一种工业机器人激光打标机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种激光打标机领域，特别涉及一种工业机器人激光打标机。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的不断进步，激光加工技术得到迅猛发展，同时激光打标技术在激光加工领域作为一种新兴的先进制造技术。尤其是近年来计算机技术快速发展，光学器件逐步改进，激光器的可靠性和实用性不断提高等，都极快地促进了激光打标技术的发展，进一步扩大其在各行业领域的应用前景。激光打标技术是一种非接触、无污染、无损害的新型标记工艺，集激光技术、计算机技术和机电一体化技术为一身，也是目前激光加工技术应用最广泛的一项先进制造技术。
[0003]当前，在冶金行业，多采用喷漆打标。这种打标方法，存在标记不牢，耗材量大，喷枪易堵，更严重的是污染环境。所以，发明更新的技术是首选。
[0004]在冶金行业在线打标是工艺的要求。由于冶金行业生产现场复杂，高温高热，目前多采用固定打标设备，且都需要人来操作，这是迫切需要改善的。
[0005]随着现代工业的快速发展，工业机器人具有高速、高精度、高智，仿人操作、可自动控制、重复编程、示教学习，并能在三维空间完成各种作业任务等特点，将快速进入各种生产线。工业机器人配上光纤激光器，可实现全方位、全自动的仿人操作打标，成为柔性制造系统((FMS)，这将是打标行业的一项技术创新。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种工业机器人激光打标机，用于冶金行业在线打标，代替人工操作，实现全方位、全自动的仿人操作打标，成为柔性制造系统((FMS)，并实现了物联网功能。
[0007]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现:
[0008]—种工业机器人激光打标机，包括工业机器人机构及激光打标机，激光打标机连接在机器人手腕上，当待标记加工件进入激光打标单元后，机器人根据指令到达打标设定位置，启动激光打标机对待标记加工件打标，打标结束后机器人返回等待点；
[0009]工业机器人激光打标机的控制系统，包括PLC控制系统，PLC控制系统通过现场总线与机器人控制系统和激光打标控制系统连接，PLC控制系统与激光测距单元、视觉平面测位单元、视觉检测识别单元及GPRS远程物联网系统相连，激光打标控制系统、视觉检测识别单元连接在计算机控制系统上，GPRS远程物联网系统通过专有的IP地址将数据发送给计算机控制系统。
[0010]所述激光打标机，包括支撑板，支撑板上设有支架，支架上方设有弹性护罩，支架下方设有激光整理腔，激光整理腔下方设有反射镜盒，反射镜盒下方设有摄像头，反射镜盒与激光振镜系统连接，激光振镜系统下方设有镜罩。
[0011]所述的激光打标控制系统，包括工控机，工控机连接采集板、驱动器及控制卡，采集板与摄像头连接，驱动器与X、Y运动控制系统连接，控制卡与激光振镜系统和激光发生器连接，X、Y运动控制系统和激光发生器连接在激光振镜系统上。
[0012]与现有的技术相比，本发明的有益效果是:
[0013]I)本发明采用光纤激光打标技术，用于冶金行业在线打标，其激光器体积小，功耗小，不耗材，且标记清晰牢固；
[0014]2)本发明采用工业机器人配上光纤激光器，可实现全方位、全自动的仿人操作打标，成为柔性制造系统((FMS)，这将是打标行业的一项技术创新；
[0015]3)本发明通过现场总线配置有激光测距、视觉平面测位、视觉检测识别等子系统，实现了仿人工智能控制功能；
[0016]4)本发明通过GPRS远程互联网IP地址的设置，实现了物联网功能。
【附图说明】
[0017]图1是工业机器人激光打标机结构组成图。
[0018]图2是激光打标机结构图。
[0019]图3是激光打标机激光光路系统图。
[0020]图4是工业机器人激光打标机的控制系统图。
[0021 ] 图5是激光打标控制系统图。
[0022]图6是GPRS远程物联网无线传输系统图。
[0023]图7是工业机器人激光打标机工作流程图
[0024]图中:1_底板2-工作台3-被加工件4-激光器连接盘5-机器人手腕6_机器人腕关节7-机器人激光器传输光纤及电缆8-机器人小臂9-机器人肘关节10-固定环11-机器人大臂12-臂关节13-机器人水平回转盘14-机器人机座
[0025]100-激光打标机101-镜罩102-激光振镜系统103-反射镜盒104-激光整理腔
[0026]105-支架106-弹性护罩107-支撑板108-摄像头
[0027]102-1-X轴振镜电机 102-2-X轴振镜 102-3-Y轴振镜电机 102-4—Y轴振镜
[0028]102-5-激光扫描范围 104-1-反射镜 104_2_扩束系统104_3_动态聚焦系统
[0029]102-1-X轴振镜电机 102-2-X轴振镜 102-3-Y轴振镜电机 102-4—Y轴振镜
[0030]102-5-激光扫描范围 104-1-反射镜 104_2_扩束系统104-3-动态聚焦系统
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进一步说明:
