激光打标设备的制作方法

本实用新型属于打标设备技术领域，尤其涉及一种激光打标设备。

背景技术：

激光由于其高能量密度的特点，在零件表面打标工艺中多有应用，通过激光在零件的表面进行照射，能够使得零件的表面留下永久性的标记，进而实现零件表面打标。

在现有的打标设备中，为保证激光打标的稳定性，激光器通常是固定设置于设备的机架上，而当需要调整激光器相对于待打标零件的激光照射角度时，通常需要重新调整装设有待打标零件的工作台相对于激光器的位置关系，由于工作台通常较为沉重，在调整位置时往往较为耗时费力。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种激光打标设备，旨在解决现有技术中的激光器相对于待打标零件的激光照射角度在调整时耗时费力的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种激光打标设备，包括机架、工作台、用于装夹待打标零件的装夹装置、运动机构和激光器，所述工作台固定于所述机架上，所述装夹装置设置于所述工作台上，所述运动机构包括z轴运动组件和x轴运动组件，所述z轴运动组件设置于所述机架的一侧，所述x轴运动组件设置于所述z轴运动组件上，所述激光器设置于所述x轴运动组件上并对应于所述装夹装置设置。

进一步地，所述z轴运动组件包括第一横板、固定螺母、第一传动螺杆和导向杆，所述第一横板固定于所述机架上，所述固定螺母沿z轴方向设置于所述第一横板，所述第一传动螺杆和所述固定螺母螺纹配合，且所述第一传动螺杆和所述导向杆均沿z轴方向穿设过所述第一横板并和所述x轴运动组件转动连接。

进一步地，所述z轴运动组件还包括第二横板和第三横板，所述第二横板和第三横板分别位于所述第一横板的上下两侧并均固定于所述机架上，所述第一传动螺杆的上端和所述导向杆的上端均穿设过所述第二横板并和对应的所述x轴运动组件转动连接，所述第一传动螺杆的下端和所述导向杆的下端均转动连接于所述第三横板。

进一步地，所述x轴运动组件包括安装板、滑轨件、驱动螺母、第二传动螺杆和两竖向板，所述第一传动螺杆的上端和所述导向杆的上端均和所述安装板转动连接，所述滑轨件沿x轴方向设置于所述安装板上，所述驱动螺母沿x轴方向连接于所述滑轨件上，且所述驱动螺母和所述激光器相连接，所述第二传动螺杆和所述驱动螺母螺纹配合，两所述竖向板分别设置于所述安装板的两端，所述第二传动螺杆的两端分别转动连接于两所述竖向板。

进一步地，两所述运动机构均包括转动组件，所述转动组件包括连接板、锁紧夹具、转动销柱和装配板，所述连接板连接于对应的所述驱动螺母，所述锁紧夹具设置于所述连接板的一侧，所述转动销柱的一端沿y轴方向穿设过所述连接板并锁紧于所述锁紧夹具内，所述转动销柱的另一端和所述装配板相连接，所述装配板和所述激光器相连接。

进一步地，装夹装置包括驱动机构、转动盘、导向盘和若干用于夹持所述待打标零件的装配夹具，所述驱动机构设置于所述机架上，所述转动盘设置于所述驱动机构的输出轴上，所述转动盘的外周边缘开设有若干装配通孔，各所述装配夹具分别设置于各所述装配通孔内，所述导向盘固定设置于所述驱动机构上，且所述导向盘的中心轴线和所述转动盘的中心轴线相重合，各所述装配夹具的下端均设置有导向块，各所述导向块均与所述导向盘的外周边缘相抵接。

进一步地，所述装夹装置还包括旋转机构，所述旋转机构包括旋转电机和夹持件，所述旋转电机设置于所述机架上并位于所述激光器发出的激光束和各所述装配夹具的运动路径的交叉处，所述夹持件设置于所述旋转电机的输出轴上并用于和所述导向块夹持配合。

进一步地，所述旋转机构还包括支撑架，所述支撑架包括两竖向支撑板和用于连接所述旋转电机的横向安装板，所述横向安装板设置于两所述竖向支撑板上并能够相对于两所述竖向支撑板在水平面上微动，两所述竖向支撑板和所述横向安装板共同围设形成有用于容置所述旋转电机的容置空间，所述夹持件转动安装于所述横向安装板上，且所述夹持件的下端穿设过所述横向安装板并与所述旋转电机的输出轴相连接。

