改进的激光打标设备
阅读说明：本技术 改进的激光打标设备 (Improved laser marking device ) 是由 J·摩西 于 2019-02-26 设计创作，主要内容包括：公开了一种设置有防护罩的激光打标设备,该激光打标设备包括工作平台(2)的支撑框架(T),其中,围绕所述工作平台布置有防护罩,所述防护罩完全环绕所述激光打标头(4)的工作区域,并且设置有相对于所述工作平台至少部分沿周缘直立布置的面板,其中,所述面板(P1-P8)被安装成能从下部位置移动至上部延伸位置,在所述下部位置处,所述罩环绕所述支撑框架(T)直至完全在所述工作平台(2)的上表面下方或与所述工作平台(2)的上表面齐平的高度,在所述上部延伸位置处,所述罩环绕所述工作平台(2)上方的区域直至所述激光打标头(4)的工作高度。(Discloses a laser marking device provided with a protective cover, which comprises a supporting frame (T) of a working platform (2), wherein a protective cover is arranged around the working platform, which protective cover completely surrounds the working area of the laser marking head (4) and is provided with a panel arranged at least partially peripherally upright relative to the working platform, wherein the panels (P1-P8) are mounted to be movable from a lower position to an upper extended position, in the lower position, the cover surrounds the support frame (T) up to a height completely below or flush with the upper surface of the work platform (2), in the upper extended position, the hood surrounds the area above the work platform (2) up to the working height of the laser marking head (4).)
技术领域
本发明涉及改进的激光打标设备，具体地，涉及设置有防护罩的激光打标设备。
背景技术
众所周知，激光打标器是采用被适当聚焦和驱动的激光源将标记(品牌、批次、序列号等)不可磨灭地印在制造工件(典型地是金属，还有塑料和有机工件)上的设备。为了此功能，激光打标器典型地配备有使用中等功率和/或高功率激光源的移动单元：这就是为什么它们给工人带来潜在的健康风险(在需要高于II级风险的规章的操作条件下)。因此，必须对这些设备进行适当的防护，以免意外地使操作者直接暴露于激光。
当前，通过将设备布置为隔离的室来实现防护，该室配置有受控制的进出，在该室内部存在激光打标器，该激光打标器设置有其激光源和相应的光学器件。该进出控制意味着，激光打标器只有在防护系统处于适宜位置时才进行操作，这防止操作者存在于紧邻激光打标工作区域处。参见例如US2007/23406。
激光打标器的屏蔽室确定了一种稳定的防护，该防护将激光源的工作区域周围的进出包围起来。室具有进出门，进出门被打开以便引入工件，然后在操作期间被再次关闭。防护室还广泛用于其他机床领域，有时它们还可以提供一些减少机器工具不在工作时的整体体积的解决方案。例如，EP3257638公开了向下可折叠的机柜，在不使用机床时，机床也向下降低在该机柜中。在DE202010007645U和US5129611中描述了类似的可折叠室解决方案。
显然，这样的解决方案涉及对可被打标的工件尺寸的操作局限性。事实上，在打标器按操作顺序进行时，室所占据的空间进而进出门的大小并不允许引入大小很大的工件。这些解决方案的局限性不仅由进出门的尺寸确定，而且由以下事实确定：工件必须通过竖直进出隔室引入，因此必须通常用手或者用机器臂进行布置：这限制了重零件的进出，例如，重零件必须用叉车或高架起重机传输，因此需要从上方或横向进出激光打标的工作平台。
