一种激光打标校正治具、设备和校正方法
技术领域
本发明涉及校正装置及方法，特别涉及一种激光打标校正治具、激光打标设备和激光打标设备的校正方法。
背景技术
当前的激光打标设备由于装配精度的问题，即使是同型号的激光的打标设备也很难做到每台激光打标设备的各部位位置精确一致，使得每台机器的激光焦距位置不同，从而导致实际镭出的图案尺寸与设定大小不同；不同机台之间复制程序后要调整位置，现有的激光打标设备产品切换时间至少需要60分钟，浪费大量时间在调试位置上，加工效率低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种激光打标校正治具、激光打标设备和激光打标设备的校正方法，通过在打标之前对激光器和打标底座的校准，解决现有技术打标过程中存在的错位、打标图案变形等问题。
第一方面，提供一种激光打标校正治具，包括打标底座，所述打标底座的表面设有中心识别区和中心校准结构，所述中心识别区位于所述打标底座的中心区域，所述中心校准结构位于所述中心识别区的几何中心位置，用于为激光校正时提供目标位置。
中心识别区能够明显缩小激光在校对中心校准结构的识别范围，并能够根据中心识别区的几何结构确定中心校准结构的具体位置，中心校准结构用于为激光校准提供目标位置，从而对激光源进行水平方向(平行于打标底座的方向)调节和光路方向(垂直于打标底座的方向)调节，使得打标底座的平面与激光源有合适的焦距。
在一种实施方式中，所述中心识别区设有若干定位结构，所述中心识别区为正多边形，所述定位结构设置于所述正多边形的顶角上，所述中心校准结构到各个所述定位结构的距离相等。由此，多个定位结构可以用于确定中心校准结构的位置，同时，通过校准多个定位结构所形成的平面与激光源的焦平面平行，可以避免打标的图案发生畸变。
在一种实施方式中，所述中心校准结构和若干所述定位结构的形状为通孔、盲孔或凸出于所述打标底座的凸起。盲孔、通孔或凸起的设置可以使得中心校准结构和定位结构易于识别，提高校准效率。
在一种实施方式中，所述中心校准结构与所述定位结构的形状相同或不同，若干所述定位结构之间的形状相同或不同。中心校准结构和定位结构的形式具有多种选择，可以根据实际的工艺需要进行设计。
在一种实施方式中，所述中心识别区为边长100mm±10mm的正方形，所述中心校准结构和所述定位结构为直径0.5mm±0.1mm的圆形通孔。将中心识别区、中心校准结构、定位结构的尺寸控制在合理范围内，可以提高校准精度。
在一种实施方式中，所述中心识别区采用对所述打标底座进行阳极氧化的方式形成。对打标底座进行阳极氧化可以使得中心识别区易于识别，提高校准效率。
在第二方面，包括所述激光打标校正治具、激光器和处理器，所述激光器正对所述激光打标校正治具，所述激光器用于发射第一激光和若干个第二激光，所述处理器设有打标程序，用于控制所述激光器发射所述第一激光和若干所述第二激光，所述第一激光对准所述中心校准结构，所述第二激光的数量与所述定位结构的数量相同，若干个所述第二激光分别对准若干个所述定位结构。
激光打标校正治具、激光器和处理器协同完成校准和打标的过程，打标程序控制并记录第一激光和第二激光的发射方位，复制该打标程序可以直接应用于其他同型号的激光打标设备。通过第一激光与中心校准结构的对位，以及第二激光与定位结构的对位，完成激光器在水平方向(平行于打标底座的方向)和光路方向(垂直于打标底座的方向)的校准，使得打标图像清晰且不发生畸变。
在一种实施方式中，所述打标底座上设置有第一调节旋钮，用于调节所述打标底座的位置。通过第一调节旋钮对打标底座的调节，使打标底座上的若干中心校准结构和定位结构分别与若干第二激光和第一激光对准。
第三方面，一种激光打标设备校正方法，包括：
处理器控制激光器发射第一激光对准中心校准结构，所述中心校准结构位于中心识别区的几何中心位置；
所述处理器控制所述激光器发射若干个第二激光分别对准若干个定位结构，若干个所述定位结构位于形状呈正多边形的所述中心识别区的各个顶角上；
所述处理器保存所述第一激光和若干所述第二激光均完成对准后的程序信息。
通过第一激光与中心校准结构的对位，以及第二激光与定位结构的对位，完成激光器的校准。处理器记录校正过程中的程序信息，避免再次启动该激光打标设备时还需要进行再次校准。
在一种实施方式中，所述处理器所保存的所述第一激光和若干所述第二激光均完成对准后程序信息可以用于其他同型号的激光打标设备，具体包括：
复制所述处理器所保存的所述第一激光和若干所述第二激光均完成对准后程序信息；
粘贴所述程序信息至另一台同型号的激光打标设备的处理器中；
所述另一台同型号的激光打标设备根据所述程序信息执行打标任务。
在完成一台激光打标设备的基础上，通过复制校正过程中的程序信息，可以直接应用于其他同型号的激光打标设备，无需再次校正即可直接执行打标任务，减少了反复校正所耗费的时间，大大提高加工效率。
