工件放置台及激光打标设备的制作方法

本发明涉及激光打标装置技术领域，特别是涉及一种工件放置台及激光打标设备。

背景技术：

激光打标是用激光束在各种物质表面打上永久的标记，打标的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质，或者是通过光能导致表层物质的化学物理变化而“刻”出痕迹，或者是通过光能烧掉部分物质，显示所需刻蚀的图案或文字。常见的激光打标设备一般包括光作台、激光器、光路系统和控制系统，工作时，首先将待打标工件放在工作台上，放好后用脚踏开关触发打标信号，然后激光器出光开始打标。

随着现代工业的发展，回转体工件的表面加工要求越来越高，同时要求不同外径工件需兼容，例如，对于有些长尺寸的回转体工件，某一段的外径尺寸可能大于或者小于其他部位的外径尺寸，当对该回转体工件的圆周表面进行打标时，回转体工件在工作台上的放置精度和稳定度，能够直接影响到打标质量与精度，但是传统激光打标设备的工件放置台，并不能保证回转体工件的放置精度和稳定度，进而影响打标质量和打标精度。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统激光打标设备的工件放置台不能稳定、精准的放置回转体工件的问题，提供一种工件放置台及激光打标设备。

本发明的工件放置台，用于放置并且定位回转体工件，包括固定件、支撑座和第一驱动件，其中，固定件用于固定所述回转体工件的一端；支撑座包括座体、转动设置在座体上的至少两个支撑轮，以及高度调节组件，所述支撑轮能够与所述回转体工件点接触，所述支撑轮用于支撑所述回转体工件的除上述一端外的其他位置，所述支撑轮与所述固定件相配合，用于将所述回转体工件定位在所述工件放置台上；所述高度调节组件与支撑轮连接，用于调节所述支撑轮的高度；第一驱动件，与所述固定件连接，用于驱动所述固定件旋转。

在一个实施例中，所述高度调节组件包括导向滑槽和相互啮合的齿轮、齿条，所述导向滑槽固定设置在所述座体上或者与所述座体一体成型，所述齿条的一端插设在所述导向滑槽内，另一端与所述支撑轮连接，所述齿轮能够驱动所述齿条在导向滑槽内相对于座体上下运动。

在一个实施例中，所述齿轮连接有调节旋钮，所述调节旋钮受力后能够驱动所述齿轮转动；或者，所述齿轮连接有第二驱动件，所述第二驱动件能够驱动所述齿轮转动。

在一个实施例中，所述固定件包括卡头和第三驱动件，所述卡头能够插入到所述回转体工件一端的内腔；或者，所述卡头能够抓持所述回转体工件一端的外壁；所述第三驱动件用于驱动所述卡头与回转体工件相抵持。

在一个实施例中，工件放置台还包括支撑板和第四驱动件，所述固定件和支撑座均设置在所述支撑板上，所述支撑板上设置有导轨，所述座体上设置有导槽，所述导槽能够卡在导轨上，所述第四驱动件与支撑座连接，用于驱动支撑座沿导轨左右滑动。

在一个实施例中，工件放置台还包括压紧件，用于对所述回转体工件的另一端施加轴向压紧力，使得所述回转体工件能够压紧固定在所述固定件上。

在一个实施例中，所述压紧件包括后座、压紧胶盘和第五驱动件，所述压紧胶盘设置在后座上，并且能够与所述回转体工件的另一端相抵持，所述后座的底部设置有导槽，所述导槽能够卡在所述导轨上，所述第五驱动件与后座连接，用于驱动后座沿导轨朝向靠近固定件的一端滑动。

在一个实施例中，工件放置台还包括以下中的任意一个：所述支撑座的数量为两个以上；所述支撑座上的支撑轮沿同一周向排布用于支撑回转体工件的同一周向上的不同位置处。

本发明还提出一种激光打标设备，包括：上面任一所述的工件放置台；及激光打标头，用于对所述回转体工件进行激光打标。

在一个实施例中，激光打标设备还包括外径检测器、激光打标系统和升降体；所述外径检测器设置在所述工件放置台的侧边，用于检测所述回转体工件的外径变化并将检测结果发送至激光打标系统；所述升降体与所述激光打标头连接，用于在激光打标系统的控制下驱动激光打标头相对于工作台升或降，以确保所述激光打标头的工作距离不变。

