一种多功能动态聚焦桌面式打标机

技术领域

本发明具体涉及一种打标机，具体是一种多功能动态聚焦桌面式打标机。

背景技术

激光打标是用激光束在各种不同的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，显出所需刻蚀的图案、文字。激光打标机可雕刻金属及多种非金属材料，更适合应用于一些要求更精细、精度更高的场合。应用于电子元器件、集成电路(I C)、电工电器、手机通讯、五金制品、工具配件、精密器械、眼镜钟表、首饰饰品、汽车配件、塑胶按键、建材、PVC管材。

2D振镜扫描式打标头主要由XY扫描镜、场镜、振镜及计算机控制的打标软件等构成。其工作原理是将激光束入射到两反射镜(扫描镜)上，用计算机控制反射镜的反射角度，这两个反射镜可分别沿X、Y轴扫描，从而达到激光束的偏转，使具有一定功率密度的激光聚焦点在打标材料上按所需的要求运动，从而在材料表面上留下永久的标。

目前市场上都是二维振镜配上聚焦镜最大扫描幅面300*300以下，而且扫描的边缘会出现线条弯曲和变形的情况，对于大尺寸的产品需要拼接才能完成，而且拼接容易出现重叠、错位等现象；另一方面对于有圆弧面、曲面或者有高低落差的产品，因为不在同一水平面，打标过程中两边边缘会出现不清晰现场或者标记不上，或者一个产品要进行好几次调焦进行打标，不仅需要制作复杂的夹具，而且生产效率低。因此，研发一种三维动态聚焦振镜装置，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

在加工金属时会产生重金属蒸气。这些蒸气能伤害人体组织，会导致中毒、过敏反应、肺纤维化、致癌等等。在切割塑料时可能会产生各种各样具有潜在危险的物质。可能会引起中毒、过敏反应、呼吸道刺激、肺病。在切割纸和木材，产生的纤维素副产物，也是健康杀手。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能动态聚焦桌面式打标机，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多功能动态聚焦桌面式打标机，包括激光打标箱体、动态聚焦打标头、光纤准直器和夹具组件，所述激光打标箱体内顶部设有用于向下激光打标的动态聚焦打标头,动态聚焦打标头的下方设有用于夹紧打标物品的夹具组件，激光打标箱体的内部安装有用于与动态聚焦打标头构成光通路的光纤准直器，所述动态聚焦打标头和所述光纤准直器整体安装在升降机构上，光纤准直器相对于动态聚焦打标头竖直安装在动态聚焦打标头的后侧，动态聚焦打标头和光纤准直器之间设有用于连通光通路的反射光路组件,反射光路组件包括用于将竖直光线向前反射为水平光线的反射镜片,反射镜片通过万向调整镜架安装并角度位置可调，所述激光打标箱体内设有用于正对着夹具组件进行抽气的排气机构，所述夹具组件设置有用于带动打标物品进行角度调整的旋转机构，排气机构的抽气口对应夹具组件的旋转位置角度方位可调。

进一步的方案：所述夹具组件包括竖直固定的夹具座架，所述夹具座架面板上纵向转动安装有旋转轴,旋转轴后端杆壁固定有夹具机架，所述夹具机架左右两侧分别安装有夹具电机和夹紧台,夹具电机的电机轴转动穿过夹具机架并固定着夹紧台。

更进一步的方案：所述烟尘管道正对着夹具组件的一端设置为用于抽气的抽气管口,抽气管口通过多连杆机构悬挂在夹具组件的上方，所述多连杆机构包括箍连杆和摆动杆，所述摆动杆通过杆座安装在激光打标箱体的内顶部，摆动杆顶多与杆座采用万向球连接，摆动杆底端与箍连杆转动连接并在转动连接处设置有杆调节旋钮用于限制摆动杆和箍连杆的转动角度，箍连杆的底端通过万向球连接方式安装着管卡箍,管卡箍卡箍紧固着抽气管口。

更进一步的方案：所述升降机构包括设置在动态聚焦打标头后端的升降滑台,升降滑台包括一块底板和一块竖板，竖板垂直固定在底板上，竖板与激光打标箱体的侧壁平行，竖板的单侧面板上固定有两条竖直平行的滑轨,滑块竖直滑动卡设在两个滑轨之间，滑块通过固定架固定安装着动态聚焦打标头和光纤准直器，所述滑块的中心位置竖直螺纹穿设有一根丝杆，所述底板的底部安装有用于驱动丝杆转动的丝杆电机。

