打标机说明书中文.docx

1、打标机说明书中文 感谢您购买本公司产品,请您在使用设备之前,详细阅读本说明书.1、 简介激光打标是利用激光的高能量作用于工件表面，使工件表面达到瞬间气化，并按预定的轨迹，刻写出具有一定深度的文字、图案。HGLLSY50型系列激光打标机是利用波长为1064nm的固体YAG激光，通过控制振镜的偏转来达到标刻的目的。激光振镜打标具有标记速度快、连续工作稳定性好、软件功能强、定位精度和重复精度高等优点，广泛应用于集成电路芯片、电脑配件、工业轴承、钟表、电子及通讯产品、航天航空器件、各种汽车零件、家电、五金工具、电线电缆、食品包装、首饰、烟草等众多领域的图形和文字的标记。型号说明：HGLLSY50F 表

2、示进口振镜头 激光器输出功率 YAG激光器 振镜打标机 表示为中小功率激光设备 华工激光 主要技术参数：激光波长： 1064 nm激光器输出功率： 50W声光调制频率： 500 20 kHz最大直线刻写速度： 3000 mm/s, 视材料标刻范围： 70*70mm(110*110mm,220*220 mm)重复精度： 0.02 mm定位精度： 0.02 mm标刻线深： 0.05 0.1 mm供 电： 三相 380V、4.5 KVA2、激光打标机工作原理 激光电源产生瞬间高压（约2万伏）触发氪灯，并以预设定电流维持，氪灯点燃；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，

3、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-透镜聚集到工作表面，形成高功率密度光斑（约106 w/mm2）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31 总则HGLLSY50型激光振镜打标机是由氪灯泵浦的固体YAG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32 激光器系统激光器系统主要由激光工作物质、泵浦氪灯、聚光腔、谐振腔组成。321 激光工作物质HGLLSY50型系列激光打标机激

4、光工作物质为掺钕钇铝石榴石（Y3A15O12），简称Nd3+：YAG棒。Nd3+: 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1064 nm波长的红外激光。Nd3+: 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。322泵浦源对于连续运行的固体YAG激光器，一般采用氪灯泵浦的方式，氪灯的最大输入功率6KW，工作电流730A，工

5、作电压110V200V。氪灯有正负极性，圆头为正，尖头为负。氪灯在工作时，需用水冷却。 注意：氪灯正负极务必与激光电源输出正负极一致,错误的接法将导致氪灯严重损坏,并有可能引发棒和聚光器的损害.323 聚光腔为了使氪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，将氪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，氪灯和YAG棒分别用不同的玻璃管密封，并置于椭圆的两个焦点上，以保证氪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

6、种，紧包腔聚光器 图三 紧包腔聚光腔示意图腔体采用紧包的方式，氪灯和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。324 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。 HGLLSY50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

7、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。 注意：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。33 激光电源激光电源是专门为点燃氪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。331面板说明 图四 激光电源前面板图 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（POWER）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

8、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（INNEROUTER）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X24J19

9、AJ。 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。332 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 电源线: P20J6Q航空插座第1、2、3脚分别接三相火线（无相序要求），第四脚接零线。 氪灯连接线: 氪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

10、要求有高压防护。 注意:电源输出正负极性与氪灯正负极性一致 外控线: 外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34 声光调Q3.4.1概述SG-2750声光Q开关驱动电源（Acousto-0ptic Q-switch driver）是专门为进口和国产的各种型号声光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

11、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。本电源结构紧凑，

12、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。型号说明LM X X X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：SG 2750X：27MHz，50W。2） 输出阻抗50。3） 驻波比：1.2（在输出50，负载为50W纯电阻测试结果）。4） 反射功率：0.4（在输出50，负载为50W纯电阻测试结果）。5） 调Q脉冲重复率分两档：200Hz-8KHz；4KHz-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。

13、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

14、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。3.4.2 SG-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

15、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。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27 MHz和24MHz。图一 声光衍射原理示意图图二 声光器件和激光器组成的激光系统调Q脉冲宽度一般在8S-15S之间，重复率一般在2KHz-5KHz之间，调Q脉冲周期在500S -200S之间。因此，当激光器工作在Q开关状态时，在激光器停止出光期间，激光工作物质的激光上能级有足够的时间