在一个实施例中，所述激光打标头内设置有第七驱动件和发散角度调节镜片，所述激光打标设备还包括外径检测器和激光打标系统，所述外径检测器设置在所述工件放置台的侧边，用于检测所述回转体工件的外径变化并将检测结果发送至激光打标系统，所述第七驱动件与所述激光打标头连接，用于在激光打标系统的控制下驱动所述发散角度调节镜片运动，进而调节所述激光打标头的工作距离，以适应所述回转体工件的外径变化。

本发明的工件放置台和激光打标设备，其有益效果为：

本发明的工件放置台和激光打标设备，通过合理设置固定件、支撑座和第一驱动件的结构、位置以及三者之间的相互连接关系，使得回转体工件能够稳定、精准地定位在工件放置台上，并且通过在支撑座上设置高度调节组件，能够根据回转体工件被支撑部位的外径，调节支撑轮的高度，使得本发明的工件放置台及激光打标设备能够适应具有多段不同外径的复杂回转体工件；另外，在回转体工件的旋转加工过程中，支撑座与回转体工件的外表面之间始终为点接触，能够避免工件安装过定义，避免工件在旋转加工过程中因安装过定义而变形、扭曲或者松动。另外，回转体工件在旋转加工过程中，支撑轮能够随回转体工件一起转动，如此设计，第一驱动件只需对固定件施加较小的旋转扭力，就能够带动回转体工件转动，从而能够避免工件在旋转加工过程中因旋转扭力过大而变形、扭曲或者松动，进而能够提高激光打标设备对回转体工件的激光加工精度。

附图说明

图1为本发明一个实施例中激光打标设备的整体结构示意图。

图2为本发明一个实施例中工件放置台的结构示意图。

图3为本发明一个实施例中工件放置台上安装回转体工件后的结构示意图。

图4为本发明一个实施例中支撑座的结构示意图。

图5为本发明一个实施例中支撑轮和高度调节组件的结构示意图。

附图标记：

工件放置台100，固定件110，卡头111，第三驱动件112；支撑座120，第一支撑座121，第二支撑座122，座体123，支撑轮124，导槽125，高度调节组件140，导向滑槽141，齿轮142，齿条143，调节旋钮144，第一驱动件130，支撑板150，导轨151，第二导槽152，第四驱动件160，压紧件170，后座171，压紧胶盘172，第五驱动件173；回转体工件200；工作台300，第二导轨310，第六驱动件400，外径检测器500，升降体510，激光打标头600。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本发明提出一种工件放置台及激光打标设备，激光打标设备的结构如图1所示，工件放置台100的结构如图2所示，工件放置台100用于放置并且定位回转体工件200，如图1所示，激光打标设备包括上述工件放置台100和激光打标头600，激光打标头600用于对工件放置台100上的回转体工件200进行激光打标。

在一个实施例中，工件放置台100的结构如图2和图3所示，包括固定件110、支撑座120和第一驱动件130，其中，固定件110用于固定回转体工件200的一端；支撑座120包括第一支撑座121和第二支撑座122，每个支撑座上均设置有两个鼓形支撑轮124，每个支撑座上的两个支撑轮124均沿同一周向排布，用于支撑回转体工件200的同一周向上的不同位置,支撑轮124能够与回转体工件200点接触，支撑轮124用于支撑回转体工件200的另一端，支撑轮124与固定件110相配合，用于将回转体工件200定位在工件放置台100上。如图4所示，每个支撑轮124均连接有一个高度调节组件140，高度调节组件140用于调节支撑轮124的高度，使得回转体工件200的轴线位于水平位置。如图2和图3所示，第一驱动件130与固定件110连接，用于驱动固定件110和回转体工件200旋转。

