三激光头三探头立式旋转千分尺雕刻机的制作方法

本发明属于激光打标技术领域，特别是属于一种激光旋转打标设备。

背景技术：
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激光打标技术是激光加工最大的应用领域之一。随着激光产业的不断发展，激光打标技术在众多领域得到广泛的应用，为现在的加工生产提供更为便捷高效的加工方式。

激光旋转打标是在圆弧形工件上面进行雕刻加工，采用同步跟踪的方式旋转加工，广泛应用于体重较轻、直径不是很大的圆柱体工件圆弧面或圆盘工件平面上进行激光标记。激光旋转打标可以实现高精度、高效率的打标图案或者数字，然而对于超精密测量仪器刻度线的雕刻就有更高的要求。

为此本发明提出了一种三激光头三探头立式旋转千分尺雕刻机，利用激光打标进行千分尺刻度的雕刻，达到更高的雕刻精度和速度。

技术实现要素：
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本发明涉及一种三激光头三探头立式旋转千分尺雕刻机，主要包括三个立式激光头、三个CCD探头，一个圆形工作台以及立式步进电机。三个立式激光头呈不均匀状态布置在圆形工作台侧壁，立式激光头I分别与立式激光头II、立式激光头III呈108度，立式激光头II与立式激光头III呈144度，三个激光头按照此角度布置在圆形工作台侧壁。三个CCD探头分别设置在三个激光头之间，与三个激光头逆时针相隔36度。CCD探头I设置在激光头I右侧，逆时针相隔36度，CCD探头II设置在激光头II右侧，逆时针相隔36度，CCD探头III设置在激光头III右侧，逆时针相隔36度。步进电机端面法兰安装在圆形工作台台面中心，步进电机轴上安装电动三爪卡盘，电动三爪卡盘卡住千分尺部件，三个激光头配合步进电机同时旋转雕刻，进行千分尺的刻线。电脑与控制器控制三个立式激光头、三个CCD探头以及步进电机的旋转。步进电机与激光器电源进行供电，分别使得步进电机旋转工作，CCD探头的检测以及立式激光器的雕刻工作。

方案一，设置三个不均匀分布的激光头

设置三个不均匀分布的激光头呈一定角度，对于分尺360度，50条刻度线进行雕刻，先设置对45条刻度线的雕刻，每个激光头分别雕刻15条刻度线，最后对剩下的5条刻度线进行反馈修正后，继而用其中一个激光头进行雕刻。

方案二，设置三个CCD探头

设置三个CCD探头，分别与三个激光头逆时针相隔36度。三个CCD探头分别对三个激光头雕刻的千分尺刻度线进行精度探测，从而进行反馈修正下一段一定角度的雕刻位置。三个CCD探头分别对三个激光头雕刻的5条刻度线的位置间距进行探测，然后对下一段5条刻度线的雕刻位置间距进行反馈修正。三个CCD探头分别进行两次探测修正，修正雕刻完45条刻度线后，由临近刻度线的CCD探头进行前面45条刻度线的探测、修正、反馈，然后对最后5条刻度线进行更加准确的位置及间距定位。

方案三，设置圆形工作台和步进电机

设置圆形工作台，使得与旋转打标配合的更好，并节省一定空间。将步进电机端面法兰设置在圆形工作台台面中心，利用圆的半径相等，使得三个激光头对千分尺的焦距可以同时调节，打标效果相同。步进电机轴上安装电动三爪卡盘，使得三爪卡盘可以对千分尺进行自动卡住，省去了人工旋拧的环节。

步进电机进行步步旋转，三个激光头进行每个刻度的雕刻，再加上三个CCD探头的探测、反馈修正，三者相互配合达到更高的刻线精度和效率。

本发明的核心内容：设置三个不均匀分布的立式激光头，三个不均匀分布的立式激光头对应三个角度区域，立式激光头I对应的角度区域为108度，立式激光头II对应的角度区域为108度，立式激光头III对应的角度区域为144度，三个激光头按照此角度布置在圆形工作台侧壁，构成三头同时逆时针雕刻的结构，设置三个CCD探头，与三个立式激光头逆时针相隔36度，分别对三个激光器雕刻的5条刻度线进行探测，从而进行反馈修正下一段5条刻度线的雕刻位置，设置圆形工作台，步进电机端面法兰安装在圆形工作台台面中心，步进电机轴上安装电动三爪卡盘，电动三爪卡盘卡住千分尺部件，三个立式激光头配合步进电机同时旋转雕刻，进行千分尺的刻线。