16、积累比在连续激光荡时大得多的高能粒子，一旦超声场消失后，这些粒子立即参与激光振荡，使调Q激光脉冲的峰值功率比平均功率高得多。图三 调Q激光控制示意图（控制电平为高电平有效）2) SG-2750声光驱动电源的结构和框图SG-2750声光驱动电源主要由CD 12V直流开关电源、主控制板、射频单元、控制接口、控制面板组成。图四 声光驱动电源的结构框图3) DC 12V直流开关电源DC 12V直流开关电源给射频单元和主控板供电。其输入电压为AC220V+/-15%或110V+/-15%（出厂时已配置为AC220V）。输出电压可以在8V-12V之间连续调节，因此，调节开关电源的输出电压可以在一定范围内调

17、节输出射频功率的大小。4) 射频单元射频单元装在一个屏蔽盒里以防止射频泄漏。射频单元由射频信号发生、射频放大、前置放大、推动级和末级功放等单元电路组成。射频单元受主控板输出调Q脉冲信号控制，输出相应的射频包络波列，控制声光Q开关器件上报工作。当出现过热、输出短路或开路时，射频单元反馈保护信号给主控板，主控板驱动保护单元动作。5) 主控板主控板是声光驱动电源的控制中枢，它接受来自控制面板和通过控制信号输入口来的控制信号，控制和保护射频单元的工作。同时，它把电源运行状态信号输出到控制面板。主控板内的PJ是专门为满足不同极性的控制信号而设置，当控制信号为高电平有效时（有调Q激光脉冲输出），分别将PJ

18、中的2脚和3脚连接；当控制信号为低电平有效时（有激光脉冲输出），分别将PJ的2脚和1脚连接。6)面板及控制按钮 a.电源开关：开关接通，内庄指示灯亮。 b. 射频开关：向上拨，为“射频开”，激光被关断；往下拨, 为“射频关”，激光器出光。 c.控制开关：向上拨，为“运行”， 有外部控制信号时，调Q脉冲才起控制作用；向下拨，为“测试”，门控开关总是受调Q脉冲的控制。此时，若是有控制信号输入时，“运行”指示灯闪烁。 d.功率调节旋钮：反时针方向功率降低，顺时针方向功率升高。 e. 频率旋钮：反时针方向频率降低，顺时针方向频率升高。 故障指示灯：平时不亮，当过温、空载、短路等故障出现时亮。 f. 数

19、字面板表：指示调Q脉冲重复频率和射频输出功率。 g. 频率和功率转换开关：向下拨，指示频率（KHz）；向上拨，指示射频输出功率（W）。7)后盖板（1） 220V电源插座。（2） 冷却风扇。（3） 声光器件温控入口。（4） 控制入口：1脚正，2脚负。（5）射频50输出端子。8) 首脉冲抑制在2。1。曾提到，激光器处在Q开关工作状态时，激光工作物质积累能量的时间比出光的时间长得多，在有效控制脉冲到来时，参预第一个激光脉冲的能量比后续脉冲要多得多。因此，第一激光脉冲的峰值功率自然要比后续脉冲高得多，第一激光脉冲的烧蚀点也要比后续烧蚀点深得多，出现所谓“火柴头”效应。为了解决这一难题，YM系列声光驱动

20、电源引入了首脉冲抑制功能。参看图七，让第一个出光期间的射频包络保持一定的幅度。抑制住第一个激光脉冲的峰值功率，使首脉冲的峰值功率与后续脉冲的相等，消除“火柴头”现象，使标刻深度更均匀。9) 调制脉冲的产生调Q脉冲由内部线路产生。当控制开关处在“测试”状态时，调Q脉冲自动由内部线路产生；当控制开关处在“运行”状态，无控制信号时，射频输出不断加在声光Q开关器件上，激光输出被关断。3.4.3 声光Q开关器件与声光驱动电源的匹配本声光驱动电源在出厂前已经进行过全面测试，在输出功率为50W，以50纯电阻作为负载时，射频反射波功率小于0.4W，驻波比小于1.1。因此，当它驱动输入阻抗为50纯电阻的声光器件

