阅读说明：本技术 一种提高产品镭雕精度的装置及镭雕方法 (Device and method for improving laser etching precision of product ) 是由 杨翠刚 李云仕 白垣胜 刘家健 杨成 何勇 曹伟 唐腊 刘恒 王伟 袁麒麟 于 2020-05-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种提高产品镭雕精度的装置,它包括工作台(1),所述工作台(1)的顶部设置有丝杆传动机构,丝杆传动机构的运动端上设置有平台(2),机座(4)的顶部固设有激光镭雕机(6),激光头(7)外部固设有壳体(8),壳体(8)内设置有分束镜(11),分束镜(11)与水平面之间的夹角为45°,安装板(12)上固设有垂向设置的CCD镜头(13),CCD镜头(13)设置于上通槽(9)的正上方；它还公开了提高镭雕精度的方法。本发明的有益效果是：结构紧凑、提高镭雕效率、提高镭雕精度。(The invention discloses a device for improving laser engraving precision of a product, which comprises a workbench (1), wherein a screw rod transmission mechanism is arranged at the top of the workbench (1), a platform (2) is arranged on the moving end of the screw rod transmission mechanism, a laser engraving machine (6) is fixedly arranged at the top of a machine base (4), a shell (8) is fixedly arranged outside a laser head (7), a beam splitter (11) is arranged in the shell (8), an included angle between the beam splitter (11) and the horizontal plane is 45 degrees, a vertically arranged CCD (charge coupled device) lens (13) is fixedly arranged on a mounting plate (12), and the CCD lens (13) is arranged right above an upper through groove (9); it also discloses a method for improving the laser etching precision. The invention has the beneficial effects that: compact structure, improvement radium carving efficiency, improvement radium carving precision.)

一种提高产品镭雕精度的装置及镭雕方法

技术领域

本发明涉及零件打标识的技术领域，特别是一种提高产品镭雕精度的装置及镭雕方法。

背景技术

激光镭雕机是采用激光束在零件的指定区域面打上永久的标记，打标的原理是通过表层物质的蒸发露出深层物质。在将零件送入激光镭雕机的镭雕工位前，需先采用载盘将零件盛装起来，载盘包括载盘本体，载盘本体上且沿其长度方向固设有多个凸台，凸台与凸台之间形成凹槽，凸台的顶部且沿其长度方向开设有多个容纳槽。目前在零件上打出标识的步骤为：工人先将零件的一端放置于容纳槽内，然后将零件待镭雕的一端放置于凹槽的底表面上，从而实现零件的工装，然后工人将载盘安装于由X向丝杆螺母副和Y向丝杆螺母副组成的丝杆传动机构的平台上，操作联通机构将其中一个零件的待镭雕端输送到镭雕机的CCD镜头的正下方，CCD镜头识别零件上是否存在两个相交的特征边，若识别出存在两个相交的特征边，则CCD镜头将图像信息转换成电信号并传递给PLC控制器上，随后PLC控制器控制丝杆传动机构动作，丝杆传动机构将该零件的雕刻端转移到镭雕机的激光头的正下方，随后PLC控制器控制激光镭雕机启动，激光镭雕机发出的激光束照射在零件的镭雕端的顶表面上，此时激光束在零件上打出标识，从而最终实现了零件的镭雕；若CCD镜头没有识别出两个相交的特征边，则不作出任何动作。

然而，这种方法虽然能够完成对零件的镭雕，但是仍然存在以下缺陷：I、凹槽是由机加工铣削加工而成的，机加工时会在凹槽的底表面上产生刀痕印，由于刀痕印的存在，会造成CCD镜头将刀痕印误识别成特征边而后向PLC控制器发送信息，导致PLC控制器控制丝杆传动机构将识别出的刀痕印转移到激光头的正下方，进而导致发出的激光束作用到刀痕印上，从而导致雕刻端并没有被镭雕到，因此降低了镭雕精度，降低了产品质量。II、当CCD镜头识别出特征边后，还需要将零件转移到镭雕工位下方，主要原因是激光头与CCD镜头之间存在水平间距，因此这无疑是增加了行程，从而降低了镭雕效率。因此亟需一种提高镭雕效率、提高镭雕精度的装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、提高镭雕效率的提高产品镭雕精度的装置及镭雕方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种提高产品镭雕精度的装置，它包括工作台，所述工作台的顶部设置有丝杆传动机构，丝杆传动机构的运动端上设置有平台，平台的顶表面上固设有L板，所述工作台的顶部还固设有机座和立板，机座和立板均设置于丝杆传动机构的后侧，机座的顶部固设有激光镭雕机，激光镭雕机的激光头水平设置，激光头外部固设有壳体，激光头的激光发射孔与壳体连通，壳体的顶部和底部分别开设有连通壳体的上通槽和下通槽，壳体内设置有分束镜，分束镜向右倾斜设置，且分束镜与水平面之间的夹角为45°，所述立板设置于机座的右侧，立板的前端面上固设有安装板，安装板上固设有垂向设置的CCD镜头，CCD镜头设置于上通槽的正上方；它还包括载盘，所述载盘包括载盘本体，所述载盘本体上固设有多个凸台，凸台沿纵向方向依次设置，凸台与凸台之间形成凹槽，凹槽的底表面上粘接有胶带，凸台的顶部且沿其长度方向开设有多个容纳槽。