另选地，可以以相反的方式进行操作，即，将大的工作区域指定给可通过任何方舒适且自由地触及的激光打标器，然后可限制操作者在启动设备之前进出该区域：通常，这是通过将激光打标器安装在带有受控制进出门的房间中来实现的。这种解决方案是不受欢迎的，因为它迫使用户将整个工作区域专用于激光打标器，整个工作区域包括在激光打标器操作期间操作者不能够使用的大的规定距离。
如可理解的，因此这些技术中没有一个是完全令人满意的。
发明内容
问题与解决方案
本发明的目的是克服如上阐述的现有技术的缺陷。具体地，旨在提供一种标记设备，其可以在防护条件下工作，而不迫使整个触及区域是专用并且对已知防护设备没有限制。
该目的是通过权利要求1中提到的特征来实现的。从属权利要求描述了本发明的优选特征。
具体地，根据本发明的一方面，本文中提供了一种激光打标设备，该激光打标设备包括工作平台的支撑框架和在所述工作平台上方操作的激光打标头，并且其中，围绕所述工作平台布置有防护罩，所述防护罩完全包围所述激光打标头的工作区域并且设置有相对于所述工作平台至少部分沿周缘直立布置的面板，其中，所述面板被安装成能从下部位置移动至上部延伸位置，在所述下部位置处，所述罩环绕所述支撑框架直至完全在所述工作平台的上表面下方或与所述工作平台的上表面齐平的高度，在所述上部延伸位置处，所述罩环绕所述工作平台上方的区域直至所述激光打标头的工作高度。
根据另一方面，所述面板被安装成能以刚性位移的方式竖直滑动。另选地，所述面板中的每一个包括多个子面板，所述子面板被并排布置并且借助于伸缩机构能至少部分地相互移动。优选地，所述子面板的至少一部分呈缠绕柔性罩的形状。
根据优选的方面，至少一个前面板被安装成能独立于其他面板移动。特别地，所述前面板被安装成自由地竖直滑动并且受气动阻尼器约束，所述气动阻尼器被调节为支撑所述面板的重量并抑制所述面板由于重力而下降。
根据变形形式，罩板还包括能从后封闭位置延伸到前延伸位置的上部封闭面板。特别地，所述上部封闭面板呈卷帘闸板或多个能伸缩地延伸的子面板的形状。
根据另一方面，所述沿周缘直立布置的面板中的至少一个偏离于所述工作平台，以便限定竖直隔室，所述激光打标头被能移动地容纳在该竖直隔室中。在这种情况下，当所述沿周缘直立布置的面板处于所述下部位置时，所述隔室的上部开口能被所述上部封闭面板的至少一部分闭合。
附图说明
根据以下仅通过非限制示例的方式给出并在附图中例示的优选实施方式的描述，本发明的其他特征和优点不管怎样将更清楚。
图1A是根据本发明的设备的第一实施方式的顶部立体图，该设备处于降低的罩原始状况；
图1B是图1A的设备的立体图，该设备处于激光打标器容纳隔室的打开状况；
图2是图1A的设备的立体图，该设备处于装配状况；
图3是图2的设备的正视图；
图4是图3的相同设备的立体图，该设备处于罩的第一闭合状况；
图5是图4的相同设备的侧视图，其中，零件被部分去除；
图6是图4的相同设备的顶视图，该设备处于标记器的操作状况，其中，防护罩被完全闭合；
图7是第一实施方式处于图6的操作状况的从一侧和从前方看的立体图，其中，零件被部分去除；
图8是类似于图7的立体图的从一侧和从后方看的立体图；
图9是类似于图7的立体图的另一立体图，其中，标记器在操作；
图10是图1A的设备的立体图，其中，零件被去除；
图11是根据本发明的另一实施方式的设备的立体图，该设备处于降低的罩原始状况，其中，零件被去除；
图12是图11的设备的立体图，该设备处于装配状况；以及
图13是图11的设备的立体图，该设备处于防护罩部分闭合状况，其中，零件被去除。
具体实施方式
图1A示出了根据本发明的第一实施方式的设备，该设备处于非操作状况。
应当注意，周缘罩1包围着支撑工作平台2的支撑框架T的下部区域。
更精确地，框架T由格子元件T1和T2组成，格子元件T1和T2限定了用于周缘罩1的移动支撑结构(如下文将说明的)并稳定地约束了工作平台2。
工作平台2与框架T成一体，并且在激光打标器操作期间构成用于工件的支撑平面。因此，平台2限定了平坦、稳定、足够坚硬且有耐受力的表面，以甚至支撑重量很大的工件。为此目的，平台2优选地为机床或精密扫描探针中使用的那类刚性且稳定的材料(例如，花岗岩)的板的形式。
框架T以适当的高度支撑工作平台2，使得操作者OU可舒适地触及工作平台。此外，在如图1A至图2中例示的非操作状况下，周缘罩1具有保持齐平或者在任何情况下在其处于降低的位置时完全处于工作平台2的上表面下方的高度：以这种方式，从上方两侧都可以舒适地触及工作平台，而不会妨碍完全保持在较低高度处的周缘罩。
