专利名称：中外文气瓶激光打标机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种打标机，尤其是涉及一种能够在各种自由曲面上特别
是气瓶上实现快速、连续打标且可靠性好的中外文激光打标机。技术背景
气瓶属特殊高压容器，国家对气瓶产品的标记要求十分严格，因为其涉及防爆、安全检测和产品质量控制等。气瓶标记的特点是1、必须在气瓶圆周圆弧面上标记；2、字符数量多， 一般在50 130个左右字符；3、标记内容复杂，多为中外文、商标及特殊字符混合编辑，需电子表格及数据库调用；4、刻印参数要求高刻印线宽》lmm，刻印深度》0.5mm; 5、要求刻印的字符清晰美观，深度一致，字符无毛刺；6、气瓶批量生产时表面外形尺寸有士3mm 土5mm的公差，要求能在线批量生产，保证每支气瓶的标记都达到质量要求。
基于以上要求，普通的激光标记技术无法实现气瓶的标记，满足气瓶批量生产中标记参数的特殊要求，而现有使用的气瓶标记工艺方法主要有
1、钢字头人工打印此种方法由于人难以控制力度等，打出的标记深浅不一，由于需要刻印的气瓶较多，因此劳动强度大，且人工打印效率低；2、 钢字头冲压和滚压打印此种方法的采用的打印机构复杂，而字符是千 变万化的，因此换字头和压力的大小控制均无法解决，况且由于气瓶瓶口经过 淬火后硬度大，因此字头容易损坏，造价贵；
3、 气动机械打标此种方式可用计算机编程，但是存在钢针细，压力不够 等缺陷，且钢针为点接触，会出现麻点，喷涂后字符不清晰。
以上的方法或者机构均无法满足气瓶标记的工艺要求，难以达到清晰美观 的字符和完善方便的字符编辑调用，难以达到符合要求的标记工艺，无法实现 自动化程度高和使用方便等特点。 实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种中外文气瓶激光打标机，它可根据气瓶的圆 周圆弧面左右转动、前后移动扫描实现激光打标。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是设计一种中外文气瓶激光打 标机，包括万能升降工作台，在该万能升降工作台上装有升降横臂，其要点是: 在所述升降横臂上垂直连接有槽钢，在该槽钢前端设有调整手轮，在所述槽钢 后部装有激光发生器，前部设有通光筒，在该通光筒后部套装有左右偏转调整 机构实现转动，该通光筒前部固定有俯/仰角度调节机构实现水上下摆动，并在 所述通光筒前端装有激光扫描机架，在所述激光扫描机架上设有激光方向扫描 机构和聚焦机构，所述聚焦机构位于激光方向扫描机构前方，在该激光方向扫 描机构内上设有2个反光镜片，位于激光方向扫描机构下部的1个反光镜片与 该激光方向扫描机构轴心线垂直，位于激光方向扫描机构上端的1个光学镜片 与该激光方向扫描机构轴心线成45°夹角，在所述调焦机构上端设有1个光学 镜片与该激光方向扫描机构轴心线成45。夹角，在所述调焦机构外端设有测头。本实用新型采用可移动的万能升降工作台作为设备主机，可十分方便适用 于生产现场的灵活布置，将激光发生器等固定在万能升降工作台的升降横臂上， 工作人员可根据打标的需要对升降横臂进行升高或下降，以适应打标或者场地
的要求，而通过对槽钢上的调整手轮进行旋动，可使槽钢在升降横臂上移动； 本实用新型中设置有左右偏转调整机构和俯/仰角度调节机构，左右偏转调整机 构可使通光筒转动，而该通光筒科带动其前端的激光扫描机架左右偏转，在俯/ 仰角度调节机构的作用下，可实现激光扫描机架的角度调整，如此可适用于大 小不同的气瓶的打标，在所述的聚焦机构和激光方向扫描机构上设置光学镜片， 可将激光传输到聚焦机构。以上动作过程均可根据本实用新型在工作过程中在 气瓶上打标的要求进行调节。
