CN107442944A - 一种柔性激光打印机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性激光打印机，涉及激光打标领域，包括机架、从上到下依次设置在机架上的三轴激光刻印机、皮带输送机、对中机构；所述对中机构包括固定连接在机架上的伺服电机、与伺服电机输出端固定连接的齿轮、两个相对设置且滑动设置在机架上的对中板、分别与连个对中板可拆卸连接且与齿轮啮合的两个齿条；两个对中板的滑动方向均与皮带输送机输送方向相垂直；两个对中板朝向皮带输送机的侧面均向皮带输送机方向延伸，并高于皮带输送机的上输送面。本发明通过设置对中机构，实现一台激光打印机可以打印多种直径规格的塑料管材，节约设备投资的效果。

Description

一种柔性激光打印机

技术领域

本发明涉及激光打标领域，具体的说，是一种柔性激光打印机。

背景技术

现在市面上塑料管材的标示基本采取油墨喷码，而喷码机的油墨属于耗材，会增加使用成本并对环境造成污染，使用过程中如果不及时清理喷码机油墨，标示的数字图案会模糊不清，因此很多塑料管材厂家选用激光打标。激光打标属于无接触式加工，不会对材料造成机械挤压或机械应力，对工件无污染，加工的产品细致且精度高，可达到0.1mm，可立即根据电脑输出的图样文档进行高速标刻，同时方便于自动化流水线对接。三轴激光刻印机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，从而刻出精美的图案、商标和文字，三轴激光刻印机主要分为：CO2三轴激光刻印机、半导体三轴激光刻印机、光纤三轴激光刻印机和YAG三轴激光刻印机。

但是由于现在一些厂家的塑料管材直径规格较多，但是每种规格的产量较低，并且三轴激光刻印机本身的焦点可以在一定高度内变化，所以如果每一种规格的塑料管材均配置一台三轴激光刻印机，则会增加设备投资，设备闲置率高，浪费资源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性激光打印机，用于解决现有技术中一台三轴激光刻印机只对一种规格的塑料管材进行打标的问题。本发明通过设置对中机构适应不同规格塑料管材的直径，实现一台激光打印机可以打印多种直径规格的塑料管材，节约设备投资的效果。

本发明通过下述技术方案实现：

一种柔性激光打印机，包括机架、从上到下依次设置在机架上的三轴激光刻印机、皮带输送机、对中机构；所述对中机构包括固定连接在机架上的伺服电机、与伺服电机输出端固定连接的齿轮、两个相对设置且滑动设置在机架上的对中板、分别与连个对中板可拆卸连接且与齿轮啮合的两个齿条；两个对中板的滑动方向均与皮带输送机输送方向相垂直；两个对中板朝向皮带输送机的侧面均向皮带输送机方向延伸，并高于皮带输送机的上输送面。

三轴激光刻印机在本领域内为一种现有设备，包括控制器和刻印头，控制器用于操作人员编写程序和触发刻印头刻印，并且能够与PLC通讯，控制器中可以编写和存储多个不同的打标程序，选择打标程序时，可以在控制器上连接一个显示选择，也可以通过PLC进行选择。控制器与刻印头通过线缆电连接，刻印头包括激光器、X轴扫描仪、Y轴扫描仪和Z轴扫描仪；激光器用于输出激光，X、Y、Z轴扫描仪同时动作，控制焦距，实现三维形状的刻印和大范围刻印，从而使三轴激光刻印机可以对焦距范围内的不同直径规格的塑料管材进行打标。两个对中板的间距与塑料管材的直径相适应，伺服电机驱动齿轮旋转，齿轮带动齿条移动，使带动两个对中板相对移动，从而改变两个对中板的间距，适应多种不同直径规格的塑料管材。

由于三轴激光刻印机的打标速度很快，可以达到1000mm/s，因此对于打标内容的范围在长度方向上超过三轴激光刻印机的打标范围的塑料管道，设置皮带输送机，并且调节皮带输送机的速度，使塑料管材的输送速度与三轴激光刻印机的打标速度匹配，就可解决打标内容的范围在长度方向超过三轴激光刻印机的达标范围的问题。

