一种常温及高温金属物体标识装置的制作方法

本实用新型涉及冶金行业金属物体表面标识设备领域，具体涉及一种常温及高温金属物体标识装置。

背景技术：

在冶金行业金属制品生产的过程中，为了能够追朔金属半成品及成品的生产信息，优化生产管理方式，需要在金属半成品及成品的端面或侧面进行在线标识，从而将金属半成品及成品的生产信息、性能信息等通过标识的方式记录下来，以方便后期生产工序及购买方能够通过标识内容了解金属半成品及成品的有关信息及质量追溯。

本申请人发现现有技术中至少存在以下技术问题：目前钢厂内对金属半成品进行在线标识较常用的方式有两种：

一、通过在铸坯断面打钢印的方式进行标识(主要应用于方坯和圆坯)，其主要缺点有：

1、字符不能做得过大，大端面的铸坯标识字体过小，可读性较差；

2、通常情况下一台连铸机其断面有多种，因此这种情况下往往需要根据断面的大小选用大小合适的字符，而更换不同尺寸的字符，不仅成本高，且费时费力；

3、受现场高温环境的影响，字模需采用特殊的材料及特殊工艺，成本高昂，且使用寿命短；

4、标识的字体与背景不能形成明显的对比，可读性较差；

5、接触式的击打方式速度慢，对于速度快、短时间待标识物体多的场合无法应用；

6、铸坯的切割端面不平整时，将会导致标识的编号缺损或字模损坏。

二、将铝丝或铜丝融化后喷印在铸坯侧面或者断面(主要应用于板坯、矩形坯)，其主要缺点有：

1、喷头离红热的铸坯较近导致其使用寿命短，且喷头经常性堵塞，影响生产；

2、标识的字体容易脱落，保存时间短；

3、设备结构复杂，维护量大、维护费用高；

4、标识速度慢，无法适应速度快、短时间待标识物体多的场合。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种常温及高温金属物体标识装置，通过喷涂装置首先在待标识的铸坯表面喷涂出一个待标识的涂层区域，然后再通过激光刻印装置在涂层上进行激光刻印，从而实现快速标识，并能够通过激光刻印机设置标识字体及内容。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供了一种常温及高温金属物体标识装置，包括喷涂装置，该喷涂装置用于对待标识物的待标识区域进行涂料喷涂，在待标识物表面形成一涂层区域；

激光刻印装置，该激光刻印装置用于在涂层区域进行自动对焦并刻印标识。

采用上述一种常温及高温金属物体标识装置，所述喷涂装置先对待标识物表面进行涂料喷涂，从而在待标识物表面形成一个待标识的涂层区域，然后由所述激光刻印装置在该涂层区域上进行激光刻印，从而将待标识的内容被刻印在涂层区域上。

作为优选，所述喷涂装置和所述激光刻印装置均安装在同一个机械手上。

作为优选，所述喷涂装置包括外护罩和喷头，所述喷头安装在所述外护罩内，且所述外护罩的前侧壁上开设有与所述喷头相对应的喷涂窗；

所述外护罩通过连接座连接在所述机械手的前端。

作为优选，所述喷涂窗上安装有喇叭形的喷涂罩，所述喷头的喷嘴伸向所述喷涂罩的喇叭口内。

作为优选，所述激光刻印装置包括保护壳、激光刻印机和挡盖，所述激光刻印机安装在所述保护壳内，且所述保护壳的前侧壁上开设有与所述激光刻印机的刻印头相对应的刻印窗口，所述刻印窗口前侧设有能够开合的挡盖；

所述保护壳通过螺栓与所述外护罩连接在一起。

作为优选，还包括用于对钢坯表面进行除磷的除磷装置，且所述除磷装置设置在所述喷涂装置的上一工位。

作为优选，所述除磷装置包括除磷头、安装架、第一驱动组件和第二驱动组件，所述安装架顶部安装有用于驱动所述除磷头直线移动的所述第一驱动组件，所述第一驱动组件上安装有用于驱动所述除磷头旋转的所述第二驱动组件，且所述除磷头连接在所述第二驱动组件上。

作为优选，所述安装架包括底座、立柱和支撑座，所述底座焊接在所述立柱底部，所述支撑座焊接在所述立柱顶部，所述支撑座上方垂直焊接有两块用于对所述第一驱动组件进行支撑固定的支撑板。

作为优选，所述第一驱动组件垂直安装在所述安装架上；

所述第一驱动组件包括主轴、支撑套筒和驱动元件，所述支撑套筒水平焊接在所述支撑板上方，所述主轴滑动贯穿所述支撑套筒，所述主轴的尾部通过连接板与所述驱动元件相连接，所述驱动元件平行设置在所述主轴下方，且所述驱动元件的一端与所述支撑座相连接。