更进一步的方案：所述反射光路组件包括用于安装光纤准直器的套接块，所述反射镜片整体内置在反射块内，所述套接块内开设有竖直的通孔，光纤准直器的顶部出光源端套设在通孔内，光纤准直器的外壁通过安装盖板紧固盖合在通孔内腔壁上，所述反射块内部沿着前后位置开始有纵向贯通的纵孔，纵孔后端预留有后调整用孔并通过盖板密封，纵孔前端与动态聚焦打标头的进光源端密封相通，所述万向调整镜架包括调节安装板和反射镜架，所述反射镜架固定在调节安装板底面，所述反射块顶部开设有用于反射镜架向下穿入纵孔的开口，反射镜架通过开口密封穿入纵孔内，调节安装板的每条侧边均通过固定螺钉和调节螺钉抵在反射块的顶面上，所述反射镜架朝向动态聚焦打标头的侧壁开设有四十五度倾斜的斜面，斜面上安装有反射镜片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明可以配合夹具组件进行动态聚焦打标动作，效率更高，而且可以高效排出有害气体，其中：

1.高度集成，光纤准直器竖直布置，结构布置紧凑合理，体积小，占地小；

2.全围护结构稳定，主光路密封；

3.排烟管道内置，管道口任意位置固定；

4.双直线导轨+滚珠丝杆+步进电机，调整移动稳固可靠；

5.光纤准直器竖直布置+万向调整反射镜片，可以很好配合动态聚焦打标头，保证输入光路与设计光路一致；

6.集成旋转轴，便于打标物品的角度调节。

附图说明

图1为多功能动态聚焦桌面式打标机的结构示意图。

图2为多功能动态聚焦桌面式打标机外部的结构示意图。

图3为多功能动态聚焦桌面式打标机后侧的内部结构示意图。

图4为多功能动态聚焦桌面式打标机的主视图。

图5为多功能动态聚焦桌面式打标机的后视图。

图6为多功能动态聚焦桌面式打标机的左视图。

图7为多功能动态聚焦桌面式打标机中夹具组件的结构示意图。

图8为多功能动态聚焦桌面式打标机中多连杆机构的结构示意图。

图9为多功能动态聚焦桌面式打标机中升降机构的结构示意图。

图10为多功能动态聚焦桌面式打标机中反射光路组件的结构示意图。

图11为多功能动态聚焦桌面式打标机中反射光路组件的爆炸图。

图中：激光打标箱体1、快速拆卸型箱门10、打标室11、设备室12、隔板13、升降口14、启停控制面板15、后置电器控制面板16、射灯17、打标板台18、夹具组件2、夹具座架20、夹具机架21、旋转轴22、夹具电机23、夹紧台24、烟尘管道3、抽气管口30、管卡箍31、箍连杆32、杆调节旋钮33、摆动杆34、杆座35、动态聚焦打标头4、光纤准直器40、反射光路组件5、套接块50、安装盖板51、反射块52、后调整用孔53、调节安装板54、反射镜架55、反射镜片56、升降滑台6、滑轨60、滑块61、丝杆62、丝杆电机63、固定架64。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1～11，本发明实施例中，一种多功能动态聚焦桌面式打标机，包括激光打标箱体1、动态聚焦打标头4、光纤准直器40和夹具组件2，所述激光打标箱体1内顶部设有用于向下激光打标的动态聚焦打标头4,动态聚焦打标头4的下方设有用于夹紧打标物品的夹具组件2，激光打标箱体1的内部安装有用于与动态聚焦打标头4构成光通路的光纤准直器40，所述动态聚焦打标头4和所述光纤准直器40整体安装在升降机构上，光纤准直器40相对于动态聚焦打标头4竖直安装在动态聚焦打标头4的后侧，动态聚焦打标头4和光纤准直器40之间设有用于连通光通路的反射光路组件5,反射光路组件5包括用于将竖直光线向前反射为水平光线的反射镜片56,反射镜片56通过万向调整镜架安装并角度位置可调，所述激光打标箱体1内设有用于正对着夹具组件2进行抽气的排气机构，所述夹具组件2设置有用于带动打标物品进行角度调整的旋转机构，排气机构的抽气口对应夹具组件2的旋转位置角度方位可调。

所述夹具组件2包括竖直固定的夹具座架20，所述夹具座架20面板上纵向转动安装有旋转轴22,旋转轴22后端杆壁固定有夹具机架21，所述夹具机架21左右两侧分别安装有夹具电机23和夹紧台24,夹具电机23的电机轴转动穿过夹具机架21并固定着夹紧台24，设置的夹紧台24主要用于夹紧打标物品，夹具电机23可以带动夹紧台24整体旋转，设置的旋转轴22可以调节夹紧台24左右倾斜的角度，从而将打标物品放置在夹紧台24上夹紧时，打标物品的左右和前后角度均可以进行调节。