塑料管材可以通过手动或自动的方式放到皮带输送机上，在塑料管材输送过程中，可以是皮带输送机上可以设置多个对中机构以适应塑料管道的直径规格；也可以是只在三轴激光刻印机正下方设置一个对中机构，而在皮带输送机两侧的其余部分设置挡板防止塑料管材脱离皮带输送机，对中机构的两个对中板与皮带输送机上的挡板对接的地方设置导向倒角，从而方便塑料管道进入对中机构，还可以是在在三轴激光刻印机正下方设置一个对中机构，在皮带输送机两侧的其余部分设置挡板防止塑料管材脱离皮带输送机，对中机构的两个对中板初始间距大于挡板的间距，当塑料管道打标区域位于三轴激光打标机正下方时，启动伺服电机，带动两个对中板相对移动，夹紧塑料管道。

在此需要说明的是，在本领域内有多种现有技术的方式可以控制对中机构、三轴激光刻印机以及皮带输送机，例如继电器接触器控制方式，包括PLC、输入单元、输出单元的控制装置，这些控制方式均为本领域内现有技术，在此不做详述。除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

优选地，所述机架上固定连接有与三轴激光刻印机可拆卸连接的升降机构；所述升降机构包括与机架固定连接的底座、与底座固定连接的第二伺服电机、转动设于底座且与第二伺服电机连接的滚珠丝杠、套设在滚珠丝杠上的丝杠螺母、与底座固定连接的直线导轨、与丝杠螺母固定连接连接的升降板；直线导轨上具有与升降板可拆卸连接的滑块；升降板与三轴激光刻印机可拆卸连接。三轴激光刻印机的焦点可调范围受到机器本身的限制，最多为25mm，因此为了扩大可以打标的直径规格范围，在机架上设置与三轴激光刻印机可拆卸连接的升降机构，由于三轴激光刻印机属于精密设备，因此设置直线导轨和滚珠丝杠，减小三轴激光刻印机上下移动时的振动。

优选地，所述上料机构与对中机构设有吹气机构，所述吹气机构包括与机架固定连接且与气源连通的管道、与管道螺纹密闭连接的歧路块、与歧路块螺纹密闭连接的喷嘴；喷嘴的出气口朝向皮带输送机的上输送面。空气中的灰尘等杂质容易吸附在塑料管材上，如果杂质刚好落在打标面上，则会导致打标内容缺失，因此设置吹气机构吹走打标面上的杂质，可以防止打标内容缺失。在此需要说明的是，所述气源是指提供压缩空气的装置，该装置在本领域内为现有技术，在此不做详述。

优选地，所述机三轴激光刻印机与皮带输送机之间设置有与吸烟机连通的吸烟管；吸烟管与机架固定连接。在三轴激光刻印机运行过程中，激光使产品物质因光照汽化及高温分解产生粉尘甚至可能产生有害的空飘污染物。高温分解产物与烤肉的烟尘相似，含有毒性物质及亚硝基胺等已知可致癌的物质。使用与吸烟机连通的吸烟管在三轴激光刻印机打标时，抽走粉尘和有害污染物，一方面防止粉尘落入打标面，造成达标内容缺失，另一方面可以防止有害污染物危害操作人员的身体健康。在此需要说明的是，所述与吸烟管连通的吸烟机是指，现有技术中能够产生吸力，吸走粉尘及有害污染物的装置，例如采用真空泵能够产生真空吸力，从而吸走粉尘和有害污染物，或者采用工业吸烟机吸走粉尘及有害污染物。

优选地，所述两个对中板相对的一侧分别可拆卸连接有保护塑料管材的橡胶板。由于塑料管材的表面硬度低于金属的表面硬度，因此容易刮伤。橡胶板具有弹性，且表面硬度低于塑料管材硬度，因此不会刮伤塑料管材表面。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明通过设置设置对中机构适应不同规格塑料管材的直径，实现一台三轴激光刻印机可以对多种直径规格的塑料管材进行打标，节约设备投资的效果；

（2）本发明通过设置升降机构，增加三轴激光刻印机焦点的可调范围，实现扩大了塑料管材可以打标的直径规格范围的效果；

（3）本发明通过设置吹气机构，用空气清洁塑料管材表面，实现防止异物附在塑料管材打标面引起打标内容缺失的效果；

（4）本发明通过设置吸烟管，吸走激光打标时产生的粉尘，实现防止粉尘附在塑料管材打标面引起打标信息缺失的效果，同时实现防止激光打标时产生的有毒气体和粉尘危害操作人员身体健康的效果；

