中文名	激光打標(biāo)機(jī)	外文名	laser marking machine
產(chǎn)品類(lèi)型	制造業(yè)	類(lèi)別	打標(biāo)機(jī)
產(chǎn)地	中國(guó)	行業(yè)	制造業(yè)
應(yīng)用	電子，電器，手機(jī)，五金等等

1、基本原理

        激光打標(biāo)是用激光束在各種不同的物質(zhì)表面打上永久的標(biāo)記。打標(biāo)的效應(yīng)是通過(guò)表層物質(zhì)的蒸發(fā)露出深層物質(zhì)，或者是通過(guò)光能導(dǎo)致表層物質(zhì)的化學(xué)物理變化，或者是通過(guò)光能燒掉部分物質(zhì)，顯出所需刻蝕的圖案、文字。

2、組成結(jié)構(gòu)

        激光電源

  光纖激光打標(biāo)機(jī)激光電源是為光纖激光器提供動(dòng)力的裝置，其輸入電壓為交流電。安裝于打標(biāo)機(jī)控制盒內(nèi)。

  光纖激光器

  光纖激光打標(biāo)機(jī)采用進(jìn)口脈沖式光纖激光器，其輸出激光模式好使用壽命長(zhǎng)，被設(shè)計(jì)安裝于打標(biāo)機(jī)機(jī)殼內(nèi)。

  振鏡掃描系統(tǒng)

  振鏡掃描系統(tǒng)是由光學(xué)掃描器和伺服控制二部分組成。整個(gè)系統(tǒng)采用新技術(shù)、新材料、新工藝、新工作原理設(shè)計(jì)和制造。

  光學(xué)掃描器采用動(dòng)磁式偏轉(zhuǎn)工作方式的伺服電機(jī)。具有掃描角度大、峰值力矩大、負(fù)載慣量大、機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、工作速度快、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。精密軸承消隙機(jī)構(gòu)提供了超底軸向和徑向跳動(dòng)誤差;“電子扭力棒”取代傳統(tǒng)彈性材料扭力棒，大大提高了使用壽命和長(zhǎng)期工作的可靠性;任意位置零功率保持工作原理既降低了使用功耗，又減少了器件的發(fā)熱效應(yīng)，省卻了恒溫裝置;先進(jìn)的高穩(wěn)定性精密位置檢測(cè)傳感技術(shù)提供高線(xiàn)性度、高分辨率、高重復(fù)性、低漂移的性能。

  光學(xué)掃描器分為X方向掃描系統(tǒng)和Y方向掃描系統(tǒng)，每個(gè)伺服電機(jī)軸上固定著激光反射鏡片。每個(gè)伺服電機(jī)分別由計(jì)算機(jī)發(fā)出數(shù)字信號(hào)控制其掃描軌跡。

  聚焦系統(tǒng)

  聚焦系統(tǒng)的作用是將平行的激光束聚焦于一點(diǎn)。主要采用f-θ透鏡，不同的f-θ透鏡的焦距不同，打標(biāo)效果和范圍也不一樣，光纖激光打標(biāo)機(jī)選用進(jìn)口高性能聚焦系統(tǒng)，其標(biāo)準(zhǔn)配置的透鏡焦距，有效掃描范圍。用戶(hù)可根據(jù)需要選配型號(hào)的透鏡。

  計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

  計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是整個(gè)激光打標(biāo)機(jī)控制和指揮的中心，同時(shí)也是軟件安裝的載體。通過(guò)對(duì)聲光調(diào)制系統(tǒng)、振鏡掃描系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制完成對(duì)工件打標(biāo)處理。

  光纖激光打標(biāo)機(jī)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要包括機(jī)箱、主板、CPU、硬盤(pán)、內(nèi)存條、D/A卡、軟驅(qū)、顯示器、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等。

三、特點(diǎn)

  公認(rèn)的原理是兩種：

  “熱加工”具有較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，材料表面吸收激光能量，在照射區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生熱激發(fā)過(guò)程，從而使材料表面(或涂層)溫度上升，產(chǎn)生變態(tài)、熔融、燒蝕、蒸發(fā)等現(xiàn)象。

  “冷加工”具有很高負(fù)荷能量的(紫外)光子，能夠打斷材料(特別是有機(jī)材料)或周?chē)橘|(zhì)內(nèi)的化學(xué)鍵，至使材料發(fā)生非熱過(guò)程破壞。這種冷加工在激光標(biāo)記加工中具有特殊的意義，因?yàn)樗皇菬釤g，而是不產(chǎn)生"熱損傷"副作用的、打斷化學(xué)鍵的冷剝離，因而對(duì)被加工表面的里層和附近區(qū)域不產(chǎn)生加熱或熱變形等作用。例如，電子工業(yè)中使用準(zhǔn)分子激光器在基底材料上沉積化學(xué)物質(zhì)薄膜，在半導(dǎo)體基片上開(kāi)出狹窄的槽。