进一步地，所述夹持件包括安装部和两夹持部，所述安装部连接于所述旋转电机的输出轴上，两所述夹持部均连接于所述安装部上，且两所述夹持部之间形成有用于夹持所述导向块的夹持间隙。

进一步地，两所述夹持部朝向所述夹持间隙的一侧均凸起延伸形成有用于与所述导向块相抵接的弹性片。

本实用新型的有益效果：本实用新型的激光打标设备，工作时，两运动机构的z轴运动组件和x轴运动组件可实现对激光器相对于装夹装置的x轴方向运动和z轴方向运动，进而可使得两激光器得以在由x轴方向和y轴方向所构成的平面内调整相对于装设于装夹装置上的待打标零件的相对位置和间距，如此便无需通过挪动装夹装置以调整待打标零件相对于激光器的位置和间距，仅通过z轴运动组件和x轴运动组件对激光器的装配位置进行调整即可实现待打标零件的工作台相对于激光器的位置关系的调整，方便快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的激光打标设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的激光打标设备的另一角度的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的激光打标设备的爆炸结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的激光打标设备的运动机构的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的激光打标设备的运动机构的爆炸结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的激光打标设备的装夹装置的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的激光打标设备的装夹装置的爆炸结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的激光打标设备的装夹装置的另一爆炸结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的激光打标设备的旋转机构的结构示意图；

图10为本实用新型实施例提供的激光打标设备的旋转机构爆炸的结构示意图；

图11为本实用新型实施例提供的激光打标设备的夹持件的结构示意图；

图12为本实用新型实施例提供的激光打标设备的装配夹具的结构示意图；

图13为本实用新型实施例提供的激光打标设备的装配夹具的爆炸结构示意图。

其中，图中各附图标记：

10—装夹装置11—驱动机构12—转动盘

13—导向盘14—装配夹具15—旋转机构

16—安装盒20—机架21—工作台

22—支撑台23—架体30—运动机构

31—z轴运动组件32—x轴运动组件33—转动组件

40—激光器50—待打标零件111—驱动电机

112—分割器121—装配通孔131—避让缺口

141—导向块142—装夹座143—转动座

144—夹持孔145—弹性抵接件146—紧固套筒

151—旋转电机152—夹持件153—安装部

154—夹持部155—夹持间隙156—弹性片

157—缓冲通腔158—连接销柱159—支撑架

161—装配口162—竖向支撑板163—横向安装板

164—装配块165—轴承件166—环垫片

167—装配环件168—位移传感器311—第一横板

312—固定螺母313—第一传动螺杆314—导向杆

315—第二横板316—第三横板317—第一护板

318—导向套筒319—手摇握柄321—安装板

322—滑轨件323—驱动螺母324—第二传动螺杆

325—竖向板326—固定板327—第二护板

331—连接板332—锁紧夹具333—转动销柱

334—装配板335—通过孔336—防尘套。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～13描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1～3所示，本实用新型实施例提供了一种激光打标设备，包括机架20、用于设置待打标零件50的装夹装置10、工作台21、运动机构30和激光器40，工作台21固定于机架20上，装夹装置10设置于工作台21上，运动机构30包括z轴运动组件31和x轴运动组件32，z轴运动组件31设置于机架20的一侧，x轴运动组件32设置于z轴运动组件31上，激光器40设置于x轴运动组件32并对应于装夹装置10设置。同时，机架20的一侧可并排设置有两个或多个激光器40，而运动机构30也相应设置有两个或多个并分别对应并连接于各激光器40，如此可进一步提升激光打标效率。其中，定义激光器40的激光发射方向为x轴方向，定义激光器40的高度方向为z轴方向。

以下对本实用新型的激光打标设备作进一步说明：本实用新型的激光打标设备，工作时，两运动机构30的z轴运动组件31和x轴运动组件32可实现对激光器40相对于装夹装置10的x轴方向运动和z轴方向运动，进而可使得两激光器40得以在由x轴方向和z轴方向所构成的竖向平面内调整相对于装设于装夹装置10上的待打标零件50的相对位置和间距，如此便无需通过挪动装夹装置10以调整待打标零件50相对于激光器40的位置和间距，仅通过z轴运动组件31和x轴运动组件32对激光器40的装配位置进行调整即可实现待打标零件50的工作台相对于激光器40的位置关系的调整，方便快捷。

