专利名称：手持式激光打标机及其万向夹持架的制作方法
技术领域：
本发明涉及打标设备，尤其涉及一种手持式激光打标机及其万向夹持架。
背景技术：
现有的激光打标机绝大部分是普通的台式机，其上设有工作台，将要打标 的工件置于工作台上进行打标。还有一种用于对大批量特定工件的专用打标机， 其上设有送料系统，将要打标的工件通过送料系统的整理，排列成规定的形式 运送到打标位置，设定参数，对其指定位置打标。上述的打标机存在的缺陷是， 只能加工小工件，工件要放到工作台上或者特定的送料系统才能进行打标。无 法完成那些不能放置在打标机上的较大工件或难以搬运的工件进行任意方向的 激光打标。
为了实现对大工件的激光打标，目前也出现了一些便携式打标机，以便移 动到工件对应位置进行打标，但打标时，打标机必须固定在专门的机架上，才 能调准焦距，稳定焦点，尔后进行打标。激光打标方向不能任意变化，由于不 同的工件其打标位置往往是不同的，这种固定方向的激光打标机不能适应打标 位置的千变万化，从而适应性比较差。
发明内容
本发明的主要目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种能围绕大型工 件作业，并能快捷方便地调准焦距、稳定焦点、工作效率高的手持式激光打标 机。 ，
本发明的主要目的还在于，提出一种可使上述的手持式激光打标机具有更宽广用途的万向夹持架，使原本不能对其进行打标作业的工件，如一些异型零件 的打标，通过该夹持架都可进行任意方向和位置上的打标作业。 上述发明目的由下述技术方案来实现
手持式激光打标机，包括红光对焦器、机壳和安装在该机壳内的激光发生 器、扩束镜、透镜、LED灯、接口卡和振镜扫描机构，激光发生器安装在该机 壳内腔的后部，扩束镜置于激光发生器的前端，振镜扫描机构置于扩束镜的前 端，透镜固定在振镜扫描机构下方的机壳上，使振镜扫描机构产生的偏转激光 束能透过透镜进行聚焦，接口卡置于机壳内，通过对应线路分别连接激光发生 器和振镜扫描机构，红光对焦器安装在透镜一边的机壳外侧上，还包括聚焦定
位罩，该聚焦定位罩连接在透镜外侧的机壳上，聚焦定位罩底面至透镜的距离L
等于透镜的焦距f。
所述聚焦定位罩由透明材料做成圆形或矩形的罩壳体。
所述机壳外侧置有用于对打标面照明的LED灯。 所述机壳外侧的上端置有手把。
上述手持式激光打标机的万向夹持架，包括底板、Z轴支架、Z轴移动导杆、 Z轴移动螺杆、Z轴移动滑台、连接支架、Z轴旋转底座、Z轴旋转平台、Y轴 旋转支架、Y轴旋转底板、X轴移动滑台和X轴移动螺杆，至少三个脚轮连接 在底板的下侧，Z轴支架、Z轴移动导杆和Z轴移动螺杆垂直置于在底板平面上， Z轴移动滑台通过其上的光孔与Z轴导杆滑动连接，并通过其上的螺纹孔与Z 轴螺杆旋接，在Z轴螺杆转动时，Z轴移动滑台做上下移动，连接支架连接在Z 轴移动滑台上，Z轴旋转底座与该连接支架上连接，Z轴旋转平台与Z轴旋转底 座铰接，,使其可作绕Z轴方向的转动，X轴移动滑台滑动连接在Z轴旋转平台 上，Y轴旋转支架连接在X轴移动滑台上，Y轴旋转底板与Y轴旋转支架铰接，使其可作绕作Y轴方向的转动，所述手持式激光打标机连接在Y轴旋转支架上。 所述Z轴旋转平台绕Z轴方向的转动角度为士 135° 所述Y轴旋转底板绕Y轴方向的转动角度为± 120° 本发明的优点是-
1. 本发明的激光打标机相对体积小、重量轻、携带移动较为方便，对于较 大工件或难以搬运的工件，可以移动本发明打标机对这些工件进行任意方向的 激光打标，解决了较大工件或难以搬运的工件的打标问题。
