一种自动打标装置及激光加工系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及激光打标技术领域，更具体地，涉及一种自动打标装置及激光加工系统。


背景技术：

[0002]
在钣金加工领域中，一个零件往往需要依次经历切割，冲压，折弯，焊接等多道工序。而不同的零件加工工艺参数和加工程序是不一样的，这就涉及到零件的身份识别问题。大批量生产时，往往是设置好一个零件的加工参数后，连续大批量的加工同一零件。而如今多样化，小批量的钣金加工越来越常见，经常是同一台机器不停地加工着不同的零件。第一种做法是人工切换加工程序，但是这需要机器停机来等待工人切换程序，不能做到连续生产，效率较低；同时当切换次数增加时，人工切换不可避免的会出现程序切换错误，造成工件报废；此外当零件变更频繁时，这也一定程度上增加了工人的劳动强度。另一种做法是将同一种零件一次性加工很多，以免去频繁切换加工程序的麻烦；但这种做法会破坏零部件的齐套性(即后续装配时有些零件数量过多，而有些零件数量不够或者缺失)，影响最终成品的生产；同时这样还会提高库存成本及消化风险。还有一种做法是切割下料后，人工将板材打上或者贴上包含零件信息的标签，一般为二维码，后续加工时通过ccd摄像头扫描标签来识别零件信息，从而自动切换加工程序；但这种做法效率低，劳动强度大，同时也存在人为错误的风险。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型实施例所要解决的技术问题是如何避免板材表面贴标效率低、标签容易贴错的情况。
[0004]
为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种自动打标装置，采用了如下所述的技术方案：
[0005]
一种自动打标装置，包括x轴模组、y轴模组、激光打标装置与控制装置；
[0006]
所述x轴模组与所述y轴模组连接并驱动所述y轴模组进行x向直线往复滑动，所述y轴模组与所述激光打标装置连接并驱动所述激光打标装置进行y向直线往复滑动；所述控制装置分别与所述x轴模组、所述y轴模组、所述激光打标装置电连接，所述控制装置控制所述激光打标装置在x向与y向的移动距离，从而将所述激光打标装置移动到待切割工件位置上方，以对待切割工件表面进行激光打标。
[0007]
进一步的，所述激光打标装置包括安装部、z轴模组、连接部、激光发生器与打标头；
[0008]
所述y轴模组与所述安装部连接并驱动所述安装部进行y向直线往复滑动，所述z轴模组与所述激光发生器均固定于所述安装部上，所述z轴模组与所述连接部连接并驱动所述连接部进行z向直线往复滑动，所述打标头固定于所述连接部上，所述激光发生器与所述打标头通过光纤连接。
[0009]
进一步的，所述激光打标装置还包括测距传感器，所述测距传感器固定于所述连接部上。
[0010]
进一步的，所述x轴模组的数量为两个，两个所述x轴模组相对设置，两个所述x轴模组各自的底面均与立柱连接，两个所述x轴模组分别通过支撑架与所述y轴模组的两端连接。
[0011]
进一步的，所述支撑架包括第一连接板、第二连接板与第三连接板；
[0012]
所述第二连接板的两端分别与所述第一连接板和第二连接板连接，且所述第二连接板与所述第一连接板不相平行，所述第二连接板与所述第三连接板不相平行；所述第一连接板与所述x轴模组连接，所述第三连接板与所述y轴模组连接。
[0013]
进一步的，每一所述x轴模组底面连接的立柱数量包括多个，多个所述立柱分散布置于所述x轴模组的底面。
[0014]
进一步的，所述x轴模组为x向直线电机模组或x向电动缸；
[0015]
当两个所述x轴模组均为x向电动缸时，两个所述x向电动缸通过一个驱动机构驱动。
[0016]
进一步的，所述驱动机构包括电机与同步驱动轴，所述电机与所述同步驱动轴连接并驱动所述同步驱动轴转动，所述同步驱动轴分别与两个所述x向电动缸的驱动皮带轮固定连接，两个所述x向电动缸的滑座在所述电机的作用下同步运动。
[0017]
进一步的，所述y轴模组为y向直线电机模组或y向电动缸。
[0018]