在本实用新型的另一个实施例中，如图2～4所示，z轴运动组件31包括第一横板311、导向杆314、固定螺母312和第一传动螺杆313，第一横板311固定于机架20上，固定螺母312沿z轴方向设置于第一横板311，第一传动螺杆313和固定螺母312螺纹配合，且第一传动螺杆313和导向杆314均沿z轴方向穿设过第一横板311并和x轴运动组件32转动连接。具体地，机架20包括支撑台22和架体23，工作台21安装于支撑台22上，架体23安装于支撑台22的一侧，架体23包括若干竖向杆(图未示)和若干横向杆(图未示)，各横向杆相互连接并形成矩形框，各竖向杆安装于矩形框的角部，第一横板311固定于对应的两竖向杆之间。z轴运动组件31在工作时，第一传动螺杆313转动，由于第一横板311固定设置于机架20上，那么装设于第一横板311上的固定螺母312即可通过与第一传动螺杆313螺纹配合而使得第一传动螺杆313沿z轴方向运动，由于第一传动螺杆313的上端和导向杆314的上端均和x轴运动组件32转动连接，这样第一传动螺杆313即可配合导向杆314实现对x轴运动组件32沿z轴方向的驱动，又由于激光器40设置于x轴运动组件32上，如此便实现了对激光器40沿z轴方向的驱动。

在本实用新型的另一个实施例中，如图3～5所示，z轴运动组件31还包括第二横板315和第三横板316，第二横板315和第三横板316分别位于第一横板311的上下两侧并均连接于机架30上，同时，第二横板315和第三横板316均可连接于对应的两竖向杆之间。第一传动螺杆313的上端和导向杆314的上端均穿设过第二横板315并和对应的x轴运动组件32转动连接，第一传动螺杆313的下端和导向杆314的下端均转动连接于第三横板316。具体地，通过在第一横板311的上下两侧分别设置第二横板315和第三横板316，并使得第一传动螺杆313和导向杆314穿设第二横板315并转动连接于第三横板316，这样便第二横板315和第三横板316的存在便实现了对第一传动螺杆313和导向杆314运动方向的限制，进而使得第一传动螺杆313和导向杆314沿z轴方向的运动更为精确和稳定。

进一步地，第二横板315和第三横板316之间可连接有第一护板317，如此一方面可实现第二横板315和第三横板316的连接，从而加强z轴运动组件31的整体强度。另一方面也可对第一传动螺杆313和导向杆314形成保护。优选地，导向杆314和第二横板315和第三横板316的穿设配合处均设置有导向套筒318，以保证对导向杆314的精确导向。

在本实用新型的另一个实施例中，如图3～5所示，x轴运动组件32包括安装板321、滑轨件322、驱动螺母323、第二传动螺杆324和两竖向板325，第一传动螺杆313的上端和导向杆314的上端均和安装板321转动连接，滑轨件322沿x轴方向设置于安装板321上，驱动螺母323沿x轴方向连接于滑轨件322上，且驱动螺母323和激光器40相连接，第二传动螺杆324和驱动螺母323螺纹配合，两竖向板325分别设置于安装板321的两端，第二传动螺杆324的两端分别转动连接于两竖向板325。具体地，x轴运动组件32工作时，第二传动螺杆324转动，并带动驱动螺母323沿x轴方向相对于滑轨件322发生滑动，由于驱动螺母323和激光器40相连接，如此便实现了激光器40沿x轴方向的运动。同时，第二传动螺杆324和第一传动螺杆313的端部均可配置有手摇握柄319。x轴运动组件32外还罩设有第二护板327，以保证其内部的第二传动螺杆324和驱动螺母323在运行时免收外界因素影响。

在本实用新型的另一个实施例中，如图3～5所示，两运动机构30均包括转动组件33，转动组件33包括连接板331、锁紧夹具332、转动销柱333和装配板334，连接板331连接于对应的驱动螺母323，锁紧夹具332设置于连接板331的一侧，转动销柱333的一端沿y轴方向穿设过连接板331上开设的通过孔335并锁紧于锁紧夹具332内，锁紧夹具332背离转动销柱333的一端安装有防尘套336，转动销柱333的另一端和装配板334相连接，装配板334和激光器40相连接。具体地，当需要绕y轴方向调整激光器40的激光束照射到待打标零件50的位置时，即可通过调整锁紧夹具332和转动销柱333的装夹角度，使得转动销柱333绕y轴方向调整其姿态，如此连接于转动销柱333的装配板334也随之实现了绕y轴方向旋转，进而设置于装配板334上的激光器40便也能够随同转动销柱333的旋转而绕y轴方向旋转，如此便实现了对激光器40的激光束照射到待打标零件50的位置的灵活调整。

