本實用新型涉及一種對玻璃進行在線黑色打標的自動生產線，尤其涉及對自動生產線上的玻璃黑色激光打標系統的設計。

背景技術：

打標是生產工藝中廣泛應用的一種技術。激光打標是利用適當能量密度的、會聚在工件表面的激光光束對目標表面掃描，使材料發生物理或化學的變化，在表面上形成痕跡，從而形成標記的過程。它屬于一種非接觸的打標方式，與傳統的加工方法(如噴墨打印、電火花加工、機械刀刻等)相比，具有應用范圍廣、打標速度快、性能穩定、質量高、運行成本低、環境污染小、易于用計算機控制及與其它設備實現同步運轉等優點。因此，激光打標已成為激光的重要應用領域之一。

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

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，進行標刻。研究發現，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，然后石墨粒子結合到被燒蝕出的淺層中，實現玻璃基片的黑色打標，采用石墨背刻的方式，可以在玻璃等透明材料上實現質量好，對比度高的黑色打標，而且所標刻的標記防水耐腐蝕；此外，相對傳統的噴墨方式，石墨可以做到反復的使用，因此打標耗材的成本低廉。

隨著自動化技術的迅猛發展，大批量制造產品主要采用生產流水線，玻璃的激光在線打標也是在生產流水線上進行。然而，在打標過程當中，樣件需要精確的定位，此外，每次打標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的標記定位精確而且不變形，否則會影響標記的質量，導致標記條碼不能夠被快速準確的識別。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之后，樣件表面可能會附著石墨粉塵，不利于標記條碼的識別。

技術實現要素：

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線的激光黑色打標系統，該系統能高效地，連續的對自動生產線的傳送帶上的產品進行激光打標。

本實用新型的技術方案是：

本實用新型采用一種自動生產線的激光打標系統，包括有上料傳送帶、待加工樣件、偏轉定位機構、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、已加工玻璃樣件、下料傳送帶。其中，偏轉定位裝置由偏轉裝置和定位邊組成；石墨片固定在偏轉定位裝置上。

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，實現玻璃的黑色打標，在打標完成之后，偏轉裝置進行偏轉，將已完成打標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，進行下一輪打標動作。

本實用新型由于采用石墨背刻打標技術，石墨片被劇烈燒蝕在玻璃樣件上形成沉積層，該沉積層結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，然后石墨粒子結合到被燒蝕出的淺層中，實現玻璃樣件的黑色打標。

本實用新型由于采用定位偏轉裝置，使得在完成石墨背刻激光打標之后，能夠順利的將玻璃樣件轉移到下一個工位，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，影響生產線的正常運轉。

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，使得已經打標完成的玻璃樣件在被偏轉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，使得由于在打標過程中產生的石墨粉塵能夠被輕松的去除，從而提高樣件打標的質量，使其識別率更高。

本實用新型的優點和積極效果是：采用偏轉定位裝置，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，使得已完成打標的玻璃樣件在被偏轉定位 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生的粉塵問題，從而提高標記條碼的質量和識別率。這種激光自動生產線的玻璃黑色打標系統所帶來的積極效果是：有利于開拓激光打標技術在玻璃甚至是透明材料上實現黑色打標的應用，實現高度自動化黑色打標生產線的設計；此外，石墨背刻方法所標刻的標記耐腐蝕耐高溫耐水，而且該方法打標耗材成本低，打標質量好。本實用新型實現了玻璃的黑色打標的自動化生產線設計，是一種設計巧妙，性能優良，方便實用，加工成本低的激光自動生產線的玻璃黑色打標系統。

附圖說明

圖1是激光自動生產線的玻璃黑色打標系統示意圖。

在圖中：1.上料傳送帶，2.待加工玻璃樣件，3.偏轉定位裝置，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定位裝置的俯視圖；

圖3是本實用新型自動生產線的激光黑色打標方法的工作流程圖；

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固定在偏轉定位裝置3上；在設置上料傳送帶1和偏轉定位裝置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通過定位偏轉裝置和定位邊9，實現定位。

本實例中，產生激光束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需要來設置傳送帶的傳送速度以及傳送時間間距、以及偏轉裝置偏轉的角度和角速度。

本實用新型一種玻璃黑色打標的激光加工裝置，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運送帶偏轉定位裝置3上方，并由定位邊8使待加工玻璃樣件2準確定位，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，然后石墨粒子結合到被燒蝕出的淺層中，實現正在加工的玻璃樣件7的黑色打標。

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

6)打標完成之后，偏轉定位裝置3進行快速偏轉，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定位裝置3的俯視圖，該偏轉定位裝置的定位功能主要靠定位邊a和引導槽b來實現，當上料傳送帶將待加工玻璃樣件2運送到偏轉定位裝置3的上方，由于慣性力的作用，待加工玻璃樣件2會繼續滑行一段距離，在滑行過程當中由于兩側引導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線的玻璃黑色打標系統的工作流程圖，主要包括循環進行的個步驟：第一，待加工玻璃樣件2被以預先設置的間隔放置在上料傳送帶1上；當前方的待加工玻璃樣件2到達偏轉定位裝置3后，再準備下一個待加工玻璃樣件2，設完成該步驟所需時間為T1，如此反復。第二，待加工玻璃樣件2加工完成之后，偏轉定位裝置3進行偏轉，將已加工玻璃樣件11落放到下料傳送系統上后，再復位到水平位置，設完成該步驟所需時間為T2(參見圖4)，再準備下一個待加工玻璃樣件2，如此反復。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定位裝置開始進行偏轉，同時對樣件進行激光打標，在脈沖的下降沿偏轉裝置復位到水平位置并停止，該步驟所需時間為T2。

最后應當說明的是，以上內容僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對本實用新型保護范圍的限制，本領域的普通技術人員對本實用新型的技術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方案的實質和范圍。