雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具的製作方法

2023-05-28 19:10:16 1

專利名稱：雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種雷射標刻機上使用的夾具裝置，具體地說，涉及一種是在刀具柱面和端部平面兩種不同位置下用雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具。
背景技術：
傳統的卡片式刀具庫房管理效率低、易出錯、難以準確統計，從而導致刀具採購的 滯後或堆積，影響生產進度。而採用雷射標刻機對每一把刀具標刻二維條碼和明碼，通過識 讀設備讀取刀具二維條碼信息，並以明碼信息輔助對刀具進行全生命周期跟蹤，提高了刀 具的管理效率。目前，採用雷射標刻機對電子類產品、銘牌等商品進行標刻所採用的夾具結構 形式較多，大多為有針對性的專用夾具，且均在商品一個表面進行標刻。在發明專利CN 200928486Y中公開了一種雷射打標機旋轉夾具，所描述的旋轉夾具只是針對鋰電池一個平 面進行標刻；在中國發明專利CN2550117Y描述過一種只針對彎管圓弧面進行標刻的雷射 標刻機夾具；而同時在一個商品的兩個不同面上進行雷射標刻編碼的夾具，在公開文獻中 尚未見到。採用雷射標刻刀具時，由於刀具可標刻面積、二維條碼標刻區域的限制，必需將明 碼和二維條碼分別標刻在刀具柱面和端部平面上。就其目前技術條件，只能分兩次標刻進 行，這樣就需要兩次裝夾，分別設置標刻內容，分別對焦才能完成，效率較低，且容易出現同 一把刀具上明碼和二維條碼的內容不匹配的錯誤。基於上述思考，如果在一次裝夾後，通過 夾具自身的簡單操作將明碼和二維條碼分別標刻在刀具的柱面和端部平面，即可保證其標 刻信息的一致性。現有技術對刀具進行明碼和二維條碼的標刻，效率低，容易出現標刻錯誤。據相關 人員統計，操作人員裝夾、對焦等輔助操作時間佔總標刻時間的86%左右，操作人員工作量 較大，且由於人工頻繁對焦的不穩定性，使二維條碼標刻的質量受到影響，從而導致後續條 碼讀取的困難，甚至無法讀出。本發明設計了一種通過一次裝夾就可以同時在刀具的柱面 和端部平面兩個不同工位下分別標刻明碼和二維條碼，針對同規格刀具只需一次對焦就可 以完成該批刀具標刻的夾具。從而達到提高工作效率，減少標刻錯誤，增強二維條碼質量的 目的。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種能滿足不同規格刀具在一次裝夾的前提下， 在兩個不同工位轉換時能夠分別完成刀具柱面明碼和刀具端面二維條碼的用雷射標刻刀 具編碼時的可換位夾具。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是該可換位夾具的夾緊部位要適應直 徑不同的刀具，且需要固定裝置來保證夾緊後在兩個不同工位下刀具標刻面，柱面最高處 或端面均處於水平，即與雷射鏡頭平行，與雷射束垂直。只有保證標刻面的水平狀態，才能確保雷射標刻出的二維條碼或明碼圖案清晰、深度均勻，從而確保識讀設備的識讀效果良 好。要分別標刻明碼和二維條碼，就需要旋轉裝置將刀具從在柱面標刻明碼的水平工 位轉換成在端面標刻二維條碼的垂直工位；轉換工位後要保證刀具端面和轉換工位前刀具柱面最高處在同一高度，就需要刀 具端面的對焦參考面可調。對同一類刀具，按照刀具直徑大小根據標尺上的標刻線調節好 對焦參考面位置並固定。在裝夾刀具時，刀具端面只要靠緊對焦參考面並夾緊，就可達到轉 換工位後刀具端面和轉換工位前刀具柱面最高處在同一高度的要求。轉換工位前後要保證在刀具柱面的明碼標刻位置和在刀具端面的二維條碼標刻 位置處於同一高度上相同範圍內，即轉換工位前後，不需要調節雷射頭的位置就可分別在 刀具柱面和端面上標刻明碼和二維條碼，特別需要一個標刻位置基準線，如圖10、圖11所 示，標刻位置基準線L與第二工位刀具軸線L2處於同一平面內，且保證從第一工位繞旋轉 軸軸心b旋轉至第二工位前後，雷射標刻點a分別處於刀具柱面最高處和刀具端面。在對焦 時，將雷射束焦點調節至刀具柱面最高處，且與底座上標刻位置基準線沿前後方向上對齊， 從而確保轉換工位前後，雷射束的位置均落在刀具柱面和刀具端面的相應標刻範圍內。由於不同型號雷射標刻機工作檯上螺紋孔間距不同，需要將固定部位設計成0型 定位孔，以適應任意雷射標刻機。雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具由底座、左旋轉件、標尺、左V型夾緊塊、右V型 夾緊塊、旋轉軸、卡環、右旋轉件、螺杆及部分標準件組成。