需要说明的是，在图3所示的实施例中，回转体工件200的外表面呈圆柱状，沿其旋转轴线方向工件表面的外径尺寸相同，可以理解的是，在其他实施例中，对于有些长尺寸的回转体工件200，某一段的外径尺寸可能大于或者小于其他部位的外径尺寸，当将该回转体工件200放置在工件放置台100上时，根据回转体工件200被支撑部位的外径，通过支撑座120上的高度调节组件140调节支撑轮124的高度，能够使得回转体工件200的轴线位于水平位置。本发明的工件放置台，通过在支撑座120上设置高度调节组件140，能够根据回转体工件200被支撑部位的外径，调节支撑轮124的高度，使得本发明的工件放置台及激光打标设备能够适应具有多段不同外径的复杂回转体工件。

如图4所示，支撑座120包括座体123，如图5所示，高度调节组件140包括导向滑槽141、调节旋钮144和相互啮合的齿轮142、齿条143，导向滑槽141固定设置在座体123上或者与座体123一体成型，齿条143的一端插设在导向滑槽141内，另一端与支撑轮124转动连接，齿轮142的转动轴连接有调节旋钮144，当操作者旋转调节旋钮144时，调节旋钮144能够带动齿轮142转动，齿轮142进而能够驱动齿条143在导向滑槽141内相对于座体123上下运动，进而能够调节支撑轮124的高度。需要说明的是，在其他实施例中，齿轮142的转动轴还可以连接有第二驱动件，第二驱动件能够驱动齿轮142转动，齿轮142进而驱动齿条143在导向滑槽141内相对于座体123上下运动。

如图2所示，固定件110包括卡头111和第三驱动件112，卡头111能够插入到回转体工件200一端的内腔，第三驱动件112能够对卡头111施加外扩力，使得卡头111与回转体工件200的内腔面紧密抵持，第一驱动件130的输出轴与固定件110连接，用于驱动固定件110旋转，卡头111与回转体工件200的内腔面之间存在静摩擦力，在静摩擦力的作用下固定件110能够带动回转体工件200一起转动。可以理解的是，在其他实施例中，卡头111还可以抓持在回转体工件200一端的外表面上，第三驱动件112能够对卡头111施加向内的抓紧力，使得卡头111与回转体工件200的外表面紧密抵持，第一驱动件130的输出轴与固定件110连接，用于驱动固定件110旋转，卡头111与回转体工件200的外表面之间存在静摩擦力，在静摩擦力的作用下固定件110能够带动回转体工件200一起转动。在一个具体的实施例中，卡头111为内壁夹紧卡头111，第三驱动件112为启动夹紧卡盘。

如图2所示，工件放置台100还包括支撑板150和第四驱动件160，固定件110和支撑座120均设置在支撑板150上，支撑板150的上表面设置有导轨151，第一支撑座121和第二支撑座122的底部还设置有导槽125，导槽125能够卡在导轨151上，第一支撑座121和第二支撑座122能够通过导槽125沿导轨151左右滑动，第四驱动件160与第一支撑座121连接，用于驱动第一支撑座121沿导轨151左右滑动。在一个具体的实施例中，第四驱动件160为前端上料电缸。

如图2所示，工件放置台100在回转体工件200的另一端处还设置有压紧件170，压紧件170包括后座171、压紧胶盘172和第五驱动件173，压紧胶盘172设置在后座171上，压紧胶盘172能够与回转体工件200的另一端相抵持，后座171的底部设置有导槽125，导槽125能够卡在导轨151上，第五驱动件173与后座171连接，第五驱动件173用于驱动后座171沿导轨151朝向靠近固定件110的一端滑动，进而能够对压紧胶盘172施加轴向压紧力，使得回转体工件200能够被压紧固定在固定件110上。当回转体工件200能够被压紧固定在固定件110上以后，第五驱动件173驱动后座171沿导轨151朝向远离固定件110的一端滑动，使得压紧胶盘172远离回转体工件200。

另外，需要说明的是，在图1所示的实施例中，当回转体工件200的内腔面有锥度时，仅通过压紧件170对回转体工件200施加轴向的压紧力，不足以使得回转体工件200被压紧固定在固定件110上，在回转体工件200的旋转过程中，可能会相对于固定件110打滑、松动，为了避免这一现象，如图2所示，后座171上还设置有轴承，压紧胶盘172具有转轴，转轴能够插设在后座171的轴承内，使得压紧胶盘172与后座171转动连接，当回转体工件200在第一驱动件130的作用下转动时，压紧胶盘172能够随回转体工件200一起转动，此时第五驱动件173对压紧胶盘172施加轴向压紧力，能够在转动的过程中将回转体工件200的一端紧密固定在固定件110上。在一个具体的实施例中，压紧胶盘172为旋转压紧胶盘172，第五驱动件173为后端自动压紧气缸。