为了解决上述技术问题，本实用新型实施例还提供一种激光加工系统，采用了如下所述的技术方案：
[0019]
一种激光加工系统，包括如上所述的自动打标装置与激光切割机，所述自动打标装置设置于所述激光切割机的工作台上方，以在切割下料前对待切割工件表面进行激光打标。
[0020]
与现有技术相比，本实用新型实施例主要有以下有益效果：
[0021]
本实用新型实施例提供一种自动打标装置及激光加工系统。所述自动打标装置通过x轴模组与y轴模组的配合可以进行x向与y向移动；控制装置控制激光打标装置在x向与y向的移动距离，从而将激光打标装置移动到待切割工件位置上方，对正下方的待切割工件的各个零件的表面进行标刻。当待切割工件上与所有零件对应的表面都完成标刻后，由激光切割机运送到切割区域进行切割，由此切割后的每个零件上均有一个用于身份识别的标识。上述自动打标装置结构简单、操作方便；用于对待切割工件标刻时具有标刻自动化、效率高、标识清晰且能够避免标识出错的优点。
附图说明
[0022]
为了更清楚地说明本实用新型的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]
图1为本实用新型一个实施例的一种自动打标装置的结构示意图；
[0024]
图2为本实用新型另一个实施例的一种自动打标装置的结构示意图；
[0025]
图3为图1的另一角度结构示意图；
[0026]
图4为本实用新型的激光打标装置的结构示意图；
[0027]
图5为本实用新型的一个实施例的待切割工件的零件切割路径示意图。
[0028]
附图标记：
[0029]
100、x轴模组；110、电机；120、同步驱动轴；200、y轴模组；300、激光打标装置；310、激光发生器；311、标识；320、打标头；330、z轴模组；340、安装部；350、连接部；360、测距传感器；400、支撑架；410、第一连接板；420、第二连接板；430、第三连接板；500、立柱；600、激光切割机；610、工作台；620、待切割工件；621、零件。
具体实施方式
[0030]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型；本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本实用新型的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
[0031]
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0032]
实施例1
[0033]
本实用新型实施例提供一种自动打标装置，请参阅图1与图3，所述自动打标装置主要用于对放置在激光切割机600的工作台610上的待切割工件620(如板材等)在切割下料前对其表面打上对应的标识311，例如图案、文字或者符号等，以便于后期折弯、焊接等加工工序时的身份识别。
[0034]
所述自动打标装置包括x轴模组100、y轴模组200、激光打标装置300与控制装置；
[0035]
所述x轴模组100与所述y轴模组200连接并驱动所述y轴模组200进行x向直线往复滑动，所述y轴模组200与所述激光打标装置300连接并驱动所述激光打标装置300进行y向直线往复滑动；所述控制装置分别与所述x轴模组100、所述y轴模组200、所述激光打标装置300电连接，所述控制装置控制所述激光打标装置300在x向与y向的移动距离，从而将所述激光打标装置300移动到待切割工件620位置上方，以对待切割工件620表面进行激光标刻。
[0036]
上述，所述控制装置可以是plc控制器，通过plc控制器控制所述x轴模组100、所述y轴模组200、所述激光打标装置300的运行状态为现有技术，虽然内部涉及到软件，但并未对软件进行改进。
[0037]
