本實用新型涉及一種對玻璃進行在線黑色打標(biāo)的自動生產(chǎn)線，尤其涉及對自動生產(chǎn)線上的玻璃黑色激光打標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)計。

背景技術(shù)：

打標(biāo)是生產(chǎn)工藝中廣泛應(yīng)用的一種技術(shù)。激光打標(biāo)是利用適當(dāng)能量密度的、會聚在工件表面的激光光束對目標(biāo)表面掃描，使材料發(fā)生物理或化學(xué)的變化，在表面上形成痕跡，從而形成標(biāo)記的過程。它屬于一種非接觸的打標(biāo)方式，與傳統(tǒng)的加工方法(如噴墨打印、電火花加工、機械刀刻等)相比，具有應(yīng)用范圍廣、打標(biāo)速度快、性能穩(wěn)定、質(zhì)量高、運行成本低、環(huán)境污染小、易于用計算機控制及與其它設(shè)備實現(xiàn)同步運轉(zhuǎn)等優(yōu)點。因此，激光打標(biāo)已成為激光的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一。

激光打標(biāo)技術(shù)可用于透明材料的標(biāo)刻，在傳統(tǒng)透明材料打標(biāo)中，目前主要有三種方法：①采用CO₂激光器進行直接打標(biāo)，但是該方法標(biāo)示的對比度不高，在淺色材質(zhì)上難以識別；②采用綠激光進行直接打標(biāo)，但是綠激光設(shè)備成本較高。③采用噴墨+紅外激光打標(biāo)，該方法對油墨消耗量較大，油墨耗材成本也較高，且對環(huán)境有一定污染，而且所打標(biāo)記不耐腐蝕不耐水。

石墨背刻方法將待加工樣件下方與放置在石墨片上方，使其保持緊密相連，然后將激光聚焦到兩者交界面處，進行標(biāo)刻。研究發(fā)現(xiàn)，由于激光對石墨片的劇烈燒蝕，在玻璃基片上形成沉積層，該沉積層結(jié)合接觸面處的瞬時高溫高壓作用，增強玻璃基片對激光能量的吸收，導(dǎo)致激光焦點附近玻璃溫度不斷升高，使得玻璃表面的淺層被去除掉，然后石墨粒子結(jié)合到被燒蝕出的淺層中，實現(xiàn)玻璃基片的黑色打標(biāo)，采用石墨背刻的方式，可以在玻璃等透明材料上實現(xiàn)質(zhì)量好，對比度高的黑色打標(biāo)，而且所標(biāo)刻的標(biāo)記防水耐腐蝕；此外，相對傳統(tǒng)的噴墨方式，石墨可以做到反復(fù)的使用，因此打標(biāo)耗材的成本低廉。

隨著自動化技術(shù)的迅猛發(fā)展，大批量制造產(chǎn)品主要采用生產(chǎn)流水線，玻璃的激光在線打標(biāo)也是在生產(chǎn)流水線上進行。然而，在打標(biāo)過程當(dāng)中，樣件需要精確的定位，此外，每次打標(biāo)都需花費一定的時間，在這段時間里面，要求振鏡頭和樣件的位置保持相對固定，才能夠保證激光打標(biāo)的標(biāo)記定位精確而且不變形，否則會影響標(biāo)記的質(zhì)量，導(dǎo)致標(biāo)記條碼不能夠被快速準(zhǔn)確的識別。因為采用的是石墨背刻方法，由于激光束的高溫作用，玻璃樣件可能會沾 附在石墨片上，從而影響玻璃樣件的運送；此外，玻璃樣件在完成打標(biāo)之后，樣件表面可能會附著石墨粉塵，不利于標(biāo)記條碼的識別。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于考慮上述問題而提供一種自動生產(chǎn)線的激光黑色打標(biāo)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能高效地，連續(xù)的對自動生產(chǎn)線的傳送帶上的產(chǎn)品進行激光打標(biāo)。

本實用新型的技術(shù)方案是：

本實用新型采用一種自動生產(chǎn)線的激光打標(biāo)系統(tǒng)，包括有上料傳送帶、待加工樣件、偏轉(zhuǎn)定位機構(gòu)、石墨片、振鏡頭、激光束、正在加工的玻璃樣件、定位邊、鉸鏈、清除粉塵系統(tǒng)、已加工玻璃樣件、下料傳送帶。其中，偏轉(zhuǎn)定位裝置由偏轉(zhuǎn)裝置和定位邊組成；石墨片固定在偏轉(zhuǎn)定位裝置上。