所述分束镜的底边缘支撑于壳体的底表面上且位于下通槽的右侧，所述分束镜的顶边缘支撑于壳体的左侧内壁上且位于激光头的上方。

所述丝杆传动机构包括水平丝杆螺母副和纵向丝杆螺母副，水平丝杆螺母副包括电机、机架、丝杆和螺母，机架固设于工作台的顶表面上，丝杆水平设置且其两端分别旋转安装于机架上，螺母螺纹连接于丝杆上，电机固设于机架上，且电机的输出轴与丝杆的一端经联轴器连接，所述纵向丝杆螺母副的结构与水平丝杆螺母副的结构相同，纵向丝杆螺母副的机架纵向设置且固设于水平丝杆螺母副的螺母上。

所述平台固设于纵向丝杆螺母副的螺母的顶表面上。

该装置还包括PLC控制器，所述PLC控制器的输入接口与CCD镜头的输出接口经信号线电连接，所述PLC控制器的输出接口与水平丝杆螺母副和纵向丝杆螺母副的电机的输入接口经信号线电连接，所述PLC控制器的输出接口与激光镭雕机的输入接口经信号线电连接。

所述工作台的底表面上固设有多根支撑于地面上的支撑腿。

所述壳体的左侧壁上开设有方槽，方槽与激光头的外轮廓过盈配合。

所述安装板上开设有安装孔，安装孔与CCD镜头的外壳过盈配合。

所述装置提高产品镭雕精度的方法，它包括以下步骤：

S1、工人先将零件的一端放置于载盘中的容纳槽内，然后将零件的待镭雕端放置于胶带的底表面上，从而实现零件的工装；

S2、工人将载盘平放置于丝杆传动机构的平台上，且将位于载盘本体的左上角的直角边分别靠在L板上，从而实现载盘的定位；

S3、经PLC控制器控制丝杆传动机构的两个电机做正转或反转，以使第一排零件中的第一个零件的待镭雕端输送到下通槽的正下方，CCD镜头顺次透过上通槽、分束镜、下通槽而识别零件的待镭雕端上是否存在两个相交的特征边，若识别出存在两个相交的特征边，CCD镜头则将图像信息转换成电信号，并将该电信号传递给PLC控制器，随后PLC控制器接收信号后控制激光镭雕机启动，激光头发出的激光束从左往右照射到分束镜上，随后激光束发生反射并向下穿过下通槽而照射在零件的镭雕端的顶表面上，反射的激光束即可在零件上打出标识，当镭雕后，PLC控制器控制激光镭雕机关闭，从而实现了第一个零件的镭雕；若CCD镜头没有识别出两个相交的特征边，则不作出任何动作，说明零件的镭雕端并没有进入到镭雕工位；

S4、重复步骤S3以使第二个零件进入镭雕工位，并对第二个零件进行镭雕；往复重复S3即可将载盘上所有的零件进行镭雕。

本发明具有以下优点：本发明结构紧凑、提高镭雕效率、提高镭雕精度。

附图说明

图1 为本发明安装有载盘的结构示意图;

图2 为图1的A-A剖视图；

图3 为激光束轨迹的示意图；

图4 为载盘的结构示意图；

图5 为图4的左视图；

图6 为镭雕有标识的零件的结构示意图；

图中，1-工作台，2-平台，3-L板，4-机座，5-立板，6-激光镭雕机，7-激光头，8-壳体，9-上通槽，10-下通槽，11-分束镜，12-安装板，13-CCD镜头，14-载盘本体，15-凸台，16-凹槽，17-胶带，18-容纳槽，19-水平丝杆螺母副，20-纵向丝杆螺母副，21-电机，22-机架，23-丝杆，24-螺母，25-零件，26-标识，27-特征边。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1、2、4、5所示，一种提高产品镭雕精度的装置，它包括工作台1，所述工作台1的底表面上固设有多根支撑于地面上的支撑腿，工作台1的顶部设置有丝杆传动机构，丝杆传动机构的运动端上设置有平台2，平台2的顶表面上固设有L板3，所述工作台1的顶部还固设有机座4和立板5，机座4和立板5均设置于丝杆传动机构的后侧，机座4的顶部固设有激光镭雕机6，激光镭雕机6的激光头7水平设置，激光头7外部固设有壳体8，激光头7的激光发射孔与壳体8连通，壳体8的顶部和底部分别开设有连通壳体8的上通槽9和下通槽10，壳体8内设置有分束镜11，本实施例中所述分束镜11的底边缘支撑于壳体8的底表面上且位于下通槽的右侧，所述分束镜11的顶边缘支撑于壳体8的左侧内壁上且位于激光头7的上方。所述分束镜11向右倾斜设置，且分束镜11与水平面之间的夹角为45°，所述立板5设置于机座4的右侧，立板5的前端面上固设有安装板12，安装板12上固设有垂向设置的CCD镜头13，CCD镜头13设置于上通槽9的正上方；它还包括载盘，所述载盘包括载盘本体14，所述载盘本体14上固设有多个凸台15，凸台15沿纵向方向依次设置，凸台15与凸台15之间形成凹槽16，凹槽16的底表面上粘接有胶带17，凸台15的顶部且沿其长度方向开设有多个容纳槽18。

