专利名称：激光标刻刀具编码时的可换位夹具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种激光标刻机上使用的夹具装置，具体地说，涉及一种是在刀具柱面和端部平面两种不同位置下用激光标刻刀具编码时的可换位夹具。
背景技术：
传统的卡片式刀具库房管理效率低、易出错、难以准确统计，从而导致刀具采购的 滞后或堆积，影响生产进度。而采用激光标刻机对每一把刀具标刻二维条码和明码，通过识 读设备读取刀具二维条码信息，并以明码信息辅助对刀具进行全生命周期跟踪，提高了刀 具的管理效率。目前，采用激光标刻机对电子类产品、铭牌等商品进行标刻所采用的夹具结构 形式较多，大多为有针对性的专用夹具，且均在商品一个表面进行标刻。在发明专利CN 200928486Y中公开了一种激光打标机旋转夹具，所描述的旋转夹具只是针对锂电池一个平 面进行标刻；在中国发明专利CN2550117Y描述过一种只针对弯管圆弧面进行标刻的激光 标刻机夹具；而同时在一个商品的两个不同面上进行激光标刻编码的夹具，在公开文献中 尚未见到。采用激光标刻刀具时，由于刀具可标刻面积、二维条码标刻区域的限制，必需将明 码和二维条码分别标刻在刀具柱面和端部平面上。就其目前技术条件，只能分两次标刻进 行，这样就需要两次装夹，分别设置标刻内容，分别对焦才能完成，效率较低，且容易出现同 一把刀具上明码和二维条码的内容不匹配的错误。基于上述思考，如果在一次装夹后，通过 夹具自身的简单操作将明码和二维条码分别标刻在刀具的柱面和端部平面，即可保证其标 刻信息的一致性。现有技术对刀具进行明码和二维条码的标刻，效率低，容易出现标刻错误。据相关 人员统计，操作人员装夹、对焦等辅助操作时间占总标刻时间的86%左右，操作人员工作量 较大，且由于人工频繁对焦的不稳定性，使二维条码标刻的质量受到影响，从而导致后续条 码读取的困难，甚至无法读出。本发明设计了一种通过一次装夹就可以同时在刀具的柱面 和端部平面两个不同工位下分别标刻明码和二维条码，针对同规格刀具只需一次对焦就可 以完成该批刀具标刻的夹具。从而达到提高工作效率，减少标刻错误，增强二维条码质量的 目的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能满足不同规格刀具在一次装夹的前提下， 在两个不同工位转换时能够分别完成刀具柱面明码和刀具端面二维条码的用激光标刻刀 具编码时的可换位夹具。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是该可换位夹具的夹紧部位要适应直 径不同的刀具，且需要固定装置来保证夹紧后在两个不同工位下刀具标刻面，柱面最高处 或端面均处于水平，即与激光镜头平行，与激光束垂直。只有保证标刻面的水平状态，才能确保激光标刻出的二维条码或明码图案清晰、深度均勻，从而确保识读设备的识读效果良 好。要分别标刻明码和二维条码，就需要旋转装置将刀具从在柱面标刻明码的水平工 位转换成在端面标刻二维条码的垂直工位；转换工位后要保证刀具端面和转换工位前刀具柱面最高处在同一高度，就需要刀 具端面的对焦参考面可调。对同一类刀具，按照刀具直径大小根据标尺上的标刻线调节好 对焦参考面位置并固定。在装夹刀具时，刀具端面只要靠紧对焦参考面并夹紧，就可达到转 换工位后刀具端面和转换工位前刀具柱面最高处在同一高度的要求。转换工位前后要保证在刀具柱面的明码标刻位置和在刀具端面的二维条码标刻 位置处于同一高度上相同范围内，即转换工位前后，不需要调节激光头的位置就可分别在 刀具柱面和端面上标刻明码和二维条码，特别需要一个标刻位置基准线，如图10、图11所 示，标刻位置基准线L与第二工位刀具轴线L2处于同一平面内，且保证从第一工位绕旋转 轴轴心b旋转至第二工位前后，激光标刻点a分别处于刀具柱面最高处和刀具端面。