21、时，射频反射波很小，驻波比也很小。但是，如果声光器件的波阻抗与50纯电阻有阻抗角或阻抗值偏差时，射频反射波和驻波比都变大，此时，必须调整声光Q开关器件的匹配网络中的电感或电容，使它的输入阻抗与驱动电源的阻抗匹配。否则，开关效果变差，射频干扰增加，更为严重者，由于射频反射功率过大，会损坏驱动电源。1) 声光Q开关器件的等效阻抗图九是声光Q开关器件的等效电路图。它的等效阻抗Z=R+X（L，C，f）I，X是电感L、电容C和频率f 函数。对于确定的频率f，调节电感L或电容C，总可以使X=0，于是Z=R，等效于50纯电阻。使它刚好与驱动电源的输出阻抗相匹配 2) 阻抗匹配调整方法声光Q开关驱动电源在出厂

22、前，其输出阻抗均调整到50，因此，在进行阻抗匹配时，请不要轻易去动它。而声光Q开关器件内部都装有由电感和微调电容组成的阻抗匹配网络，在进行阻抗匹配时，调整声光器件内的电感和微调电容，使其输入阻抗与驱动电源输出阻抗相匹配（进口器件与本电源匹配得很好，无须进行阻抗匹配）。步骤如下：a) 用一根阻抗50的射频电缆连接声光驱动电源射频输出端和透射式射频功率计的输入端，用另一根阻抗50的射频电缆连接透射式射频功率计的输出端和声光Q开关器件的输入端。b) 声光驱动电源控制面板上的射频开关拨到“射频开”，控制开关拨到“运行”。c) 测量驻波比，调节微调电容或电感，使驻波比越小越好。驻波比越大，相应的反射功率

23、就越大，越容易损坏声光驱动电源。同时，声光驱动电源向外发射的射频干扰越大，因此，必须尽可能使声光器件的输入阻抗与声光驱动电源的输出阻抗匹配，降低驻波比。通常，驻波比应小于是1.3。3) 射频功率的调整射频功率的大小直接影响声光Q器件的工作性能。射频功率过小，声光Q开关器件能开断的激光功率偏小；射频功率过大声光器件能关断的激光功率增大，但调制的激光峰值功率减小。因此，针对不同的声光器件和不同的应用场合，将射频功率调整到适当的值。与上一节相似，按下列步骤调整射频功率：a) b)两步相同。b) 开电源年盖板，接通电源开关。c) 用小起子调整直流开关电源接线端子右侧的小电位器，使射击频输出达到要求。注

24、意：不要使直流开关电源折输出电压超过13 V。2.4.4安装（1） 安装环境：本电源功耗约为40-50瓦，因此在机箱周围要有充裕的空间和良好的通风条件。驱动器的上面通风散热空间的高度不小于10CM ，后面空间的深度不水于20CM。（2） 将两头带有Q9插头的50同轴电缆的一头插入后盖板上的射频输出端子，另一头插入声光器件的输入端子。（3） 将屏蔽线带有四芯航空插头一头牢固插入“控制信号输入口”。其中1脚为正，4脚为负，另一头对应接到计算机接口板的输出。（4） 若声光器件带温度传感，将其输出线的另一头接到温控输入的接线端子上。（5） 将随机的三芯电源线插入机箱后盖板的AC-220V电源插座上，待

25、声光器件通冷却水后，机器才能通电。2.4.5 操作步骤（1） 将射频开关按钮置于 “射频开”，控制开关置于 “运行”。（2） 接通激光器和声光器件冷却循环水泵，待水压稳定后进行下一步（注意：此步不可缺少，否则要烧坏声光器件）。（3） 接通电源，电源指示灯亮，数字面板表有指示。（4） 将射频开关按钮置于 “射频开”，控制开关置于 “测试”。此时电流表指示略下降，调节频率旋钮，功率指示跟着变化，频率升高功率表指示下降；频率降低，功率表指示升高。说明调Q脉冲起作用，电源工作正常。注意：1、在任何情况下，打开声光驱动电源之前，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50同轴电

26、缆连接到声光器件或50 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。2.4.6 声光器件与激光器的联机调试（1） 接通水泵，观察冷却循环水压正常后。（2） 接通激光电源。（3） 调整激光器全反镜和输出镜，使激光输出达到最佳状态。（4） 接通声光开关电源，将射频开关置于“射频开”，将控制开关置于“运行”，左右微调声光器件，使激光被关断，将控制开关置于 “测试”时，有激光输出。说明声光器件和声光电源处于正常工作状态。（5） 将控制开关拨到“RUN”，慢慢增加激光器的电流，直到有微弱的激光输出，再微调声光器件，使激光再次被关断。如此反复若干次，直到不能关断激光为止。此时，激光器的