在回转体工件200的上料过程中，首先将回转体工件200放置在第一支撑座121和第二支撑座122上，回转体工件200被四个支撑轮124稳定支撑，回转体工件200与支撑轮124之间点接触，并且回转体工件200与支撑轮124存在静摩擦力；然后，第四驱动件160驱动第一支撑座121沿导轨151向左滑动，在静摩擦力的作用下，回转体工件200带动第二支撑座122一起沿导轨151向左滑动，使得固定件110的卡头111能够插入到回转体工件200一端的内腔中，然后第三驱动件112启动，使得卡头111与回转体工件200的内腔面紧密抵持；然后，第一驱动件130带动回转体工件200转动，在回转体工件200转动的过程中，第五驱动件173通过压紧胶盘172将回转体工件200的一端紧密固定在固定件110上，确保回转体工件200在旋转加工过程中不松动。

另外，需要说明的是，在图2-图3所示的实施例中，支撑座120包括第一支撑座121和第二支撑座122，当把回转体工件200放置在工件放置台100上时，回转体工件200能够被四个支撑轮124稳定支撑，方便上料。可以理解的是，当回转体工件200的一端被固定在固定件110上以后，四个支撑轮124中实际上只有两个交错的支撑轮124能够起到主要的支撑作用，另外两个支撑轮124起辅助支撑作用。需要说明的是，此处所说的交错是指起主要支撑作用的两个支撑轮分别位于回转体工件旋转轴线的相对两侧，此时该支撑座120上起主要支撑作用的两个支撑轮124共同确定工件的一个支撑位置，固定件110确定另一个支撑位置，从而能够将回转体工件200稳定、精准地定位在工件放置台100上，并且在回转体工件200的旋转加工过程中，支撑座120与回转体工件200的外表面之间始终为点接触，能够避免工件安装过定义，避免工件在旋转加工过程中变形、扭曲或者松动，进而能够提高激光打标设备对工件的激光加工精度。

可以理解的是，在其他实施例中，工件放置台100上可以仅设置一个支撑座120，该支撑座120上的支撑轮124沿同一周向排布，用于支撑回转体工件200的同一周向上的不同位置，此时该支撑座120上的两个支撑轮124共同确定工件的一个支撑位置，固定件110确定另一个支撑位置，从而能够将回转体工件200稳定、精准地定位在工件放置台100上，并且在回转体工件200的旋转加工过程中，支撑座120与回转体工件200的外表面之间始终为两点接触，能够避免工件安装过定义，避免工件在旋转加工过程中变形、扭曲或者松动，进而能够提高激光打标设备对工件的激光加工精度。另外，支撑座120上的两个鼓形支撑轮124的高低均能够通过高度调节组件140进行调节并锁紧，确保在实际安装过程中，因回转体工件200外形误差，两边鼓形支撑轮124可独立调节，确保两侧均可稳定支撑回转体工件200。

可以理解的是，在其他实施例中，当工件放置台100上仅设置一个支撑座120时，支撑座120上的两个支撑轮124不一定沿同一周向排布，两个支撑轮124只需要分别位于回转体工件200旋转轴线的相对两侧，就能够稳定支撑回转体工件200的另一端。另外，需要说明的是，固定件110用于固定回转体工件200的一端，支撑轮124所支撑的部位不一定是回转体工件200的另一端部，支撑轮124所支撑的部位可以是除了上述一端外的其他任意位置。

在一个实施例中，如图1所示，激光打标设备还包括工作台300和第六驱动件400，工作台300用于承载上述工件放置台100，第六驱动件400用于驱动工件放置台100在工作台300上左右滑动，进而确保回转体工件200在左右移动的过程中完成对所有外圆柱面的激光打标。