在对焦 时，将激光束焦点调节至刀具柱面最高处，且与底座上标刻位置基准线沿前后方向上对齐， 从而确保转换工位前后，激光束的位置均落在刀具柱面和刀具端面的相应标刻范围内。由于不同型号激光标刻机工作台上螺纹孔间距不同，需要将固定部位设计成0型 定位孔，以适应任意激光标刻机。激光标刻刀具编码时的可换位夹具由底座、左旋转件、标尺、左V型夹紧块、右V型 夹紧块、旋转轴、卡环、右旋转件、螺杆及部分标准件组成。所述底座结构其底板中间镂空，两侧有通过垫圈和内六角螺母将整个夹具固定于 工作台上的0型定位孔。其左、右侧板上有90°圆弧状槽作为转换工位时左旋转件和右旋 转件转动的导槽，并起到在终点位置的定位作用。在圆弧的中心位置有用来固定旋转轴的 光孔。右侧板90°圆弧槽顶端右后方有用来固定卡环的螺纹孔。其左侧板顶端平面上有标 刻基准线L，作为激光束在前、后方向上调节的基准。所述左旋转件，其六角结构一端中心向外有一段圆柱结构，另一端中心向内有沉 头孔，圆柱结构中心为穿透的螺纹孔。沉头孔和螺纹孔用来放置内六角螺钉，将左旋转件与 左V型夹紧块连接。底端同样有螺纹孔，用来和旋转轴连接。左V型夹紧块的一端为V型结构，与V型结构相对的另一端中心有螺纹孔，通过内 六角螺钉和左旋转件连接。其结构中心有长方形通孔，放置标尺，通孔中心上方有螺纹孔， 通过螺钉固定标尺。右V型夹紧块的一端为V型结构，另一端有一个与螺杆连接的螺纹孔。旋转轴的 两端有轴肩及螺纹。卡环的一端为开口环，另一端为光孔。所述右旋转件的下端有固定于旋转轴上的螺纹孔，上端有圆柱结构及螺纹孔。旋 转轴穿过底座侧板上90°圆弧中心的光孔，左旋转件和右旋转件分别通过螺母固定于旋转 轴上，且左、右旋转件上的圆柱结构置于底座上90°圆弧槽中。左V型夹紧块通过内六角螺钉固定于左旋转件上。右V型夹紧块通过螺杆和六角 螺母固定于右旋转件上，通过六角螺母的调节可以带动螺杆，同时带动右V型夹紧块左右 移动来夹紧刀具。V型夹紧块大小根据所要标刻刀具的直径大小范围确定。标尺结构为L型，其中长板内侧面距标尺端面固定距离处有刻度线，用来度量对焦参考面调节距离。标尺通过螺钉固定于左V型夹紧块上。装夹刀具时，根据刀具半径大小以左V型夹紧块内侧面为基准将标尺按刻度调节到相应位置，然后通过螺钉固定紧，即 可装夹刀具。在转换工位后则不需要重新对焦就可以标刻。卡环由内六角花型圆柱头螺钉 和六角螺母固定于底座右侧板上，当夹紧装置处于刀具水平放置的工位时，将卡环卡在右 旋转件上，并通过六角螺母锁紧，以达到定位的目的。转换工位时，松动锁紧螺母并将卡环 从右旋转件上卸下即可。本发明对刀具在柱面标刻明码和端面标刻二维条码的激光标刻效率有很大提高， 减少了操作人员装夹、对焦时的工作量，提高了二维条码质量，从而提高了条码识读效率和 正确率，同时避免了同一把刀具上明码和二维条码内容不一致的错误。传统的激光标刻方 式，在装夹、对焦等辅助时间大约占总时间的86%左右，明码和二维条码不一致的错误率 为6%左右，而采用本发明激光标刻刀具编码时的可换位夹具以后，可以使辅助时间减少到 50%左右，错误率减少为零。而对于大批量同等规格刀具标刻，效果更加明显。
下面结合附图对本发明激光标刻刀具编码时的可换位夹具作进一步详细的说明。图1为本发明激光标刻刀具编码时的可换位夹具结构示意图。图2为图1所示激光标刻刀具编码时的可换位夹具结构右侧示意图。图3为本发明激光标刻刀具编码时的可换位夹具的底座示意图。图4为本发明激光标刻刀具编码时的可换位夹具的左旋转件示意图。图5为本发明激光标刻刀具编码时的可换位夹具的标尺示图。图6为本发明激光标刻刀具编码时的可换位夹具的左V型夹紧块示意图。图7为本发明激光标刻刀具编码时的可换位夹具的右V型夹紧块示意图。图8为本发明激光标刻刀具编码时的可换位夹具的卡环示意图。图9为本发明激光标刻刀具编码时的可换位夹具的右旋转件示意图。图10为本发明第一工位标刻位置示意图。图11为本发明第二工位标刻位置示意图。1.底座 2.左旋转件 3.标尺 4.左V型夹紧块5.右V型夹紧块 6.旋转轴 7.卡环 8.右旋转件 9.螺杆