所述底座結構其底板中間鏤空，兩側有通過墊圈和內六角螺母將整個夾具固定於 工作檯上的0型定位孔。其左、右側板上有90°圓弧狀槽作為轉換工位時左旋轉件和右旋 轉件轉動的導槽，並起到在終點位置的定位作用。在圓弧的中心位置有用來固定旋轉軸的 光孔。右側板90°圓弧槽頂端右後方有用來固定卡環的螺紋孔。其左側板頂端平面上有標 刻基準線L，作為雷射束在前、後方向上調節的基準。所述左旋轉件，其六角結構一端中心向外有一段圓柱結構，另一端中心向內有沉 頭孔，圓柱結構中心為穿透的螺紋孔。沉頭孔和螺紋孔用來放置內六角螺釘，將左旋轉件與 左V型夾緊塊連接。底端同樣有螺紋孔，用來和旋轉軸連接。左V型夾緊塊的一端為V型結構，與V型結構相對的另一端中心有螺紋孔，通過內 六角螺釘和左旋轉件連接。其結構中心有長方形通孔，放置標尺，通孔中心上方有螺紋孔， 通過螺釘固定標尺。右V型夾緊塊的一端為V型結構，另一端有一個與螺杆連接的螺紋孔。旋轉軸的 兩端有軸肩及螺紋。卡環的一端為開口環，另一端為光孔。所述右旋轉件的下端有固定於旋轉軸上的螺紋孔，上端有圓柱結構及螺紋孔。旋 轉軸穿過底座側板上90°圓弧中心的光孔，左旋轉件和右旋轉件分別通過螺母固定於旋轉 軸上，且左、右旋轉件上的圓柱結構置於底座上90°圓弧槽中。左V型夾緊塊通過內六角螺釘固定於左旋轉件上。右V型夾緊塊通過螺杆和六角 螺母固定於右旋轉件上，通過六角螺母的調節可以帶動螺杆，同時帶動右V型夾緊塊左右 移動來夾緊刀具。V型夾緊塊大小根據所要標刻刀具的直徑大小範圍確定。標尺結構為L型，其中長板內側面距標尺端面固定距離處有刻度線，用來度量對焦參考面調節距離。標尺通過螺釘固定於左V型夾緊塊上。裝夾刀具時，根據刀具半徑大小以左V型夾緊塊內側面為基準將標尺按刻度調節到相應位置，然後通過螺釘固定緊，即 可裝夾刀具。在轉換工位後則不需要重新對焦就可以標刻。卡環由內六角花型圓柱頭螺釘 和六角螺母固定於底座右側板上，當夾緊裝置處於刀具水平放置的工位時，將卡環卡在右 旋轉件上，並通過六角螺母鎖緊，以達到定位的目的。轉換工位時，鬆動鎖緊螺母並將卡環 從右旋轉件上卸下即可。本發明對刀具在柱面標刻明碼和端面標刻二維條碼的雷射標刻效率有很大提高， 減少了操作人員裝夾、對焦時的工作量，提高了二維條碼質量，從而提高了條碼識讀效率和 正確率，同時避免了同一把刀具上明碼和二維條碼內容不一致的錯誤。傳統的雷射標刻方 式，在裝夾、對焦等輔助時間大約佔總時間的86%左右，明碼和二維條碼不一致的錯誤率 為6%左右，而採用本發明雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具以後，可以使輔助時間減少到 50%左右，錯誤率減少為零。而對於大批量同等規格刀具標刻，效果更加明顯。


下面結合附圖對本發明雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具作進一步詳細的說明。圖1為本發明雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具結構示意圖。圖2為圖1所示雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具結構右側示意圖。圖3為本發明雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具的底座示意圖。圖4為本發明雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具的左旋轉件示意圖。圖5為本發明雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具的標尺示圖。圖6為本發明雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具的左V型夾緊塊示意圖。圖7為本發明雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具的右V型夾緊塊示意圖。圖8為本發明雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具的卡環示意圖。圖9為本發明雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具的右旋轉件示意圖。圖10為本發明第一工位標刻位置示意圖。圖11為本發明第二工位標刻位置示意圖。1.底座 2.左旋轉件 3.標尺 4.左V型夾緊塊5.右V型夾緊塊 6.旋轉軸 7.卡環 8.右旋轉件 9.螺杆
