本实用新型涉及激光打标设备领域，具体涉及一种自动对焦打标一体机。
背景技术：
激光打标机是综合了激光技术和计算机技术的光、机电一体化设备。激光打标技术目前在国内外工业上的应用正被人们逐渐重视，各种新型的打标设备层出不穷，它以其独特的优点正在取代传统的标记方法，可在各种机械零部件、电子元器件、集成电路模块、仪器、仪表等多种物体表面上，打印出标记。
其工作原理为激光器产生激光，经过聚焦镜片聚焦后，再照射到打标物体的表面，只有当打标物体位于焦距位置时才具有较为理想的打标效果。
现有技术都是人工手动对打标机进行调整以及对焦，当打标物放置好后，需要手动移动操作移动激光打标组件到特定的打标位置，打标完成后又手动将激光打标组件复位，采用手动调节降低了打标机的工作效率，调节的误差较大，这降低了打标的精度和速度。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种提高打标速度和精度,可以进行自动对焦打标的打标一体机。
为达到上述目的，本实用新型是这样实现的：自动对焦打标一体机，包括箱体，所述箱体的底部形成打标平台，所述箱体的一面侧壁形成机架，所述机架上活动安装有激光打标组件；还包括测距组件,设置在机架上用于驱动激光打标组件沿机架上下移动的第一驱动组件,第二驱动组件和控制器。
打标物放置在所述打标台上，所述测距组件测量打标物相对激光打标组件的位置，然后将检测的数据发送给所述控制器，所述控制器根据反馈的数据控制所述第一驱动组件带动激光打标组件垂直运动，控制第二驱动组件带动激光打标组件垂直运动，从而达到自动对焦的作用，才提高了打标速率和打标精度。
还包括:
设置在机架上用于驱动激光打标组件沿机架上下移动的第一驱动组件，所述第一驱动组件包括若干驱动电机，所述驱动电机间接连接所述激光打标组件；
第二驱动组件，所述第二驱动组件包括底座，所述底座的侧壁安装在所述第机架上，所述底座上的设置有电机，连接轴和连接块，所述连接轴一端连接在底座的侧壁上，另一端依次通过连接块，驱动块与电机连接，所述连接块上表面设置有连接板，所述激光打标组件安装在所述连接板上，电机开启时通过所述驱动块带动所述连接块以及在激光打标组件所述连接轴上移动；
设置在激光打标组件上的测距组件，测距组件至少包括激光指示器、滤光片和感光元件，感光元件上具有条状感光区域，条状感光区域前设置所述滤光片，激光指示器和条状感光区域设置成至少有一平面同时经过激光指示器所发出指示激光的出射方向和条状感光区域的两端延伸方向；
激光指示器以集束的方式向打标物表面发射单一波长的红色或红外指示激光，打标物表面形成漫反射光斑，漫反射光斑透过滤光片后被感光元件摄取并成像在条状感光区域上，漫反射光斑与感光元件的连线方向设置成与指示激光出射方向不重合；依据光斑在条状感光区域上不同的成像位置计算出指示激光出射方向与光斑和感光元件连线方向的夹角，并进一步计算出打标物表面与扫描头的相对位置，并将位置信息反馈给控制器；
所述控制器根据感应信号计算指示激光与反馈激光的夹角并进一度计算出打标物表面到扫描头的位置；同时控制器向第一驱动组件和第二驱动组件发送控制信号，所述第一驱动组件的驱动电机根据控制信号第二驱动组件的底座上下移动，使激光打标组件的扫描头与打标物表面的垂直方向的距离匹配激光打标机的打标焦距；所述第二驱动组件根据控制信号驱动激光打标组件水平移动，使激光打标组件的扫描头位于打标物表面的正上方。
优选地,所述机架包括一竖直平板，所述第一驱动组件设置在所述机架的背侧，所述机架的背侧还设置有滑动槽，所述第二驱动组件的底座侧壁通过安装块安装在所述滑动槽内。
优选地,还包括控制盒，控制盒与控制器连接，控制盒上设有控制按钮，用于控制测距组件启动和/或停止测距程序。
优选地，激光指示器用于向打标物表面预置的特征点发射指示激光，感光元件用于摄取特征点的光斑信息，并向控制器发送光斑信息，控制器根据光斑信息计算特征点相对扫描头的垂相对位置并向第一驱动组件，第一驱动组件根据控制信号驱动激光打标组件上下移动。
优选地，激光指示器在打标物表面打标起始点位于激光打标组件扫描头的打标焦距下方后，再次向打标物体表面发射指示激光，感光元件用于摄取特征点的光斑信息，并向控制器发送光斑信息，控制器根据光斑信息计算打标物体表面到扫描头的相对位置并向第二驱动组件发送微调信号，所述第二驱动组件根据打标物的相对位置驱动激光打标组件左右移动，使打标物表面打标起始点位于激光打标组件扫描头的打标焦距正下方。
优选地,所述连接块具有一个穿孔，所述连接块通过所述穿孔套在所述连接轴上。
优选地,所述驱动块与所述连接块直接连接用于驱动所述连接块在所述连接轴上来回滑动。
