打标机说明书中文Word文档下载推荐.docx
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0.02mm
定位精度:
标刻线深:
0.05~0.1mm
2、激光打标机工作原理
激光电源产生瞬间高压(约2万伏)触发氟灯,并以预设定电流维持,氟灯点燃;
当工作电流达到阈值,光腔输出连续激光;
调Q器件对连续激光进行腔内调制,产生准连续激光(频率可调),
以提高输出激光的峰值功率;
输出激光通过由计算机控制的振镜反
射偏转,经F-B透镜聚集到工作表面,形成高功率密度光斑(约106w/mm)使工件表面瞬间气化,刻蚀出一定深度的图案文字。
3、HGL-LSY50激光振镜打标机的构成及各部件功能
3.1总则
HGl—LSY50型激光振镜打标机是由氟灯泵浦的固体YAG
口口口<
口温控仪
显示器
O
振镜头
升降台
制冷机
控制面版
激光器计算机主机
激光打标机,它主要由五部分组成,即:
激光器系统、声光调制系统、振镜扫描系统、计算机控制系统及冷却系统,外形结构如图一所示。
图一整机外形构造图
3.2激光器系统
激光器系统主要由激光工作物质、泵浦氟灯、聚光腔、谐振腔组成。
3.2.1激光工作物质
HGL-LSY50型系列激光打标机激光工作物质为掺钕钇铝石榴石(Y3A15O2),简称NcT:
YAG棒。
Ncf+:
YAG晶体的工作机理是通过晶体内3价钕离子的能级跃迁产生1064nm波长的红外激光。
NcT:
YAG材料具有阈值低、效率高、晶体使用寿命长等特点,是目前研究和使用比较广泛、能做成具有实际使用价值的能连续工作的一种激光材料。
YAG晶体外形为圆柱形结构,棒的两个端面严格平行,与棒轴垂直,并且经过抛光镀膜。
使用过程中要保持棒端面光洁。
激光器工作时,YAG棒需用水冷却至一定温度,以保持激光输
出的稳定性。
3.2.2泵浦源
对于连续运行的固体YAG激光器,一般采用氟灯泵浦的方式,氟灯的最大输入功率6KVy工作电流7~30A,工作电压110V~200V。
氟灯有正负极性,圆头为正,尖头为负。
氟灯在工作时,需用水冷却。
注意:
氟灯正负极务必与激光电源输出正负极一致,错误的接法将导致氟灯严重损坏,并有可能引发棒和聚光器的损害•
3.2.3聚光腔
为了使氟灯发射的能量尽可能多地为工作物质所吸收,需要
采取聚光耦合的方法,将氟灯发射的光能会聚到YAG棒上,即采
用通常所说的聚光器。
第一种,单椭圆柱面聚光器
图二单橢圆聚光腔示意图
聚光器腔体由铜材加工而成,内表面为高反射率镀金面,氟灯和YAG棒分别用不同的玻璃管密封,并置于椭圆的两个焦点上,以保证氟灯发出的光线最大限度地被棒吸收,聚光器腔体加工有冷却水路,并同玻璃管一起组成冷却水通路。
第二种,紧包腔聚光器
腔体采用紧包的方式,氟灯和YAG棒等距离地直接置于腔内,腔内全部水冷却。
聚光腔的耦合效率是决定激光器转换效率的关键环节,聚光器采用优质黄铜材料,经严格光学加工处理而成。
对于第一种聚光腔,应保持腔内光洁,否则严重影响激光器出光效率。
3.2.4谐振腔
在工作物质的两端,各放上一块反射镜,两个反射镜面调整到严格平行,并与晶体棒的轴线垂直,这两块反向镜即构成谐振腔。
YAG棒发出的光,并不能直接形成严格意义上的激光,它需要
经过谐振腔不断反射放大,才能产生高强度的、能够用于加工的激光。
HGL—LSY50型系列激光打标机采用稳定的平行平面镜腔。
谐
振腔的一块反射镜为全反射镜,另一块反射镜为部分反射镜,激光
从部分反射镜一端输出。
在无激光状态下,不要随意调动反射镜架。
否则,会导致激光器不能输出激光。
3.3激光电源
激光电源是专门为点燃氟灯而设计的高性能自动引燃连续恒
流电源,该电源采用新型功率器件IGBT构成功率驱动的单元,电
源效率95%以上。
3.3.1面板说明
图四激光电源前面板图
电源插座高压输出
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Q
夕卜控插座散热风机
外控保护接点
图五激光电源后面板图
•数显表:
停机时显示电源的电流设定值,起动状态时显示实际输出电流值。
•允许启动(READY灯:
灯亮时,表示允许机器起动,否则机器无法启动。
•电源指示(POWE)灯:
灯亮时,表示控制电源电压正常,允许输出电流。
•报警(ALARM灯:
报警灯亮时,表示欠压或过流保护动作。
•电流调节旋钮:
以内控方式,调节电流值的大小。
•启动旋钮(RUN:
在允许启动灯亮时按动此按钮,可启动机器。
•内、外控(INNER-OUTER开关:
将内、外控开关拨到相应位置,可以选择机器由内面板控制(即内控方式)或者由外控接口控制
(即外控方式)。
•停止(STOP)开关:
任何时候按动此按钮,激光电源停止工作。
•激光电源开关:
拨动开关,可接通或分断总电源。
•电流插座:
电源进线插座为四芯针式航空插座,型号为P20J6Q。
见图六。
•高压输出端子:
电源输出接线端子分红、黑二色,红色为正极,黑色为负极。
•外控插座:
电源外控接口为十九芯孔式航空插座,其型号为X24J19AJ。