27、输出功率称为关断功率。注：处于等待状态时，请将射频开关置于“RF-ON”，控制开关置于“RUN”位置。2.4.7 常见故障及维修故 障 现 象原 因排 除 方 法功率超过50W。1）输出开路；2）声光器件损坏。1） 查输出电缆和两头是否接触良好；2） 更换声光器件。输出为功率0。风机运转正常 。1）出短路；2）声光器件不正常；3）射频开关置于“射频关”。1） 查输出电缆和两头是否接触良好。2） 更换声光器件。3）将射频开关置于“射频开”。激光不能完全关断，时断时续。直流开关供电是电源不正常更换直流开关供电是电源“测试”起作用，“运行”不起作用。1）计算机接口板输出不正常；3） 计算机与“外控口

28、”输入之间的连接有故障；4） 机内各接插件接触不良；5） 或控制板与面板之间的连接线脱落。1）检查计算机接口板；2）用万用表测量信号连接线是否通；3）将接插件重插一遍；4）检查控制板与面板之间的连线是否接好。“测试”和“运行”都不起作用1） 0蕊偏电揽插头接触不好，2） 若无上述原因，可能是集成电路损坏。1） 将偏电揽插头重插一遍；2）送回返修。射频输出功率突然降到零，风机不转。1)末级功放管损坏；2)或输出耦合电容坏；3)直流开关电源坏。送回返修。输出功率突然降到零，故障指示灯亮，过片刻，又恢复正常。1)本机内部温度过高;2)或声光器件的温度过高1)改善声光电源通风条件;2)降低声光器件的冷

29、却水温。Q 开关是激光光学系统中一个重要光学元件，它通过光路偏转阻断和不阻断光的反射通道来抑制和产生激光脉冲。当激光器开始工作时，先让谐振腔处于低Q值状态，此时激光腔不断积累能量，当腔的Q值突然增大，此时，在部分反射锐端就有一个强的激光脉冲输出。因而Q开关能够达到提高激光峰值功率和实现光路开关控制双重功能。35 振镜扫描系统振镜是使激光按照预定轨迹运行的执行机构，它主要由高精度伺服电机、电机驱动板、反射镜、F透镜及直流供给电源组成。 图九 振镜系统光路示意图外形图 由YAG激光器发出的入射光束； 反射镜1； 振镜电机1； 反射镜2； 振镜电机2； F-透镜； 输出光束； 打标区域。如图九所示，

30、由YAG激光器输出的激光束经反射镜1反射到反射镜2上，再由反射镜2反射到F-透镜上，最后由F-透镜聚焦到焦平面的打标区域上。反射镜由振镜电机控制其偏转角度，而振镜电机的偏转则由计算机通过D/A卡来控制，使聚光斑按照计算机设定的图案、文字轨迹运行。36计算机系统计算机配置P2或相当等级处理器，抗干扰的电脑主板，中文windows98操作系统。打标软件为美国公司提供的专业打标软件，并配备有专用ISA总线的D/A控制卡，方便快捷地给与振镜扫描系统数据传递及控制声光调制开关的起停，达到按照软件设计的要求进行标刻的目的。361打标软件基于windows界面的打标软件具有： 图形化的操作界面 可调用多种格

31、式的CAD图形 多种中英文字体 直接进行系列号及条形码编辑 全面的激光参数数据库 方便的起停控制功能 帮助功能软件说明书见附录362 D/A控制卡 D/A控制卡是基于ISA总线的数字、模拟数据转换卡。它通过37针连接线与振镜扫描系统电机驱动板和声光驱动电源相连。37 冷却系统HGLLSY50型激光振镜打标机配备有专门设计的制冷冷却系统。371冷却系统的用途及特点冷却系统是专为激光器散热而设计的制冷冷却设备。它提供激光器的冷却循环水温度在530间可任意选择，其数值采用数字显示。为满足激光器的清洁要求，冷却系统的水箱、水泵均采用不锈钢或非金属零件。为防止灰尘进入箱内，六面尽量采用密封结构，它具有耐腐蚀、寿命长、防灰尘等优点。冷却系统具有