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中文名	激光打標機	外文名	laser marking machine
產(chǎn)品類型	制造業(yè)	類別	打標機
產(chǎn)地	中國	行業(yè)	制造業(yè)
應用	電子，電器，手機，五金等等

1、基本原理

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

2、組成結(jié)構(gòu)

        激光電源

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

  光纖激光器

  光纖激光打標機采用進口脈沖式光纖激光器，其輸出激光模式好使用壽命長，被設(shè)計安裝于打標機機殼內(nèi)。

  振鏡掃描系統(tǒng)

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

  光學掃描器采用動磁式偏轉(zhuǎn)工作方式的伺服電機。具有掃描角度大、峰值力矩大、負載慣量大、機電時間常數(shù)小、工作速度快、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。精密軸承消隙機構(gòu)提供了超底軸向和徑向跳動誤差;“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，省卻了恒溫裝置;先進的高穩(wěn)定性精密位置檢測傳感技術(shù)提供高線性度、高分辨率、高重復性、低漂移的性能。

  光學掃描器分為X方向掃描系統(tǒng)和Y方向掃描系統(tǒng)，每個伺服電機軸上固定著激光反射鏡片。每個伺服電機分別由計算機發(fā)出數(shù)字信號控制其掃描軌跡。

  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。主要采用f-θ透鏡，不同的f-θ透鏡的焦距不同，打標效果和范圍也不一樣，光纖激光打標機選用進口高性能聚焦系統(tǒng)，其標準配置的透鏡焦距，有效掃描范圍。用戶可根據(jù)需要選配型號的透鏡。

  計算機控制系統(tǒng)

  計算機控制系統(tǒng)是整個激光打標機控制和指揮的中心，同時也是軟件安裝的載體。通過對聲光調(diào)制系統(tǒng)、振鏡掃描系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制完成對工件打標處理。

  光纖激光打標機的計算機控制系統(tǒng)主要包括機箱、主板、CPU、硬盤、內(nèi)存條、D/A卡、軟驅(qū)、顯示器、鍵盤、鼠標等。

三、特點

  公認的原理是兩種：

  “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”具有很高負荷能量的(紫外)光子，能夠打斷材料(特別是有機材料)或周圍介質(zhì)內(nèi)的化學鍵，至使材料發(fā)生非熱過程破壞。這種冷加工在激光標記加工中具有特殊的意義，因為它不是熱燒蝕，而是不產(chǎn)生"熱損傷"副作用的、打斷化學鍵的冷剝離，因而對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)中使用準分子激光器在基底材料上沉積化學物質(zhì)薄膜，在半導體基片上開出狹窄的槽。

  不同標記方法的比較

  與噴墨打標法相比，激光打標雕刻的優(yōu)越性在于：應用范圍廣，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)量標記。對工件表面無作用力，不產(chǎn)生機械變形，對物質(zhì)表面不產(chǎn)生腐蝕。

  產(chǎn)品應用

  可雕刻多種非金屬材料。 用于服裝輔料、醫(yī)藥包裝、酒類包裝、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。更適合應用于一些要求精細、精度高的產(chǎn)品加工。

  2.應用于電子元器件、集成電路、電工電器、手機通訊、五金制品、工具配件、精密器械、眼鏡鐘表、首飾飾品、汽車配件、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)氧樹脂(電子元件的封裝、絕緣層)。

四、區(qū)別

  半導體泵浦激光器產(chǎn)生廢熱少，所需冷卻系統(tǒng)小，一般只需1匹的冷水機即可，需燈泵浦激光器一般都需要二匹以上的冷水機，同時需要較大水泵以提供較大的冷卻水流。因此其運行燈泵浦激光標記機的運行噪音較大，同時龐大的冷水機會產(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)來調(diào)節(jié)工作環(huán)境的溫度，增大了生產(chǎn)成本。

  一.標記效果更好

  由于半導體二極管幾乎只發(fā)一種波長的光，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，好的激光模式會使激光聚焦后的光點更小，能量更集中，取得更好的標記效果;

  半導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，它可將可見光轉(zhuǎn)換為不可見的激光，但輸出激光的另一個更關(guān)鍵的因素是使晶體棒輸出激光的泵浦源，半導體泵浦是利用半導體二極管發(fā)出的光波;而燈泵浦是利用氪燈發(fā)出的光來泵浦，但氪燈發(fā)出的光的光譜較廣，只是有一個稍大的峰值，其它波長的光**都變成無用的熱量散發(fā)掉了。

  二.體積小

  半導體激光模塊本身體積小巧，加上其激光模式好，因此數(shù)控機床半導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。

  總之使用半導體激光器比采用燈泵浦激光器，雖然每臺打標機的價格稍高，但每臺打標機3年內(nèi)的使用成本可以準確計算出的就會節(jié)省11.905萬元人民幣，這還不包括換燈造成停工待機從而影響生產(chǎn)的損失(用戶可自行計算)，換燈人員的開支，以及燈質(zhì)量不齊造成的浪費維護生產(chǎn)環(huán)境增加的空調(diào)降溫費用等等。

  三.免維護不需換氪燈

  半導體二極管的壽命長，其額定的工作時間大于10000小時，而氪燈的壽命只有幾百小時(一般在400-600小時左右)，所以燈泵浦激光器在工作一段時間后，都需要更換氪燈，尤其是對于金屬類打標，所需的能量較大，氪燈的壽命會更受影響。因此數(shù)控機床半導體泵浦激光器又稱為免維護激光器，意指其工作無耗材，在相當長的時間內(nèi)不需要維護。我公司為更有效的延長半導體激光器二極管泵浦源的使用壽命，采用了預燃加變頻控制技術(shù)，即在保證發(fā)光管不受電流沖擊的前提下，根據(jù)工作量和強度，**幅度地減少通過發(fā)光二極管的電流密度，從而有效的延長了半導體二極管的使用壽命。根據(jù)不同用戶的不同的生產(chǎn)任務，半導體激光器發(fā)光二極管的使用壽命可以保證在一年到三年之間。每臺半導體泵浦打標記可節(jié)省換燈耗材費用為：大于12支燈/年*350元/支*3年=1.26萬元。

  燈泵浦激光打標機需常停機換氪燈,對于很多大型的生產(chǎn)線是不能接受的.由于氪燈的壽命不一，這樣又有可能因為國產(chǎn)燈質(zhì)量的不均衡造成氪燈使用上的更多的浪廢!所以改用半導體打標機可以較大程度上節(jié)省停工維護造成的人力和物力的損失。

  四.省電

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

  一個燈泵浦激光打標機的功耗，而一個半導體激光標記機的功耗，以三年為例，一天工作24小時，一個月工作28天，一度工業(yè)用電1.1元人民幣，光耗電一項，一臺半導體激光器就比一臺燈泵浦激光器節(jié)省(6-2)KW*24小時*28天*12月*3年*1.1/度=10.645萬 元人民幣!

五、使用流程

  正常順序

  檢查水路、電路無誤后方能開機。開機順序為：

  ①接通進線電源,打開鑰匙開關(guān)。此時機器抽風及制冷系統(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,氪燈點燃,電流表顯示數(shù)值。(參照激光電源操作說明書);

  ③打開振鏡電源;

  ④打開計算機,調(diào)出所需打標文件;

  ⑤調(diào)節(jié)激光電源到工作電流即可開始打標;

  打標結(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)閉計算機;

  ③關(guān)閉振鏡電源;

  ④按動停止按鈕;

  ⑤關(guān)閉鑰匙開關(guān);

  ⑥斷開進線電源。