优选地,所述底座的四周设置有侧壁，侧壁上方设置有安装板，所述侧壁与安装板结合底座底板形成一个容纳空间，将所述驱动块，连接块和连接轴均容纳在所述容纳空间内。
优选地,所述连接板设置在所述安装板上方，所述连接板通过连接柱与所述连接块连接，所述安装板上开设供所述连接柱来回滑动的条形窗口。
优选地,所述测距组件设置在所述激光打标组件的激光出射侧；所述激光出射口的下方安装有由上至下口径依次变大的灯光罩。
本实用新型的有益效果：本实用新型通过激光指示器向打标物体表面发射激光，感光元件用于接收经打标物体表面反射的激光并向控制器发送感应信号，控制器根据感应信号计算打标物体表面相对测距组件的位置并向第一、第二驱动组件发送控制信号，第一、第二驱动组件根据控制信号驱动激光打标组件分别垂直和水平移动至打标物体位于激光打标组件的打标焦距上，实现了自动将扫描头和打标物体之间的距离调整至打标焦距，保证了打标的准确性，提升了打标速度。
附图说明
图1是本实用新型自动对焦打标一体机整体结构示意图。
图2是本实用新型自动对焦打标一体机整体内部结构示意图。
图3为本实用新型测距组件的工作原理示意图
图4为本实用新型激光打标组件工作原理示意图
图5为本实用新型激光打标组件的光路组件的结构示意图
图6为图5中A部放大图
图7为本实用新型自动对焦打标原理示意图。
图8为本实用新型打标工作原理结构示意图。
图9为本实用新型自动对焦打标一体机部分结构示意图。
图10为图9中另一个角度的结构示意图。
图11为第二驱动组件的部分结构示意图。
图12为第二驱动组件的局部结构示意图。
图13为第二驱动组件的局部结构示意图。
附图中各部件对应的标号：
箱体1，观察窗口11，散热孔12；打标平台2，机架3，竖直平板31，滑动槽32；
激光打标组件4，激光器42，光路组件43和扫描头41，支撑座431，支架432，凹透镜433，凸透镜434，导轨435，摆动电机436；
测距组件5,激光指示器51，集束透镜52，滤光片53，聚光透镜54，感光元件55；
第二驱动组件6,电机61，连接板62，连接轴63，连接块64，底座65，驱动块66，安装板67；
第一驱动组件7，灯光罩8，打标物10。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。
如图1-13所示，自动对焦打标一体机，包括箱体1，所述箱体1的前侧壁设置有观察窗口11，用于观察打标机的工作状况，所述箱体1的侧壁设置有散热孔12，具有散热功能，所述箱体的底部形成打标平台2，所述箱体1的一面侧壁形成机架3，所述机架3上活动安装有激光打标组件4；本实用新型还包括测距组件5,设置在机架3上用于驱动激光打标组件4沿机架3上下移动和左右移动的第一驱动组件7和第二驱动组件6以及控制器(图中未画出)。
打标物放置在所述打标台2上，所述测距组件5测量打标物相对激光打标组件4的位置，然后将检测的数据发送给所述控制器，所述控制器根据反馈的数据控制所述第一驱动组件7带动激光打标组件4垂直运动，控制第二驱动组件7带动激光打标组件4水平运动，实现自动对焦，提高了打标速率和打标精度。
如图4-图6所示，激光打标组件4包括依次安装的激光器42、光路组件43和扫描头41。
光路组件43包括支撑座431、支架432、凹透镜433和凸透镜434(其他实施例中，凸透镜和凹透镜可以互换，应当认为与本方案为等同的设置)。
支撑座431上设置有沿激光光路延伸的导轨435，支架432设置在导轨435上并可沿导轨435滑动，凹透镜433(调焦镜片)固定在支架432上，还包括与支架直接或间接连接的摆动电机436，摆动电机控制支架沿导轨方向往返滑动，摆动电机436与控制器连接。
因此支架432在导轨435上滑动时，也带动凹透镜433移动，凹透镜433在导轨435的位置对应打标激光的焦距，打标激光自激光器出射，经过光路组件43，入射至扫描头41，通过凹透镜433在导轨435上的移动而改变打标激光的焦距。
如图3所示，在扫描头41的一侧设置有测距组件5，测距组件5内包括激光指示器51、集束透镜52、滤光片53、聚光透镜54和感光元件55，感光元件55上具有条状感光区域，条状感光区域前设置所述聚光透镜54和滤光片53，激光指示器和条状感光区域设置成至少有一平面同时经过激光指示器所发出指示激光的出射方向和条状感光区域的两端延伸方向。
感光元件55、控制器和第一驱动组件6依次电连接，其中激光指示器51经集束透镜54以集束的方式向打标物表面发射单一波长的红色或红外指示激光，打标物表面形成漫反射光斑E，F，漫反射光斑透过滤光片53和聚光透镜54后，被感光元件55摄取并成像在条状感光区域上，光斑E在条状感光区域上的成像为de，光斑F在条状感光区域上的成像为df，不同高度位置在条状感光区域上的成像位置不同，且相互间具有三角关联关系。