雕刻方法如下：由电脑与控制器控制三个立式激光头、三个CCD探头以及步进电机的旋转，同时进行逆时针雕刻，三个立式激光头同时逆时针旋转108度，共雕刻45条刻度线，然后立式激光头III逆时针旋转雕刻36度，即雕刻完最后5条刻度线，步进电机与激光器电源进行供电，分别使得步进电机旋转工作，CCD探头的检测以及立式激光器的雕刻工作。步进电机轴上安装的电动三爪卡盘对千分尺进行自动加紧，首先，对千分尺的45条刻度线进行雕刻，三个立式激光头同时雕刻对应角度区域15条刻度线。当每个立式激光头雕刻到5条刻度线时，CCD探头就会对已经雕刻的这5条刻度线进行探测，从而作出修正反馈，每个CCD探头反馈给逆时针相隔36度的立式激光头，激光头根据得到的反馈信息，对下一段5条刻度线的起始位置作出调整，以此类推。这样三个立式激光头同时雕刻3次，每次5条刻度线，这样45条刻度线雕刻完成。最后剩下的5条刻度线，由其中一个临近刻度线的CCD探头作出最后修正反馈后，由相对应的立式激光头进行雕刻。这样千分尺的50条刻度线就完成了高精度、高效率的雕刻。

附图说明：

附图是本发明的结构图，其中分别为：1、立式激光头I，2、CCD探头I，3、CCD探头II，4、立式激光头II，5、CCD探头III，6、立式激光头III，7、千分尺，8、电动三爪卡盘，9、步进电机轴，10、步进电机，11、步进电机端部法兰，12、圆形工作台，13、电脑与控制器，14、步进电机与激光器电源。

具体实施方式：

本发明的具体实施方式为，设置三个不均匀分布的立式激光头I 1、立式激光头II 4、立式激光头III 6，成特定的角度，立式激光头I 1分别与立式激光头II 4、立式激光头III 6成108度，立式激光头II 4与立式激光头III 6呈144度，三个激光头按照此角度布置在圆形工作台11侧壁。对千分尺7进行360度、50条刻度线雕刻，先设置对45条刻度线的雕刻，每个激光头分别雕刻15条刻度线，对最后5条刻度线进行反馈修正后，继而用其中一个激光头进行雕刻。设置三个CCD探头，与三个激光头逆时针相隔36度。CCD探头I 2设置在立式激光头I 1右侧，逆时针相隔36度，CCD探头II 3设置在立式激光头II 4右侧，逆时针相隔36度，CCD探头III 5设置在立式激光头III 6右侧，逆时针相隔36度。三个CCD探头分别对三个立式激光头雕刻的千分尺7刻度线进行精度探测，从而进行反馈修正下一段一定角度的雕刻位置。三个CCD探头对每5条线进行探测，对下一段5条线的雕刻位置进行反馈修正。设置圆形工作台12，使得与旋转打标配合的更好，并节省一定空间。将步进电机端面法兰11设置在圆形工作台12台面中心，利用圆的半径相等，使得三个立式激光头对千分尺7的焦距可以同时调节，打标效果相同。步进电机轴9上安装电动三爪卡盘8，使得电动三爪卡盘8可以对千分尺7进行自动卡住，省去了人工旋拧的环节。整体设置电脑与控制器13控制三个立式激光头、三个CCD探头及步进电机10的旋转。步进电机与激光器电源14进行供电，分别使得步进电机10旋转工作，CCD探头的检测以及立式激光器的雕刻工作。

步进电机进行步步旋转，三个激光头进行每个刻度的雕刻，再加上三个CCD探头的探测、反馈修正，三者相互配合达到更高的刻线精度和效率。