专利名称:激光打标设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种激光打标设备，所述激光打标设备用于连续对棒材进行激光打标，所述激光打标设备包括支架、光纤激光器、振镜支撑门架、振镜调节模块、激光打标振镜、棒材输送装置以及工控系统。所述激光打标设备能够连续完成棒材的上料、打标、下料操作，可对直径30mm-100mm、长度300mm-1250mm的金属棒材进行打标。本实用新型所述的激光打标设备具有加工效率高、打标质量高等优点，显著提高了用户产品的打标质量。
【专利说明】激光打标设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种激光打标设备，更具体地讲，涉及一种棒材连续激光打标设备，以连续对棒材进行激光打标。
【背景技术】
[0002]为了提高不同材料的棒材的辨识度，需要在棒材棒身进行标刻。传统的棒材标刻手段为机械标刻、喷墨打标等。机械标刻方法会产生大量噪音及加工废料，应用环境受限。喷墨打标方法标记耐久度低，摩擦及清洗会对标记内容产生较为严重的破坏，且喷涂染剂存在一定污染。另一方面，棒材标刻加工往往采用人工操作，自动化程度差，工作效率低，工人劳动强度过大，无法适应大批量棒材打标加工的要求。
[0003]若要解决上述问题，不仅需要选择合适的打标方法，而且必须提高棒材加工等操作过程自动化程度，提高工作效率，降低工人劳动强度。
实用新型内容
[0004]本实用新型提供了一种激光打标设备，以解决现有技术中存在的一些问题，例如，棒材标刻加工噪音大、环境污染、刻痕耐久度低、加工效率低、工人劳动强度大等问题。
[0005]根据本实用新型，提供一种激光打标设备，用于连续对棒材进行激光打标。所述激光打标设备包括支架、光纤激光器、振镜支撑门架、振镜调节模块、激光打标振镜、棒材输送装置以及工控系统。支架形成为具有与外界相通的内部空间。光纤激光器位于支架的外部。振镜支撑门架安装在支架上。振镜调节模块安装在振镜支撑门架上。激光打标振镜安装在振镜调节模块上、面对所述内部空间、连接到光纤激光器。棒材输送装置安装在所述内部空间中、面对激光打标振镜，使得当棒材输送装置输送棒材以使棒材从激光打标振镜下方经过时，从光纤激光器发出的激光在到达激光打标振镜然后从激光打标振镜射出之后到达棒材。
[0006]工控系统位于支架的外部、电连接到光纤激光器、棒材输送装置以及振镜调节模块，使得光纤激光器发出激光的操作、棒材输送装置输送棒材的操作以及激光打标振镜到棒材表面的距离均是可调节的。
[0007]支架的顶部具有开口，以使所述内部空间与外界相通。所述激光在经过所述开口之后到达棒材。
[0008]振镜支撑门架沿着支架的长度方向安装在支架的中部。振镜调节模块沿着支架的高度方向安装在振镜支撑门架的顶端、沿着支架的长度方向暴露到外界。激光打标振镜沿着支架的长度方向安装在振镜调节模块的顶端、面对棒材输送装置。
[0009]所述激光打标设备还包括柔性的传输光纤。传输光纤的一端连接到光纤激光器，传输光纤的另一端连接到激光打标振镜，使得从光纤激光器发出的激光传输到激光打标振镜。
[0010]棒材输送装置包括托槽、链条、链轮以及驱动机构。链轮安装在所述内部空间中、关于振镜支撑门架对称。驱动机构安装在所述内部空间中、连接到其中一个链轮、电连接到工控系统。链条套在链轮上、由链轮带动而作直线运动。托槽安装在链条上、彼此分开相等的间距。棒材装载在托槽中。
[0011]驱动机构是电机。所述其中一个链轮直接安装在所述电机的轴上。
[0012]所述激光打标设备还包括上料台和落料槽。上料台安装在支架上、位于链条和其中另一个链轮上方、装载棒材以将棒材供应到托槽。落料槽安装在支架上、位于链条和所述其中一个链轮下方、装载已经打标的棒材。
[0013]当链条带动托槽行进到与上料台对准的位置时，上料台上的棒材滑落至托槽上。当链条带动托槽和已经打标的棒材行进到与落料槽对准的位置时，棒材在本身的重力作用下滑落至落料槽内。
[0014]光纤激光器和工控系统二者还可以集成在支架上。
[0015]棒材的直径是30mm-100mm、长度是300mm-1250mm。棒材的材质是镲基合金、钴基合金、铁基合金、钛合金。光纤激光器的功率是10W-100W。
[0016]棒材的打标参数由用户在工控系统中设置，以控制光纤激光器、激光打标振镜以及驱动机构。