上述槽钢前部位于升降横臂上，且用齿牙丝条咬合连接，如此在调整手轮 的调节下，槽钢可在升降横臂移动，使得整个打标机构根据场地或者工作的需 要左右移动。
所述左右偏转调整机构包括第一步进电机、涡轮和蜗杆，所述涡轮套装在 通光筒上，所述涡轮和蜗杆配合组成涡轮蜗杆副，所述蜗杆用第一同步齿形带 与所述第一步进电机转轴相连，当第一步进电机工作时，第一步进电机转轴转 动，在第一同步齿形带的作用下，所述蜗杆转动，由于涡轮和蜗杆相互啮合， 因此通光筒在涡轮的带动下旋转，此时设置在通光筒前部的激光扫描机架就实 现了左右偏转。
所述俯/仰角度调节机构包括调整手柄和调整齿轮，所述调整手柄安装在 所述通光筒上，在靠近通光筒前端连接处的激光扫描机架上固定有调整齿轮， 所述调整手柄上设有传动齿，所述传动齿与调整齿轮啮合。当转动调整手柄时，由于调整手柄上的传动齿与调整齿轮啮合，因此调整齿轮转动，故激光扫描机 架在调整齿轮带动下上下移动，根据调整手柄的旋转方向而实现上下角度的调 整，实现不同大小的气瓶打标需求。
在所述激光扫描机架后端固定有第二步进电机，前端设有带转轴的固定块， 所述第二步进电机与固定块上的转轴用第二同步齿形带相连，所述聚焦机构上 部套在所述激光扫描机架导杆上，该聚焦机构上端固定在所述第二同步齿形带 上，所述激光方向扫描机构靠近所述第二步进电机固定在激光扫描机架上，当 第二步进电机工作时，聚焦机构在第二同步齿形带的带动下在导杆上前后运动， 故而实现实现在打标过程中在气瓶上的前后激光打标。
上述调整手柄由手柄和转轴组成，在所述手柄固定装有转轴，在所述转轴 中部外表面设有传动齿，从而构成螺杆，并与上述的调整齿轮构成转动副。
将本实用新型将第一步进电机和第二步进电机均分别与控制系统相连接， 第一步进电机和第二步进电机采用计算机控制系统进行控制，该控制系统可根 据需要对第一步进电机和第二步进电机的动作进行控制，实现本实用新型的自 动化运转。
本实用新型的原理是激光发生器根据所刻标记的技术要求，在控制系统 中的计算机控制下发出激光脉冲，激光脉冲经光学扫描系统进行方向变化，再 由调焦机构进行激光的聚焦和打标。在计算机或手动的控制下，由激光扫描机 架实现图形和文字的圆周圆弧面扫描，经聚焦后的激光束，以高功率密度作用 于被加工气瓶产品的表面，使金属材料表面溶化或气化，经吹喷排渣后形成清 晰的字符图文，从而实现刻印。本实用新型相比现有技术所产生的有益效果是
1、 本实用新型主要针对气瓶行业对气瓶产品标记要求，而专门设计制造， 本实用新型中的左右偏转、前后扫描等结构、功能均能够满足气瓶圆周圆弧面 的打标要求，性能稳定可靠，可连续22小时工作，能满足2 3班全日制生产 要求；
2、 本实用新型主机采用可移动万能升降工作台，能够比较方便适用于生产 现场的灵活布置，可适应气瓶大小以及生产作业线高度而进行升降调整；
3、 本适应新型采用脉冲激光工艺方式对产品进行标记，能够适应多种金属 材料产品、光洁表面正常标记，还适应粗糙表面，不同工艺流程热前或热处理 后的产品刻印；
4、 本实用新型刻印深度较深， 一般可达0. 2mm 0. 6mm,适应面广，整机运 行成本低，使用寿命比连续激光工艺方式稳定，寿命长，且节能省电，耗材少；
5、 本实用新型性能稳定性和环境适应性好，对工业电网的正常波动，工厂 常规环境有较强的适应性，且调试维修比较方便；
6、 本实用新型采用电脑编程控制，可实现图文、文字，数字混合排列编辑 标识，实现对气瓶上中英文、数字、商标的标记。
图1为本实用新型的主视图2为图1右视图3为图2的A部分放大视图4为图3的B向示意图5为图4的C-C剖视图。上述附图中各编号的意义是l.升降横臂，2.槽钢，3.调整手轮，4.激光 发生器，5.通光筒，6.激光扫描机架。7.激光方向扫描机构，8.调焦机构，9. 测头，IO.齿牙丝条，ll.第一步进电机，12.涡轮，13.蜗杆，14.第一同步齿形 带，15.调整手柄，16.调整齿轮，17.传动齿，18.第二步进电机，19.固定块， 20.第二同步齿形带，21.导杆，22.手柄，23.转轴。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。 请参见图1 图5:所示的一种中外文气瓶激光打标机，由万能升降工作