进一步地，转动组件33还可包括固定板326，固定板326滑动设置于滑轨件322上，驱动螺母323和连接板331安装于固定板326上，如此便优化了驱动螺母323和连接板331的连接关系，使得驱动螺母323和转动组件33的连接关系更为稳固。

在本实用新型的另一个实施例中，如图1、图6和图7所示，装夹装置10包括驱动机构11、转动盘12、导向盘13和若干用于设置待打标零件50的装配夹具14，驱动机构11设置于机架20上，转动盘12设置于驱动机构11的输出轴上，转动盘12的外周边缘开设有若干装配通孔121，各装配夹具14分别设置于各装配通孔121内，导向盘13固定设置于驱动机构11上，且导向盘13的中心轴线和转动盘12的中心轴线相重合，各装配夹具14均设置有导向块141，各导向块141均与导向盘13的外周边缘相抵接。具体地，装夹装置10在工作时，驱动机构11驱动转动盘12转动，而设置于转动盘12上的各装配夹具14即可夹持着待打标零件50绕转动盘12的中心轴线实现旋转，这样在转动盘12旋转的过程中，激光器40便可对设置于转动盘12上的各待打标零件50依序进行打标作业，提升激光打标效率。而由于各装配夹具14均设置有导向块141，且各导向块141与导向盘13的外周边缘相抵接，那么各导向块141在随同转动盘12旋转的过程中，即可受到导向盘13的导向作用始终沿导向盘13的外周边缘运动，如此便保证了各装配夹具14在随同转动盘12旋转的过程中，能够精确稳定地沿预设的运动轨迹运动，进而也保证了各待打标零件50相对于激光器40的运动轨迹精确性，从而保证了在连续激光打标过程中，各待打标零件50的激光打标位置的一致性。

进一步地，装夹装置10还可包括安装盒16，驱动机构11、转动盘12和导向盘13可均安装于安装盒16内，安装盒16的顶部开设有装配口161，转动盘12可通过装配口161外露于安装盒16。

在本实用新型的另一个实施例中，如图7所示，驱动机构11包括驱动电机111和分割器112，驱动电机111和分割器112均设置于机架20上，且驱动电机111的输出轴和分割器112的输入轴传动连接，分割器112的输出轴和转动盘12相连接，导向盘13设置于分割器112上。具体地，驱动电机111为步进电机，而通过设置分割器112，这样即可根据单次激光打标时长确定出分割器112的输出轴的转动间隔时间，进而使得与分割器112的输出轴相连接的转动盘12实现间隙性转动，保证在每个待打标零件50都能够在激光打标位置停留预设的时间段。

在本实用新型的另一个实施例中，如图8～10所示，装夹装置10还包括旋转机构15，旋转机构15包括旋转电机151和夹持件152，旋转电机151设置于机架20上并位于激光器40发出的激光束和各装配夹具14的运动路径的交叉处，夹持件152设置于旋转电机151的输出轴上并用于和导向块141夹持配合。具体地，通过在激光器40发出的激光束和各装配夹具14的运动路径的交叉处设置旋转电机151，这样当装配夹具14运动至对应激光束的位置时，且导向块141即可被旋转电机151输出轴上设置有的夹持件152捕捉到，此时旋转电机151即可带动夹持件152转动，夹持件152又可带动导向块141和装配夹具14旋转，这样便实现了装配夹具14的自旋转，也实现了夹持于装配夹具14上的待打标零件50相对于激光器40的旋转，如此便使得激光器40能够实现在待打标零件50的任意位置进行打标作业，进一步提升了激光打标的灵活性。其中，旋转电机151的数量可以为多个，而转动盘12上布局的打标工位(装配孔121)亦可相应设置为多个一组，激光器40和旋转电机151的数量保持相同，从而可实现多工位同时自旋打标，如此显著提升了打标效率。

在本实用新型的另一个实施例中，如图10所示，旋转机构15还包括支撑架159，支撑架159安装于机架20上，旋转电机151安装于支撑架159内，夹持件152转动安装于支撑架159上，且夹持件152的下端伸入支撑架159内与旋转电机151的输出轴相连接。具体地，由于支撑架159的存在，这样一方面为旋转电机151提供了装配支撑物，实现了旋转电机151提的稳定安装，另一方面也实现了对夹持件152的有效支撑。