  不同標(biāo)記方法的比較

  與噴墨打標(biāo)法相比，激光打標(biāo)雕刻的優(yōu)越性在于：應(yīng)用范圍廣，多種物質(zhì)(金屬、玻璃、陶瓷、塑料、皮革等)均可打上永久的高質(zhì)量標(biāo)記。對(duì)工件表面無(wú)作用力，不產(chǎn)生機(jī)械變形，對(duì)物質(zhì)表面不產(chǎn)生腐蝕。

  產(chǎn)品應(yīng)用

  可雕刻多種非金屬材料。 用于服裝輔料、醫(yī)藥包裝、酒類(lèi)包裝、建筑陶瓷、飲料包裝、織物切割、橡膠制品、外殼銘牌、工藝禮品、電子元件、皮革等行業(yè)。

  1.可雕刻金屬及多種非金屬材料。更適合應(yīng)用于一些要求精細(xì)、精度高的產(chǎn)品加工。

  2.應(yīng)用于電子元器件、集成電路、電工電器、手機(jī)通訊、五金制品、工具配件、精密器械、眼鏡鐘表、首飾飾品、汽車(chē)配件、塑膠按鍵、建材、PVC管材、醫(yī)療器械等行業(yè)。

  3.適用材料包括：普通金屬及合金(鐵、銅、鋁、鎂、鋅等所有金屬)，稀有金屬及合金(金、銀、鈦)，金屬氧化物(各種金屬氧化物均可)，特殊表面處理(磷化、鋁陽(yáng)極化、電鍍表面)，ABS料(電器用品外殼，日用品)，油墨(透光按鍵、印刷制品)，環(huán)氧樹(shù)脂(電子元件的封裝、絕緣層)。

四、區(qū)別

  半導(dǎo)體泵浦激光器產(chǎn)生廢熱少，所需冷卻系統(tǒng)小，一般只需1匹的冷水機(jī)即可，需燈泵浦激光器一般都需要二匹以上的冷水機(jī)，同時(shí)需要較大水泵以提供較大的冷卻水流。因此其運(yùn)行燈泵浦激光標(biāo)記機(jī)的運(yùn)行噪音較大，同時(shí)龐大的冷水機(jī)會(huì)產(chǎn)生更多的熱量，尤其在南方夏季，環(huán)境氣溫較高，這些多余的熱量會(huì)使工人的工作環(huán)境更惡劣，或者需要更多的空調(diào)系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)工作環(huán)境的溫度，增大了生產(chǎn)成本。

  一.標(biāo)記效果更好

  由于半導(dǎo)體二極管幾乎只發(fā)一種波長(zhǎng)的光，所以由它泵浦產(chǎn)生的激光的單色性更好，激光的模式更佳，好的激光模式會(huì)使激光聚焦后的光點(diǎn)更小，能量更集中，取得更好的標(biāo)記效果;

  半導(dǎo)體及燈泵浦激光器都是采用摻釹釔鋁石榴石)晶體作為激光產(chǎn)生的材料，它可將可見(jiàn)光轉(zhuǎn)換為不可見(jiàn)的激光，但輸出激光的另一個(gè)更關(guān)鍵的因素是使晶體棒輸出激光的泵浦源，半導(dǎo)體泵浦是利用半導(dǎo)體二極管發(fā)出的光波;而燈泵浦是利用氪燈發(fā)出的光來(lái)泵浦，但氪燈發(fā)出的光的光譜較廣，只是有一個(gè)稍大的峰值，其它波長(zhǎng)的光**都變成無(wú)用的熱量散發(fā)掉了。

  二.體積小

  半導(dǎo)體激光模塊本身體積小巧，加上其激光模式好，因此數(shù)控機(jī)床半導(dǎo)體泵浦激光器的體積比燈泵浦激光器的體積小近三分之一。

  總之使用半導(dǎo)體激光器比采用燈泵浦激光器，雖然每臺(tái)打標(biāo)機(jī)的價(jià)格稍高，但每臺(tái)打標(biāo)機(jī)3年內(nèi)的使用成本可以準(zhǔn)確計(jì)算出的就會(huì)節(jié)省11.905萬(wàn)元人民幣，這還不包括換燈造成停工待機(jī)從而影響生產(chǎn)的損失(用戶(hù)可自行計(jì)算)，換燈人員的開(kāi)支，以及燈質(zhì)量不齊造成的浪費(fèi)維護(hù)生產(chǎn)環(huán)境增加的空調(diào)降溫費(fèi)用等等。