工作平台2的至少一侧(在图中，大体矩形平面形状的后侧)(即使平台2还可具有含不止四条边的规则或不规则多边形形状或其他形状)，周缘罩1被布置在距工作平台2的边缘的一定距离处(参见图1B)，以便限定在平面2和周缘罩1的对应侧之间在竖直方向上可触及的隔室3。移动装置M被容纳在该隔室3中，所述装置适于将激光打标头4分别抬高和降低在工作平台2的高度上方和下方，如以下更好描述的。
根据所示出的优选实施方式，周缘罩的其他三侧被布置成与工作平台2的侧边缘和前表面相邻，以便相对于工作平台2的工厂占地面积占据最小大小的面积。
优选地，如通过图1A与图1B的比较而显而易见的，用于容纳标记头的隔室3在顶部处设置有可移动的盖(例如，可伸展闸板TP的一部分)，如下面更好描述的。
图2示出了处于装配状况下的设备，其中，待标记的工件5被安置在工作平台2上并且标记头4被从隔室3中抽出并布置成处于操作状况。
从图2中可看出的，移动装置M包括：简单的或可伸缩的竖直引导件4a，其具有自己的驱动装置；铰接臂4b；和用于标记激光头4的接合铰接件4c。不必详细地说明激光打标器4的构成零件，因为这些是可从市场商购的元件，例如DatalogicTM公司的UNIQTM模号。
以上例示的元件在图3的前视图中也是可见的，图3示出了这些元件相对于中等身高操作者OU的高度的向上展开。在该图中还要注意，所有这些元件(包括要标记的工件5)距工作平台2的高度比周缘罩1的高度进而工作平台2距地面的高度低。
周缘罩1以在竖直方向上可延伸的方式被安装在框架T上，以便使其从降低的姿态移位至升高的姿态，在降低的姿态下，周缘罩1包围框架T并且完全保持低于工作平台2的高度(图1A至图3)，在升高的姿态下，周缘罩1在标记头4的高度处划定工作平台的至少侧面的界限。
根据图4至图10中例示的第一实施方式，周缘罩采用竖直滑动安装的面板形式。尽管周缘罩1的整个侧表面可以整体向上向下移动，但优选地其前部部分中的至少一个被独立于罩1的其余部分被安装成能竖直移动：这使得当必须将设备用于频繁批次的要被标记的小工件时操作者OU更容易触及，如将进一步看到的。
图4示出了处于完全竖直升高位置的周缘罩1的结构。可以注意到，在这种情况下，周缘罩1由两侧和后侧的三个整体面板P1、P2和P3组成，而第四前面板P4正在框架T上独立地竖直滑动(在图4中，它处于降低的位置)。
该设置不具约束力，在这层意义上可提供周缘罩的壁以不同方式竖直移动的其他布置。
也有可能上侧可被闭合。在这种情况下，在上侧设置闸板TP，闸板TP能水平滑动并且能通过被容纳在后隔室3中的收集折叠部TP’延伸(参见图5-图7-图10)。
处于完全折叠位置(图1B)的上闸板TP被容纳在后隔室3内部，位于TP’，而在完全伸展位置(图6)时，它通过在正确横向引导件中滑动而在比激光打标器4的各种元件高的高度处水平伸展到工作平台2上方。
当周缘罩1被完全降低时(图1A)，作为罩的一部分的闸板TP必须被折叠，以免妨碍平台2。在设置用于容纳头4的隔室3的情况下，当头处于非操作位置时，闸板TP可短暂地伸展，以从上方闭合隔室3，直到其抵靠工作平台2的后边缘为止。
应该注意，该设备的操作状况——即同意启动激光打标头4的状况——不是图4和图5中示出的状况，而是图6中的状况，在该状况下另外前面板P4进而被完全抬起并且闸板TP水平向前移动，直到到达面板P4的上边缘为止，以完成对包围标记激光头4的周缘罩的闭合。
前面板P4具有独立于其余的周缘罩部分而竖直运动的事实带来了操作优势。事实上，当必须以传统方式使用本发明的设备即使用该设备标记小的易使用工件时，周缘罩1可以留在图5示出的升高/伸展布置下，同时仅作用在面板P4上，从而每当必须引入和提取待标记工件时将面板P4降低或升高。显而易见，仅闭合和打开前面板P4使得零件更换操作且因此机器的生产率更快。相反，当期望利用根据本发明的设备的特性以将大块或重的工件装载在工作平台2上时，可降低和升高整个周缘罩。
在图7至图10中，透明地示出了根据第一实施方式的设备，即，已去除了罩面板，以示出限定了用于打开和关闭罩的移动元件的内部元件。
应该注意，三个后面板和侧面板P1-P3被彼此一体地安装，并被固定到轨道B，该轨道B在附接到框架T的导轨G中可竖直地滑动。竖直移动由电动机R1来确保，电动机R1在旋转方面控制接合在相应齿条R3上的两个相对齿轮R2，相应齿条R3与周缘罩一体。
