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灯泵浦激光打标机和半导体激光打标机使用、维修、调试技术大全

激光打标机的工作原理

激光打标是用激光束在各种不同的物质表面打上长时间的标记。打标的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质,或者是通过光能导致表层物质的化学物理变化而”刻”出痕迹,或者是通过光能烧掉部分物质,显出所需刻蚀的图案、文字。

目前,公认的原理有以下两种:

“热加工”具有较高能量密度的激光束(它是集中的能量流),照射在被加工材料表面上,材料表面吸取激光能量,在照射区域内产生热激发过程,从而使材料表面(或涂层)温度上升,产生变态、熔融、烧蚀、蒸发等现象。

“冷加工”具有很高负荷能量的(紫外)光子,能够打断材料(特别是有机材料)或周围介质内的化学键,至使材料发生非热过程破坏。

这种冷加工在激光标记加工中具有特殊的意义,因为它不是热烧蚀,而是不产生”热损伤”副作用的、打断化学键的冷剥离,因而对被加工表面的里层和附近区域不产生加热或热变形等作用。例如,电子工业中使用准分子激光器在基底材料上沉积化学物质薄膜,在半导体基片上开出狭窄的槽。

激光打标机按照激光器不同可分为:灯泵浦YAG激光打标机、半导体泵浦激光打标机、威尼斯官方网站登录、CO2激光打标机。

灯泵浦YAG激光打标机,是红外光频段波长为1064nm的固体激光器,一般采用氪灯作为泵浦源的Nd:YAG激光器。Nd(钕)是一种稀土族元素,YAG代表钇铝石榴石,作为产生激光的介质,泵浦源发出特定波长的入射光,促使工作物质发生粒子数反转,通过能级跃迁释放出激光,将激光能量放大并整形聚焦后形成可使用的激光束。

半导体泵浦YAG激光打标机,一般使用波长为半导体激光二极管(侧面或端面)泵浦Nd:YAG介质,使介质产生大量的反转粒子在Q开关的作用下形成巨脉冲激光输出。半导体泵浦激光打标机与灯泵浦YAG激光打标机相比有稳定性高、省电、热效应较低等、电光转换效率较高、寿命较长等优点,且较易通过采用变频技术生成绿光、紫外等激光打标机,是目前市场的主流机型。

威尼斯官方网站登录,一般采用光纤激光器作为激光光源,整机寿命在10万小时左右,相比其他类型激光打标机寿命更长、光束质量更好,电光转换效率在28%以上,相对于其他类型激光打标机2%-10%的转换效率优势很大,在节能环保等方面性能卓著,但由于目前我国光纤激光器技术尚未成熟,其价格相对较高。

CO2激光打标机,CO2激光器是远红外光频段波长为10.6μm的气体激光器,采用CO2气体充入放电管作为产生激光的介质,当在电极上加高电压,放电管中产生辉光放电,就可使气体分子释放出激光,将激光能量放大后就形成对材料加工的激光束,适合皮革、塑料等非金属材料的标刻。

灯泵浦激光打标机使用技巧

使用及维护注意事项

① 严禁任意改动保护电路及激光器主要部件;

② 不允许声光电源空载工作(即声光电源输出端悬空);

③ 出现异常现象,首先关闭急停开关,主电源后再行检查;

④ 不允许在氪灯点燃前启动其它组件,以防高压串入损坏组件。

⑤ 注意激光电源输出端(阳极)不能悬空,以防与其它电器间打火、击穿;

⑥ 保持内循环水干净,定期清洗水箱并换干净去离子水或纯水。

⑦ 保持室内及机器表面整洁干净。

⑧ 定期检查各光学镜片是否有污垢(期限视工作环境而定),如有污垢应急时擦洗。擦洗方法如下:

灯泵浦激光打标机更换镜片方法

清洗镜片时,一定要非常小心,镜片清洗前,请看下面的注意事项

1.用工具来拿取镜片,例如镊子等。如有条件拿镜片时一定要戴指套或橡胶手套。

2.镜片要放在镜头纸上,以避免损伤。

3.不要把镜片放在硬或粗糙的表面,镜片很容易被刮伤。

4.纯金或纯铜的表面不要清洁和触摸。

第一步

用吹气球把镜片表面的浮物吹掉,如果吹不掉污染物,继续第二步

注意:不要用工厂的压缩空气,因为其中含有大量的油和水,油和水会在膜层表面形成有害的吸取薄膜。

第二步

用丙酮或乙醇(必需分析纯),擦镜纸叠成一小方块夹如四指之间沾湿擦镜纸,一手拿镜片一手拿纸以镜片镀膜纹路方向轻轻擦过,如不干净重复以上动作(擦一次换张纸)。

注意:如果这一步不能除去污垢,建议换一镜片。

⑨YAG棒的清洗如一上⑧步。(操做此步之前必需受过光腔安装陪训方可进行此步操作)。

注意:

1.在任何情况下,打开声光电源之前,务必使声光器件充分通水冷却,否则将烧坏声光器件;

2.输出必须通过50Ω同轴电缆连接到声光器件或50Ω/ 60瓦的纯电阻负载上,否则因反射波使功放管发热,导致功放管烧坏。

3.下限温度一般设定在25℃,但为防止温差过大而结露,工作温度一般根据环境和湿度设置,如环境温度为32℃,可将温度设定在28℃。如环境温度低于20℃下限温度就设定在20℃。一般不低于环境温度5℃否则结露将导致激光器功率下降,并有可能带来破坏性损失。

4.错误的操作顺序将导致激光器不能正常工作。

5.打标机外壳一定要可靠接地,否则可能导致精密振镜头部分的损坏。

6.电源输出正负极性与氪灯正负极性一致,错误的接法将导致氪灯严重损坏,并有可能引发棒和聚光器的损害。

7.在无激光状态下,严禁随意调动反射镜架。否则,可能导致激光器不能输出激光。

8.连接管两端连接处一定要严格检漏,否则冷却系统将无法制冷。

灯泵浦激光打标机常见故障及处理措施

一.异常现象原因排除方法

1.电源指示灯不亮。 1)交流220V未连好。2)指示灯坏。 连接电源线更换。

2.保护指示灯亮且无射频输出。 1)内部过热,保护单元动作。2)外保护接点断开。3)Q元件与驱动器不匹配,或两者的连接不可靠,引起反射过大导致内部保护单元动作。 改善散热条件。检查外保护接点。测驻波比。向本企业咨询。

3.运行指示灯亮,无射频输出。 1)出光控制信号恒有效。2)RUN/T-on/T-off选择开关位置不对。检查出光控制信号脉冲。把开关拨到正确位置。

4.加工图文错乱。出光有效电平设置错误。重新设置出光有效电平。

5.可关断激光功率偏小。 1)Q开关元件有问题。2)输出射频功率偏小。检查Q开关。调节输出射频功率。

6.激光脉冲峰值功率偏小。 1)激光平均功率偏小。2)Q开关元件有问题。调节光路。检查Q开关元件。

二.灯泵浦激光打标机和半导体激光打标机一般常见故障及处理措施:

1.使用时间不长的新设备,激光器激光输出功率较弱的原因:

① 出厂时测得的激光器输出功率是否达到技术指标;

② 谐振腔调整的准确性是否达到要求;

③ 全反膜片是否有漏光现象;

④ 声光开关插入损耗是否在规定范围内。

2. 使用一段时间以后,激光器激光输出功率下降的原因:

① 激光谐振腔是否变化:微调谐振腔镜片,使输出光斑好;

② 全反及输出膜片是否有污损现象;

③ 声光晶体偏移或者声光电源输出能量偏低:调整声光晶体位置;

④ 冷却水箱水温设置与环境温度温差是否超过5℃;

⑤ 氪灯使用寿命是否到期;

⑥ 进入振镜的激光偏离中心:调节激光器;

⑦ 若电流调到20A左右仍感光强不够:氪灯老化,更换新灯。

3.激光输出功率正常,但激光光束不能起到标刻作用:

① 光路系统调整是否准确;