[0032]如图1所示，工业机器人激光打标机，包括工业机器人及激光打标机100，工业机器人包括底板1，机器人机座14固定在底板I上，机器人水平回转盘13设置在机器人机座14上，机器人大臂11连接在机器人水平回转盘13上，机器人小臂8与机器人大臂11连接，机器人小臂8上设有机器人手腕5，激光打标机100通过激光器连接盘4连接在机器人手腕5上，激光打标机100下方的工作台2上放置被加工件3。
[0033]如图2所示，激光打标机100包括连接在激光器连接盘4的支撑板107，支撑板107上设有支架105，支架105上方设有弹性护罩106，支架105下方设有激光整理腔104，激光整理腔104下方设有反射镜盒104，反射镜盒104下方设有摄像头108，反射镜盒104与激光振镜系统102连接，激光振镜系统102下方设有镜罩101。
[0034]如图3所示，激光打标机激光光路系统，包括与激光器传输光纤及电缆7连接的扩束系统104-2，扩束系统104-2连接动态聚焦系统104-3，动态聚焦系统104-3通过反射镜104-1将光反射到X轴振镜102-2和Y轴振镜102-4上，X轴振镜102-2由X轴振镜电机102-1驱动，Y轴振镜102-4由Y轴振镜电机102-3驱动。
[0035]如图4所示，工业机器人激光打标机的控制系统Robot，包括PLC控制系统，PLC控制系统通过现场总线与机器人控制系统和激光打标控制系统连接，PLC控制系统与激光测距单元、视觉平面测位单元、视觉检测识别单元及GPRS远程物联网系统相连，激光打标控制系统、视觉检测识别单元连接在计算机控制系统上，GPRS远程物联网系统通过专有的IP地址将数据发送给计算机控制系统。
[0036]如图5所示，激光打标控制系统，包括工控机，工控机连接采集板、驱动器及控制卡，采集板与摄像头连接，驱动器与X、Y运动控制系统连接，控制卡与激光振镜系统和激光发生器连接，X、Y运动控制系统和激光发生器连接在激光振镜系统上。
[0037]如图6所示，GPRS远程物联网系统，包括嵌入式微电脑，嵌入式微电脑与上电复位电路、时间电路、IXD显示屏及GPRS连接，GPRS连接S頂卡，嵌入式微电脑设有双USB通信接口及IP地址设置端口。
[0038]如图7所示，加工件进入激光打标单元，机器人进入等待区，计算机控制系统将工件打标信息转给PLC控制系统，当工件信息匹配，记录系统开始记录，机器人开始测激光功率，满足要求时，机器人到达打标设定点，启动激光打标控制系统，通过激光测距、视觉平面测位、视觉检测识别，机器人达到打标位置进行打标，标记识别正确后机器人返回等待点等待下一个待标记工件，GPRS发送系统将运行状态信息发送给上一级管理部门。
[0039]上面所述仅是本发明的基本原理，并非对本发明作任何限制，凡是依据本发明对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。
【主权项】
1.一种工业机器人激光打标机，其特征在于，包括工业机器人机构及激光打标机，激光打标机连接在机器人手腕上，当待标记加工件进入激光打标单元后，机器人根据指令到达打标设定位置，启动激光打标机对待标记加工件打标，打标结束后机器人返回等待点； 工业机器人激光打标机的控制系统，包括PLC控制系统，PLC控制系统通过现场总线与机器人控制系统和激光打标控制系统连接，PLC控制系统与激光测距单元、视觉平面测位单元、视觉检测识别单元及GPRS远程物联网系统相连，激光打标控制系统、视觉检测识别单元连接在计算机控制系统上，GPRS远程物联网系统通过专有的IP地址将数据发送给计算机控制系统。2.根据权利要求1所述的一种工业机器人激光打标机，其特征在于，所述激光打标机，包括支撑板，支撑板上设有支架，支架上方设有弹性护罩，支架下方设有激光整理腔，激光整理腔下方设有反射镜盒，反射镜盒下方设有摄像头，反射镜盒与激光振镜系统连接，激光振镜系统下方设有镜罩。3.根据权利要求1所述的一种工业机器人激光打标机，其特征在于，所述的激光打标控制系统，包括工控机，工控机连接采集板、驱动器及控制卡，采集板与摄像头连接，驱动器与Χ、γ运动控制系统连接，控制卡与激光振镜系统和激光发生器连接，X、Y运动控制系统和激光发生器连接在激光振镜系统上。
【专利摘要】本发明涉及一种工业机器人激光打标机，包括工业机器人机构及激光打标机，激光打标机连接在机器人手腕上，当待标记加工件进入激光打标单元后，机器人根据指令到达打标设定位置，启动激光打标机对待标记加工件打标，打标结束后机器人返回等待点，GPRS远程物联网系统通过专有的IP地址将数据发送给计算机控制系统。本发明采用光纤激光打标技术，用于冶金行业在线打标，其激光器体积小，功耗小，不耗材，且标记清晰牢固；本发明采用工业机器人配上光纤激光器，可实现全方位、全自动的仿人操作打标，成为柔性制造系统((FMS)，这将是打标行业的一项技术创新。
【IPC分类】B41J29/38, B41J2/435
【公开号】CN105034608
【申请号】CN201510405584
【发明人】程万胜, 陈吉, 周自维, 汤壹伍, 刘军, 马唯佳, 王春岩
【申请人】辽宁科技大学, 鞍山正亚激光科技有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月10日