铝锭激光打标专用自动定位机构的制作方法
【专利摘要】铝锭激光打标专用自动定位机构，有一个固定部件机架（1）和能够相对固定部件上下和前后移动的纵向滑轨（4）、横向滑轨（7），机架下方安装有气缸（2），气缸（2）通过气缸连接头与纵向滑轨（4）上的滑块连接，纵向滑轨（4）上的滑块通过螺栓连接安装有悬臂梁（10），悬臂梁（10）与活动支架（6）后端通过弹簧（9）连接，位于活动支架（6）前端的万向接头（13）与悬臂梁（10）的前端通过轴连接，活动支架（6）上装有横向滑轨（7），横向气缸（5）安装在横向导轨（7）上，横向气缸（5）通过气缸连接头（12）与滑块连接，横向滑轨（7）上的滑块固定有固定板（11），固定板上安装有转套（8）和激光扫描头（3）。
【专利说明】f吕I/E激光打标专用自动定位机构
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铝锭自动激光打标设备。
【背景技术】
[0002] 目前在大多数电解铝生产企业中，给铝锭打标的方式主要包括人工粘贴标识、喷 码式打标、气动式打标这三种。在铝锭称量、打包、粘贴标识的过程中，采用将铝锭信息打印 在铜版纸上，再进行人工粘贴，费时费力且容易出错。喷码式打标字体精细度低，只能打印 大的字体，无法打印过多信息内容，且存在喷墨成本损耗，打印标签容易随时间消逝。气动 式打标是计算机控制打印针在Χ、γ二维平面内按一定轨迹运动的同时，打印针在压缩空气 作用下做高频冲击运动，在铝锭上打印出有一定深度的标记，如果气动打标日均打印字符 过多，则设备容易故障，无法满足生产需求，且气动打标字体不够精美并存在针头损耗。随 着铝锭生产速度越来越快，对打印字符的数量要求越来越多，且字符的美观度要求越来越 高，无人化值守的在线激光自动打标设备是发展的必然趋势。
[0003] 铝锭被打标平面为成垛铝锭最上层铝锭的侧斜面，具有一定得倾角。
[0004] 铝锭垛在成品运输机上运动，铝锭垛之间存在位置误差，因此可能出现以下三种 定位误差： (1) 铝锭顶部水平倾斜(铝锭垛沿Ζ轴旋转偏移）； (2) 铝锭侧面垂直倾斜(铝锭垛沿Υ轴旋转偏移）； (3) 铝锭实际位置平行于传送机偏移(铝锭垛沿Υ轴和Ζ轴偏移)。
[0005] 激光打标设备属于精密仪器，激光需经聚焦镜头打印表面形成标记，在打标过程 中对于激光聚焦镜头定位要求严格，要求激光聚焦镜头与被打标平面垂直，且镜头与打标 平面的距离保持为：焦距± 1mm。铝锭在生产线上运动，无法装夹，且成垛铝锭存在以上三 种偏斜导致铝锭表面无法定位，激光无法聚焦，导致标刻无法完成。目前中国市场上还未出 现以上自动定位机构。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种铝锭激光打标专用自动定位机构。
[0007] 本发明是铝锭激光打标专用自动定位机构，有一个固定部件机架1和能够相对固 定部件上下和前后移动的纵向滑轨4、横向滑轨7,机架下方安装有推动纵向滑轨4移动的 气缸2,气缸2通过气缸连接头与纵向滑轨4上的滑块连接，推动纵向滑轨4上的滑块上下 移动，纵向滑轨4上的滑块通过螺栓连接安装有悬臂梁10,悬臂梁10与活动支架6后端通 过弹簧9连接，位于活动支架6前端的万向接头13与悬臂梁10的前端通过轴连接，活动支 架6上装有横向滑轨7,横向气缸5安装在横向导轨7上，横向气缸5通过气缸连接头12与 滑块连接，横向滑轨7上的滑块固定有固定板11，固定板上安装有转套8和激光头3。
[0008] 本发明的优点是：结构简单，易于控制，可通过活动支架前端的万向接头和尾部的 弹簧自动调整位姿角度，以及通过固定板上的转套的旋转定位角度位置，定位准确，提高了 生产效率，为铝锭生产线的高速持续生产提供了保证。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1是该发明的机构主视图，图2是右视图，图3是俯视图，附图标记及对应名称 为：机架1，气缸2,激光扫描头3,纵向滑轨4,横向气缸5,活动支架6,横向滑轨7,转套8， 弹簧9,悬臂梁10,固定板11，气缸连接头12,万向接头13。