•外控保护端子:
外控保护端子为两只红色接线柱,连接外控保护触点,触点接通时允许电源工作。
•钥匙开关:
外控面板上钥匙开关为设备总电源开关。
•振镜开关:
为振镜扫描头电源开关。
3.3.2安装接线
本机输入电源为三相四线380VAC适用于电网线电压为380V的
国家。
图六三相四线电源接线
航空插座第1、2、3脚分别接三相火线(无
•电源线:
P20J6Q
相序要求),第四脚接零线。
•氟灯连接线:
氟灯的连接线是通过电源后面板绝缘板上的两个接线柱接出的,红色接线柱是正极高压端(在上端),黑色接线柱是负
极低压端(在下端)。
这两个接线柱在点火时将出现数万伏的高压脉冲,
接线在保证载流量力而行40A的前提下要求有高压防护。
电源输出正负极性与氪灯正负极性一致
•夕卜控线:
夕卜控接口接收外部控制信号并向外输出电源工作状态信号。
外控接口由一只19芯航空插头引出。
图七外控接口线
3.4声光调Q
3.4.1概述
SG-2750声光Q开关驱动电源(Acousto-0ptic
Q-switchdriver)是专门为进口和国产的各种型号声光
Q开关器件而设计的高精度驱动电源。
可驱动电气参数相匹的不同厂家的声光Q开关器件。
其稳定性、可靠性等指标达到国外同类产品水平。
本驱动电源具有首脉冲抑制功能,在有效控制脉冲作用下,在第一个调Q脉冲其间,叠加上幅度大小适中、频率与器件工作中心频率一致的射频信号,保持激光腔内具有一定损耗,使第一个激光脉冲的峰值功率与后续脉冲的峰值功率保持一致,消除激光加工中常见的“火柴头”效应,使每一个标刻点的深度更均匀。
本驱动电源允许通过控制面板上的旋钮调节射频输出功率,调节范围从20W到50W连续可调。
一方面,可满足要求输入功率不同的器件的需要;
另一方面,在加工不同材质工件时,要求不同的激光功率,您可以很方便地通过控制面板上的功率控制旋钮,调整射频输出功率,以满足当前的激光关断功率。
例如,在要求激光功率较低的场合,可适当调低驱动电源射频输出功率。
这样既可以降低声光器件发热和驱动电源本身的功耗,改善了声光器件和驱动电源的运行环境。
同时使整个激光系统处在最佳的工作状^态。
型号说明
LMXXX
本电源结构紧凑,外形美观大方,操作简单,维修方便、性能稳定可靠。
它可最大限度满足激光刻标、激光医疗等应用领域。
C!
—设计序号
最大射频输出功率(50代表50W
射频中心频率(27代表27MHZ产品名称代号
主要性能和技术指标
1)射频输出功率:
SG2750X27MHz50W
2)输出阻抗50QO
3)驻波比:
W1.2(在输出50Q,负载为50W纯电阻测试结果)。
4)反射功率:
w0.4(在输出50Q,负载为50W纯电阻测试结果)。
5)调Q脉冲重复率分两档:
200Hz-8KHz4KHz-30KHz
主要特点
1)具有“射频开”和“射频关”转换,便于激光器光路的调整、以及声光器件与激光器联合调试。
2)具有“测试”、和“运行”转换功能。
“测试”配合“射频开”,可检测激光器的调整状态和声光Q开关效果,此时开关脉冲由内部控制板产生。
3)设有“+”、“-”输入转换,适用不同极性的输入信号。
机器处在“待命”状态时,若控制信号为高电平有效,必须用短路片将控制板上的PJ的2脚和3脚短路。
若控制信号为低电平有效,与此对应,必须用短路片将控制板上的JP的2脚和1脚短路。
4)具有首脉冲抑制功能。
抑制第一个Q开关激光脉冲过高的峰值,消除常见的所谓“火柴头效应”,使刻标更均匀。
5)输入电路采用光电隔离,减少外界对本机的干扰。
6)采用直流开关电源供电,使整机效率提高到50%以上。
7)射频功率可以从20W到50W连续可调。
8)采用一个数字面板表实现频率和功率转换显示。
3.4.2SG-2750声光Q开关工作原理及其作用1)Q开关作用的原理
声光驱动电源输出的射频电信号作用在声光器件的压电换能器上,通过逆压电效应原理,形成一列列(超声)应力波沿着与激光束相互垂直的方向在超声介质内传播,在应力波的作用下,超声介质的折射率发生周期性变化,形成一系列“相位光栅”(参看图一a、b),由于这种光栅对入射的定向光束的衍射作用,使得激光腔内相当一部分激光振荡以衍射光束的形式折出激光腔外,从而增大了内腔损耗,使激光振荡不能形
成,粒子数反转得到较多的积累。
当超声场突然去除后,内腔损耗突然变小,从而可形成较强的激光振荡。
一般在调Q脉冲重复率小于5千赫时,输出峰值功率约为激光器连续输出功率的500-1000倍。
因此,中小功率连续固体激光器在进行激光加工过程中无法完成的工作,在采用声光Q开关技术后就可以迎刃而解了。
入射光
'
l射频驱动b。
喇曼耐斯衍射
一射频驱动
2级
匸1级
-0级
+N级
+2级
+1级
a。
布拉格衍射
目前国内生产的声光器件多采用布拉格衍射原理,工作频率为40MHz而国外生产的器件多采用喇曼-奈斯衍射原理,工作频率为27MHz和24MHz
图一声光衍射原理示意图
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