在本实用新型的另一个实施例中，如图9和图10所示，支撑架159包括两竖向支撑板162和用于连接旋转电机151的横向安装板163，横向安装板163设置于两竖向支撑板162上并能够相对于两竖向支撑板162在水平面上微动，两竖向支撑板162和横向安装板163共同围设形成有用于容置旋转电机151的容置空间，夹持件152转动安装于对应的横向安装板162上，且夹持件152的下端穿设过对应的横向安装板162并与对应的旋转电机151的输出轴相连接。具体地，横向安装板163可通过螺钉安装于两竖向安装板162上，而横向安装板163上的螺钉孔的孔径可比螺钉的直径大而使得横向安装板163能够实现相对于两竖向支撑板162相对松动的安装，进而便实现了横向安装板163能够相对于两竖向支撑板162在水平面(x轴和y轴所形成的平面)上微动。那么当夹持件152和导向块141相配合后，由于横向安装板163能够实现微动，这样便可允许旋转电机151的输出轴和夹持件152在一定范围内随同导向块141转动，这样便保证了导向块141在转动过程中，始终能够被牢牢夹持于夹持件152上，进而提升了夹持件152和导向块141的配合稳定性和精确性。进一步地，横向安装板163下方还安装有两装配块164，旋转电机151的上端的相对两侧分别螺栓连接于两装配块164以实现相对于横向安装板163的固定。

在本实用新型的另一个实施例中，如图7和图8所示，导向盘13对应夹持件152的位置开设有避让缺口131，夹持件152位于避让缺口131内并对应各导向块141的运动轨迹设置。具体地，通过在导向盘13上开设避让缺口131，这样夹持件152和导向盘13的装配位置便不会发生相互干涉。

在本实用新型的另一个实施例中，如图11所示，夹持件152包括安装部153和两夹持部154，安装部153连接于旋转电机151的输出轴上，两夹持部154均连接于安装部153上，且两夹持部154之间形成有用于夹持导向块141的夹持间隙155。具体地，通过使得两夹持部154之间形成有夹持间隙155，这样当导向块141转动至两夹持部154时，即可滑入夹持间隙155内并受到来自两夹持部154的限位，这样旋转电机151的输出轴和导向块141便也实现了间接连接，这样导向块141即可在输出轴的驱动下旋转，并带动装配夹具14和待打标零件50相对于转动盘12和激光器40实现自旋转。

进一步地，安装部的下端设置有连接销柱158，横向安装板163上开设有通过孔(图未示)，通过孔内设置有轴承件165，连接销柱158穿设于轴承件165内并与旋转电机151的输出轴相连接。安装部153和横向安装板163之间还设置有环垫片166和装配环件167，装配环件167的一端安装有位移传感器168以便监测导向块141相对于旋转电机151的位置关系。

在本实用新型的另一个实施例中，如图11所示，两夹持部154朝向夹持间隙155的一侧均凸起延伸形成有用于与导向块141相抵接的弹性片156。具体地，由于弹性片156的存在，这样在无需设置波珠螺丝的情况下，仅通过两弹性片156即可在导向块141转动至夹持间隙155内时夹持住导向块141，使其能够随同夹持件152转动。

进一步地，夹持部154朝向对应的弹性片156的一侧还开设有缓冲通腔157，缓冲通腔157对应弹性片156设置，这样弹性片156在发生弹性变形时即可向缓冲通腔157内运动而避免受到夹持部154的干涉。

在本实用新型的另一个实施例中，如图12和图13所示，各装配夹具14均包括装夹座142和转动座143，转动座143转动设置于对应的装配通孔121内，且转动座143的下端连接有对应的导向块141，装夹座142安装于转动座143上，且装夹座142开设有用于夹持待打标零件50的夹持孔144，夹持孔144的孔壁贯穿嵌设有若干弹性抵接件145。具体地，通过设置装夹座142和转动座143，这样装夹座142可通过其夹持孔144对待打标零件50实现有效夹持，而由于夹持孔144孔壁上贯穿嵌设有若干弹性抵接件145，这样各弹性抵接件145即可对设置于夹持孔144内的待打标零件50进一步实现精确限位，使其更为稳固地设置于夹持孔144内。

在本实用新型的另一个实施例中，如图1、图12和图13所示，各装配夹具14均包括紧固套筒146，紧固套筒146套设于对应的装夹座142上，并和对应的各弹性抵接件145相抵接。具体地，通过在装夹座142外套设紧固套筒146，紧固套筒146即可对各弹性抵接件145实现有效限位，避免各弹性抵接件145受到待打标零件50的挤压和振动作用而脱出装夹座142。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。