台、激光发生器4、左右偏转调整机构、俯/仰角度调节机构激光扫描机架6、 激光方向扫描机构7和调焦机构8等组成，在所述万能升降工作台的底座上安 装有立柱，在该立柱上安装有升降丝杆，在所述的立柱和升降丝杆上套装有变 速箱，在该变速箱的一端装有升降电机，另外一端装有升降横臂l，在所述升降 横臂1上垂直连接有槽钢2，所述槽钢2前部位于升降横臂1上，且用齿牙丝条 10与升降横臂1咬合连接，在该槽钢2前端设有调整手轮3，调节该调整手轮3 可使槽钢2在所述的升降横臂1上移动，在所述槽钢2后部装有激光发生器4， 并用罩子将该激光发生器4罩住，在该激光发生器4的前部设有通光筒5，在该 通光筒5后部套装有左右偏转调整机构实现转动，该通光筒5前部固定有俯/仰 角度调节机构实现水上下摆动，并在所述通光筒5前端装有激光扫描机架6，在 所述激光扫描机架6上设有激光方向扫描机构7和聚焦机构8，所述聚焦机构8 位于激光方向扫描机构7前方，在该激光方向扫描机构7内上设有2个反光镜 片，位于激光方向扫描机构7下部的1个反光镜片与该激光方向扫描机构7轴 心线垂直，位于激光方向扫描机构7上端的1个光学镜片与该激光方向调整机构7轴心线成45°夹角，在所述调焦机构8上端设有1个光学镜片与该激光方 向扫描机构7轴心线成45。夹角，在所述调焦机构8外端设有测头9。
请参见图3:上述左右偏转调整机构包括第一步进电机11、涡轮12和蜗 杆13，所述涡轮12套装在通光筒5上，所述涡轮12和蜗杆13配合组成涡轮蜗 杆副，所述蜗杆13用第一同步齿形带14与所述第一步进电机11转轴相连。
请参见图4和图5:上述俯/仰角度调节机构包括调整手柄15和调整齿轮 16，所述调整手柄15安装在所述通光筒5上，该调整手柄15由手柄22和转轴 23组成，在所述手柄22固定装有转轴23,在所述转轴23中部外表面设有传动 齿17，在靠近通光筒5前端连接处的激光扫描机架上固定有调整齿轮16，该调 整齿轮16通过4颗螺钉固定在激光扫描机架上，所述传动齿17与调整齿轮16 啮合。
在图3中还可以看出在所述激光扫描机架6后端固定有第二步进电机18， 前端设有带转轴的固定块19，所述第二步进电机18与固定块19上的转轴用第 二同步齿形带20相连，所述聚焦机构8上部套在所述激光扫描机架6导杆21 上，该聚焦机构8上端固定在所述第二同步齿形带20上，所述激光方向扫描机 构7靠近所述第二步进电机18固定在激光扫描机架6上。本实用新型的工作过程是这样的本实用新型工作前，1、将本实用新型与 电气控制系统、驱动控制系统、计算机控制系统以及全自动控温冷却系统相连; 2、根据场地的需要转动调整手轮3，可使槽钢2在升降横臂l上移动，该升降 橫臂1移动可带动其前端的激光扫描机架6移动，由此可因地而安装设备。工 作过程中根据气瓶圆弧表面的需要，打标机需要左右偏转和上下摆动，根据 需要，第一步进电机11在控制系统的控制下工作，带动蜗杆13转动，而涡轮 12在蜗杆13的带动下转动，然后通光筒5在涡轮12的转动下按照相同的方向 转动，此时该通光筒5就带动其前端的激光扫描机架6偏转，在第一步进电机 ll的转向不同时，所述激光扫描机架6就可以实现左右偏转；需要激光扫描机 架6上下摆动时，可转动调整手柄15，转动的调整手柄15可将力传给调整齿轮 16，所述调整齿轮16按照不同方向转动时，可使激光扫描机架6上下角度调整; 在需要在气瓶上前后打标时，就需要打标机移动，此时，第二步进电机18工作， 在控制系统的控制下，第二步进电机18上的第二同步齿形带20移动，在第二 同步齿形带20的带动下，聚焦机构8在导杆21上前后移动，根据以上动作过 程即可实现打标机在气瓶圆弧弧面上的打标。
