用於型鋼的雷射打標裝置的製作方法

2023-05-04 18:13:36

專利名稱：用於型鋼的雷射打標裝置的製作方法
用於型鋼的雷射打標裝置技術顦域本發明涉及雷射打標領域，特別涉及一種用於軋鋼廠、機械廠的 型鋼雷射打標裝置。背暴技術現有的用於型鋼的打標一直沿用塗漆的方法，以此標記出型鋼的物理特性和化學特性，此法由於需要手工刷塗(或噴塗)，即用不 同的色塊表示出型鋼不同的物理特性和化學特性，並且還需要將刷塗 的圖形(包括色塊形狀的組合形狀)作為通用的識別標準加以制定和 貫徹執行，其明確性、準確性、防偽性都受到一定的影響，而且勞動 強度大、效率低，以至於現在大部分型鋼上面都很少見到相應的刷塗 標記了，在國際上，各類型鋼由軋鋼廠流通到製造廠的過程中，包括 型鋼的運用製造中，都必須有明確的性能標識。而且還明確的標示出 其物理性質和化學性質等信息，以確保物盡其用、杜絕錯用，確保產 品的性價比最優。另外，市場上雖然也有用於金屬材料上的雷射打標 機，如用於軸承的雷射打標機、用於遊標卡尺的雷射打標機等，但 是， 一是沒有用於象型鋼這樣大工件上打標的雷射裝置，至今都是用 塗色標記的方法對型鋼進行標記，二是對於型鋼這類大工件的打標定 位和流水線操作難以實現。 發明內容(一) 要解決的技術問題本發明的目的是提供一種效率高、不影響工件性能，且能在大工 件上實現雷射打標的用於型鋼的雷射打標裝置，從而，改變了用手工 在型鋼上塗漆做型號標記的操作模式，並且可以將雷射束在型鋼上標 刻出永久性的圖文。(二) 技術方案
為了達到上述目的，本發明採取以下方案本發明的用於型鋼的雷射打標裝置，包括電腦系統、雷射器、位 於雷射器出光部位下方的光學平場鏡，其特徵在於還包括主工作檯 小車、工件、雷射器X向精密滑臺、雷射器Y向精密升降機構、導軌、 從動工作小車，其中，主工作檯小車、從動工作小車在導軌上，工件 放置在主工作檯小車和從動工作小車上表面，並位於光學平場鏡的下 方。其中，所述主工作檯小車和從動工作小車都設有小車輪子、小車 剎車手輪、水平滾筒、垂直滾筒、車身，其中，小車輪子、小車剎車 手輪在車身底部，水平滾筒、垂直滾筒在車身的上表面，所述工件在 水平滾筒上。其中，所述雷射器包括有指示光調整機構、全反鏡、雷射調Q 裝置、雷射模塊、光闌、半反鏡、雷射器殼體、光束擴束調節裝置、 二維掃描頭，其中，二維掃描頭在雷射器出光部位，光束擴束調節裝 置在半反鏡和二維掃描頭之間，雷射調Q裝置、雷射模塊、光闌在全 反鏡和半反鏡之間，指示光調整機構在全反鏡後。其中，所述二維掃描頭包括2組高速擺動的掃描電機，以及掃描 電機帶動的2塊全反射鏡片。其中，所述主工作檯小車上設有平臺，該平臺上面有小螺孔，平 臺位於主工作檯小車的上表面。(三)有益效果1) 能夠用雷射很輕鬆快捷的將圖案或文字標刻在型鋼上，標刻 時間大約也就只有幾秒到幾分鐘(視標記內容多少而有所不同)。2) 不會改變型鋼的機械性能，雷射掃描是一種無接觸的操作，高 能量的雷射束僅在幾毫秒的時間完成標刻，不會給型鋼造成大的機械形變。3) 不會改變型鋼的化學性能，雷射標刻僅是在型鋼表面做微面氣 蝕，標刻深度為0. lmm左右，不會改變型鋼的化學性能。4) 改變手工塗漆的操作模式，也改變手工塗漆的諸多弊病，如勞 動強度大、標記不能永久存留在型鋼上、塗漆標記易篡改、塗料對型 鋼的腐蝕，而雷射打標則全無手工塗漆的諸多弊病，還很容易實現自 動化打標。5)由於採用以上技術方案，能實現型鋼這種大工件的雷射打標， 且能實現流水線操作。附園說明圖l是本發明總體結構的示意圖；圖2是本發明工作狀態的示意圖；圖3是本發明的俯視圖；圖4是本發明雷射器的結構示意圖；圖5是本發明二維掃描頭的結構示意圖。圖中1、主工作檯小車；1-1、小車4侖子；1-2、小車剎車手專侖； 1-3、平臺；2、水平滾筒；3、工件；4、 二維掃描頭；4-1、光學平 場鏡；4-2、 4-4、掃描電機；4-3、 4-5、全反射鏡片；5、垂直滾筒； 6、雷射器；6-1、指示光調整機構；6-2、全反鏡；6-3、雷射調Q裝 置；6-4、雷射模塊；6-5、光闌；6-6、半反鏡；6-7、雷射器殼體； 6-8、光束擴束調節裝置；7、雷射器X向精密滑臺；7-1、精密的直 線軸承；7-2、鎖緊手輪；7-3、定位條；7-4、直線導軌；7-5、滑臺 底座；8、雷射器Y向精密升降機構；9、導軌；10、從動工作小車。具體實旌方式以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。 參見