具体实施例方式所述底座1结构如图3所示，其底板中间镂空，两侧各有通过垫圈和内六角螺母将 整个夹具固定于工作台上的0型定位孔。其左侧板和右侧板上设置有相互对称的90°圆弧 状槽作为转换工位时左旋转件2和右旋转件8转动的导槽，并起到在终点位置的定位作用。 在圆弧的圆心位置设有用来固定旋转轴6的光孔。右侧板90°圆弧槽顶端右后方设置有用 来固定卡环7的螺纹孔。其左侧板顶端平面上标刻有基准线L，作为激光束在前、后方向上 调节的基准。图4所示是本发明结构中的左旋转件2，其六角结构一端中心向外有一段圆柱结 构，另一端中心向内有沉头孔，圆柱结构中心为穿透的螺纹孔。沉头孔和螺纹孔用来放置内 六角螺钉，将左旋转件2与左V型夹紧块4连接。底端部同样亦有一螺纹孔，用来和旋转轴6连接。如图5所示，所述标尺3的结构为L型，其中标尺长板内侧面A距标尺端面固定距 离处标有刻度线用来度量对焦参考面调节距离。所述左V型夹紧块4结构如图6所示，其一端为V型结构，与V型结构相对的另一 端中心有螺纹孔，通过内六角螺钉和左旋转结构连接。在左V型夹紧块4中心有一长方形 通孔，放置标尺，通孔中心上方有一螺纹孔，通过螺钉固定标尺。图7所展示的是本发明激光标刻刀具编码时的可换位夹具的右V型夹紧块5，其结 构的一端为V型结构，与V型结构相对的另一端中心有螺纹孔与螺杆9相连接。所述旋转轴6的结构，其两端有轴肩及螺纹。旋转轴6穿过底座侧板上90°圆弧 中心的光孔，左旋转件2和右旋转件8分别通过螺母固定于旋转轴6上。卡环7结构如图8所示，其一端为开口环，另一端为有一光孔。由内六角花型圆柱 头螺钉和六角螺母固定于底座右側板上。当夹紧装置处于刀具水平放置的工位时，将卡环7 卡在右旋转件8上，并通过六角螺母锁紧，以达到定位的目的。转换工位时，松动锁紧螺母 将卡环7从右旋转件上卸下即可。图9所示是本发明激光标刻刀具编码时的可换位夹具的右旋转件。所述右旋转件 8的下端与旋转轴6固定连接，上端中心向外有一圆柱段结构及螺纹孔，上端的另一侧面有 与圆柱段结构同轴的带孔的耳槽与螺杆9连接。如图10、图11为标刻明码和二维条码时将刀具从在柱面标刻明码的水平工位(第 一工位标刻位置)转换成在端面标刻二维条码的垂直工位(第二工位标刻位置)原理图。转换工位前后要保证在刀具柱面的明码标刻位置和在刀具端面的二维条码标刻 位置处于同一高度上相同范围内，即转换工位前后，不需要调节激光头的位置就可分别在 刀具柱面和端面上标刻明码和二维条码，特别需要一个标刻位置基准线，其位置如原理图 所示，标刻位置基准线L与第二工位刀具轴线L2处于同一平面内，且保证从第一工位绕旋 转轴6轴心b旋转至第二工位前后，激光标刻点a分别处于刀具柱面最高处和刀具端面。在 对焦时，将激光束焦点调节至刀具柱面最高处，且与底座1上标刻位置基准线沿前后方向 上对齐，从而确保转换工位前后，激光束的位置均落在刀具柱面和刀具端面的相应标刻范 围内。装配步骤及方法图1、图2所示为本发明激光标刻刀具编码时的可换位夹具结构示意图。首先将标 尺3用开槽盘头螺钉固定于左V型夹紧块4上，将旋转轴6放入底座1上的轴孔中，将左旋 转件2和右旋转件8分别套在旋转轴6两端，且左旋转件2和右旋转件8上的圆柱结构部 分位于底座側板上90°圆弧槽中，然后用两个六角锁紧螺母将左旋转件2和右旋转件8分 别固定在旋转轴6上。将另外一个六角螺母放在已经装配在底座1上的右旋转件8带孔的 耳槽处，将螺杆9从右侧旋进六角螺母并通过右旋转件8圆柱结构的内螺纹孔，将右V型夹 紧块5通过其螺纹孔和螺杆9连接。再将带有标尺3的左V型夹紧块4用内六角螺钉固定 于已经装配在底座上的左旋转件2上。然后将卡环7用内六角花型圆柱头螺钉和六角螺母固定于底座上。最后，将已经装配好的激光标刻刀具编码时的可换位夹具通过一对内六角螺钉和 平垫圈固定于激光标刻机工作台上，即完成装配。