附图说明
为更清楚地阐述本发明的构造特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。
图1是本发明实施例中的一种激光打标校正治具的结构示意图；
图2是本发明实施例中的另一种激光打标校正治具的结构示意图；
图3是本发明实施例中的另一种激光打标校正治具的结构示意图；
图4是本发明实施例中的另一种激光打标校正治具的结构示意图；
图5是本发明实施例中的另一种激光打标校正治具的结构示意图；
图6是本发明实施例中的另一种激光打标校正治具的结构示意图；
图7是本发明实施例中的另一种激光打标校正治具的结构示意图；
图8是本发明实施例中的另一种激光打标校正治具的结构示意图；
图9是本发明实施例中的另一种激光打标校正治具的结构示意图；
图10是图9的A－A视图的结构示意图；
图11是本发明实施例中的一种激光打标设备的结构示意图；
图12是本发明实施例中的一种激光打标设备的校正方法的流程图；
图13是本发明实施例中的另一种激光打标设备的校正方法的流程图。
具体实施方式
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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
本实施例提供一种激光打标校正治具，如图1和图2所示，激光打标校正治具包括打标底座11，打标底座11为铝合金治具，整体表面呈现白色光滑面。打标底座11的外形可以是圆形、正方形、长方形、五边形或其他多边形。打标底座11的材质除了铝合金材料，还可以是铜合金、金属材料、塑料、玻璃等其他材质，打标底座11的颜色也不限于白色，还可以是银色、灰色、绿色等。
打标底座11的表面设有中心识别区12和中心校准结构13，中心识别区12位于打标底座11的中心区域，中心校准结构13位于中心识别区12的几何中心位置，用于为激光校正时提供目标位置。如图9和图10所示，中心校准结构13的形状可以是通孔、盲孔或凸出于打标底座11的凸起等。在一种实施方式中，中心校准结构13的尺寸大小可以是±0.1mm的圆形通孔。
在一种实施方式中，如图3-图6所示，中心识别区12可以是边长为100mm±10mm的正方形，也可以是其他几何图案，优选的，中心识别区12域为正多边形，如正三角形、正五边形、正六边形等。中心识别区12和打标底座11的形状组合也具有多样性。正多边形易于确定中心识别区12的几何中心的位置。中心识别区12能够明显缩小激光在校对中心校准结构13的识别范围，并能够根据中心识别区12的几何结构确定中心校准结构13的具体位置，为了达到这一技术效果，在打标底座11上，中心识别区12与非中心识别区具有明显区别，可以是颜色上的区别和/或材质上的区别。在一种实施方式中，在铝合金材质的打标底座11上通过阳极氧化工艺形成一个边长为100mm的正方形的中心识别区12。在其他实施方式中，也可以采用在打标底座11上镀膜或刻蚀等能够将中心识别区12与周边区域区分开来的方式进行加工。
在一种实施方式中，如图7-图10所示，中心识别区12设有若干个定位结构14，定位结构14位于中心识别区12的多边形顶角上，定位结构14的形状为通孔、盲孔或凸出于打标底座11的凸起，定位结构14为直径0.5mm±0.1mm的圆形通孔。其中，若干个定位结构14之间的形状可以相同也可以不同，在一种实施方式中，中心校准结构13的形状与定位结构14的形状可以相同也可以不用。定位结构14的作用主要在于通过各个角点确定多边形的中心识别区12的几何中心，从而确定出中心校准结构13的位置。在其他实施方式中，定位结构14还可以位于中心识别区12的多边形的各个边的中点。
在一种实施方式中，如图11所示，提供一种激光打标设备，包括激光打标校正治具、激光器20和处理器。激光器20正对激光打标校正治具，激光器20可以发射第一激光和若干个第二激光，第一激光用于对准中心校准结构13，第二激光用于对准中心识别区12的定位结构14，第二激光的个数与定位结构14的个数相同。在一种实施方式中，第一激光为带有能量的激光束，第二激光为无能量或低能量的激光束。
激光器20和处理器之间相互通讯，处理器设有打标程序，可以控制激光器20发射第一激光和若干第二激光。在一种实施方式中，处理器可以是激光器20的一个部分，用于数据分析和记录，在另一种实施方式中，处理器和激光器20可以是独立的两个设备，二者之间进行数据通讯。
