线材激光飞行打码装置、激光打码系统和线材生产设备的制作方法

1.本发明涉及激光打码技术领域，特别涉及一种线材激光飞行打码装置、激光打码系统和线材生产设备。


背景技术：

2.线材打码是指对线材外表面打上标记，传统线材打码是通过油墨喷码或者普通激光飞行打码。
3.油墨喷码需要购买油墨，需要较大的油墨耗材成本，且整体加工效率不高，对环境污染严重，对人体也有危害。
4.普通激光飞行打码，一般是采用光纤激光飞行打码、紫外激光飞行打码以及co2激光飞行打码，光纤激光飞行打码和紫外激光飞行打码适用线材颜色少，而且易刮擦掉，co2激光飞行打码易击穿线材表面绝缘层。普通的激光飞行打码由于激光器的频率不高，振镜打码速度也不高，导致线材传动速度较快时，只能飞行打码较短的字符段，想要长字符段打码，则需要降低线材传动速度，无法做到在线材高速度传动下，打码长字符段。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的是提供一种线材激光飞行打码装置，旨在实现在线材高速度传动下，打码长字符段。
6.为实现上述目的，本发明提出的线材激光飞行打码装置，应用于线材生产设备，所述线材生产设备包括拉线装置和线材激光飞行打码装置，所述拉线装置用于拉动线材运动，所述的线材激光飞行打码装置包括：
7.激光组件，所述激光组件包括峰值频率大于或等于120khz的激光器、扫描速度大于或等于12000mm/s的振镜以及场镜，所述振镜安装在所述激光器上，所述场镜与所述振镜连接；和
8.稳定组件，所述稳定组件设有导线槽，所述导线槽用于供线材穿过并对线材的径向进行限位，以保持线材稳定，所述稳定组件具有打码工位，所述打码工位位于所述导线槽上；
9.其中，所述激光器产生激光，所述激光依次经过所述振镜、所述场镜，照射在所述打码工位上。
10.可选地，所述激光器为功率大于等于90w的绿光激光器。
11.可选地，所述稳定组件包括：
12.支座；和
13.限位件，所述限位件与所述支座连接，所述限位件设有所述导线槽。
14.可选地，所述稳定组件还包括：
15.托线轮，所述托线轮与所述支座转动连接；和
16.压线轮，所述压线轮与所述支座连接，所述压线轮与所述托线轮相对设置，所述压
线轮远离或靠近所述托线轮，以夹持线材。
17.可选地，所述支座设有条形孔；
18.所述稳定组件还包括调节件，所述调节件沿所述条形孔可滑动，并连接于所述支座，所述调节件与所述压线轮转动连接。
19.可选地，所述托线轮和所述压线轮形成轮组，所述轮组设有两个，所述限位件位于两所述轮组之间。
20.可选地，所述稳定组件还包括导线轮，所述导线轮转动连接于所述支座上，所述导线轮径向的表面上设有凹槽，所述凹槽环绕所述导线轮的转动轴线设置，所述凹槽用于卡入线材。
21.可选地，所述稳定组件还包括编码轮，所述编码轮与所述支座转动连接，所述编码轮用于实时监测线材传动速度。
22.本发明还提出一种激光打码系统，包括电控箱和线材激光飞行打码装置，所述线材激光飞行打码装置包括：
23.激光组件，所述激光组件包括峰值频率大于或等于120khz的激光器、扫描速度大于或等于12000mm/s的振镜以及场镜，所述振镜安装在所述激光器上，所述场镜与所述振镜连接；和
24.稳定组件，所述稳定组件设有导线槽，所述导线槽用于供线材穿过并对线材的径向进行限位，以保持线材稳定，所述稳定组件具有打码工位，所述打码工位位于所述导线槽上；
25.其中，所述激光器产生激光，所述激光依次经过所述振镜、所述场镜，照射在所述打码工位上；
26.所述电控箱与所述激光器电性连接。
27.本发明还提出一种线材生产设备，包括拉线装置和激光打码系统，所述拉线装置用于拉动线材运动，所述激光打码系统包括电控箱和线材激光飞行打码装置，所述线材激光飞行打码装置包括：
28.激光组件，所述激光组件包括峰值频率大于或等于120khz的激光器、扫描速度大于或等于12000mm/s的振镜以及场镜，所述振镜安装在所述激光器上，所述场镜与所述振镜连接；和
29.稳定组件，所述稳定组件设有导线槽，所述导线槽用于供线材穿过并对线材的径向进行限位，以保持线材稳定，所述稳定组件具有打码工位，所述打码工位位于所述导线槽上；
30.其中，所述激光器产生激光，所述激光依次经过所述振镜、所述场镜，照射在所述打码工位上；
31.所述电控箱与所述激光器电性连接。
32.本发明技术方案拉线装置拉动线材高速运动，线材穿过稳定组件的导线槽，以使线材在高速传动下保持稳定，打码工位位于导线槽上。通过峰值频率大于或等于120khz的激光器产生激光，激光依次经过扫描速度大于或等于12000mm/s的振镜、场镜，照射在打码工位的线材上，从而实现在线材高速度传动下，打码长字符段。相比较于普通的激光飞行打码，线材传动速度快的时候只能飞行打码较短的字符段，长字符段飞行打码则需要降低线