作为优选，所述第二驱动组件通过连接套连接在所述主轴的前端，所述连接套前端固定连接有安装座，所述第二驱动组件安装在所述安装座内，所述第二驱动组件的输出轴经所述安装座的前端伸出，并与所述除磷头相连接；

所述除磷头为圆形钢刷，且该圆形钢刷的刷毛沿所述第二驱动组件输出轴的轴线方向向前伸出。

有益效果：1、本实用新型先通过喷涂的方式在待标识物表面形成具有明显颜色区分的涂层区域，再利用激光刻印方式在该涂层区域上进行刻印，从而形成可读性强的标识字体；

2、标识字体的大小及内容均可任意设定，且所标识的字体不易脱落，标识速度快。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的主视图；

图2是本实用新型的空间立体图；

图3是本实用新型的激光刻印装置及喷涂装置立体放大图；

图4是本实用新型的喷涂装置的内部结构图；

图5是本实用新型的除磷装置的左视图。

附图标记说明如下：

100、除磷装置；110、安装架；110a、底座；110b、立柱；110c、支撑座；110d、支撑板；120、第一驱动组件；120a、支撑套筒；120b、主轴；120c、驱动元件；120d、连接板；130、第二驱动组件；140、除磷头；150、安装座；160、连接套；170、第二测距头；200、激光刻印装置；201、保护壳；201a、刻印窗口；202、挡盖；203、激光刻印机；300、喷涂装置；301、外护罩；301a、喷涂窗；301b、距离检测窗；302、喷涂罩；303、喷头；304、第一测距头；305、连接座；306、隔板；400、机械手；500、纵向移动滑台。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

参见图1-图5所示，本实用新型提供了一种常温及高温金属物体标识装置，包括喷涂装置300，该喷涂装置300用于对待标识物的待标识区域进行涂料喷涂，在待标识物表面形成一涂层区域，其中，喷涂装置300所喷涂的涂料优选为水合硅酸钠；

激光刻印装置200，该激光刻印装置200用于在涂层区域进行自动对焦并刻印标识。

作为优选，所述喷涂装置300和所述激光刻印装置200均安装在同一个机械手400上，激光刻印装置200位于喷涂装置300的上方，如此设置，便于避免喷涂装置300喷出的涂料污染激光刻印装置200，将喷涂装置300和激光刻印装置200集成在一个机械手400上，既可节省安装空间，同时能够降低设备成本，在标识时，通过机械手400带动喷涂装置300及激光刻印装置200移动，分别完成喷涂和激光刻印；

机械手400底部安装有纵向移动滑台500，能够调节机械手400距离钢坯之间的间距，机械手400为六自由度机械手。

所述喷涂装置300包括外护罩301和喷头303，所述喷头303安装在所述外护罩301内，所述喷头303型号为wa-101，且所述外护罩301的前侧壁上开设有与所述喷头303相对应的喷涂窗301a；所述外护罩301内安装有用于对钢坯进行距离检测的第一测距头304，第一测距头304为激光测距仪，从而能够实现非接触式测距，且所述外护罩301上开设有与所述第一测距头304相对应的距离检测窗301b，在喷头303喷涂前，先通过第一测距头304对钢坯的位置进行检测，并传送给第一控制端，由所述第一控制端控制机械手400动作，带动喷头303移动，对钢坯表面进行涂料喷涂，其中，所述第一控制端分别与第一测距头304、机械手400、激光刻印机203和喷头303电连接；

所述外护罩301通过连接座305连接在所述机械手400的前端，所述连接座305为l型，其中一侧通过螺栓与所述外护罩301相连接，另一侧通过螺栓与所述机械手400相连接。

所述喷涂窗301a上安装有喇叭形的喷涂罩302，所述喷头303的喷嘴伸向所述喷涂罩302的喇叭口内，如此设置，便于使喷头303的喷嘴位于外护罩301内侧，从而通过外护罩301对喷头303进行保护，通过喷涂罩302对喷头303喷出的涂料进行导向，使涂料能够集中喷向待标识物表面。

所述激光刻印装置200包括保护壳201、激光刻印机203和挡盖202，所述激光刻印机203安装在所述保护壳201内，且所述保护壳201的前侧壁上开设有与所述激光刻印机203的刻印头相对应的刻印窗口201a，所述刻印窗口201a前侧设有能够开合的挡盖202；所述挡盖202通由摆动气缸驱动旋转，从而实现开合，摆动气缸连接在所述保护壳201的内侧，在激光刻印机203不工作时，挡盖202均处于关闭状态，在喷涂完成后，摆动气缸带动挡盖202打开，使激光刻印机203的刻印头露出，进行刻印，如此可对激光刻印机203的刻印头进行有效保护，其中激光刻印机203的型号为md-f3200/f5200系列三轴光纤激光刻印机，从而能够根据待标识物待刻印部位的截面形状，使用三轴来控制激光发射头移动，来控制焦距及位置纠偏。