具體實施例方式所述底座1結構如圖3所示，其底板中間鏤空，兩側各有通過墊圈和內六角螺母將 整個夾具固定於工作檯上的0型定位孔。其左側板和右側板上設置有相互對稱的90°圓弧 狀槽作為轉換工位時左旋轉件2和右旋轉件8轉動的導槽，並起到在終點位置的定位作用。 在圓弧的圓心位置設有用來固定旋轉軸6的光孔。右側板90°圓弧槽頂端右後方設置有用 來固定卡環7的螺紋孔。其左側板頂端平面上標刻有基準線L，作為雷射束在前、後方向上 調節的基準。圖4所示是本發明結構中的左旋轉件2，其六角結構一端中心向外有一段圓柱結 構，另一端中心向內有沉頭孔，圓柱結構中心為穿透的螺紋孔。沉頭孔和螺紋孔用來放置內 六角螺釘，將左旋轉件2與左V型夾緊塊4連接。底端部同樣亦有一螺紋孔，用來和旋轉軸6連接。如圖5所示，所述標尺3的結構為L型，其中標尺長板內側面A距標尺端面固定距 離處標有刻度線用來度量對焦參考面調節距離。所述左V型夾緊塊4結構如圖6所示，其一端為V型結構，與V型結構相對的另一 端中心有螺紋孔，通過內六角螺釘和左旋轉結構連接。在左V型夾緊塊4中心有一長方形 通孔，放置標尺，通孔中心上方有一螺紋孔，通過螺釘固定標尺。圖7所展示的是本發明雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具的右V型夾緊塊5，其結 構的一端為V型結構，與V型結構相對的另一端中心有螺紋孔與螺杆9相連接。所述旋轉軸6的結構，其兩端有軸肩及螺紋。旋轉軸6穿過底座側板上90°圓弧 中心的光孔，左旋轉件2和右旋轉件8分別通過螺母固定於旋轉軸6上。卡環7結構如圖8所示，其一端為開口環，另一端為有一光孔。由內六角花型圓柱 頭螺釘和六角螺母固定於底座右側板上。當夾緊裝置處於刀具水平放置的工位時，將卡環7 卡在右旋轉件8上，並通過六角螺母鎖緊，以達到定位的目的。轉換工位時，鬆動鎖緊螺母 將卡環7從右旋轉件上卸下即可。圖9所示是本發明雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具的右旋轉件。所述右旋轉件 8的下端與旋轉軸6固定連接，上端中心向外有一圓柱段結構及螺紋孔，上端的另一側面有 與圓柱段結構同軸的帶孔的耳槽與螺杆9連接。如圖10、圖11為標刻明碼和二維條碼時將刀具從在柱面標刻明碼的水平工位(第 一工位標刻位置)轉換成在端面標刻二維條碼的垂直工位(第二工位標刻位置)原理圖。轉換工位前後要保證在刀具柱面的明碼標刻位置和在刀具端面的二維條碼標刻 位置處於同一高度上相同範圍內，即轉換工位前後，不需要調節雷射頭的位置就可分別在 刀具柱面和端面上標刻明碼和二維條碼，特別需要一個標刻位置基準線，其位置如原理圖 所示，標刻位置基準線L與第二工位刀具軸線L2處於同一平面內，且保證從第一工位繞旋 轉軸6軸心b旋轉至第二工位前後，雷射標刻點a分別處於刀具柱面最高處和刀具端面。在 對焦時，將雷射束焦點調節至刀具柱面最高處，且與底座1上標刻位置基準線沿前後方向 上對齊，從而確保轉換工位前後，雷射束的位置均落在刀具柱面和刀具端面的相應標刻範 圍內。裝配步驟及方法圖1、圖2所示為本發明雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具結構示意圖。首先將標 尺3用開槽盤頭螺釘固定於左V型夾緊塊4上，將旋轉軸6放入底座1上的軸孔中，將左旋 轉件2和右旋轉件8分別套在旋轉軸6兩端，且左旋轉件2和右旋轉件8上的圓柱結構部 分位於底座側板上90°圓弧槽中，然後用兩個六角鎖緊螺母將左旋轉件2和右旋轉件8分 別固定在旋轉軸6上。將另外一個六角螺母放在已經裝配在底座1上的右旋轉件8帶孔的 耳槽處，將螺杆9從右側旋進六角螺母並通過右旋轉件8圓柱結構的內螺紋孔，將右V型夾 緊塊5通過其螺紋孔和螺杆9連接。再將帶有標尺3的左V型夾緊塊4用內六角螺釘固定 於已經裝配在底座上的左旋轉件2上。然後將卡環7用內六角花型圓柱頭螺釘和六角螺母固定於底座上。最後，將已經裝配好的雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具通過一對內六角螺釘和 平墊圈固定於雷射標刻機工作檯上，即完成裝配。