材传动速度，无法做到飞行打码长字符段且线材传动速度快。本发明可以实现线材在高速下，长字符段打码，从而可以有效地提高线材打码的效率。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
34.图1为本发明线材激光飞行打码装置一实施例的结构示意图；
35.图2为本发明实施例中稳定组件的结构示意图；
36.图3为本发明实施例中稳定组件的结构爆炸图；
37.图4为本发明实施例中90w的绿光激光器的性能曲线图。
38.附图标号说明：
[0039][0040]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0041]
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的一部分实施例，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作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。
[0042]
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0043]
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第
二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0044]
本发明提出一种线材激光飞行打码装置。
[0045]
如图1所示，在本发明一实施例中，该线材激光飞行打码装置100，应用于线材生产设备，线材生产设备包括拉线装置和线材激光飞行打码装置100，拉线装置用于拉动线材运动，的线材激光飞行打码装置100包括激光组件10和稳定组件30，激光组件10包括峰值频率大于或等于120khz的激光器11、扫描速度大于或等于12000mm/s的振镜13以及场镜，振镜13安装在激光器11上，场镜与振镜13连接。稳定组件30设有导线槽32a，导线槽32a用于供线材穿过并对线材的径向进行限位，以保持线材稳定，稳定组件30具有打码工位30a，打码工位30a位于导线槽32a上。其中，激光器11产生激光，激光依次经过振镜13、场镜，照射在打码工位30a上。
[0046]
本实施例中，拉线装置拉动线材高速运动，线材穿过稳定组件30的导线槽32a，以使线材在高速传动下保持稳定，打码工位30a位于导线槽32a上。通过峰值频率大于或等于120khz的激光器11产生激光，激光依次透过扫描速度大于或等于12000mm/s的振镜13、场镜，照射在打码工位30a的线材上，从而实现在线材高速传动下保持线材的稳定，且打码出长字符段。长字符段指长度大于或等于100mm的字符段，例如：字符段长度为100mm、120mm、130mm、140mm、150mm等。线材高速传动是指线材的运动速度大于或等于100m/min，例如：线材传动速度为100m/min、120m/min、150m/min、180m/min等。
[0047]
峰值频率是指激光器11的频率能达到的最大值。峰值频率大于或等于120khz的激光器11可以在线材传动速度较快时打码，也即保障打码的完整度，从而避免线材传动速度较快时导致打码的字符段不完整，进而可以在线材传动速度较快时打码出完整的字符段，具体地，可以使线材激光飞行打码装置100在180m/min线速下打码出完整的字符段。相比较于传统的油墨喷码需要购买油墨，需要针对不同的线材颜色而选取不同的油墨才能凸显出对比度，撤换和操作都较为麻烦，油墨需要晾干时间，未干的油墨容易擦掉，从而线材不能在油墨喷码后马上进行裁线，导致整体加工效率低，且油墨对环境污染严重，对人体也有危害。本发明的本实施例中使用激光打码，不需要使用油墨，不仅对环境无污染，对人体无危害，节约成本，而且对不同的线材颜色不需要更换激光就能凸显出对比度，操作简单，另外激光打码不需要晾干时间，线材可以打码后马上进行裁线，从而可以提高线材打码的效率，进而可以提高线材整体加工效率。相比较于普通的激光飞行打码，线材传动速度快的只能飞行打码较短的字符段，长字符段飞行打码则线材传动速度较慢，无法做到飞行打码字符段长线材传动速度又快。本发明的本实施例中使用峰值频率大于或等于120khz的激光器11和扫描速度大于或等于12000mm/s的振镜13，可以实现线材高速长字符段打码，从而可以有效地提高线材打码的效率。
[0048]