② 声光开关是否能够起到开关作用;

③ D/A卡控制声光输出信号是否达到5V。

4.声光开关不能起到开关激光作用的原因:

① 声光电源射频输出功率是否正常;

② 电源各开关是否都在正确位置;

③ 射频线连接是否可靠;

④ Q开关通光端面有无污损现象。

5.不能达到预期的打标深度的原因:

① 激光输出功率是否达到要求;

② ?声光开关关断功率是否满足要求;

③ 光路调整是否准确;

④ 扩束镜位置、方向调整是否准确;

⑤ 透镜表面有无污染;

⑥ 工件表面是否在焦平面上;

⑦ 激光电源输出直流电压28V是否下降,导致激光输出功率下降。

6. 氪灯不能被点燃的原因:

① 氪灯是否达到使用寿命;

② 氪灯两端电极至激光电源连接线联结是否牢靠;

③ 激光电源工作状态是否正常。

7. D/A卡表现出的几种主要问题:

① 第4脚没有声光打开信号(+5V),导致声光电源不能打开;

② 模拟信号输出不能准确反映设计内容,即出现乱码现象;

③ AD工作不正常,表现出来的现象为打印线条为虚线。

8. 模拟振镜扫描头表现出的几种主要问题:

① 标准的正方形打印成梯形或菱形;

② 正方形边框发生枕形或桶形变形。

9. 振镜扫描头打印失真的解决方法:

① 产生枕形或桶形失真是振镜打标的一种固有现象,它是由振镜扫描方式所决定的。解决的方法是对失真进行信号校正;

② 校正的方法有两种,一种是硬件校正,目前用的较少。另一种就是App校正,这是目前大家用得较多的一种;

③ 硬件校正的方法是将D/A卡输出的模拟信号通过一块校正卡按照一定的规律改变其电压值,再将信号传送到振镜头;

④ App校正的方法是打标App本身附带有校正功能,在打标过程中,先将数字信号按照一定的方法进行处理,然后再将信号传送给D/A卡。

10. 激光打印线条成虚线状:

① 信号线是否连接好,有没有虚焊;

② 振镜头驱动板至电机连接线是否有问题;

③ D/A卡插入PCI插槽时位置是否正确;

④ AD工作是否正常。

11. 电路方面的问题:

① 由于长时间的运行,氪灯接线端头出现松动,导致氪灯点不燃或出现打火现象;

② 由于长时间运行,空调出现不制冷现象,首先应查明各连接部件是否紧固,其次应检查温控仪的上下限温度设定是否合理。温控仪的上下限设定应根据环境温度±4℃左右取值。若存在氟里昂泄漏现象,应加固连接部件,并请专业人员添加氟里昂。

12. 光路方面的问题:

① 由于长时间的运行,氪灯出现老化,导致激光输出功率下降;

② 由于长时间运行,介质膜片出现不同程度的污损,导致全反镜漏光或输出功率下降;

③ 由于人为因素,客户方在不了解具体情况下,调整谐振腔的位置或介质膜片的位置,导致激光输出功率下降或激光发散角变大,导致输出激光位置发生较大变化。

13.扩束镜调整问题:

① 扩束镜的调整要求:入射光要在扩束镜进光孔中心,出射光要在出光孔中心;

② 扩束镜调整的好坏对激光打标效果有很大影响。主要表现在:

a.激光功率下降;

b.打标幅面内激光强度不均匀;

c.计算机App设计中心偏离振镜头出光物理中心;

d.不能起到扩束效果。

14.激光输出光斑有闪烁现象:

① 谐振腔调整是否;

② 膜片架是否固定牢靠;

③ 聚光腔固定是否有问题;

④ YAG晶体固定是否松紧适度。

15.App调用PLT文件时需注意的问题:

① dwg文件转化为plt文件时要注意打印机的设置;

② 调用后的图形尺寸要从新进行调整;

③ 放大、缩小要用固定比例,以免造成设计图形产生失真。

本文转自激光人家园http://www.laserhelp.cn/read-2805.html 感谢激光人家

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