实用新型提供的三维五轴激光打标装置结构简单，缩减了人工和耗材成本，提高了生产效率，具有极大的应用价值，相较于目前市面上的激光打标机优势日益凸显，可应用于3c电子、汽车、医疗等行业外观件生产，可提升制造工艺，更加美观、更加节能环保、提升性价比，对激光加工应用行业来说具有广阔的发展前景。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为根据本实用新型实施例提供的三维五轴激光打标装置的结构示意图一；
29.图2为根据本实用新型实施例提供的三维五轴激光打标装置的结构示意图二；
30.图3为图1三维五轴激光打标装置的五轴平台4的结构示意图；
31.图4为图1三维五轴激光打标装置的激光器系统5的结构示意图；
32.图5为图1三维五轴激光打标装置的同轴视觉系统6的结构示意图；
33.图6为图1三维五轴激光打标装置的下层机柜1的结构示意图；
34.图7为图1三维五轴激光打标装置的上层防护罩2的结构示意图；
[0035]1‑
下层机柜、11
‑
箱体、12
‑
显示器支架、13
‑
显示器、14
‑
键盘、15
‑
鼠标、16
‑
地脚、2
‑
上层防护罩、21
‑
升降门、22
‑
前面板、23
‑
三色警报器、24
‑
操作面板、3
‑
工作台板、4
‑
五轴平台、41
‑
xy直线平台、42
‑
ac旋转平台、43
‑
工装治具、44
‑
z轴升降平台、5
‑
激光器系统、51
‑
紫外激光器、52
‑
扩束镜、53
‑
3d振镜、6
‑
同轴视觉系统、61
‑
工业相机、62
‑
镜头、63
‑
视觉箱体、64
‑
合束镜、65
‑
激光测距仪、66
‑
光源、7
‑
冷却水箱。
具体实施方式
[0036]
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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。
[0037]
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定状态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定状态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0038]
另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
[0039]
本技术实施例提供了一种三维五轴激光打标装置，包括：
[0040]
下层机柜1，
[0041]
工作台板3，所述工作台板3可用于放置待加工件，所述工作台板3设置在下层机柜1上表面，所述工作台板3上方设置五轴平台4，所述五轴平台4包括：xy直线平台41、ac旋转平台42和z轴升降平台44三部分，所述z轴升降平台44上方固定安装激光器系统5；
[0042]
激光器系统5，所述激光器系统5包括紫外激光器51、扩束镜(52)和3d振镜53三部分，所述紫外激光器51设置于z轴升降平台44上，所述扩束镜52设置于所述紫外激光器51内部，所述3d振镜53设置于所述紫外激光器51前方；
[0043]
所述同轴视觉系统6包括：
[0044]
工业相机61，所述工业相机61安装有镜头62，所述工业相机61水平设置于视觉箱体63内，所述视觉箱体63内部设有合束镜64和激光测距仪65，所述合束镜6445度安装在视觉箱体63内，所述激光测距仪65设置于工业相机61下方，所述视觉箱体63的下方安装有光源66；
[0045]
所述工控机设置在下层机柜1底部，所述工控机通过电源信号线与所述激光器系统5、同轴视觉系统6连接。
[0046]
运动控制卡，所述运动控制卡设置在下层机柜1底部，所述运动控制卡通过电源信号线与所述工控机和五轴平台4连接。
[0047]
本实施例中提供的三维五轴激光打标装置工作方法具体过程如下：采用激光打标时，紫外激光器51发射紫外激光，通过扩束镜52传输到3d振镜53，紫外激光从3d振镜53中射出透过同轴视觉系统6内的合束镜64，该合束镜64对紫外激光全透，对可见红外光全返，不改变紫外激光光束方向垂直向下作用在待打标物体表面；
[0048]
所述用于同轴测距的激光测距仪的光照射在合束镜表面45度折射在待打标物体
表面上，反射后又照射在合束镜上全返进入激光测距仪，实现通过软件控制激光测距仪和z轴升降平台来实现光斑在物体待打标面上焦距的调节。
[0049]
所述用于同轴视觉定位光源的光照射在待打标物体表面反射后又照射在合束镜上全返进入用于同轴视觉定位的工业相机，实现通过软件控制同轴视觉系统和五轴平台来实现光斑在物体待打标面上位置的调节，提高了激光打标的位置精度。
[0050]
所本实施例提供的三维五轴激光打标装置通过激光器产生激光束，经过光学传导及处理，通过3d振镜进行激光束聚焦，然后将聚焦后的高能量光斑偏转到待加工物体表面的作业位置；在激光被聚焦前进行激光测距和视觉定位，以此调整激光束的状态来实现对物体三维表面的加工，加工效果不失真，打标稳定灵活，精度高；采用紫外激光光源输出，通过智能软件控制加工，针对物体表面进行激光3d打标，改善了工艺效果。
[0051]
本实施例中将待加工的物体置于工装治具43，待加工物体上待打标面正对同轴视觉系统6，通过激光测距仪65调整z轴升降平台44调整3d振镜53的位置而调节打标焦距，使焦点初始位置位于待打标面上，同时采用了同轴视觉系统6，通过软件控制xy直线平台41和ac旋转平台42实现了激光光斑在物体待打标面上位置的调节，提高了激光打标的位置精度。同时还采用了3d振镜53，通过外部振镜控制卡调节3d振镜53，使得激光在被聚焦前进行可变能量分布，以此改变激光束的质量，使得加工效果不失真，提高加工效率。
[0052]
如图2，本实施例中所述下层机柜1左侧还设有冷却水箱7，所述冷却水箱7与所述紫外激光器51通过管路连接，用于带走紫外激光器51中多余热量，保持紫外激光器51的温度稳定。
[0053]
如图6所示，本实施例中所述下层机柜1包括用于安装工控机和激光器电源箱的箱体11，用于安装显示器13、键盘14、鼠标15的显示器支架12，所述显示器支架12设置于下层机柜1右侧侧壁上，方便操作人员站姿或者坐姿操作，所述显示器13、键盘14、鼠标15与所述箱体11内的工控机连接，用于控制装备操作运行，所述下层机柜1下端还设置有多个地脚16，使得下层机柜1与地面具有一定距离。
[0054]
如图7所示，本实施例中所述三维五轴激光打标装置还包括上层防护罩2，所述上层防护罩2的前面板22上设有升降门组件21及操作面板24，所述上层防护罩顶部还设有三色报警器23，所述三色报警器23通过三种不同颜色指示装置运行、停止或故障状况，以便工作人员对装置工作状态进行监控。
[0055]
本实施例提供的这种三维五轴激光打标装置结构简单，缩减了人工和耗材成本，提高了生产效率，具有极大的应用价值，相较于目前市面上的激光打标机优势日益凸显，可应用于3c电子、汽车、医疗等行业外观件生产，可提升制造工艺，更加美观、更加节能环保、提升性价比，对激光加工应用行业来说具有广阔的发展前景。
[0056]
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。