如图1~2所示，所述丝杆传动机构包括水平丝杆螺母副19和纵向丝杆螺母副20，水平丝杆螺母副19包括电机21、机架22、丝杆23和螺母24，机架22固设于工作台1的顶表面上，丝杆23水平设置且其两端分别旋转安装于机架22上，螺母24螺纹连接于丝杆23上，电机21固设于机架22上，且电机21的输出轴与丝杆23的一端经联轴器连接，所述纵向丝杆螺母副20的结构与水平丝杆螺母副19的结构相同，纵向丝杆螺母副20的机架22纵向设置且固设于水平丝杆螺母副19的螺母24上。所述平台2固设于纵向丝杆螺母副20的螺母24的顶表面上。

该装置还包括PLC控制器，所述PLC控制器的输入接口与CCD镜头13的输出接口经信号线电连接，所述PLC控制器的输出接口与水平丝杆螺母副19和纵向丝杆螺母副20的电机21的输入接口经信号线电连接，所述PLC控制器的输出接口与激光镭雕机6的输入接口经信号线电连接，通过PLC控制器能够控制水平丝杆螺母副19和纵向丝杆螺母副20的电机21的启动或关闭，当电机21启动时，电机21带动丝杆23转动，螺母24沿着丝杆23长度方向运动，进而带动平台2做左右或前后方向的移动，此外，PLC控制器还能控制激光镭雕机6的启动或关闭。

所述壳体8的左侧壁上开设有方槽，方槽与激光头7的外轮廓过盈配合。所述安装板12上开设有安装孔，安装孔与CCD镜头的外壳过盈配合。

所述装置提高产品镭雕精度的方法，它包括以下步骤：

S1、工人先将零件25的一端放置于载盘中的容纳槽18内，然后将零件25的待镭雕端放置于胶带17的底表面上，从而实现零件的工装，如图1~2所示；

S2、工人将载盘平放置于丝杆传动机构的平台2上，且将位于载盘本体14的左上角的直角边分别靠在L板3上，从而实现载盘的定位，如图1~2所示；

S3、经PLC控制器控制丝杆传动机构的两个电机21做正转或反转，以使第一排零件中的第一个零件25的待镭雕端输送到下通槽10的正下方，CCD镜头13顺次透过上通槽9、分束镜11、下通槽10而识别零件的待镭雕端上是否存在两个相交的特征边27，若识别出存在两个相交的特征边27， CCD镜头13则将图像信息转换成电信号，并将该电信号传递给PLC控制器，随后PLC控制器接收信号后控制激光镭雕机6启动，激光头7发出的激光束从左往右照射到分束镜11上，随后激光束发生反射并向下穿过下通槽10而照射在零件的镭雕端的顶表面上，其中激光束的轨迹如图3所示，反射的激光束即可在零件上打出标识26如图6所示，当镭雕后，PLC控制器控制激光镭雕机6关闭，从而实现了第一个零件的镭雕；若CCD镜头没有识别出两个相交的特征边27，则不作出任何动作，说明零件的镭雕端并没有进入到镭雕工位；

S4、重复步骤S3以使第二个零件进入镭雕工位，并对第二个零件进行镭雕；往复重复S3即可将载盘上所有的零件进行镭雕。

由于胶带17将凹槽16底表面的刀印痕覆盖住，且胶带17的表面又非常平整，从而有效避免了CCD镜头误识别，因此该装置极大的提高了镭雕质量，进而极大提高了镭雕产品的质量。

由于激光束照射到分束镜11后发生反射，而反射后的激光束与CCD镜头13处于同一竖直线上，激光镭雕机6与CCD镜头13构成了伪同轴，因此当CCD识别到特征边27后，无需PLC控制器再控制器两个电机21动作以使零件25的镭雕端进入到镭雕工位，而是当CCD识别到特征边27后直接发指令给PLC控制器，PLC控制器接受指令后直接控制激光镭雕机6启动进行镭雕，相比传统的镭雕方式并没有增加多余的行程，因此极大的提高了零件的镭雕效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。