2. 由于本发明设置了聚焦定位罩，只要将定位罩的下侧平面置于打标面上 就形成了自动定焦。而定位罩的下侧平面相对较大，激光打标机以该平面定位 十分稳定，所以对打标时没有调节焦距的过程，且保持焦点稳定，打标操作既 快又好，大大提高了工作效率和质量。
3. 由于本发明还设置了万向夹持架，激光打标机可以置于其上，做任意方 向和任意角度的作业，此时，依靠红光对焦器，找准焦点，进行打标，从而保 证打标质量。解决了激光对异型结构类工件在任意方向、任意位置上进行打标 的难题。
图1是本发明的激光打标机的结构示意图。 图2是本发明的万向夹持架的结构示意图。 图3是图2所示万向夹持架的A向意图。 图4是图2所示万向夹持架的B向意图。
图中，l工件打标面，100激光打标机，110发生器，120扩束镜，130透镜， 140接口卡，150红光对焦器，160振镜扫描机构，161X向反射镜，162 X向反 射镜转动电机，163Y向反射镜，164Y向反射镜转动电机，165驱动电路，170聚焦定位罩，180机壳，181手把，200万向夹持架，201底板，202脚轮，210Z 轴移动手轮，211Z轴移动螺杆，212Z轴支架，213Z轴移动滑台，2M连接支 架，215Z轴旋转底座，215a转台，215b蜗杆，215c蜗轮，216Z轴旋转平台， 217Z轴旋转手轮，218Z轴导杆，219螺母，220Y轴旋转底板，221Y轴铰接螺 栓，222Y轴旋转支架，223半圆形滑槽，230X轴移动滑台，231X轴移动螺杆， 232X轴移动支架，233X轴移动手轮，
具体实施例方式
对照图1，本发明的激光打标机100主要由机壳180和安装在该机壳内的激 光发生器IIO、扩束镜120、透镜130、接口卡140、红光对焦器150、振镜扫描 机构160、 LED灯、电脑和聚焦定位罩170组成。采用嵌入式LED工作灯，嵌 接在机壳180下端面上。为了便于携带，在机壳上部设置了一手把181。
激光发生器100安装在该机壳180内腔的后部，扩束镜120置于激光发生 器的前端。振镜扫描机构160置于扩束镜前端，它主要由X向反射镜161、 Y 向反射镜163、 X向反射镜转动电机162、 Y向反射镜转动电机164和驱动电路 165组成。透镜固130定在振镜扫描机构下方的机壳上，使振镜扫描机构160产 生的偏转激光束能透过透镜进行聚焦。接口卡140置于机壳180内，通过线路 分别连接激光发生器110和振镜扫描机构160中的X、Y向反射镜转动电机162、 164的驱动电路165。红光对焦器150连接在透镜一侧的机壳上。LED灯置机壳 外侧，用于照射打标面。聚焦定位罩170连接在透镜外侧的机壳101上，由透 明材料做成圆形或矩形的罩壳体。聚焦定位罩170的底面至透镜的距离L等于 的焦距f。
打标机100工作时，激光发生器IIO发出激光，通过扩束镜120扩束并投 射到Y向反射镜163上，Y向反射镜163将扩束的激光反射到X向反射镜。接口卡140控制反射镜的反射角度，这两个反射镜可分别沿X、 Y轴扫描，从而达 到激光束的偏转。反射的激光束经透镜聚焦，使具有一定功率密度的激光点2 在打标材料上，并按所要书写的字迹运动，从而在材料表面上留下永久的标记。 如要对较大或难以搬运的工件进行任意方向的激光打标时，可手握本发明激光 打标机上的手把181 ，将聚焦定位罩170的下端面置于工件的打标面上进行打标。 由于聚焦定位罩沿激光束方向上的长度L等于透镜的焦距f，所以激光束的焦点 自动落在工件的打标面上，不需要调节焦距，打标迅速快捷，工作效率高。