【具体实施方式】
[0010] 如图1、图2、图3所示，本发明是铝锭激光打标专用自动定位机构，有一个固定部 件机架1和能够相对固定部件上下和前后移动的纵向滑轨4、横向滑轨7,机架下方安装有 推动纵向滑轨4移动的气缸2,气缸2通过气缸连接头与纵向滑轨4上的滑块连接，推动纵 向滑轨4上的滑块上下移动，纵向滑轨4上的滑块通过螺栓连接安装有悬臂梁10,悬臂梁 10与活动支架6后端通过弹簧9连接，位于活动支架6前端的万向接头13与悬臂梁10的 前端通过轴连接，活动支架6上装有横向滑轨7,横向气缸5安装在横向导轨7上，横向气缸 5通过气缸连接头12与滑块连接，横向滑轨7上的滑块固定有固定板11，固定板上安装有 转套8和激光扫描头3。
[0011] 本发明用于成垛铝锭的激光打标专用自动定位，整个机构包括固定部件机架、悬 臂梁和可相对固定部件上下和前后移动的滑轨。所述的固定部件主要由机架1和悬臂梁10 组成。上下和前后移动的滑轨是由气缸作为动力源驱动其移动，主要用于定位用的激光扫 描头3的高度和前后的位置。气缸2推动悬臂梁10在纵向滑轨4上下移动，横向滑轨7上 有活动支架6、弹簧9和激光扫描头的固定板11，活动支架6的前端由一个万向接头13构 成，活动支架6的尾端通过弹簧9和悬臂梁10连接在一起，可以在一定范围内调整任意角 度，方便自动定位。激光扫描头3与转套8安装在固定板11上，保持位置相对固定。
[0012] 如图1、图2、图3所示，当被打标铝锭垛到达指定工位，自动定位机构开始工作，通 过自动控制系统驱动上下移动的气缸2带动悬臂梁10、横向滑轨7、激光扫描头3向下运 动，当活动支架6前端的万向接头13碰撞铝锭垛的上表面，万向接头13自动调整角度，使 万向接头13的下表面与成垛铝锭上表面完全贴附，保证活动支架6与成垛铝锭垂直，这时 机构定位了成垛铝锭的高度和位姿角度，机构向下的运动停止。然后控制前后移动的横向 气缸5带动固定板11以及激光扫描头3向前运动，当转套8碰撞到铝锭垛的侧表面时，自 动旋转调整左右角度，使两个转套8完全贴附铝锭打标侧表面，保证激光扫描头发出的光 线与打标侧表面垂直，激光扫描头3向前运动停止。计算机控制激光头开始打标，打标完成 之后，机构恢复到初始位置。
【权利要求】
1. 铝锭激光打标专用自动定位机构，其特征在于有一个固定部件机架（1)和能够相 对固定部件上下和前后移动的纵向滑轨（4)、横向滑轨（7)，机架下方安装有推动纵向滑轨 (4)移动的气缸（2)，气缸（2)通过气缸连接头与纵向滑轨（4)上的滑块连接，推动纵向滑 轨（4)上的滑块上下移动，纵向滑轨（4)上的滑块通过螺栓连接安装有悬臂梁（10)，悬臂梁 (10)与活动支架（6)后端通过弹簧（9)连接，位于活动支架（6)前端的万向接头（13)与悬 臂梁（10)的前端通过轴连接，活动支架（6)上装有横向滑轨（7)，横向气缸（5)安装在横向 导轨（7)上，横向气缸（5)通过气缸连接头（12)与滑块连接，横向滑轨（7)上的滑块固定有 固定板（11)，固定板上安装有转套（8)和激光扫描头（3)。
2. 根据权利要求1所述的铝锭激光打标专用自动定位机构，其特征是活动支架（6)的 尾端通过弹簧（9)与悬臂梁（10)连接，能够任意调整激光头的位姿角度，使激光扫描头（3) 能够自动定位。
3. 根据权利要求1所述的铝锭激光打标专用自动定位机构，其特征是：激光扫描头（3) 与转套（8)安装在固定板（11)上，固定板（11)安装在活动支架（6)上，激光扫描头（3)与 转套（8)始终保持相对位置固定；转套（8)能够绕轴旋转，使激光扫描头（3)与被打标侧面 垂直定位。
【文档编号】B41J11/00GK104057720SQ201410303495
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】李建华, 赵伟平, 芮执元, 冯瑞成, 雷春丽, 郭俊峰, 刘军, 任丽娜, 陈敏泽 申请人:兰州理工大学, 兰州爱赛特机电科技有限公司