圖1、圖2，本發明主要部件有主工作檯小車1、小車輪子1-1、 小車剎車手輪1-2、放工件的水平滾筒2、等待打標的工件3、 二維 掃描頭4、光學平場鏡4-l、工件限位用的垂直滾筒5、雷射器6、激 光器X向精密滑臺7、雷射器Y向精密升降機構8、工作小車導軌9、 從動工作小車10。參見圖1、圖2,將工件3放置在主工作檯小車1和從動工作小車 10上，圖1中的工件3是表示的一個工字鋼，當然可以是其他的型 鋼，如角鋼、槽鋼。工件3可以在水平滾筒2上滾動，水平滾筒2在 主工作檯小車1和從動工作小車10上各有2對，共同託著工件3， 工件3的右面緊靠在垂直滾筒5上，垂直滾筒5是用於工件3限位的 基準，操作者可以將工件3推至合適的位置時，即可以啟動由電腦系 統，此時，雷射就可以在工件上標刻出需要的圖文了。
參見圖1，雷射器Y向精密升降機構8主要是用於雷射束的焦距 調整的，當雷射器6整體升降時，就相當於調整了雷射束距離工件的 距離了，從而調整了雷射的最佳焦距，雷射器X向精密滑臺7主要是 調整打標的位置，它可以讓雷射器6做前後的移動調整，從而調整激 光束在工件3上的打標位置。
在主工作檯小車1上，見圖3:還安裝了一個小工件打標用的平 臺1-3，該平臺1-3上面有很多小的螺孔，用於小件打標時固定工件 的，此平臺1-3可以用於平板打標，如做一些其他非型鋼的打標，
也算是一個附加打標功能。
參見圖4，雷射器包括有指示光調整機構6-l、全反鏡6-2、激 光調Q裝置6-3、雷射才莫塊6-4、光闌6-5、半反4竟6-6、雷射器殼體 6-7、光束擴束調節裝置6-8、 二維掃描頭4。
參見圖4，指示光調整機構6-1是用於校準雷射束的，它的作用 是雷射調效的光基準。雷射模塊6-4產生雷射後，初始雷射將會在全 反4竟6-2和半反鏡6-6之間形成一個光的震蕩，其目的是將雷射能量 放大；半反鏡6-6將輸出約85%的光束能量至二維掃描頭4;雷射調 Q裝置6-3是為了獲得高能量的脈沖雷射的一個控制裝置。
參見圖5，二維掃描頭4包括有2組高速擺動的掃描電機4-2、4-4, 以及掃描電機帶動的2塊全反射鏡片4-3、 4-5, 2組可以高速擺動的 全反射鏡片將雷射束輸出為二維形態，全反射鏡片4-5負責將雷射束 做X向掃描，全反射鏡片4-3在接受X向掃描雷射束的同時，將雷射 束再向下進行Y向的掃描，其結果就可以將雷射束掃描整幅圖案或文 字了。 2組全反射鏡片4-3、 4-5的高速擺動均是由電腦系統控制的。
由全反射鏡片4-3最後輸出的雷射束將打到光學平場鏡4-l上。
參見圖5，由於圖案掃描的需要，雷射束在做全場掃描時必須要
偏轉一定的角度，這將導致雷射的工作距發生改變，也就是工作距長 短發生變化，雷射束在垂直狀態時工作距最短，當雷射束掃描到圖案 的邊緣時，雷射束的工作距就要變長，為了適應工作距的變化，就必
須要安裝光學平場鏡4-1,光學平場鏡4-1將會自動改變由於雷射束 偏轉產生的工作距的變化，使得無論雷射束掃描到圖案的什麼位置， 都能讓雷射束的焦距調整到工件的表面上。光學平場鏡4-1能夠保證 在打標範圍內，如在100mmx 100mm平面範圍內，不管是雷射垂直 打在這個範圍的中點，還是斜著打在邊緣，平常鏡都會將雷射聚焦到 平面上。
所述電腦系統是選用研祥工控的工控機，它控制著雷射的輸出、 控制著二維掃描頭4中兩個高速掃描電機4-2和4-4，讓雷射在型鋼 上"書寫"上相關的圖文內容。
光學平場鏡4-l不是電腦控制系統，是雷射在打標時起到自動變 焦作用的光學器件。它保證在打標範圍內，如在100畫x 100mm平 面範圍內，不管是雷射垂直打在這個範圍的中點，還是斜著打在邊緣， 平常鏡都會將雷射聚焦到平面上。
所述水平滾筒2有兩個作用， 一是起到輸送型鋼的作用，二是起 到型鋼託架的作用，垂直滾筒5起到一個側向定位的作用，工件可以 緊靠在垂直滾筒5上，從而保證每個型鋼打標的位置統一在一個相同 的位置上。
參看圖1:
由於型鋼的大小規格有很多種，雷射器X向精密滑臺7主要是針 對不同規格的型鋼打標時，做X向的調整，即讓雷射器6做前後的 移動調整，從而調整雷射束在工件3上的打標位置。
精密的直線軸承7-1安裝在雷射器6的底板上，它與雷射器是固 聯在一起的，直線導軌7-4是固定在滑臺底座7-5上的，定位條7-3 也是固定在滑臺底座7-5上的，鎖緊手輪7-2是固定在雷射器6的底 板上的。
鬆開鎖緊手輪7-2時，雷射器6就可以在直線導軌7-4上自由的 向前向後滑動，當調整到雷射光斑到達預定位置後，即可旋緊鎖緊手 輪7-2，此時，雷射器6將不能自由的滑動，保證每一批次的型鋼在 打標時，其打標位置的同一性，這種X向的調整，只需要調整一個小 手輪，即鎖緊手輪7-2,調整是非常方便的。
權利要求
1、 一種用於型鋼的雷射打標裝置，包括電腦系統、雷射器(6)、 位於雷射器(6)出光部位下方的光學平場鏡(4-1),其特徵在於 還包括主工作檯小車(1)、工件(3)、雷射器x向精密滑臺(7)、激 光器y向精密升降機構(8 )、導軌(9)、從動工作小車(io)，其中， 主工作檯小車(1)、從動工作小車(10)在導4九上，工件(3)放置 在主工作檯小車(1)和從動工作小車(10)上表面，並位於光學平 場鏡(4-1)的下方。'
2、 如權利要求1所述的一種用於型鋼的雷射打標裝置，其特徵 在於所述主工作檯小車(1)和從動工作小車(10)都設有小車輪 子(1-1 )、小車剎車手輪(1-2 )、水平滾筒(2 )、垂直滾筒(5 )、車 身，其中，小車輪子(1—d、小車剎車手輪(1-2)在車身底部，水 平滾筒(2)、垂直滾筒(5)在車身的上表面，所述工件(3)在水平 滾筒(2 )上。
3、如權利要求1所述的一種用於型鋼的雷射打標裝置，其特徵在 於所述雷射器包括有指示光調整機構(6-1)、全反鏡(6-2)、激 光調q裝置(6-3 )、雷射模塊(6-4 )、光闌(6-5 )、半反鏡(6-6 )、 雷射器殼體(6-7)、光束擴束調節裝置(6-8)、 二維掃描頭(4)，其 中，二維掃描頭(4)在雷射器出光部位，光束擴束調節裝置(6-8) 在半反鏡(6-6 )和二維掃描頭(4 )之間，雷射調q裝置(6-3 )、激 光模塊(6-4 )、光闌(6-5 )在全反鏡(6-2 )和半反鏡(6-6 )之間， 指示光調整機構(6-1 )在全反鏡(6-2 )後。
4、 如權利要求1或3所述的一種用於型鋼的雷射打標裝置，其 特徵在於所述二維掃描頭(4 )包括2組高速擺動的掃描電機(4-2、 4-4)，以及掃描電機帶動的2塊全反射鏡片(4-3、 4-5)。
5、 如權利要求1所述的一種用於型鋼的雷射打標裝置，其特徵 在於所述主工作檯小車(1)上設有平臺U-3)，該平臺(1-3)上 面有小螺孔，平臺(1-3)位於主工作檯小車(1)的上表面。
6、如權利要求1所述的一種用於型鋼的雷射打標裝置，其特徵 在於所述雷射器X向精密滑臺(7 )包括精密的直線軸承(7-1 )、 鎖緊手輪(7-2 )、定位條(7-3 )、直線導軌(7-4 )、滑臺底座(7-5 ), 其中，精密的直線軸承(7-1 )安裝在雷射器(6 )的底板上，直線導 軌(7-4 )固定在滑臺底座(7-5)上，定位條(7-3)固定在滑臺底座(7-5) 上，鎖緊手輪(7-2)固定在雷射器(6)的底板上。
全文摘要
本發明涉及雷射打標領域，本發明公開了一種用於型鋼的雷射打標裝置，包括電腦系統、雷射器、位於雷射器出光部位下方的光學平場鏡，其特徵在於還包括主工作檯小車、工件、雷射器X向精密滑臺、雷射器Y向精密升降機構、導軌、從動工作小車，其中，主工作檯小車、從動工作小車在導軌上，工件放置在主工作檯小車和從動工作小車上表面，並位於光學平場鏡的下方。本發明效率高、不影響工件性能，能在大工件上實現雷射打標，改變了用手工在型鋼上塗漆做型號標記的操作模式，並且可以在型鋼上標刻出永久性的圖文。
文檔編號B23K26/00GK101121349SQ200610019970
公開日2008年2月13日 申請日期2006年8月11日 優先權日2006年8月11日
發明者吳讓大, 鋼 周, 文 孫, 易光純, 胡逸之, 韓小平 申請人:武漢楚天雷射(集團)股份有限公司