漫反射光斑与感光元件的连线方向设置成与指示激光出射方向不重合。
扫描头41、光指示器51、集束透镜52、滤光片53、聚光透镜54和感光元件55相互之间的位置和角度关系是已知的，依据光斑在条状感光区域上不同的成像位置，并结合已知数据，计算出指示激光出射方向与光斑和感光元件连线方向的夹角α，β，并进一步计算出打标物表面E，F相对扫描头41的位置，并将位置信息反馈给控制器。
另外，激光指示器51用于向打标物表面预置的特征点发射指示激光，感光元件55用于摄取特征点的光斑信息，并向控制器发送光斑信息，控制器根据光斑信息计算特征点相对扫描头41的垂相对位置并向第一驱动组件7，第一驱动组件7根据控制信号驱动激光打标组件上下移动。激光指示器51在打标物表面打标起始点位于激光打标组件扫描头的打标焦距下方后，再次向打标物体表面发射指示激光，感光元件55用于摄取特征点的光斑信息，并向控制器发送光斑信息，控制器根据光斑信息计算打标物体表面到扫描头的相对位置并向第二驱动组件6发送信号，所述第二驱动组件6根据打标物的相对位置驱动激光打标组件左右移动，使打标物表面打标起始点位于激光打标组件扫描头的打标焦距正下方。
接着所述激光指示器51重复上述运动，对激光打标组件4进行微调，直到位置精确到预定的精度范围为止。
本实用新型的控制器泛指用于执行控制指令和运算数据的器件，其可以是一个大型的集成电路控制器(CPU)，也可以是按功能需求被拆分成多个小型控制器分别设置于不同位置，以上方式等同的设置。本实用新型还包括控制盒(未画出)，控制盒与控制器连接，控制盒上设有控制按钮，用于控制测距组件启动和/或停止测距程序。
如图10所示，所述第一驱动组件7包括若干驱动电机71和滑轴72，所述驱动电机71间接连接所述激光打标组件4。
第二驱动组件6包括底65座，所述底座65的侧壁安装在所述机架3上，所述底座65上的设置有电机61，连接轴63和连接块64和驱动块66，所述连接轴63一端连接在底座65的侧壁上，另一端依次通过连接块64，驱动块66与电机65连接，所述连接块64上表面设置有连接板62，所述激光打标组件4安装在所述连接板62上，电机开启时通过所述驱动块66带动所述连接块64以及激光打标组件4在所述连接轴63上移动；
所述控制器用于根据感应信号计算指示激光与反馈激光的夹角并进一度计算出打标物表面到扫描头的位置；同时控制器向第一驱动组件7和第二驱动组件6发送控制信号，所述第一驱动组件7的驱动电机根据控制信号驱动底座61上下移动，使激光打标组件4的扫描头41与打标物表面的垂直方向的距离匹配激光打标机的打标焦距；所述第二驱动组件6根据控制信号驱动激光打标组件4水平移动，使激光打标组件4的扫描头41位于打标物表面的正上方。
如图11-13所示，所述机架3包括一竖直平板31，所述第一驱动组件7设置在的竖直平板31背侧，所述机架3的背侧又开设有滑动槽32，所述第二驱动组件6的底座65通过一个滑块在所述滑动槽32内，同时滑块套在所述滑轴72上可沿着所述滑轴上下滑动，从而带动第二驱动组件上下滑动。
所述连接块64通过穿孔套在所述连接轴63上，所述驱动块66与所述连接块64直接连接用于驱动所述连接块64在所述连接轴63上来回滑动。所述底座65的四周设置有侧壁，侧壁上方设置有安装板67，所述侧壁与安装板67结合底座底板形成一个容纳空间，所述驱动块66，连接块64和连接轴63均容纳在所述容纳空间内。所述连接板62设置在所述安装板67上方，所述连接板62通过连接柱(未画出)与所述连接块64连接，所述安装板67上开设供所述连接柱来回滑动的条形窗口(未画出)。所述激光出射口的下方安装有由上至下口径依次变大的灯光罩8，用于确定激光的打标范围。
在具体对打标物体10进行打标时，激光打标机启动工作后，激光指示器向打标物体10表面发射激光，激光在打标物体10表面产生漫反射，感光元件用于接收经打标物体10表面反射的激光，从而产生感应并向控制器发送感应信号，控制器用于根据感应信号计算打标物体10表面相对测距组件的位置。控制器计算位置的原理是根据激光的直线传播和发射角度，控制器计算出打标物体10表面到测距组件的垂直距离后，向第一驱动组件7发送控制信号和第二驱动组件6，第一驱动组件6用于根据控制信号驱动激光打标组件4垂直移动，第二直第二驱动组件6驱动激光打标组件水平一批，直至打标物体10位于激光打标组件4的打标焦距上。之后，激光打标机根据打标图案在虚拟模型上的位置对打标物体10进行打标。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。