所述保护壳201通过螺栓与所述外护罩301连接在一起。

还包括用于对钢坯表面进行除磷的除磷装置100，且所述除磷装置100设置在所述喷涂装置300的上一工位，如此设置，便于在对表面具有氧化皮的铸坯进行在线标识时，先通过除磷装置100对铸坯待标识区表面的氧化皮进行清除，然后再通过喷涂装置300进行涂料喷涂。

所述除磷装置100包括除磷头140、安装架110、第一驱动组件120和第二驱动组件130，所述安装架110顶部安装有用于驱动所述除磷头140直线移动的所述第一驱动组件120，所述第一驱动组件120上安装有用于驱动所述除磷头140旋转的所述第二驱动组件130，且所述除磷头140连接在所述第二驱动组件130上，并使所述除磷头140与钢坯待标识面成15°-45°角，在除磷时，待除磷的钢坯沿输送机构向前输送，所述第一驱动组件120将所述除磷头140送向钢坯的待标识面，然后由所述第二驱动组件130带动所述除磷头140旋转，使所述除磷头140一侧便于始终保持与钢坯表面接触，从而对移动中的钢坯进行表面氧化皮清除。

所述安装架110包括底座110a、立柱110b和支撑座110c，所述底座110a焊接在所述立柱110b底部，所述支撑座110c焊接在所述立柱110b顶部，所述支撑座110c上方垂直焊接有两块用于对所述第一驱动组件120进行支撑固定的支撑板110d，支撑板110d上加工有与支撑套筒120a外形相适配的槽，从而能够使支撑套筒120a在与支撑板110d焊接时，防止支撑套管在支撑板110d上滚动，其中立柱110b可以采用能够升降的升降元件，如升降式液压缸或电动缸，如此可通过立柱110b调节除磷头140的高度，以便使除磷头140的高度与钢坯的待标识位置高度保持一致；

所述支撑座110c上安装有用于对钢坯距离进行检测的第二测距头170，在第一驱动组件120带动除磷头140向钢坯移动前，先通过第二测距头170对钢坯的位置进行检测，并传送至第二控制端，由所述第二控制端控制第一驱动组件120带动除磷头140向前伸出至铸坯端部，其中，第二测距头170为激光测距仪，所述第二控制端分别与第二测距头170、第一驱动组件120和第二驱动组件130电连接，在第一驱动组件120将除磷头140送至铸坯端部后，第二驱动组件130带动除磷头140旋转，开始对铸坯端部进行表面除磷。

所述第一驱动组件120垂直安装在所述安装架110上；所述第一驱动组件120包括主轴120b、支撑套筒120a和驱动元件120c，所述支撑套筒120a水平焊接在所述支撑板110d上方，所述主轴120b滑动贯穿所述支撑套筒120a，所述主轴120b的尾部通过连接板120d与所述驱动元件120c相连接，所述驱动元件120c平行设置在所述主轴120b下方，且所述驱动元件120c的一端与所述支撑座110c相连接，所述驱动元件120c平行设置在所述主轴120b下方，不仅可缩短第一驱动组件120的整体长度，同时便于将驱动元件120c固定在支撑座110c上，且所述驱动元件120c的一端与所述支撑座110c相连接，如此设置，便于通过驱动元件120c推动主轴120b沿支撑套筒120a向前伸出，从而将除磷头140向前顶推。

所述第二驱动组件130通过连接套160连接在所述主轴120b的前端，所述连接套160前端固定连接有安装座150，所述第二驱动组件130安装在所述安装座150内，所述第二驱动组件130的输出轴经所述安装座150的前端伸出，并与所述除磷头140相连接，如此设置，便于通过第二驱动组件130带动除磷头140旋转，对钢坯表面的氧化皮进行清除。

所述除磷头140为圆形钢刷，且该圆形钢刷的刷毛沿所述第二驱动组件130输出轴的轴线方向向前伸出，如此设置，便于第二驱动组件130在带动除磷头140旋转时，使钢刷在离心力的作用下呈伞状向外弯曲，使钢刷其中一侧边缘与铸坯端面呈切线状态接触，对铸坯表面的氧化皮进行清除，有效避免钢刷收到铸坯的挤压而弯曲变形。

采用上述结构，所述喷涂装置300先对待标识物表面进行涂料喷涂，从而在待标识物表面形成一个待标识的涂层区域，然后由所述激光刻印装置200在该涂层区域上进行激光刻印，从而将待标识的内容被刻印在涂层区域上。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。