Обучение по технологии лазерной маркировки

Этот курс ориентирован на практические операции: выбор гальванометра, выбор объектива поля, установка управляющей платы и программного обеспечения, ввод в эксплуатацию лазерного источника. Охватывает общую сборку и ввод в эксплуатацию, технологические параметры, диагностику неисправностей и маркировку «на лету» для всей линейки волоконных, УФ и CO₂-лазерных маркировочных установок.

I. Сборка и ввод в эксплуатацию оборудования

Практические операции: выбор гальванометра, выбор объектива поля, установка управляющей платы и программного обеспечения, ввод в эксплуатацию лазерного источника, юстировка оптического тракта

1. Выбор и согласование гальванометра Выбирайте гальванометры в зависимости от длины волны лазера и размера выходного пятна. Для волоконных лазеров мощностью 20–50 Вт используйте цифровые гальванометры с пятном диаметром 10 мм; для волоконных лазеров мощностью 50–100 Вт — цифровые гальванометры с пятном диаметром 14 мм. Для УФ-оборудования отдайте предпочтение высокоточным цифровым гальванометрам с пятном диаметром 10 мм. Для СО₂-оборудования применяйте специализированные инфракрасные гальванометры для длины волны 10,6 мкм. Предпочтение отдаётся цифровым гальванометрам, повторяющая точность позиционирования которых составляет ≤ 12 мкрад, а помехоустойчивость выше, чем у аналоговых моделей. Для высокоскоростных RF-маркировочных задач применяйте гальванометры с высоким быстродействием. Во время установки надёжно закрепите 25-контактный сигнальный разъём и обеспечьте качественное заземление во избежание помех в сигнале.
2. Выбор и согласование объектива поля Объективы поля должны строго соответствовать длине волны и размеру входного пятна гальванометра оборудования. Смешивание моделей запрещено. Обычные кварцевые объективы поля применяются для волоконных лазеров; специальные УФ-кварцевые объективы поля — для УФ-оборудования; объективы поля из цинка селенида (ZnSe) — для CO₂-оборудования. Не прикасайтесь к покрытой поверхности голыми руками. Выбирайте фокусное расстояние в соответствии с требуемым полем обзора маркировки: короткое фокусное расстояние — для тонкой обработки мелких деталей; F160 — для универсального применения; F254 — для маркировки на больших площадях. Несоответствие вызовет искажение контуров маркировочного рисунка по краям. Для загрязнённых объективов используйте салфетку для оптики, смоченную в смеси безводного этилового спирта и эфира в соотношении 3:1, и протирайте спирально от центра к краю.
3. Установка платы управления и программного обеспечения управления Выберите соответствующую управляющую плату маркировки в зависимости от типа лазера. Для волоконных лазеров подключите лазерный источник и управляющую плату с помощью 68-контактного SCSI-кабеля. После установки программного обеспечения для маркировки на промышленный ПК отключите защиту в реальном времени от вредоносных программ, чтобы предотвратить использование ресурсов вычислений в реальном времени. Переключайте протокол связи между режимами волоконный / УФ / CO₂ в программном обеспечении в соответствии с типом оборудования. Подключите кабели модулирующего сигнала для RF-трубчатых лазеров и адаптируйте интерфейсы высоковольтного управления для стеклянных трубчатых лазеров. Поддерживается параллельная работа нескольких плат; энкодеры могут быть подключены внешним образом для маркировки «на лету».
4. Ввод в эксплуатацию лазерного источника Для волоконных импульсных лазеров MOPA: обеспечьте зазор ≥ 10 см вокруг лазера для отвода тепла. Минимальный радиус изгиба волокна должен составлять ≥ 200 мм; резкий изгиб запрещён. Перед началом работы выполните предварительный прогрев в течение 60 с после включения питания, установите мощность на ноль, проведите сканирование пустого кадра, затем постепенно увеличивайте выходную мощность. Для УФ-лазеров с водяным охлаждением: перед запуском проверьте уровень жидкости в чиллере. Установите температуру воды в диапазоне 22–25 °C. Не включайте лазерный выход до достижения заданной температуры. Для CO₂-лазеров: убедитесь в нормальной циркуляции воды в стеклянных трубках с водяным охлаждением; проверьте условия воздушного/водяного охлаждения и подключение модуляционных проводов для металлических РЧ-трубок. Используйте керамический преобразовательный лист для визуального контроля лазерного пятна на выходе. Пригодное пятно имеет круглую форму, равномерное распределение интенсивности, без тёмных участков или вырезов.

II. Основные параметры процесса лазерной маркировки

Ключевые регулируемые параметры: мощность лазера, частота, длительность импульса, скорость сканирования, шаг штриховки, величина дефокусировки

Мощность определяет глубину маркировки. Низкая частота подходит для глубокой гравировки; высокая частота — для тонкой цветной маркировки. Узкая ширина импульса снижает тепловое воздействие. Положительная или отрицательная дефокусировка уменьшает накопление тепла в процессе обработки.

III. Типовые методы диагностики неисправностей

1. Размытые / слабо выраженные маркировочные узоры : Защитный колпачок на полевом объективе не снят; загрязнение полевого объектива или защитного окна; смещение фокальной точки; дрейф нулевой точки гальванометра; несоответствие параметров пятна между гальванометром и полевым объективом.
2. Переплавление / обгорание детали : Слишком высокая мощность лазера; слишком низкая скорость сканирования; слишком малый шаг штриховки, приводящий к сильному тепловому накоплению.
3. Шероховатая гравированная поверхность : Избыточная энергия одного импульса; некорректные настройки угла штриховки и коэффициента перекрытия импульсов; функция перекрёстной штриховки отключена.
4. Неполные векторные изображения с разрывами сегментов : Дефекты точек разрыва в исходном векторном CAD-файле; аномальный анализ векторов программным обеспечением. Предварительно отремонтируйте графику в программе для работы с чертежами.
5. Нормальный красный индикатор, но отсутствует лазерный выход : Ослабленные провода связи лазера; неправильный выбор протокола лазера в программном обеспечении; не сброшена кнопка аварийной остановки; срабатывание защиты лазера из-за перегрева или по соображениям безопасности.
6. Растянутые / смещённые узоры при маркировке в режиме on-the-fly : Обратное подключение проводов энкодера; неверный параметр эквивалента импульса; несоответствие между задержкой срабатывания фотодатчика и скоростью производственной линии.

IV. Маркировка в потоке (on-the-fly)

Применяется для онлайн-маркировки партийных номеров, серийных номеров и дат производства на производственных линиях.

1. Состав аппаратного обеспечения : Лазерная маркировочная станция, конвейерная лента, вращающийся энкодер, фотодатчик триггера. Энкодер собирает данные о текущей скорости линии в реальном времени и передаёт их обратно на управляющую плату для коррекции траектории сканирования в реальном времени.
2. Ключевые моменты пусконаладочных работ : Правильно настройте эквивалент импульсов энкодера и направление вращения в программном обеспечении. Установите соответствующую задержку срабатывания фотодатчика. Переменный текст можно импортировать из файлов Excel для автоматического увеличения серийного номера. Фактическая линейная скорость не должна превышать максимальную скорость сканирования гальванометра.
3. Техническое обслуживание при массовом производстве : Проведите полную проверку первого образца для каждой партии. Периодически проверяйте прижимной ролик энкодера и устраняйте отклонение ремня. Увеличьте частоту технического обслуживания поляризационного объектива в условиях работы с высоким уровнем пыли.