  三.免維護(hù)不需換氪燈

  半導(dǎo)體二極管的壽命長(zhǎng)，其額定的工作時(shí)間大于10000小時(shí)，而氪燈的壽命只有幾百小時(shí)(一般在400-600小時(shí)左右)，所以燈泵浦激光器在工作一段時(shí)間后，都需要更換氪燈，尤其是對(duì)于金屬類(lèi)打標(biāo)，所需的能量較大，氪燈的壽命會(huì)更受影響。因此數(shù)控機(jī)床半導(dǎo)體泵浦激光器又稱(chēng)為免維護(hù)激光器，意指其工作無(wú)耗材，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)不需要維護(hù)。我公司為更有效的延長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器二極管泵浦源的使用壽命，采用了預(yù)燃加變頻控制技術(shù)，即在保證發(fā)光管不受電流沖擊的前提下，根據(jù)工作量和強(qiáng)度，**幅度地減少通過(guò)發(fā)光二極管的電流密度，從而有效的延長(zhǎng)了半導(dǎo)體二極管的使用壽命。根據(jù)不同用戶(hù)的不同的生產(chǎn)任務(wù)，半導(dǎo)體激光器發(fā)光二極管的使用壽命可以保證在一年到三年之間。每臺(tái)半導(dǎo)體泵浦打標(biāo)記可節(jié)省換燈耗材費(fèi)用為：大于12支燈/年*350元/支*3年=1.26萬(wàn)元。

  燈泵浦激光打標(biāo)機(jī)需常停機(jī)換氪燈,對(duì)于很多大型的生產(chǎn)線(xiàn)是不能接受的.由于氪燈的壽命不一，這樣又有可能因?yàn)閲?guó)產(chǎn)燈質(zhì)量的不均衡造成氪燈使用上的更多的浪廢!所以改用半導(dǎo)體打標(biāo)機(jī)可以較大程度上節(jié)省停工維護(hù)造成的人力和物力的損失。

  四.省電

  由于半導(dǎo)體泵浦的轉(zhuǎn)換效率高，模式好，更易聚焦出高能量的更小面積的光點(diǎn)，標(biāo)記同樣的物體時(shí)，其所需的外部能量會(huì)更小。同時(shí)其產(chǎn)生的廢熱也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于燈泵浦激光器，決定了其不需要燈泵浦激光器那樣龐大的冷卻系統(tǒng)。所以半導(dǎo)體泵浦的激光器系統(tǒng)的功耗比燈泵浦小得多。

  一個(gè)燈泵浦激光打標(biāo)機(jī)的功耗，而一個(gè)半導(dǎo)體激光標(biāo)記機(jī)的功耗，以三年為例，一天工作24小時(shí)，一個(gè)月工作28天，一度工業(yè)用電1.1元人民幣，光耗電一項(xiàng)，一臺(tái)半導(dǎo)體激光器就比一臺(tái)燈泵浦激光器節(jié)省(6-2)KW*24小時(shí)*28天*12月*3年*1.1/度=10.645萬(wàn) 元人民幣!

五、使用流程

  正常順序

  檢查水路、電路無(wú)誤后方能開(kāi)機(jī)。開(kāi)機(jī)順序?yàn)椋?

  ①接通進(jìn)線(xiàn)電源,打開(kāi)鑰匙開(kāi)關(guān)。此時(shí)機(jī)器抽風(fēng)及制冷系統(tǒng)通電,電流表顯示數(shù)值

  ②等待5～10秒鐘,按動(dòng)外控制面板上觸發(fā)按鈕,電流表顯示數(shù)值為零,3～5秒鐘之后,氪燈點(diǎn)燃,電流表顯示數(shù)值。(參照激光電源操作說(shuō)明書(shū));

  ③打開(kāi)振鏡電源;

  ④打開(kāi)計(jì)算機(jī),調(diào)出所需打標(biāo)文件;

  ⑤調(diào)節(jié)激光電源到工作電流即可開(kāi)始打標(biāo);

  打標(biāo)結(jié)束后,按以上順序逆向關(guān)閉各組件電源：

  ①將激光電源工作電流調(diào)至最小;

  ②關(guān)閉計(jì)算機(jī);

  ③關(guān)閉振鏡電源;

  ④按動(dòng)停止按鈕;

  ⑤關(guān)閉鑰匙開(kāi)關(guān);

  ⑥斷開(kāi)進(jìn)線(xiàn)電源。