可以理解的，所述自动打标装置通过x轴模组100与y轴模组200配合使激光打标装置300可以进行左右(即x向)、前后(即y向)方向移动，使激光打标装置300的使用更加灵活。首先，待切割工件620放置于激光切割机600的工作台610上后，激光切割机600的控制系统首先生成各个零件621的切割路径，如图5所示。控制装置根据预设的切割路径获取待切割工件620的各个零件621的具体位置，控制激光打标装置300在x向与y向的移动距离，从而将激光打标装置300移动到与第一个零件621对应的待切割工件620位置上方，对正下方的待
切割工件620的表面进行标刻，在本实用新型实施例中是在待切割工件620的表面标刻出用于身份识别的二维码，然后控制装置控制激光打标装置300到达与第二个零件621对应的待切割工件620位置上方，对正下方的待切割工件620的表面进行标刻。依次重复以上过程，当待切割工件620上与所有零件621对应的表面都完成标刻形成各自的二维码后，控制装置控制激光打标装置300回到原点位置，标刻完成后的待切割工件620由激光切割机600运送到切割区域进行切割，由此切割后的每个零件621上均有一个用于身份识别的二维码。
[0038]
上述自动打标装置结构简单、操作方便，用于对待切割工件620标刻时具有标刻自动化、效率高、标识311清晰且能够避免标识311出错的优点。
[0039]
此外，为了使激光切割机600能够在对待切割工件620标刻的同时进行切割操作，所述激光切割机600上可以配置两个交换式工作台610，一个工作台610用于运送标刻完成的待切割工件620到切割区域进行切割，另一个工作台610用于对待切割工件620进行标刻，两个工作台610交换进行标刻和运送操作，从而可以使标刻与切割过程可以在同一激光切割机600上同时进行，激光切割机600不需要花费额外的时间等待标刻或者切割。
[0040]
可选的，请参阅图4，所述激光打标装置300包括激光发生器310、打标头320、z轴模组330、安装部340与连接部350；
[0041]
所述y轴模组200与所述安装部340连接并驱动所述安装部340进行y向直线往复滑动，所述z轴模组330与所述激光发生器310均固定于所述安装部340上，所述z轴模组330与所述连接部350连接并驱动所述连接部350进行z向直线往复滑动，所述打标头320固定于所述连接部350上，所述激光发生器310与所述打标头320通过光纤连接。
[0042]
在本实施例中，所述打标头320通过x轴模组100与y轴模组200配合进行x向与y向移动到与零件621对应的待切割工件620位置上方。激光发生器310产生的激光经光纤传导至打标头320内，由打标头320向下发射到待切割工件620表面进行标刻。所述打标头320固定于所述连接部350上，所述z轴模组330与所述连接部350连接，因此所述z轴模组330驱动所述打标头320进行z向直线往复滑动，对所述打标头320与待切割工件620表面的距离进行调节，从而适应于各种不同厚度的待切割工件620的标刻工序，避免打标头320距离待切割工件620的表面过近影响对溅散切割产物质点的驱散能力，或者打标头320距离待切割工件620的表面过远导致动能损失，标刻不清晰的情况。
[0043]
由于待切割工件620自身结构原因，待切割工件620的整体厚度可能不一致或者待切割工件620的表面不平整形成厚度差异，导致打标头320与待切割工件620表面的距离无法保持在一个预设值上，激光落在待切割工件620上的能量会有不一致的能量密度，此时在待切割工件620的表面上会表现出标刻效果不均匀的情况。在本实施例中，请参阅图4，所述激光打标装置300还包括测距传感器360，所述测距传感器360固定于所述连接部350上。通过测距传感器360测量打标头320与待切割工件620表面的距离以进行高度补偿，使得打标头320与待切割工件620的距离保持在同一预设值上，消除由于待切割工件620厚度不一致或者表面不平整形成的厚度差异，避免标刻效果不均匀，提高标刻效果。
[0044]
可选的，请参阅图1，所述x轴模组100的数量为两个，两个所述x轴模组100相对设置，两个所述x轴模组100各自的底面均与立柱500连接，两个所述x轴模组100分别通过支撑架400与所述y轴模组200的两端连接。
[0045]
上述，所述立柱500布置于激光切割机600的工作台610的侧边，从而使两个所述x