[0017]本实用新型所述的激光打标设备具有加工效率尚、打标质量尚等优点，显者提尚了用户产品的打标质量。
【附图说明】
[0018]图1是根据本实用新型的激光打标设备的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]在下文中，将图1来详细描述根据本实用新型的激光打标设备。
[0020]该激光打标设备用于连续对棒材进行激光打标，而且可应用于不同规格的棒材，例如棒材的直径可以是30mm-100mm，其长度可以是300mm-1250mm，而棒材的材质可以是镲基合金、钴基合金、铁基合金、钛合金等金属材料或其他金属材料。另外，该激光打标设备所打标的内容可以是汉字、英文字母、数字、图案等。
[0021]具体地说，如图1所示，所述激光打标设备包括支架1、光纤激光器2、振镜支撑门架3、振镜调节模块4、激光打标振镜5、棒材输送装置以及工控系统6。
[0022]其中，支架I固定于地面，形成为具有与外界相通的内部空间。进一步地，支架I的顶部具有开口(未示出)，以使所述内部空间与外界相通，从而使从光纤激光器2发出的激光能够在经过所述开口之后到达所述内部空间，进而到达棒材(稍后将描述)。
[0023]这里，为了安装方便，光纤激光器2位于支架I的外部。另外，由于打标的内容不复杂，所以对光纤激光器2的功率的要求不是很高。因此，光纤激光器2的功率是10W-100W。
[0024]振镜支撑门架3安装在支架I上。进一步地，振镜支撑门架3沿着支架I的长度方向(在图1中示出为X方向)安装在支架I的中部，最好位于所述开口的一侧，以不影响激光通过所述开口。振镜支撑门架3的顶端延伸到支架I的外部，以方便安装振镜调节模块4和激光打标振镜5。
[0025]振镜调节模块4安装在振镜支撑门架3上。进一步地，振镜调节模块4沿着支架I的高度方向(在图1中示出为Y方向)安装在振镜支撑门架3的顶端、沿着支架I的长度方向暴露到外界。
[0026]激光打标振镜5安装在振镜调节模块4上、面对支架I的所述内部空间。进一步地，激光打标振镜5沿着支架I的长度方向安装在振镜调节模块4的顶端(在图1中示出为右端)、面对棒材输送装置。或者，激光打标振镜5安装为沿着支架I的长度方向从振镜调节模块4的顶端突出，以面对棒材输送装置。这样，激光打标振镜5受到振镜调节模块4的控制，使得激光打标振镜5到棒材表面的距离是可调节的，以适应不同规格的棒材。
[0027]而且，激光打标振镜5还连接到光纤激光器2。考虑到激光打标振镜5的高度是可调节的，优选地，激光打标振镜5通过柔性的连接装置连接到光纤激光器2。为此，所述激光打标设备还包括柔性的传输光纤7。传输光纤7的一端连接到光纤激光器2，传输光纤7的另一端连接到激光打标振镜5，使得从光纤激光器2发出的激光传输到激光打标振镜5。这样，从光纤激光器2发出的激光在到达激光打标振镜5之后从激光打标振镜5射出。
[0028]棒材输送装置安装在支架I的所述内部空间中，面对激光打标振镜5，使得当棒材输送装置输送棒材以使棒材从激光打标振镜5下方经过时，从激光打标振镜5射出的激光能够通过支架I的所述开口而到达棒材。即，从光纤激光器2发出的激光在到达激光打标振镜5然后从激光打标振镜5射出之后到达棒材。
[0029]这里，棒材输送装置包括托槽8、链条9、链轮10以及驱动机构11。链轮10安装在支架I的所述内部空间中、关于振镜支撑门架3对称。驱动机构11安装在支架I的所述内部空间中、连接到其中一个链轮10 (在图1中，位于振镜支撑门架3右侧的链轮)、电连接到工控系统6 (稍后将描述)。链条9套在链轮10上，以与链轮10啮合并由链轮10张紧，从而由链轮10带动而作直线运动。托槽8安装在链条9上、彼此分开相等的间距。棒材装载在托槽8中而被输送。考虑到体积、成本、安装方便等，优选地，驱动机构11是电机，所述其中一个链轮10直接安装在所述电机的轴上。更优选地，驱动机构11是变频电机，以能够根据棒材的规格、打标参数(例如时间)等调节运转速度。
[0030]这里，为了安装方便，工控系统6位于支架I的外部。而且，工控系统6电连接到光纤激光器2、棒材输送装置(具体地说，连接到驱动机构11)以及振镜调节模块4，使得光纤激光器2发出激光的操作(例如激光参数，发出时间)、棒材输送装置输送棒材的操作(例如托槽8和链条9的行进速度(取决于驱动机构11的运转速度))以及激光打标振镜5到棒材表面的距离均是可调节的。