激光器20对物体进行打标时，需要将物体的待标记平面放在激光器20聚焦的焦平面，才能保证打标在物体上的图案清晰且不发生形变。所打标的图案包括但不限于数字、文字、图片、二维码等。如果该物体待标记的平面偏离焦平面但与焦平面平行，则标记出的图案不会发生畸变，只是图案的清晰程度会受到影响，这种情况下，可以通过调整激光打标机与物体之间的距离使待标记平面处于焦平面处即可正常标记；如果该物体待标记的平面与焦平面不平行，存在一定的角度和平移关系，则标记出的图案就会发生畸变。例如所要标记的图案是一个正方形，而实际标记出的图案可能会畸变成一个长方形、梯形或者其它不规则的多边形等，同时由于待标记平面偏离了焦平面且其不同位置偏离的程度不同，因此整个图案的清晰程度不一致，偏离太多的位置甚至无法分辨出激光所打标图案。因此，激光器20在进行打标之前，激光器20与打标平面的校准尤为重要，本实施方式中，我们通过使得第一激光与中心校准结构13、第二激光与定位结构14对准的方式进行校准，具体的对准过程如下：
(1)第一激光与中心校准结构13的对准：处理器控制激光器20发射第一激光对准中心校准结构13，对激光器20进行水平方向(平行于打标底座11的方向)调节和光路方向(垂直于打标底座11的方向)调节。使得激光器20所发射的第一激光在打标底座11上的投影点与中心校准结构13合二为一。在一种实施方式中，激光器20上设有第二调节旋钮21，包括粗调旋钮和细调旋钮，通过人工调整激光器20的粗调旋钮和细调旋钮，使激光器20所发射的第一激光在打标底座11上的投影点与中心校准结构13合二为一。在另一种实施方式中，不调整激光器20的位置，打标底座11上设置有第一调节旋钮15，通过第一调节旋钮15人工调整打标底座11的位置，使得激光器20所发射的第一激光在打标底座11上的投影点与中心校准结构13合二为一。在其他实施方式中，也可以人工调节、处理器控制激光器20调节和人工调节打标底座11三个方式协同并行的方式进行对准，使得激光器20所发射的第一激光在打标底座11上的投影点与中心校准结构13合二为一。同理可以运用于第二激光与定位结构14的对准。
(2)第二激光与定位结构14的对准：处理器控制激光器20发射若干个第二激光分别对准若干个定位结构14，第二激光的数量与定位结构14的数量相同。以中心识别区12为正方形为例，中心识别区12的4个角各设有1个定位结构14，共4个定位结构14，与之对应的，第二激光的数量也为4个。处理器控制激光器20发射4个第二激光，4个激光在打标底座11上的投影分别与4个定位结构14合二为一。
在其他实施方式中，可以在打标程序上设定居中为100mm的正方形图案，采用第二激光(例如可以是红光)浏览功能，使第二激光的照射模拟线与中心识别区12的100mm设定线边缘四边保持一致，从而确保设定的尺寸与实际的一致。当不一致时，通过调整第二激光的比例尺寸使期达到一致。当角度有偏差时，通过调整打标底座11或放置打标底座11的承载面的螺丝使两个正方形完全重合。当两个正方形完全重合时，4个第二激光当然地与4个定位结构14对准。
在一种实施方式中，如图12所示，提供一种激光打标设备校正方法，包括如下步骤：
S101:处理器控制激光器20发射第一激光对准中心校准结构13，中心校准结构13位于中心识别区12的几何中心位置；
S102:处理器控制激光器20发射若干个第二激光分别对准若干个定位结构14，若干个定位结构14位于形状呈正多边形的中心识别区12的各个顶角上；
S103:处理器保存第一激光和若干第二激光均完成对准后程序信息。
在每台打标机用上述方法，完成激光器20与打标底座11的校准后，便可以撤去打标底座11，将待打标的物体放在原先方式打标底座11的位置，执行打标任务，由于同型号的激光打标设备的激光中心、实际尺寸都相同，不同激光打标设备上复制的打标程序所镭出来的激光便能保持一致。
因此，在没有更换配件情况下，通过复制已经经过校准的激光打标设备的打标程序，其他同型号的激光打标设备可以无需再次校准，便能直接沿用已经经过校准的激光打标设备的打标程序。如图13所示，具体方式如下：
S201:复制处理器所保存的第一激光和若干第二激光均完成对准后程序信息；
S202:粘贴程序信息至另一台同型号的激光打标设备的处理器中；
S203:另一台同型号的激光打标设备根据程序信息执行打标任务。
将待打标的物品从一台激光打标设备转换到另一台激光打标设备上，现有的激光打标设备在进行产品切换通常需要耗费60分钟，且该时间难以降低。即使同一物品从一台激光打标设备切换到另一台激光打标设备时也常常需要重新制作打标程序，费时费力。而本发明的方案可以克服上述问题，通过一次校准就可以使得相同的产品程序可以与不同的设备(设备型号相同)共用，大大减少工程人员的调机频率，提高设备利用概率。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易的想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