轴模组100布置于工作台610的两侧，y轴模组200位于工作台610的上方，使激光打标装置300的活动区域能够完全覆盖位于工作台610上的待切割工件620，激光打标装置300位于工作台610上方从原点方向进行x向、y向移动。在本实施例中，所述激光打标装置300的原点位置位于工作台610的右上角处，当待切割工件620上与所有零件621对应的表面都标刻完成后，控制装置控制激光打标装置300回到右上角处。
[0046]
可选的，每一所述x轴模组100底面连接的立柱500数量包括多个，例如可以是两个、三个或者四个等，在此不做具体的限制，多个所述立柱500分散布置于所述x轴模组100的底面。
[0047]
在本实施例中，每一所述x轴模组100底面连接的立柱500数量为三个，三个所述立柱500均匀布置于所述x轴模组100的底面，对x轴模组100形成稳固支撑。
[0048]
通过两个x轴模组100与y轴模组200的两端连接，使y轴模组200受力平衡，滑动更加稳定，保证与y轴模组200连接的激光打标装置300能够平稳滑动。当然，在其他实施例中，所述x轴模组100的数量可以是三个、四个等，具体可以根据实际需要进行设置，在此不做特别的限制。
[0049]
可选的，请参阅图3，所述支撑架400包括第一连接板410、第二连接板420与第三连接板430；所述第二连接板420的两端分别与所述第一连接板410和第二连接板420连接，且所述第二连接板420与所述第一连接板410不相平行，所述第二连接板420与所述第三连接板430不相平行；所述第一连接板410与所述x轴模组100连接，所述第三连接板430与所述y轴模组200连接。所述支撑架400使y轴模组200能够与工作台610保持一定的距离，使激光打标装置300具有较好的活动空间。此外，支撑架400结构简单、安装方便，能够对y轴模组200形成良好的支撑作用。
[0050]
可选的，所述第一连接板410与第三连接板430平行设置且朝向相反，使得所述支撑架400呈近似“z”形结构。
[0051]
可选的，请参阅图1，所述x轴模组100为x向直线电机模组。
[0052]
可选的，所述y轴模组200为y向直线电机模组。
[0053]
可以理解的，直线电机模组结构简单，移动速度快，不需要经过中间转换机构而直接产生直线运动，运动惯量减少，动态响应性能和定位精度高。
[0054]
可选的，所述x轴模组100为x向电动缸。
[0055]
上述，当两个x轴模组100均为x向电动缸时，可以通过各自x向电动缸的电动机驱动，也可以两个x向电动缸通过一个驱动机构驱动。
[0056]
在本实施例中，两个x向电动缸通过一个驱动机构驱动；请参阅图2，所述驱动机构包括电机110与同步驱动轴120，所述电机110与所述同步驱动轴120连接并驱动所述同步驱动轴120转动，所述同步驱动轴120分别与两个所述x向电动缸的驱动皮带轮固定连接，两个所述x向电动缸的滑座在所述电机110的作用下同步运动。
[0057]
上述，两个x向电动缸通过一个驱动机构驱动，便于保证两个x向电动缸的滑座能够同步运动，实现y轴模组200的两端在x轴模组100上同步滑动，进而实现激光打标装置300在x向上平稳运动。
[0058]
可选的，所述y轴模组200为y向电动缸。
[0059]
可选的，所述z轴模组330为z向电动缸。
[0060]
电动缸是将伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品，将伺服电机的旋转运动转换成直线运动，从而带动负载进行直线运动。
[0061]
实施例2
[0062]
一种激光加工系统，包括如实施例1所述的自动打标装置与激光切割机600，所述自动打标装置设置于所述激光切割机600的工作台610上方，以在切割下料前对待切割工件620表面进行激光打标。
[0063]
显然，以上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，附图中给出了本实用新型的较佳实施例，但并不限制本实用新型的专利范围。本实用新型可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。