对于异型结构工件的打标，抑或手持本发明的激光打标机很难完成的打标 作业都可通过将本发明的激光打标机夹持在本发明的万向夹持架200来完成。
对照图2，该万向夹持架主要由底板201、脚轮202、 Z轴支架212、 Z轴导 杆218、 Z轴螺杆211、 Z轴移动滑台213、连接支架214、 Z轴旋转底座215、 Z 轴旋转平台216、 Y轴旋转支架222、 Y轴旋转底板220、 X轴移动滑台230和 X轴移动螺杆231组成。
Z轴支架212垂直固定在底板201的平面上，Z轴移动导杆218和Z轴移动 螺杆211垂直安装Z轴支架212上。Z轴移动滑台213上设有螺母219，螺杆 211旋接于该螺母，导杆218则穿接在该滑台对应的导向孔中(未画出)。Z轴 移动手轮210连接在螺杆211的上端，旋转手轮210螺杆211转动，Z轴移动滑 台213则在Z轴螺杆211上下移动。连接支架214连接在Z轴移动滑台213上， Z轴旋转底座215与该连接支架上连接。由于设计时Z轴移动螺杆211的螺旋 升角小于摩擦角，Z轴移动滑台213在螺杆211上下移动时，具有自锁功能，从 而使Z轴移动滑台213能准确能保持在移动后的位置上。
对照图3， Z轴旋转底座215主要由转台215a、蜗杆215b和蜗轮215c组成。 转台215a其中心的转轴与蜗杆215b连接，并与之同轴线转动，转台215a上侧的平台面与Z轴旋转平台216连接。蜗轮215c与蜗杆215b啮合，蜗轮215c的 一端部连接Z轴旋转手轮217，旋转该手轮217,蜗杆215b转动，带动蜗轮215c 转动，从而使Z轴旋转平台作绕Z轴方向的转动，转动角度为±135° 。同样， 由于设计的蜗杆螺旋升角小于摩擦角，Z轴旋转平台216在转动时具有自锁功 能，使Z轴旋转平台216能准确能保持在一转动位置上。
Z轴旋转平台216上设有X轴移动螺杆231， X轴移动滑台230通过其上的 螺母234与该导杆231的螺纹旋接，X轴移动手轮233连接在导杆231的一端。 旋转手轮233，使X轴移动滑台230可滑动地连接在Z轴旋转平台上。X轴移 动导杆231随之转动，则X轴移动滑台230左右移动。同上理，X轴移动导杆 231上螺纹的螺旋升角小于摩擦角，具有自锁功能。在X轴移动滑台230移动 到某一位置时，能精确保持在该位置上。
Y轴旋转支架222连接在X轴移动滑台的上端，Y轴旋转底板220与Y轴 旋转支架222通过螺栓、螺母221和Y轴支架222铰接，Y轴支架上设有半圆 形滑槽223，螺栓225穿过该半圆形滑槽其端部固定在Y轴旋转支架222上。Y 轴旋转底板220可作绕铰接处作Y轴方向的转动，转动角度为土12(T 。转动时 螺栓225在半圆形滑槽223中滑动。在Y轴旋转底板220转动到一位置时，旋 紧螺母224使Y轴旋转底板220的转动位置固定。
将本发明的打标机夹持到上述的万向夹持架200上，就可进行任意方向和 位置的打标作业。作业前将聚焦定位罩170卸下，将要打标的工件固定在打标 机的下方，通过调节Z轴移动手轮210、 Z轴旋转手轮217和X轴移动手轮233， 就可对打标机100做任意方向和位置的调节，使透镜的焦点(即红光对焦器150 上的焦点红光.)落在工件的欲荽打标的面上。打开LED灯，以便打标时可以更 清楚地观察打标情况。由此，本发明解决了目前激光打标机不能对异型结构工件进行打标的难题，同时解决了手持本发明的激光打标机难以完成的打标作业。 由于本发明的打标机能准确确定焦点，同时本发明的夹持架能使焦点保持稳定， 从而保证较高的打标质量。
