(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210647310.7 (22)申请日 2022.06.08 (71)申请人 北京航天万鸿高科技有限公司 地址 066000 河北省秦皇岛市经济技 术开 发区龙海道数谷翔园42号楼4201 申请人 北京航天控制仪 器研究所 (72)发明人 杜鹏　鲍诺　刘军　钟正虎　 (74)专利代理 机构 中国航天科技专利中心 11009 专利代理师 陈鹏 (51)Int.Cl. B23K 26/362(2014.01) B23K 26/064(2014.01) B23K 26/082(2014.01) B23K 26/70(2014.01) (54)发明名称 一种基于MES的柔性化激光打标系统及方法 (57)摘要 一种基于MES的柔性化激光打标系统及方 法， 设计了包括激光打标模块、 MES分系统、 压紧 装置、 伺服移动滑台模块、 生产线PLC在内的激光 打标系统， 能够有效提升激光打标生产效率， 保 证生产节拍 和信息准确性的同时， 完成柔性化生 产， 能够构成高效柔性化激光打标模式， 可以打 刻各种文字， 符号和图案， 易于用软件设计标刻 图样， 更改标记内容， 适应生产高效率， 有效提高 生产质量。 权利要求书2页 说明书9页 附图3页 CN 115138980 A 2022.10.04 CN 115138980 A 1.一种基于 MES的柔性化激光打标系统， 其特 征在于： 包括激光打标模块、 M ES分系统、 压紧装置、 伺服移动滑台模块、 生产线PLC， 其中： MES分系统下发工单计划至激光打标模块， 激光打标模块定时由MES分系统获取当前生 产工序的工单流水号， 全部获取完成后伺服移动滑台模块于激光打标模块进 行顺序生产前 自动滑移至相应位置并反馈至激光打标模块， 激光打标模块根据工单计划自动选择对应型 号板材及打标模板进行顺序生产， 当激光打标模块的生产线工序运行到激光打标处时， 生 产线PLC触发开始打标信号， 压紧装置压下对板材进行压紧固定， 激光打标模块进行打标， 打标完成后， 打标成功信号自动上传至MES分系统， 并输出完成打标信号至生产线PLC， 生产 线PLC继续下一 生产工序。 2.根据权利要求1所述的一种基于 MES的柔性化激光打标系统， 其特 征在于： 所述激光打标模块包括光纤激光器、 激光电源、 振镜扫描单元、 聚焦单元、 计算机控制 单元， 其中： 激光打标模块加装于生产线设备上， 光纤激光器设置于激光打标模块的机壳内， 通过 激光电源提供动力， 振镜扫描单元通过计算机控制单元控制进行板材 的轨迹扫描， 聚焦单 元将光纤激光器发出的激光束进 行聚焦， 计算机控制单元对光纤激光器、 振镜扫描 单元、 聚 焦单元进行统一控制完成打标动作。 3.根据权利要求2所述的一种基于 MES的柔性化激光打标系统， 其特 征在于： 所述激光打标模块进行打标动作 时， 光纤激光器输出指定波长1064μm的激光束， 通过 振镜扫描 单元内的镜片进 行反射并聚焦至工作面， 振镜扫描 单元于计算机控制单元的控制 下进行摆动， 控制激光束进行扫描， 并聚集于板材的激光打标处进 行烧灼打标， 打标内容为 预设编排字符、 图形。 4.根据权利要求3所述的一种基于 MES的柔性化激光打标系统， 其特 征在于： 所述压紧装置包括上压盘、 下底盘、 气缸、 气源通断电磁阀、 到位传感器， 其中： 下底盘安装于激光打标模块的光纤激光器基座上， 上压盘与气缸连接， 气缸通过气源 通断电磁阀进行上压盘下压及上升控制， 到位传感器采集上压盘下压及上升位置， 下压及 上升控制到位后， 到位传感器传输到位信号至激光打标模块， 当板材到达 打标位置时， 通过 上压盘、 下底盘压紧固定， 保持激光打标处焦点位置高度不变， 打标完成后， 上压盘、 下底盘 复位松开板材， 等待后续 生产工序指令 。 5.根据权利要求 4所述的一种基于 MES的柔性化激光打标系统， 其特 征在于： 所述MES分系统获取生产任务后， 通过物料分拣配套完成生产任务的绑定， 对生产任务 中的物料进行分拣配套及扫码确认， 确认后对生产任务进行派发， 并于生产任务涉及的物 料、 设备、 质量数据进 行统一监控、 管理， 根据排产规则， 进 行自动排产， 生产工单计划， 对工 单计划的生产过程进行监管并下发至 激光打标模块。 6.根据权利要求5所述的一种基于 MES的柔性化激光打标系统， 其特 征在于： 所述伺服移动滑台模块包括滑台机构、 电机、 控制板、 传感器， 通过激光打标模块进行 控制， 滑台机构上部与光纤激光器基座相连， 与光纤激光器基座于X轴 方向平移移动， 激光 打标模块进行板材调用过程中， 通过控制 板向电机发送驱动信号， 驱动滑台机构自动滑动 至工作位置， 传感器采集当前滑台机构的位置信息， 滑台机构到达工作位置后通过传感器 将位置信息反馈 至激光打标模块。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115138980 A 27.根据权利要求6所述的一种基于 MES的柔性化激光打标系统， 其特 征在于： 所述生产线PLC向激光打标模块发送开始打标信号， 打标动作完成后， 激光打标模块向 生产线PLC发送打标完成信号， 当前工单计划执 行完毕， 生产线PLC进入下一 生产工序。 8.一种根据权利要求7所述的柔性化激光打标系统实现的基于MES的柔性化激光打标 方法， 其特 征在于包括： 搭建包括激光打标模块、 MES分系统、 压紧装置、 伺服移动滑台模块、 生产线PLC的激光 打标系统， 进行激光打标系统初始化， 配置钥匙开关为打开状态， 急停开关为松开状态， 为 激光打标系统上电； 通过激光打标模块于MES分系统获取当前生产任务的工单计划， 获取当前生产工序的 工单流水号， 伺服移动滑台模块于激光打标模块进行顺序生产前自动滑移至相应位置并反 馈至激光打标模块； 激光打标模块准备就绪后， 确定激光打标处位置， 通过激光打标模块调用对应型号板 材及打标模板进行顺序生产； 当当前生产工序进行至激光打标处时， 生产线PLC输出始打标信号， 压紧装置压下对板 材进行压紧固定， 激光打标系统进行打标， 打标完成后， 打标成功信号自动上传至MES分系 统， 并输出完成打标信号至生产线PLC， 生产线PLC 完成生产。 9.根据权利要求8所述的一种基于 MES的柔性化激光打标 方法， 其特 征在于： 激光打标模块于MES 分系统获取当前生产任务的工单计划后， 定时对MES分系统数据进 行刷新， 当出现紧急插单情况时， 重新生成插单后的工单计划， 激光打标模块根据插单后的 工单计划进行动作。 10.根据权利要求9所述的一种基于 MES的柔性化激光打标 方法， 其特 征在于： 当出现紧急插单情况时， 自动重新生成插单后的工单计划或进行人工选择生成插单后 的工单计划进 行打标动作， 当采用人工选择生成插 单后的工单计划时， 于MES分系统进 行数 据更新。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115138980 A 3