权利要求1、一种中外文气瓶激光打标机，包括万能升降工作台，在该万能升降工作台上装有升降横臂(1)，其特征在于在所述升降横臂(1)上垂直连接有槽钢(2)，在该槽钢(2)前端设有调整手轮(3)，在所述槽钢(2)后部装有激光发生器(4)，前部设有通光筒(5)，在该通光筒(5)后部套装有左右偏转调整机构实现转动，该通光筒(5)前部固定有俯/仰角度调节机构实现角度调节，并在所述通光筒(5)前端装有激光扫描机架(6)，在所述激光扫描机架(6)上设有激光方向扫描机构(7)和聚焦机构(8)，所述聚焦机构(8)位于激光方向扫描机构(7)前方，在该激光方向扫描机构(7)内上设有2个反光镜片，位于激光方向扫描机构(7)下部的1个反光镜片与该激光方向扫描机构(7)轴心线垂直，位于激光方向扫描机构(7)上端的1个光学镜片与该激光方向扫描机构(7)轴心线成45°夹角，在所述调焦机构(8)上端设有1个光学镜片与该激光方向扫描机构(7)轴心线成45°夹角，在所述调焦机构(8)外端设有测头(9)。
2、 根据权利要求1所述的中外文气瓶激光打标机，其特征在于所述槽钢(2)前部位于升降横臂(1)上，且用齿牙丝条(10)咬合连接。
3、 根据权利要求1所述的中外文气瓶激光打标机，其特征在于所述左右偏转调整机构包括第一步进电机(11)、涡轮(12)和蜗杆(13)，所述涡轮(12)套装在通光筒(5)上，所述涡轮(12)和蜗杆(13)配合组成涡轮蜗杆副，所述蜗杆(13)用第一同步齿形带(14)与所述第一步进电机(11)转轴相连。
4、根据权利要求l所述的中外文气瓶激光打标机，其特征在于所述俯/仰角度调节机构包括调整手柄(15)和调整齿轮(16),所述调整手柄(15)安装在所述通光筒(5)上，在靠近通光筒(5)前端连接处的激光扫描机架上固定有调整齿轮(16)，所述调整手柄(15)上设有传动齿(17)，所述传动齿(17)与调整齿轮(16)啮合。
5、 根据权利要求l所述的中外文气瓶激光打标机，其特征在于在所述激光扫描机架(6)后端固定有第二步进电机(18)，前端设有带转轴的固定块(19)，所述第二步进电机(18)与固定块(19)上的转轴用第二同步齿形带(20)相连，所述聚焦机构(8)上部套在所述激光扫描机架(6)导杆(21)上，该聚焦机构(8)上端固定在所述第二同步齿形带(20)上，所述激光方向扫描机构(7)靠近所述第二步进电机(18)固定在激光扫描机架(6)上。
6、 根据权利要求4所述的中外文气瓶激光打标机，其特征在于所述调整手柄(15)由手柄(22)和转轴(23)组成，在所述手柄(22)固定装有转轴(23)，在所述转轴(23)中部外表面设有传动齿(17)。
专利摘要本实用新型公开了一种中外文气瓶激光打标机，它包括万能升降工作台，在该万能升降工作台上装有升降横臂，在所述升降横臂上垂直连接有槽钢，在该槽钢前端设有调整手轮，在所述槽钢后部装有激光发生器，前部设有通光筒，在该通光筒后部套装有左右偏转调整机构实现转动，该通光筒前部固定有俯/仰角度调节机构实现水上下角度调整，并在所述通光筒前端装有激光扫描机架，在所述激光扫描机架上设有激光方向扫描机构和聚焦机构，所述聚焦机构位于激光方向扫描机构前方，所述激光方向扫描机构上设有至少3个反光镜片，在所述调焦机构外端设有测头。该中外文气瓶激光打标机可根据气瓶的圆弧弧面左右转动、前后移动打标。
文档编号B41J2/47GK201423806SQ20092012775
公开日2010年3月17日 申请日期2009年6月23日 优先权日2009年6月23日
发明者张大福 申请人:重庆长城激光标志有限公司