[0031]另外，为了给托槽8供应棒材以及从托槽8接收已经打标的棒材，所述激光打标设备还包括上料台12和落料槽13。上料台12安装在支架I上、位于链条9和其中另一个链轮10(在图1中，位于振镜支撑门架3左侧的链轮)上方、装载棒材以将棒材供应到托槽8。落料槽13安装在支架I上、位于链条9和所述其中一个链轮10 (在图1中，位于振镜支撑门架3右侧的链轮)下方、装载已经打标的棒材。
[0032]这里，当驱动机构11使链条9带动托槽8行进到与上料台12对准的位置时，上料台12上的棒材滑落至托槽8上(可以由工人将棒材装载在上料台12上，然后推动棒材滑落至托槽8上，当然，棒材的装载-推动过程也可由机器自动实现，具体如何操作属于本领域的常识，在此不再描述)。当驱动机构11使链条9带动托槽8和已经打标的棒材行进到与落料槽13对准的位置时，棒材在本身的重力作用下滑落至落料槽13内。
[0033]下面将参照图1来详细描述根据本实用新型的激光打标设备对棒材打标的整个过程。
[0034]在对棒材打标之前，用户手动地将棒材并排码放在上料台12上。根据棒材的规格和材质特征(例如，镍基合金、钴基合金、铁基合金、钛合金等金属材料或其他金属材料)、打标内容(例如，汉字、英文字母、数字、图案等)以及该激光打标设备的部件的物理参数(例如，托槽8的间距)，用户在工控系统6中设置棒材的打标参数(例如，光纤激光器2的激光参数、驱动机构11的运转速度等)以控制激光打标振镜5和驱动机构11，从而确保从光纤激光器2发出的激光的焦点位于棒材表面上。
[0035]在对棒材打标时，工控系统6通过控制驱动机构11带动链轮10旋转，驱动链条9带动托槽8行进到与上料台12对准的位置。此时，工控系统6停止驱动机构11和链条9的运转使得托槽8在上料台12下方停止。人工或自动推动上料台12上的棒材滑落至托槽8上。然后，工控系统6继续控制驱动机构11，驱动链条9带动托槽8和棒材行进到激光打标振镜5下方。此时，工控系统6停止驱动机构11和链条9的运转使得托槽8和棒材在激光打标振镜5下方停止(可通过传感器来检测托槽8和棒材的位置，具体如何操作属于本领域的常识，在此不再描述)。然后，工控系统6通过振镜调节模块4调节激光打标振镜5到棒材表面的距离(在对同一规格的棒材进行批量打标时，仅在第一次打标前调节激光打标振镜5到棒材表面的距离)，以确保从光纤激光器2发出的激光的焦点位于棒材表面上。之后，工控系统6控制光纤激光器2发出激光，以对棒材进行打标。
[0036]在对棒材打标完成后，工控系统6继续控制驱动机构11，驱动链条9带动托槽8和已经打标的棒材行进到与落料槽13对准的位置，通过棒材本身的重力使棒材滑落至落料槽13内。此时，工控系统6不必停止驱动机构11和链条9的运转。
[0037]如此反复，连续完成对多根棒材的打标。
[0038]当然，如果对同一规格的棒材进行批量打标，则只需要通过振镜调节模块4调节好激光打标振镜5的高度以确保激光打标振镜5到棒材表面的距离不变(这样确保从光纤激光器2发出的激光的焦点位于棒材表面上)，然后确保棒材行进到激光打标振镜5下方的时间与光纤激光器2发出的激光到达棒材表面的时间一致(可以通过打标参数来计算时间，具体如何计算属于本领域的常识，在此不再描述)，就可以实现棒材输送-打标-卸载的自动连续作业。这样，当棒材行进到激光打标振镜5下方时，工控系统6可以不停止驱动机构11和链条9的运转，而且控制光纤激光器2发出激光以对棒材进行打标。因而可大大节省打标时间，提尚效率。
[0039]进一步地，如果使用机器自动装载和推动棒材滑落至托槽8，则只需要确保托槽8行进到与上料台12对准的位置的时间与上料台12上的棒材滑落至托槽8的时间一致，再加上上面描述的棒材输送-打标-卸载的自动连续作业，就可以实现棒材装载-输送-打标-卸载的自动连续作业，从而大大降低工人劳动强度，节省打标时间，提高效率。
[0040]因此，根据本实用新型所述的激光打标设备能够连续完成棒材的装载-输送-打标-卸载操作，具有加工效率高、打标质量高等优点，而且显著提高了棒材的打标质量。
[0041]当然，根据本实用新型所述的激光打标设备不限于对棒材进行打标，而是根据需要，可对其他产品(例如，杆)进行打标。