上料傳送帶移動一個步長，將玻璃樣件落放到偏轉(zhuǎn)裝置上，并通過定位邊使玻璃樣件定位在合適的位置，此時玻璃樣件與石墨片緊密接觸，激光束通過振鏡頭照射在石墨片與玻璃樣件的交界面處，進行激光石墨背刻打標(biāo)，實現(xiàn)玻璃的黑色打標(biāo)，在打標(biāo)完成之后，偏轉(zhuǎn)裝置進行偏轉(zhuǎn)，將已完成打標(biāo)的玻璃樣件移動至下料傳送帶上，吹起裝置將石墨粉塵吹去，下料傳送帶加完成打標(biāo)和吹氣后的樣件運走；之后上料傳送帶又移動一個步長，進行下一輪打標(biāo)動作。

本實用新型由于采用石墨背刻打標(biāo)技術(shù)，石墨片被劇烈燒蝕在玻璃樣件上形成沉積層，該沉積層結(jié)合接觸面處的瞬時高溫高壓，從而增強玻璃樣件對激光能量的吸收，使得激光焦點附近玻璃溫度不斷升高，使得玻璃表面的淺層被去除掉，然后石墨粒子結(jié)合到被燒蝕出的淺層中，實現(xiàn)玻璃樣件的黑色打標(biāo)。

本實用新型由于采用定位偏轉(zhuǎn)裝置，使得在完成石墨背刻激光打標(biāo)之后，能夠順利的將玻璃樣件轉(zhuǎn)移到下一個工位，而不至于由于激光的高溫作用使得玻璃樣件和石墨片粘合在一起，影響生產(chǎn)線的正常運轉(zhuǎn)。

本實用新型由于采用的帶有傳送帶表面帶有海綿的下料傳送系統(tǒng)，使得已經(jīng)打標(biāo)完成的玻璃樣件在被偏轉(zhuǎn)定位裝置甩落到下料傳送帶的時候，不會輕易的摔碎或者滑動碰撞，這是由于海綿的減震和防滑作用。

本實用新型由于采用清除粉塵裝置，使得由于在打標(biāo)過程中產(chǎn)生的石墨粉塵能夠被輕松的去除，從而提高樣件打標(biāo)的質(zhì)量，使其識別率更高。

本實用新型的優(yōu)點和積極效果是：采用偏轉(zhuǎn)定位裝置，很好的解決了樣件的運送問題；采用帶有海綿的下料傳送帶提供減震和防滑功能，使得已完成打標(biāo)的玻璃樣件在被偏轉(zhuǎn)定位 裝置甩落到下料傳送帶上的時候，不至于摔碎或者滑動；而采用粉塵清除裝置則能夠解決石墨背刻產(chǎn)生的粉塵問題，從而提高標(biāo)記條碼的質(zhì)量和識別率。這種激光自動生產(chǎn)線的玻璃黑色打標(biāo)系統(tǒng)所帶來的積極效果是：有利于開拓激光打標(biāo)技術(shù)在玻璃甚至是透明材料上實現(xiàn)黑色打標(biāo)的應(yīng)用，實現(xiàn)高度自動化黑色打標(biāo)生產(chǎn)線的設(shè)計；此外，石墨背刻方法所標(biāo)刻的標(biāo)記耐腐蝕耐高溫耐水，而且該方法打標(biāo)耗材成本低，打標(biāo)質(zhì)量好。本實用新型實現(xiàn)了玻璃的黑色打標(biāo)的自動化生產(chǎn)線設(shè)計，是一種設(shè)計巧妙，性能優(yōu)良，方便實用，加工成本低的激光自動生產(chǎn)線的玻璃黑色打標(biāo)系統(tǒng)。

附圖說明

圖1是激光自動生產(chǎn)線的玻璃黑色打標(biāo)系統(tǒng)示意圖。

在圖中：1.上料傳送帶，2.待加工玻璃樣件，3.偏轉(zhuǎn)定位裝置，4.石墨片，5.振鏡頭，6.激光束，7.正在加工的玻璃樣件，8.定位邊，9.鉸鏈，10.清除粉塵裝置，11.已加工玻璃樣件，12.下料傳送帶

圖2是本實用新型中偏轉(zhuǎn)定位裝置的俯視圖；

圖3是本實用新型自動生產(chǎn)線的激光黑色打標(biāo)方法的工作流程圖；

圖4是本實用新型上料傳送帶以及定位偏轉(zhuǎn)裝置的工作時序圖。

具體實施方式

實施例：

本實用新型的裝置示意圖如圖1所示，本實用新型專利的用于玻璃激光打標(biāo)的加工裝置，包括有1.上料傳送帶，2.待加工玻璃樣件，3.偏轉(zhuǎn)定位裝置，4.石墨片，5.振鏡頭，6.激光束，7.正在加工的玻璃樣件，8.定位邊，9.鉸鏈，10.清除粉塵裝置，11.已加工玻璃樣件，12.下料傳送帶。其中，石墨片4固定在偏轉(zhuǎn)定位裝置3上；在設(shè)置上料傳送帶1和偏轉(zhuǎn)定位裝置3以及下料傳送帶時，三者之間保持一定的距離以免發(fā)生干涉；下料傳送帶12上附有海綿表面。