在直径为IOmm的刀具上标刻明码和二维条码的操作实施方式夹紧装置处于底座側板上90°圆弧槽的上工位，且将卡环7扣在右旋转件8上，通过旋转六角螺母固定。如图6所示拧松用来固定标尺3的开槽盘头螺钉，将标尺3移动到左V型夹紧块 4内侧面B与标尺3刻度线5即标刻半径为5mm的刀具对齐的地方，拧紧开槽盘头螺钉，固 定好标尺3，对同规格刀具以后不需要再做这一步。如图5所示，将半径为5mm的刀具端面靠紧标尺端面，通过旋转六角螺母带动螺杆 9及右V型夹紧块5向左移动来夹紧刀具。如图3所示调节激光标刻机工作台的高度，使激光束焦点正好处于刀具柱面最高 处，且与底座左側板上标刻位置基准线L沿前后方向上对齐，固定激光标刻机工作台高度， 对同规格刀具以后不需要再做这一步。在刀具柱面标刻明码。标刻结束后，打开卡环7，将左旋转件2及右旋转件8沿底座上90°圆弧槽旋转至 第二标刻工位，在刀具端面标刻二维条码。旋转螺杆9上的六角螺母带动螺杆9及右V型夹紧块5向右移动，然后卸下刀具。转动左旋转件2和右旋转件8带动左V型夹紧块4及右V型夹紧块5沿底座側板 上90°圆弧槽转动90°，使夹紧装置处于上工位，如图1和图2所示的初始位置。重新按以上步骤进行其它刀具标刻。
权利要求
一种激光标刻刀具编码时的可换位夹具，包括底座、左右V型夹紧块、左右旋转件、旋转轴和卡环，其特征在于所述的底座(1)底板中间镂空，其左、右侧板上设置有相互对称的90°圆弧状槽作为转换工位时左旋转件(2)和右旋转件(8)转动的导槽，并起到在终点位置的定位作用，在圆弧的圆心位置设有固定旋转轴(6)的光孔，右侧板圆弧槽顶端右后方设置有固定卡环(7)的螺纹孔，左侧板顶端平面上标刻有基准线L，作为激光束在前、后方向上调节的基准。
2.根据权利要求1所述的激光标刻刀具编码时的可换位夹具，其特征在于所述的左 V型夹紧块(4) 一端为V型结构，与V型结构相对的另一端中心有螺纹孔，通过内六角螺钉 和左旋转结构连接，左V型夹紧块(4)中心设有长方形通孔置放标尺(3)，通孔中心上方有 一螺纹孔由螺钉固定标尺(3)。
3.根据权利要求1所述的激光标刻刀具编码时的可换位夹具，其特征在于所述的右V 型夹紧块(5) —端为V型结构，与V型结构相对的另一端中心有螺纹孔与螺杆(9)连接。
4.根据权利要求1所述的激光标刻刀具编码时的可换位夹具，其特征在于所述的左 旋转件(2)的六角结构一端中心向外有一圆柱段，圆柱段中心为穿透的螺纹孔，另一端中 心向内有沉头孔，沉头孔和螺纹孔用来放置内六角螺钉，将左旋转件(2)与左V型夹紧块 (4)连接，底端部亦有一螺纹孔和旋转轴(6)连接。
5.根据权利要求1所述的激光标刻刀具编码时的可换位夹具，其特征在于所述右旋 转件(8)的下端与旋转轴(6)固定连接，上端中心向外有一圆柱段结构及螺纹孔，上端的另 一侧面有与圆柱段结构同轴的带孔的耳槽与螺杆(9)连接。
6.根据权利要求1所述的激光标刻刀具编码时的可换位夹具，其特征在于所述的卡 环(7) —端为开口环，另一端有一光孔，由内六角花型圆柱头螺钉和六角螺母固定于底座 右侧板上，当夹紧装置处于刀具水平放置的工位时，将卡环(7)卡在右旋转件(8)上，通过 六角螺母锁紧定位。
全文摘要
本发明公开了一种激光标刻刀具编码时的可换位夹具。它包括底座，左、右V型夹紧块，左、右旋转件，旋转轴和卡环；该夹具通过一次装夹就可以同时在刀具的柱面和端部平面两个不同工位下分别标刻明码和二维条码，针对同规格刀具只需一次对焦就可以完成该批刀具标刻，减少了操作人员装夹、对焦时的工作量，提高了二维条码质量，提高了条码识读效率和正确率，避免了同一把刀具上明码和二维条码内容不一致的错误。采用本发明激光标刻刀具编码时的可换位夹具，可使辅助时间减少到50％左右，错误率减少为零。而对于大批量同等规格刀具标刻，效果更加明显。
文档编号B41J3/407GK101804743SQ201010127759
公开日2010年8月18日 申请日期2010年3月18日 优先权日2010年3月18日
发明者何卫平, 张维, 王红宵, 解志锋, 雷蕾 申请人:西北工业大学