[0042]另外，光纤激光器2和工控系统6 二者还可以集成在支架I上(例如，位于支架I的所述内部空间中)，只要光纤激光器2和工控系统6不与其他装置(例如，棒材输送装置)发生位置上的干涉，不妨碍激光到达棒材表面以进行打标操作即可。
[0043]虽然本实用新型是参照其示例性实施例被具体描述和显示的，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。
【权利要求】
1.一种激光打标设备，用于连续对棒材进行激光打标，其特征在于，所述激光打标设备包括支架(I)、光纤激光器(2)、振镜支撑门架(3)、振镜调节模块(4)、激光打标振镜(5)、棒材输送装置以及工控系统(6)， 支架(I)形成为具有与外界相通的内部空间， 光纤激光器(2)位于支架(I)的外部， 振镜支撑门架(3)安装在支架(I)上， 振镜调节模块(4)安装在振镜支撑门架(3)上， 激光打标振镜(5)安装在振镜调节模块(4)上、面对所述内部空间、连接到光纤激光器⑵， 棒材输送装置安装在所述内部空间中、面对激光打标振镜(5)，使得当棒材输送装置输送棒材以使棒材从激光打标振镜(5)下方经过时，从光纤激光器(2)发出的激光在到达激光打标振镜(5)然后从激光打标振镜(5)射出之后到达棒材， 工控系统(6)位于支架(I)的外部、电连接到光纤激光器(2)、棒材输送装置以及振镜调节模块(4)，使得光纤激光器(2)发出激光的操作、棒材输送装置输送棒材的操作以及激光打标振镜(5)到棒材表面的距离均是可调节的。2.根据权利要求1所述的激光打标设备，其特征在于， 支架(I)的顶部具有开口，以使所述内部空间与外界相通， 所述激光在经过所述开口之后到达棒材。3.根据权利要求1所述的激光打标设备，其特征在于， 振镜支撑门架(3)沿着支架(I)的长度方向安装在支架(I)的中部， 振镜调节模块(4)沿着支架(I)的高度方向安装在振镜支撑门架(3)的顶端、沿着支架(I)的长度方向暴露到外界， 激光打标振镜(5)沿着支架(I)的长度方向安装在振镜调节模块(4)的顶端、面对棒材输送装置。4.根据权利要求3所述的激光打标设备，其特征在于，所述激光打标设备还包括柔性的传输光纤⑵， 传输光纤(7)的一端连接到光纤激光器(2)，传输光纤(7)的另一端连接到激光打标振镜(5)，使得从光纤激光器(2)发出的激光传输到激光打标振镜(5)。5.根据权利要求3所述的激光打标设备，其特征在于，棒材输送装置包括托槽(8)、链条(9)、链轮(10)以及驱动机构(11)， 链轮(10)安装在所述内部空间中、关于振镜支撑门架(3)对称， 驱动机构(11)安装在所述内部空间中、连接到其中一个链轮(10)、电连接到工控系统(6)， 链条(9)套在链轮(10)上、由链轮(10)带动而作直线运动， 托槽⑶安装在链条(9)上、彼此分开相等的间距， 棒材装载在托槽(8)中。6.根据权利要求5所述的激光打标设备，其特征在于， 驱动机构(11)是电机， 所述其中一个链轮(10)直接安装在所述电机的轴上。7.根据权利要求5所述的激光打标设备，其特征在于，所述激光打标设备还包括上料台(12)和落料槽(13)， 上料台(12)安装在支架⑴上、位于链条(9)和其中另一个链轮(10)上方、装载棒材以将棒材供应到托槽(8)， 落料槽(13)安装在支架⑴上、位于链条(9)和所述其中一个链轮(10)下方、装载已经打标的棒材。8.根据权利要求7所述的激光打标设备，其特征在于， 当链条(9)带动托槽⑶行进到与上料台(12)对准的位置时，上料台(12)上的棒材滑落至托槽(8)上， 当链条(9)带动托槽(8)和已经打标的棒材行进到与落料槽(13)对准的位置时，棒材在本身的重力作用下滑落至落料槽(13)内。9.根据权利要求1所述的激光打标设备，其特征在于， 光纤激光器(2)和工控系统(6) 二者还可以集成在支架(I)上。10.根据权利要求1所述的激光打标设备，其特征在于， 棒材的直径是30mm-100mm、长度是300mm-1250mm， 棒材的材质是镍基合金、钴基合金、铁基合金、钛合金， 光纤激光器⑵的功率是10W-100W。
【文档编号】B41J2-435GK204296212SQ201420693074
【发明者】张岩, 赵琳, 王潇, 张欢, 周健, 赵子强 [申请人]中国钢研科技集团有限公司, 新冶高科技集团有限公司