（5）本发明通过设置橡胶板，实现保护塑料管材表面不被刮伤的效果。

附图说明

图1为本发明主视图；

图2为本发明左视图；

图3为本发明俯视图

图4为对中机构示意图；

图5为升降机构示意图；

图6为吹气机构示意图；

其中1-对中机构；2-升降机构；3-吹气机构；4-皮带输送机；5-机架；6-塑料管材；7-第二挡板；8-吸烟管；9-第一挡板；11-对中板；12-橡胶板；13-齿条；14-齿轮；15-伺服电机；21-三轴激光刻印机；22-第二伺服电机；23-直线导轨；24-升降板；25-滚珠丝杠；26-底座；31-管道；32-歧路块；33-喷嘴。

具体实施方式

下面结合本发明的优选实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

结合附图1-4，一种柔性激光打印机，包括机架5、从上到下依次设置在机架5上的三轴激光刻印机21、皮带输送机4、对中机构1；所述对中机构1包括固定连接在机架5上的伺服电机15、与伺服电机15输出端固定连接的齿轮14、两个相对设置且滑动设置在机架5上的对中板11、分别与连个对中板11可拆卸连接且与齿轮14啮合的两个齿条13；两个对中板11的滑动方向均与皮带输送机4输送方向相垂直；两个对中板11朝向皮带输送机4的侧面均向皮带输送机4方向延伸，并高于皮带输送机4的上输送面。在本实施里中，对中机构1设置在三轴激光刻印机21的正下方，皮带输送机4在对中机构1的进料侧设置第一挡板9，皮带输送机4在对中机构1的出料侧设置第二挡板7，对中机构1的进料侧设有便于塑料管材6进入的倒角，第二挡板7靠近对中机构的一侧设有方便塑料管材6进入的倒角。

工作原理：

使用本装置时，首先通过在线或离线的方式编写所有直径规格的塑料管材6的打标程序，并将打标程序存储在三轴激光刻印机21的控制器里，启动伺服电机15，齿轮14带动齿条13移动，使两个对中板11相向移动，直至两个对中板11的间距与需要的直径规格适应，停止伺服电机15；并且选择对应塑料管材6的打标程序，然后手动或者自动将塑料管材6放到皮带输送机4上，当塑料管材6的打标面处于三轴激光刻印机21正下方时，启动三轴激光刻印机21，开始打标，打标完成后，关闭三轴激光刻印机21，完成打标的塑料管材6经皮带输送机4输送至下一工序，未打标的塑料管材6经皮带输送机4输送至三轴激光刻印机21正下方，进行打标，如此反复；当需要切换另一种直径规格的塑料管材6时，首先启动伺服电机15，使两个对中板11之间的间距适应塑料管材6的直径，选择相应的打标程序，重复上述打标的步骤即可。在此需要说明的是，为了实现自动化，可以在本实施例的基础上设置含有PLC或单片机的控制装置和能够感应塑料管材6直径的传感器，可以预先将多种直径规格的塑料管材6需要的对中板11的位置通过调试确定相应的伺服电机15的位置参数，并将位置参数存储到控制装置中，传感器将信号传输给PLC，PLC判断塑料管材6的直径规格对应的对中板11的位置，并输出信号，驱动伺服电机15执行，带动两个对中板11移动到相应的位置。

实施例2：

为更好的实现本发明，扩大塑料管材可以打标的直径规格范围，在实施例1的基础上，结合附图1-5，进一步地，所述机架5上固定连接有与三轴激光刻印机21可拆卸连接的升降机构2；所述升降机构2包括与机架5固定连接的底座26、与底座26固定连接的第二伺服电机22、转动设于底座26且与第二伺服电机22连接的滚珠丝杠25、套设在滚珠丝杠25上的丝杠螺母、与底座26固定连接的直线导轨23、与丝杠螺母固定连接连接的升降板24；直线导轨23上具有与升降板24可拆卸连接的滑块；升降板24与三轴激光刻印机21可拆卸连接。

工作原理：

当塑料管材6的打标面位置超出三轴激光刻印机21的打标范围时，启动第二伺服电机22，通过滚珠丝杠25带动升降板24以及可拆卸连接在升降板24上的三轴激光刻印机21向上或向下移动，使塑料管材6的打标面位置落入三轴激光刻印机21的打标范围。在此需要说明的是，为了实现自动化，可以在本实施例的基础上设置含有PLC或单片机的控制装置和能够感应塑料管材6直径的传感器，可以预先将多种直径规格的塑料管材6需要的焦点位置通过调试确定相应的第二伺服电机22的位置参数，并将位置参数存储到控制装置中，传感器将信号传输给PLC，PLC判断塑料管材6的直径规格对应的焦点位置，并输出信号，驱动第二伺服电机22执行，带动三轴激光刻印机21移动到相应的位置。