所述烟尘管道3正对着夹具组件2的一端设置为用于抽气的抽气管口30,抽气管口30通过多连杆机构悬挂在夹具组件2的上方，所述多连杆机构包括箍连杆32和摆动杆34，所述摆动杆34通过杆座35安装在激光打标箱体1的内顶部，摆动杆34顶多与杆座35采用万向球连接，摆动杆34底端与箍连杆32转动连接并在转动连接处设置有杆调节旋钮33用于限制摆动杆34和箍连杆32的转动角度，箍连杆32的底端通过万向球连接方式安装着管卡箍31,管卡箍31卡箍紧固着抽气管口30，则设置的多连杆机构可以将烟尘管道3整体悬设在夹具组件2上方，针对夹具组件2的位置通过调节摆动杆34和箍连杆32的角度位置可以保证抽气管口30正对着夹具组件2的打标区域进行抽气动作。

所述升降机构包括设置在动态聚焦打标头4后端的升降滑台6,升降滑台6包括一块底板和一块竖板，竖板垂直固定在底板上，竖板与激光打标箱体1的侧壁平行，竖板的单侧面板上固定有两条竖直平行的滑轨60,滑块61竖直滑动卡设在两个滑轨60之间，滑块61通过固定架64固定安装着动态聚焦打标头4和光纤准直器40，所述滑块61的中心位置竖直螺纹穿设有一根丝杆62，所述底板的底部安装有用于驱动丝杆62转动的丝杆电机63，设置的丝杆电机63带动丝杆62转动时，滑块61限位在两根滑轨60之间会根据丝杆62的转动方向竖直方向上下滑动，则滑块61通过固定架64便可以带动动态聚焦打标头4进行整体升降，方便聚焦。

所述反射光路组件5包括用于安装光纤准直器40的套接块50，所述反射镜片56整体内置在反射块52内，所述套接块50内开设有竖直的通孔，光纤准直器40的顶部出光源端套设在通孔内，光纤准直器40的外壁通过安装盖板51紧固盖合在通孔内腔壁上，所述反射块52内部沿着前后位置开始有纵向贯通的纵孔，纵孔后端预留有后调整用孔53并通过盖板密封，纵孔前端与动态聚焦打标头4的进光源端密封相通，所述万向调整镜架包括调节安装板54和反射镜架55，所述反射镜架55固定在调节安装板54底面，所述反射块52顶部开设有用于反射镜架55向下穿入纵孔的开口，反射镜架55通过开口密封穿入纵孔内，调节安装板54的每条侧边均通过固定螺钉和调节螺钉抵在反射块52的顶面上，所述反射镜架55朝向动态聚焦打标头4的侧壁开设有四十五度倾斜的斜面，斜面上安装有反射镜片56，设置的反射镜片56可以将竖直向上的光源反射向前送入动态聚焦打标头4内进行激光打标，设置的调节安装板54通过调节螺钉配合紧固螺钉可以调节每个侧边的水平高度和倾斜角度，从而对反射镜片56进行微调，来实现光源从上传向前的角度。

本发明的工作原理是：打标物品通过夹具组件2安装固定，其中角度可多向调节，特别是针对一些小型物品可以做到激光打标位置的精准微调，在激光打标过程中物品表面产生的废气会被烟尘管道3迅速抽走，其中设置光纤准直器40整体竖直设置可以极大减少光纤准直器40和动态聚焦打标头4直线连通的占用过大空间问题，光纤准直器40和动态聚焦打标头4的连接处通过反射镜片56进行光源的反射，其中反射镜片56可以进行各角度微调，保证入射光线与设计光线一致，其中动态聚焦打标头4整体可以通过升降机构的动作实现与打标物品间距的调整，自动聚焦，调焦效率更高，其中动态聚焦打标头4上部设有一键自动对焦按钮，动态聚焦打标头4底部针对着夹具组件2的位置设置有双红光激光头用于辅助对焦，可以实现打标时的双红光辅助对焦功能，此作为现有技术在此不做赘叙。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：

所述激光打标箱体1内部通过水平固定的打标板台18上下分隔为操作层和设备层，操作层通过横向竖直固定的隔板13分隔为打标室11和设备室12,所述夹具组件2、动态聚焦打标头4和烟尘管道3的抽气端均设置在打标室11内，升降机构、光纤准直器40和反射光路组件5均设置在设备室12内，隔板13上开设有用于动态聚焦打标头4穿过并上下移动的升降口14，所述操作层对应的激光打标箱体1的外壁安装有配备可视窗口的快速拆卸型箱门10，所述打标室11内顶部安装有射灯17，所述设备层对应的激光打标箱体1的前后面板上分别安装有启停控制面板15和后置电器控制面板16。

所述烟尘管道3的排气端由激光打标箱体1的后面板向外引出，激光打标箱体1的后端配备安装有用于对烟尘管道3产生负压并进行过滤的烟尘净化机。

所述打标室11内顶部安装有监控设备，监控设备可以对打标室11内部运行情况进行远程的实时监控。

所述快速拆卸型箱门10开合处设有开门断电设计，这里主要保证快速拆卸型箱门10打开时，打标室11内部工作停止，对设备和操作人员均是一种保护措施。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。