本實施例中，上述待加工玻璃樣件7通過定位偏轉(zhuǎn)裝置和定位邊9，實現(xiàn)定位。

本實例中，產(chǎn)生激光束6的振鏡頭的波長為1064nm、脈寬為100ns、能量密度為60J/cm²、頻率為100KHz、掃描速度為200mm/s、掃描次數(shù)1次。

本實施例中，上述激光焦點采用不同的離焦量，可以獲得不同的對比度和黑色的黑度。

本實施例中，可以更具實際的生產(chǎn)需要來設(shè)置傳送帶的傳送速度以及傳送時間間距、以及偏轉(zhuǎn)裝置偏轉(zhuǎn)的角度和角速度。

本實用新型一種玻璃黑色打標(biāo)的激光加工裝置，包括以下步驟：

1)上料傳送帶1運送待加工玻璃樣件2；

2)將待加工玻璃樣件2運送帶偏轉(zhuǎn)定位裝置3上方，并由定位邊8使待加工玻璃樣件2準(zhǔn)確定位，待加工玻璃樣件2與石墨片4緊密接觸

3)將激光光束6輻照在待加工玻璃樣件2與石墨片4的接觸面上；

4)在激光光束6作用下，石墨片4被劇烈的燒蝕，并且在石墨片4與正在加工的玻璃樣件7之間形成瞬時的高溫高壓，石墨片4被劇烈燒蝕在正在加工的玻璃樣件7上形成沉積層，該沉積層結(jié)合接觸面處的瞬時高溫高壓增強正在加工的玻璃樣件7對激光能量的吸收，使得激光焦點附近玻璃溫度不斷升高，使得玻璃表面的淺層被去除掉，然后石墨粒子結(jié)合到被燒蝕出的淺層中，實現(xiàn)正在加工的玻璃樣件7的黑色打標(biāo)。

5)在上述脈沖激光作用下，結(jié)合安裝工件的偏轉(zhuǎn)定位裝置3、振鏡沿著Z向直線運動和振鏡沿著X/Y方向掃描，實現(xiàn)對玻璃樣件的打標(biāo)。

6)打標(biāo)完成之后，偏轉(zhuǎn)定位裝置3進行快速偏轉(zhuǎn)，利用離心力將已加工玻璃樣件11甩落到下料傳送帶12。

7)然后清除粉塵裝置對已加工玻璃樣件7進行粉塵去除，然后下料傳送帶12對加工完成的樣件進行運送。

圖2是本實用新型中偏轉(zhuǎn)定位裝置3的俯視圖，該偏轉(zhuǎn)定位裝置的定位功能主要靠定位邊a和引導(dǎo)槽b來實現(xiàn)，當(dāng)上料傳送帶將待加工玻璃樣件2運送到偏轉(zhuǎn)定位裝置3的上方，由于慣性力的作用，待加工玻璃樣件2會繼續(xù)滑行一段距離，在滑行過程當(dāng)中由于兩側(cè)引導(dǎo)槽以及定位邊的作用，待加工玻璃樣件2最后會停到固定的位置，等待加工。

圖3是本實用新型激光自動生產(chǎn)線的玻璃黑色打標(biāo)系統(tǒng)的工作流程圖，主要包括循環(huán)進行的個步驟：第一，待加工玻璃樣件2被以預(yù)先設(shè)置的間隔放置在上料傳送帶1上；當(dāng)前方的待加工玻璃樣件2到達偏轉(zhuǎn)定位裝置3后，再準(zhǔn)備下一個待加工玻璃樣件2，設(shè)完成該步驟所需時間為T1，如此反復(fù)。第二，待加工玻璃樣件2加工完成之后，偏轉(zhuǎn)定位裝置3進行偏轉(zhuǎn)，將已加工玻璃樣件11落放到下料傳送系統(tǒng)上后，再復(fù)位到水平位置，設(shè)完成該步驟所需時間為T2(參見圖4)，再準(zhǔn)備下一個待加工玻璃樣件2，如此反復(fù)。第三，已加工玻璃樣件11落放到下料傳送帶12之后，下料傳送帶12將其運走。重復(fù)第一至第三步。

圖4是本實用新型上料傳送帶1以及定位偏轉(zhuǎn)裝置3的工作時序圖，在脈沖的上升沿上 料傳送帶開始移動，在脈沖的下降沿上料傳送帶停止，該步驟所需時間為T1；在脈沖的上升沿偏轉(zhuǎn)定位裝置開始進行偏轉(zhuǎn)，同時對樣件進行激光打標(biāo)，在脈沖的下降沿偏轉(zhuǎn)裝置復(fù)位到水平位置并停止，該步驟所需時間為T2。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上內(nèi)容僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對本實用新型保護范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案進行的簡單修改或者等同替換，均不脫離本實用新型技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。