另外，如图1所示，激光打标设备还包括外径检测器500、激光打标系统(图中未示出)和升降体510；外径检测器500设置在工件放置台100的侧边，用于检测工件放置台100上回转体工件200的外径变化，并将检测结果发送至激光打标系统；升降体510与激光打标头600连接，用于在激光打标系统的控制下驱动激光打标头600相对于工作台300升或降，进而确保回转体工件200在左右移动以及转动的过程中，激光打标头600与回转体工件200的外表面之间的垂直距离(即激光打标头600的工作距离)始终满足特定要求，进而完成对所有外圆柱面的激光打标。

在一个实施例中，第一驱动件130为带有编码器的旋转驱动伺服电机。激光打标系统中含有激光打标控制卡，当第一驱动件驱动回转体工件轴向旋转后，编码器能够发送旋转脉冲信号至激光打标控制卡，激光打标控制卡控制激光振镜出光，通过打标控制软件的坐标系设置，仅控制x轴振镜或者y轴振镜运动，即可完成对回转体工件的圆柱面的激光飞行打标。

在一个具体的实施例中，如图1所示，激光打标头600的打标方向竖直向下，外径检测器500的检测方向呈水平方向，二者之间的夹角为90°，回转体工件200旋转90°后方可触发激光打标。回转体工件200旋转一周发出n个脉冲信号，当激光打标系统接收到脉冲信号后，开始计数，累计收到n/4个脉冲后，即判断此高度值为当前待打标位置，触发激光打标。

在一个实施例中，外径检测器500检测回转体工件200表面的高度信息，然后向激光打标系统发送模拟量信号，激光打标系统通过数模转换将模拟量信号转换为数字信号，激光打标系统中设置有初始参数，如果转换后的数字信号大于初始参数，则激光打标系统判断回转体工件表面有凸起，激光打标系统控制升降体510使其驱动激光打标头600相对于工作台300向上运动，确保激光打标头600的工作距离不变；如果转换后的数字信号小于初始参数，则激光打标系统判断回转体工件表面有凹陷，激光打标系统控制升降体510使其驱动激光打标头600相对于工作台300向下运动，确保激光打标头600的工作距离不变。

可以理解的是，在其他实施例中，激光打标设备还可以不设置升降体510，激光打标头600内设置有第七驱动件和发散角度调节镜片(图中未示出)，第七驱动件与激光打标系统连接，用于在激光打标系统的控制下驱动发散角度调节镜片运动，进而调节激光打标头600的工作距离，以适应回转体工件200的外径变化，进而确保激光打标设备对回转体工件200的激光加工精度。

在一个实施例中，第七驱动件为发散角调节电机，如果激光打标系统通过比较外径检测器500传来的信号，判断回转体工件表面有凸起，则激光打标系统控制第七驱动件使其驱动发散角度调节镜片向前运动，使得进入激光打标头内的激光光束发散角度变小，激光打标头的工作距离减小，以适应回转体产品的外径变化；如果激光打标系统判断回转体工件表面有凹陷，则激光打标系统控制第七驱动件使其驱动发散角度调节镜片向后运动，使得进入激光打标头内的激光光束发散角度变大，激光打标头的工作距离增大，以适应回转体产品的外径变化，进而确保激光打标设备对回转体工件200的激光加工精度。

本发明的工件放置台和激光打标设备，通过合理设置固定件、支撑座和第一驱动件的结构、位置以及三者之间的相互连接关系，使得回转体工件能够稳定、精准地定位在工件放置台上，并且通过在支撑座上设置高度调节组件，能够根据回转体工件被支撑部位的外径，调节支撑轮的高度，使得本发明的工件放置台及激光打标设备能够适应具有多段不同外径的复杂回转体工件；另外，在回转体工件的旋转加工过程中，支撑座与回转体工件的外表面之间始终为点接触，能够避免工件安装过定义，避免工件在旋转加工过程中因安装过定义而变形、扭曲或者松动。另外，回转体工件在旋转加工过程中，支撑轮能够随回转体工件一起转动，如此设计，第一驱动件只需对固定件施加较小的旋转扭力，就能够带动回转体工件转动，从而能够避免工件在旋转加工过程中因旋转扭力过大而变形、扭曲或者松动，进而能够提高激光打标设备对回转体工件的激光加工精度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。