在前面板P4被可移动地且独立于其余罩部分安装的情况下，提供了专用的引导件和轨道系统：在这种情况下，鉴于重量更轻的，单单用于面板的手动升降系统就足够了，例如，配备有气动阻尼器GF1的铰接缩放机构GF，气动阻尼器GF1保持由操作者手动设置的面板P4的位置。另选地，可以提供具有自动或手动控制的气动或电动致动器，以主动地升高和降低前面板。
闸板TP的展开和卷起移动也可通过已知系统来机动化，例如，借助于环式安装在两个侧引导件TP1和TP2内的传输带来机动化，闸板TP的两个侧边缘沿着所述两个侧引导件TP1和TP2滑动。
另外，为了升高/降低激光打标器4的立柱4a，优选地，设置通过工业自动化适当控制的电动机RR。
图11至图13示意性例示了本发明的第二实施方式。
这里，激光打标头4被安装在机器臂的末端，机器臂等效替代了图2的铰接系统，但是出于本发明的教导的目的，机器臂不是决定性的。
在该实施方式中，周缘罩包括复合面板P5、P6、P7(图中未示出侧面板P6和后面板P7)，复合面板P5、P6、P7由并排布置并至少随着伸缩机构至少部分相对于彼此往复滑动的连续子面板的系统构成：这确定了不由单个刚性移位限定而是由彼此相邻的子面板的相互滑动的侧面板的竖直延伸模式。
为此目的，子面板通过沿着相应侧边缘设置的滑动引导件PG1-PG3彼此接合。当同一面板的子面板在支撑框架的下部部分中被彼此叠置时(参见图11中的面板P5)，获得较小的整体高度。另一方面，当子面板彼此滑动并向上延伸达最大可用行程时，面板实现了最大高度伸展(参见图13中的所述面板P5)。因此，在周缘罩的完全降低的构造中，仅所述可伸缩移动系统中的每一个的外部面板是可见的，而同一面板的其他子面板交错地并排向内布置。
根据升高/降低运动来控制每个面板的最内侧或最外侧子面板，并且在进行该移动时(在达到预定冲程后)，它还拉动相邻的一个，因此逐渐拉动更外部或内部的那些。通常，认为对于每个周缘罩面板而言，三个子面板就足够了。受控制的子面板优选地在合适的升降构件的作用下移动，合适的升降构件由机械缩放仪GF构成，机械缩放仪由电动机RG驱动并有可能由受自动控制的气动阻尼器支撑。
优选地，至少下部子面板(即，当面板向上伸展时保留在下部部分中的子面板)不是刚性的，而是呈具有弹簧回卷的缠绕柔性罩的形式。在竖直向上移动期间，柔性罩被展开，而在向下竖直移动期间(在罩闭合阶段中)，由于复位弹簧，导致柔性罩会回卷。
对于侧面板P5至P7和前面板P8二者，使用相同的构造。
在前面板P8被安装成能移动且独立于其余罩部分的优选情况下，提供与第一实施方式中设置的自动或手动升降系统类似的自动或手动升降系统。
周缘罩的上侧也可配备有带有伸缩机构的封闭系统P9。在这种情况下，为了获得激光打标器4的提取隔室的最小覆盖尺寸，相互滑动的子面板可以多于三个，例如，为四个。
其他部件和操作方法与第一实施方式的其他部件和操作方法完全等同。
通过料想在降低的原始位置处并排布置的子面板(有可能是，子面板的一部分可被卷起)，该实施方式可具有高度比由因工作平台2的高度带来的限制大得多的周缘罩。
根据本发明的设备的操作涉及当需要使大块或重的零件进出平台2时(需要使用高架起重机从上方或者通过叉车从侧面)，将罩降低到下限，完全在工作平台2下方。在操作期间，无论如何罩都被升高，以便至少横向地包围并封闭工作平台2的区域，从而避免激光束有任何意外地反射到工作区域之外。如果激光源需要，则可以使用特别适于抵抗或减少激光束反射的材料来构建罩面板。
如可容易地理解的，通过根据本发明的设备，实现了激光打标头可用的罩的高紧凑性和柔性，因此与现有技术相比，其操作空间小得多，同时还允许非常容易地接近工作平台上的大且重的工件。
实际测试证实，该防护设备具有不仅可用于激光打标机器而且用于用高功率激光对大小减小的工件进行操作的任何其他机器的完美功能。
本发明的设备增加了激光打标器的使用灵活性，并且可被安装在不带受控制进出的区域中。
然而，要理解，本发明不将被认为是由以上例示的特定实施方式所限制，这些特定实施方式仅代表其示例性实现方式，但是在不脱离如所附权利要求书限定的本发明本身的范围的情况下在本领域的技术人员力所能及的范围内，可能有不同的变形形式的情况下，特别是屏蔽室壁的打开模式和闭合模式。
例如，尽管优选的是激光打标头可重新进入工作平台下方的隔室以便在对用于移动占据工作表面上方区域的工件的构件的任何干扰方面保持更多的防护，但这是并非绝对必要：激光头也可被永久地放置在工作平台上方。