当然，将本发明的打标机夹持到本发明的万向夹持架上也可作为一般的台 式打标机使用。因此，本发明的打标机比现有激光打标机具有更为广泛的用途。
权利要求
1.手持式激光打标机，包括红光对焦器、机壳和安装在该机壳内的激光发生器、扩束镜、透镜、接口卡和振镜扫描机构，激光发生器安装在该机壳内腔的后部，扩束镜置于激光发生器的前端，振镜扫描机构置于扩束镜的前端，透镜固定在振镜扫描机构下方的机壳上，使振镜扫描机构产生的偏转激光束能透过透镜进行聚焦，接口卡置于机壳内，通过对应线路分别连接激光发生器和振镜扫描机构，红光对焦器安装在透镜一边的机壳外侧上，其特征在于还包括聚焦定位罩，该聚焦定位罩连接在透镜外侧的机壳上，聚焦定位罩底面至透镜的距离L等于透镜的焦距f。
2. 根据权利要求1所述的手持式激光打标纟几，其特征在于所述聚焦定位罩 由透明材料做成圆形或矩形的罩壳体。
3. 根据权利要求2所述的手持式激光打标机，其特征在于所述机壳外侧的 下端置有用于对打标面照明的LED灯。
4. 根据权利要求3所述的手持式激光打标禾几，其特征在于所述机壳外侧的 上端置有手把。
5. 如权利要求1所述手持式激光打标机的万向夹持架，其特征在于包括底 板、脚轮、Z轴支架、Z轴移动导杆、Z轴移动螺杆、Z轴移动滑台、连接支架、 Z轴旋转底座、Z轴旋转平台、Y轴旋转支架、Y轴旋转底板、X轴移动滑台和 X轴移动螺杆，至少三个脚轮连接在底板的下侧，Z轴支架、Z轴移动导杆和Z 轴移动螺杆垂直置于在底板平面上，Z轴移动滑台通过其上的光孔与Z轴导杆 滑动连接，并通过其上的螺纹孔与Z轴螺杆旋接，在Z轴螺杆转动时，Z轴移 动滑台做上下移动，连接支架连接在Z轴移动滑台上，Z轴旋转底座与该连接 支架上连接，Z轴旋转平台与Z轴旋转底座铰接，使其可作绕Z轴方向的转动，X轴移动滑台滑动连接在Z轴旋转平台上，Y轴旋转支架连接在X轴移动滑台 上，Y轴旋转底板与Y轴旋转支架铰接，使其可作绕作Y轴方向的转动，所述 手持式激光打标机连接在Y轴旋转底板上。
6. 根据权利要求3所述的手持式激光打标机的万向夹持架，其特征在于所 述Z轴旋转平台绕Z轴方向的转动角度为士135。。
7. 根据权利要求3所述的手持式激光打标机的万向夹持架，其特征在于所 述Y轴旋转底板绕Y轴方向的转动角度为± 120° 。
全文摘要
本发明涉及手持式激光打标机及其万向夹持架。手持式激光打标机，包括电脑、红光对焦器机壳和安装在该机壳内的激光发生器、扩束镜、透镜、接口卡和振镜扫描机构，还包括聚焦定位罩，该聚焦定位罩连接在透镜外侧的机壳上，聚焦定位罩沿激光束方向上的长度等于透镜的焦距。万向夹持架，包括底板、Z轴支架、Z轴移动导杆、Z轴移动螺杆、Z轴移动滑台、连接支架、Z轴旋转底座、Z轴旋转平台、Y轴旋转支架、Y轴旋转底板、X轴移动滑台和X轴移动螺杆，手持式激光打标机连接在Y轴旋转底板上，而Y轴旋转底板通过支架、X轴移动滑台、Z轴旋转平台、Z轴旋转底座、连接支架、Z轴移动滑台，滑动连接在Z轴导杆上。使本发明打标机能进行任意方向和位置的打标作业，手持打标机无需调焦。
文档编号B41J2/475GK101590744SQ20091003260
公开日2009年12月2日 申请日期2009年6月29日 优先权日2009年6月29日
发明者沈波尔, 邱金生, 海 郑 申请人:南京中南激光设备有限公司