激光打码的原理是通过激光器11产生的高能量密度的激光灼烧和刻蚀，使线材的表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应，从而精确地在线材表面上灼刻出字符段。
[0049]
激光器11用于产生激光，激光器11的频率越高，激光器11适用的打码速度就越高，若激光器11的频率较低，那么线材输送速度较高时，打码出来的图案会是间隔的点状，难以
连贯形成完整的图案，所以线材的输送速度越高，所需激光器11的频率就越高。由于激光器11打码为现有技术，故在此对其不作详述。
[0050]
振镜13也叫做激光扫描器，振镜13用于控制激光进行打码，振镜13的扫描速度越高，打码的速度就越快，所能打码的字符段就越小，普通的振镜13打标细小的图形或字体时，容易出现变形，需要通过降低线材传动速度来保证效果。由于振镜13扫描为现有技术，故在此对其不作详述。
[0051]
振镜13扫描速度是指振镜13喷码能够保持字体或图案不变形的速度。扫描速度大于或等于12000mm/s的振镜13可以在线材传动速度较快时打码出清晰的字符段，从而避免线材传动速度较快时振镜13的扫描速度低而导致打码的字符段模糊，具体地，线材激光飞行打码装置100可以在线材处于180m/min的线速下打码出0.8*150mm大小左右字符段，且效果稳定。
[0052]
场镜用于聚焦激光，由于场镜聚焦激光为现有技术，故在此对其不作详述。
[0053]
拉线装置拉动线材高速运动为现有技术，故在此对其不作详述。
[0054]
如图1和图4所示，在本发明一实施例中，激光器11为功率大于等于90w的绿光激光器11。
[0055]
本实施例中，激光器11的功率越高，激光器11产生的激光的能量就越大，使得激光打码的深度就越深，也即打码越清晰，激光器11的功率大于等于90w，可以提高打码的清晰度，从而适应高速传动的线材的打码。绿光激光器11产生绿光，相比较于产生紫光的紫光激光器11，本发明的本实施例中绿光激光器11可以产生绿光，从而可以避免线材吸收紫光而导致打码失败，进而可以实现更多种类的线材打码，从而扩宽了线材激光飞行打码装置100的适用范围，并且绿光激光器11可以产生波长较长的激光，激光的波长越长，穿透能力越强，使得激光打码的深度就越深，也即打码越清晰。本发明的本实施例中使用功率大于等于90w的绿光激光器11，可以线材高速传输下打码出清楚的字符段，从而提高线材打码效率。相比较于光纤激光打码、紫外激光打码的适用线材颜色少且易刮擦掉，本发明的本实施例中绿光激光器11打码适用线材颜色多，且打码后的字符段，不易刮擦掉。
[0056]
具体地，激光器11的脉冲能量越大，激光打码的深度就越深，也即打码越清晰。但是，激光器11在产生的激光超过一定的频率后，会出现脉冲能量随着峰值频率的增加而降低，而容易导致激光打码不清晰。
[0057]
进一步地，图4为90w的绿光激光器11的性能曲线图。输出功率曲线表示输出功率随频率的变化而变化，在100khz～120khz的频率范围下，90w的绿光激光器11的输出功率随频率的增大而增大；在120khz～280khz的频率范围下，90w的绿光激光器11的输出功率随频率的增大而减小。其中，功率为90w时，频率可以达到120khz。单脉冲能量曲线表示单脉冲能量随频率的变化而变化，在100khz～120khz的频率范围下，90w的绿光激光器11的输出单脉冲能量随频率的增大而增大；在120khz～280khz的频率范围下，90w的绿光激光器11的输出单脉冲能量随频率的增大而减小。其中，频率为120khz时，单脉冲能量可以达到0.75mj。单脉冲能量指的是单个脉冲携带的激光能量。
[0058]
进一步地，使用90w的绿光激光器11可以在产生120khz峰值频率的激光下，使激光的脉冲能量达到0.75mj。脉冲能量达到0.75mj的激光能量能够打码出清晰的字符段。
[0059]
如图2和图3所示，在本发明一实施例中，稳定组件30包括支座31和限位件32，限位
件32与支座31连接，限位件32设有导线槽32a。
[0060]
本实施例中，限位件32安装在支座31上，线材卡入导线槽32a内，从而对线材的左右方向进行限位，并且打码工位30a设置在导线槽32a上。通过限位件32对线材的径向进行限位，从而使线材在被激光打码时保持稳定，从而避免线材在打码的过程中偏移而导致打码效果不好或者没打上码，进而可以保障线材在被激光打码时保持稳定，不会左右偏移，特别是对于高速传动的线材进行打码时，对于线材的稳定性要求越高，本发明的本实施例可以在线材高速传动时，保持稳定，从而提高激光打码的精确度。
[0061]
此外，需要说明的是，限位件32与支座31连接可以是固定连接，例如焊接等；也可以是可拆卸连接，例如卡槽连接等，还可以是其他有效的连接方式。