在直徑為IOmm的刀具上標刻明碼和二維條碼的操作實施方式夾緊裝置處於底座側板上90°圓弧槽的上工位，且將卡環7扣在右旋轉件8上，通過旋轉六角螺母固定。如圖6所示擰松用來固定標尺3的開槽盤頭螺釘，將標尺3移動到左V型夾緊塊 4內側面B與標尺3刻度線5即標刻半徑為5mm的刀具對齊的地方，擰緊開槽盤頭螺釘，固 定好標尺3，對同規格刀具以後不需要再做這一步。如圖5所示，將半徑為5mm的刀具端面靠緊標尺端面，通過旋轉六角螺母帶動螺杆 9及右V型夾緊塊5向左移動來夾緊刀具。如圖3所示調節雷射標刻機工作檯的高度，使雷射束焦點正好處於刀具柱面最高 處，且與底座左側板上標刻位置基準線L沿前後方向上對齊，固定雷射標刻機工作檯高度， 對同規格刀具以後不需要再做這一步。在刀具柱面標刻明碼。標刻結束後，打開卡環7，將左旋轉件2及右旋轉件8沿底座上90°圓弧槽旋轉至 第二標刻工位，在刀具端面標刻二維條碼。旋轉螺杆9上的六角螺母帶動螺杆9及右V型夾緊塊5向右移動，然後卸下刀具。轉動左旋轉件2和右旋轉件8帶動左V型夾緊塊4及右V型夾緊塊5沿底座側板 上90°圓弧槽轉動90°，使夾緊裝置處於上工位，如圖1和圖2所示的初始位置。重新按以上步驟進行其它刀具標刻。
權利要求
一種雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具，包括底座、左右V型夾緊塊、左右旋轉件、旋轉軸和卡環，其特徵在於所述的底座(1)底板中間鏤空，其左、右側板上設置有相互對稱的90°圓弧狀槽作為轉換工位時左旋轉件(2)和右旋轉件(8)轉動的導槽，並起到在終點位置的定位作用，在圓弧的圓心位置設有固定旋轉軸(6)的光孔，右側板圓弧槽頂端右後方設置有固定卡環(7)的螺紋孔，左側板頂端平面上標刻有基準線L，作為雷射束在前、後方向上調節的基準。
2.根據權利要求1所述的雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具，其特徵在於所述的左 V型夾緊塊(4) 一端為V型結構，與V型結構相對的另一端中心有螺紋孔，通過內六角螺釘 和左旋轉結構連接，左V型夾緊塊(4)中心設有長方形通孔置放標尺(3)，通孔中心上方有 一螺紋孔由螺釘固定標尺(3)。
3.根據權利要求1所述的雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具，其特徵在於所述的右V 型夾緊塊(5) —端為V型結構，與V型結構相對的另一端中心有螺紋孔與螺杆(9)連接。
4.根據權利要求1所述的雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具，其特徵在於所述的左 旋轉件(2)的六角結構一端中心向外有一圓柱段，圓柱段中心為穿透的螺紋孔，另一端中 心向內有沉頭孔，沉頭孔和螺紋孔用來放置內六角螺釘，將左旋轉件(2)與左V型夾緊塊 (4)連接，底端部亦有一螺紋孔和旋轉軸(6)連接。
5.根據權利要求1所述的雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具，其特徵在於所述右旋 轉件(8)的下端與旋轉軸(6)固定連接，上端中心向外有一圓柱段結構及螺紋孔，上端的另 一側面有與圓柱段結構同軸的帶孔的耳槽與螺杆(9)連接。
6.根據權利要求1所述的雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具，其特徵在於所述的卡 環(7) —端為開口環，另一端有一光孔，由內六角花型圓柱頭螺釘和六角螺母固定於底座 右側板上，當夾緊裝置處於刀具水平放置的工位時，將卡環(7)卡在右旋轉件(8)上，通過 六角螺母鎖緊定位。
全文摘要
本發明公開了一種雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具。它包括底座，左、右V型夾緊塊，左、右旋轉件，旋轉軸和卡環；該夾具通過一次裝夾就可以同時在刀具的柱面和端部平面兩個不同工位下分別標刻明碼和二維條碼，針對同規格刀具只需一次對焦就可以完成該批刀具標刻，減少了操作人員裝夾、對焦時的工作量，提高了二維條碼質量，提高了條碼識讀效率和正確率，避免了同一把刀具上明碼和二維條碼內容不一致的錯誤。採用本發明雷射標刻刀具編碼時的可換位夾具，可使輔助時間減少到50％左右，錯誤率減少為零。而對於大批量同等規格刀具標刻，效果更加明顯。
文檔編號B41J3/407GK101804743SQ201010127759
公開日2010年8月18日 申請日期2010年3月18日 優先權日2010年3月18日
發明者何衛平, 張維, 王紅宵, 解志鋒, 雷蕾 申請人:西北工業大學