实施例3：

为更好的实现本发明，防止异物附在塑料管材打标面引起打标内容缺失，在实施例1或2的基础上，结合附图1-6，进一步地，所述对中机构1沿皮带输送机4的输送方向具有进料侧，进料侧设有吹气机构3，所述吹气机构3包括与机架5固定连接且与气源连通的管道31、与管道31螺纹密闭连接的歧路块32、与歧路块32螺纹密闭连接的喷嘴33；喷嘴33的出气口朝向皮带输送机4的上输送面。

工作原理：

接通气源，压缩空气经管道31进入歧路块32，再由歧路块32分给各个喷嘴33，从喷嘴33出来的压缩空气产生强力气流，从而能够吹走塑料管材6打标面上的灰尘等杂质。当然，在本实施例的基础上，可以设置含有PLC或单片机的控制装置以及与控制装置电连接的电磁阀，电磁阀与管道31连接，皮带输送机4上有塑料管材6经过时，电磁阀打开，时压缩空气进入喷嘴33，从而进行，当没有塑料管材6经过时，关闭电磁阀，实现节约能源的目的。

实施例4：

为更好的实现本发明，防止粉尘附在塑料管材打标面引起打标信息缺失的同时防止激光打标时产生的有毒气体和粉尘危害操作人员身体健康，在实施例1或2的基础上，结合附图1-5，进一步地，所述三轴激光刻印机21与皮带输送机4之间设置有与吸烟机连通的吸烟管8；吸烟管8与机架5固定连接。本实施例中，所述吸烟机为工业吸烟机。

工作原理：

启动工业吸烟机，产生吸力，当三轴激光刻印机21开始打标时，打标产生的粉尘及有害污染物在工业吸烟机的吸力作用下，经吸烟管8抽走。在此需要说明的是，为了实现自动化，可以在本实施例的基础上设置含有PLC或单片机的控制装置，工业吸烟机以及三轴激光刻印机21的控制器均与控制装置电连接，控制装置启动三轴激光刻印机21打标的同时，启动工业吸烟机抽走打标产生的粉尘和有害物质，从而达到节约能源的目的。

实施例5：

所述两个对中板11相对的侧面分别可拆卸连接有保护塑料管材的橡胶板12。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种柔性激光打印机，其特征在于，包括机架（5）、从上到下依次设置在机架（5）上的三轴激光刻印机（21）、皮带输送机（4）、对中机构（1）；所述对中机构（1）包括固定连接在机架（5）上的伺服电机（15）、与伺服电机（15）输出端固定连接的齿轮（14）、两个相对设置且滑动设置在机架（5）上的对中板（11）、分别与连个对中板（11）可拆卸连接且与齿轮（14）啮合的两个齿条（13）；两个对中板（11）的滑动方向均与皮带输送机（4）输送方向相垂直；两个对中板（11）朝向皮带输送机（4）的侧面均向皮带输送机（4）方向延伸，并且高于皮带输送机（4）的上输送面。

2.根据权利要求1所述的一种柔性激光打印机，其特征在于，所述机架（5）上固定连接有与三轴激光刻印机（21）可拆卸连接的升降机构（2）；所述升降机构（2）包括与机架（5）固定连接的底座（26）、与底座（26）固定连接的第二伺服电机（22）、转动设于底座（26）且与第二伺服电机（22）连接的滚珠丝杠（25）、套设在滚珠丝杠（25）上的丝杠螺母、与底座（26）固定连接的直线导轨（23）、与丝杠螺母固定连接连接的升降板（24）；直线导轨（23）上具有与升降板（24）可拆卸连接的滑块；升降板（24）与三轴激光刻印机（21）可拆卸连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种柔性激光打印机，其特征在于，所述对中机构（1）沿皮带输送机（4）的输送方向具有进料侧，进料侧设有吹气机构（3），所述吹气机构（3）包括与机架（5）固定连接且与气源相连通的管道（31）、与管道（31）螺纹密闭连接的歧路块（32）、与歧路块（32）螺纹密闭连接的喷嘴（33）；喷嘴（33）的出气口朝向皮带输送机（4）的上输送面。

4.根据权利要求1或2所述的一种柔性激光打印机，其特征在于，所述机三轴激光刻印机（21）与皮带输送机（4）之间设置有与吸烟机连通的吸烟管（8）；吸烟管（8）与机架（5）固定连接。

5.根据权利要求1或2所述的一种柔性激光打印机，其特征在于，所述两个对中板（11）相对的一侧分别可拆卸连接有保护塑料管材（7）的橡胶板（12）。