[0062]
如图2和图3所示，在本发明一实施例中，稳定组件30还包括托线轮33和压线轮34，托线轮33与支座31转动连接。压线轮34与支座31连接，压线轮34与托线轮33相对设置，压线轮34远离或靠近托线轮33，以夹持线材。
[0063]
本实施例中，通过压线轮34可远离或靠近托线轮33，从而与托线轮33上下夹持线材，从而对线材的上下方向进行限位，从而避免线材在被激光打码时上下摆动而导致打码效果不好或者没打上码，从而可以保障线材在被激光打码时保持稳定，不会上下偏移，特别是对高速传动的线材进行打码时，对于线材的稳定性要求越高，本发明的本实施例可以在线材高速传动时，保持稳定，从而提高激光打码的精确度。
[0064]
如图2和图3所示，在本发明一实施例中，支座31设有条形孔31a。稳定组件30还包括调节件35，调节件35沿条形孔31a可滑动，并连接于支座31，调节件35与压线轮34转动连接。
[0065]
本实施例中，条形孔31a的长度方向沿竖直方向设置，调节件35插于条形孔31a中，并可沿条形孔31a的长度方向滑动，也即沿竖直方向上下运动，从而使转动连接在调节件35上的压线轮34也可以沿竖直方向上下运动。压线轮34设置在托线轮33的上方，通过压线轮34的上下运动，从而调节压线轮34和托线轮33之间的间隙，从而可以根据不同线材的粗细程度，对压线轮34和托线轮33之间的间隙进行调节，使得压线轮34和托线轮33可以夹持不同粗细的线材，从而扩宽了线材激光飞行打码装置100的适用范围。
[0066]
进一步地，稳定组件30还包括抵接件，抵接件连接于支座31上，抵接件位于调节件35的上方，且与调节件35相对设置。抵接件在调节压线轮34处于适当位置后，抵接件抵接调节件35，从而使压线轮34不能向上运动，从而避免压线轮34和托线轮33之间的间隙在线材传动的过程中变宽，从而提高了压线轮34和托线轮33夹持线材的可靠性。
[0067]
如图2和图3所示，在本发明一实施例中，托线轮33和压线轮34形成轮组，轮组设有两个，限位件32位于两轮组之间。
[0068]
本实施例中，通过将限位件32设置于两轮组之间，托线轮33和压线轮34在限位件32沿线材输送方向的两侧，对线材的上下方向进行限位，而限位件32对线材上下方向限位之间的部分进行左右限位，如此设置，可以使得线材在两轮组之间不会上下偏移，并且不会左右偏移，从而提高了线材的稳定性。
[0069]
如图2和图3所示，在本发明一实施例中，稳定组件30还包括导线轮36，导线轮36转动连接于支座31上，导线轮36径向的表面上设有凹槽36a，凹槽36a环绕导线轮36的转动轴线设置，凹槽36a用于卡入线材。
[0070]
本实施例中，通过导线轮36径向的表面上的凹槽36a，可以将线材卡入凹槽36a内，在导线轮36旋转输送线材时，可以对线材的径向方向起到一定的限位作用，使得线材不容易在径向方向上摆动，既可以提高线材输送的稳定性，还可以有效地防止线材因高速传输而脱离导线轮36造成事故，从而提高了线材激光飞行打码装置100的安全性。
[0071]
如图2和图3所示，在本发明一实施例中，稳定组件30还包括编码轮37，编码轮37与支座31转动连接，编码轮37用于实时监测线材传动速度。
[0072]
本实施例中，编码轮37用于实时监测线材传动速度，以便于监控线材的传动速度，从而提供了调节线材传动速度的依据，使得线材传动速度更加精确稳定，进而可以提高线材激光飞行打码装置100对线材打码的稳定性。
[0073]
如图2和图3所示，在本发明一实施例中，编码轮37位于两导线轮36之间，编码轮37的转动方向与两导线轮36的转动方向相反。也即，编码轮37与导线轮36在垂直于线材的传输方向，错位但相对地夹持线材，如此可以提高了线材的稳定性，使线材传输更加平稳，使得编码轮37检测的线材速度更加准确、可靠。
[0074]
本发明还提出一种激光打码系统1000，该激光打码系统1000包括电控箱200和线材激光飞行打码装置100，电控箱200与激光器11电性连接。该线材激光飞行打码装置100的具体结构参照上述实施例，由于本激光打码系统1000采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0075]
本发明还提出一种线材生产设备，该种线材生产设备包括拉线装置和激光打码系统1000，拉线装置用于拉动线材运动。该激光打码系统1000的具体结构参照上述实施例，由于本线材生产设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0076]
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。