Навчання з технології лазерної маркування

Цей курс зосереджений на практичних операціях, зокрема підборі гальванометра, підборі об’єктиву поля, встановленні керуючої плати та програмного забезпечення, а також введенні в експлуатацію джерела лазерного випромінювання. У ньому розглядаються загальні питання збирання й введення в експлуатацію, технологічні параметри, діагностика несправностей та маркування «на льоту» у конвеєрному режимі для повної лінійки обладнання для маркування волоконними, УФ- та CO₂-лазерами.

I. Збирання та введення в експлуатацію обладнання

Практичні операції: підбір гальванометра, підбір об’єктиву поля, встановлення керуючої плати та програмного забезпечення, введення в експлуатацію джерела лазерного випромінювання, налаштування оптичного шляху

1. Підбір гальванометра та його узгодження Вибирайте гальванометричні сканери залежно від довжини хвилі лазера та розміру вихідного пляму. Для волоконних лазерів потужністю 20–50 Вт використовуйте цифрові гальванометричні сканери з діаметром пляму 10 мм; для волоконних лазерів потужністю 50–100 Вт — цифрові гальванометричні сканери з діаметром пляму 14 мм. Для УФ-обладнання надавайте перевагу високоточним цифровим гальванометричним сканерам з діаметром пляму 10 мм. Для СО₂-обладнання використовуйте спеціалізовані інфрачервоні гальванометричні сканери з довжиною хвилі 10,6 мкм. Переважно застосовуйте цифрові гальванометричні сканери, їх точність повторного позиціонування має становити ≤ 12 мкрад, а стійкість до перешкод — вища, ніж у аналогових моделей. Для сцен швидкої маркування за допомогою РЧ-лазерів встановлюйте гальванометричні сканери з високою швидкістю відгуку. Під час монтажу надійно закріплюйте 25-контактний сигнальний роз’єм і забезпечте якісне заземлення, щоб уникнути перешкод у сигналах.
2. Підбір та узгодження об’єктивів полів Об’єктиви поля повинні точно відповідати довжині хвилі та розміру вхідної плями гальванометра обладнання. Змішування між моделями заборонено. Звичайні кварцові об’єктиви поля використовуються для волоконних лазерів; спеціальні УФ-кварцові об’єктиви поля — для УФ-обладнання; об’єктиви поля із цинк-селеніду (ZnSe) — для CO₂-обладнання. Не торкайтеся покритої поверхні об’єктивів оголеними руками. Вибирайте фокусну відстань залежно від розміру робочого поля маркування: коротка фокусна відстань — для дрібних малогабаритних виробів; F160 — для загального застосування; F254 — для маркування на великих площах. Невідповідність призведе до спотворення контурів маркувальних зображень. Для забруднених об’єктивів використовуйте спеціальну салфетку для оптики, змочену у суміші безводного етилового спирту та етеру у співвідношенні 3:1, і протирайте спіралеподібними рухами від центру до країв.
3. Встановлення керуючої плати та керуючого програмного забезпечення Виберіть відповідну керуючу карту маркування залежно від типу лазера. Для волоконних лазерів підключіть джерело лазера та керуючу карту за допомогою 68-контактного SCSI-кабелю. Після встановлення програмного забезпечення для маркування на промисловому ПК вимкніть захист у реальному часі в антивірусній програмі, щоб запобігти зайняттю ресурсів обчислень у реальному часі. У програмному забезпеченні перемикайте протокол зв’язку між режимами волоконного / УФ / CO₂ залежно від типу обладнання. Підключіть кабелі модуляційного сигналу для RF-трубчастих лазерів і адаптуйте інтерфейси високовольтного керування для скляних трубчастих лазерів. Підтримується паралельна робота кількох карт; енкодери можна підключати ззовні для маркування «на льоту».
4. Введення в експлуатацію джерела лазера Для волоконних імпульсних лазерів MOPA: залиште мінімум 10 см вільного простору навколо лазера для відведення тепла. Мінімальний радіус згину волокна має становити щонайменше 200 мм; різкий згин заборонено. Після ввімкнення живлення перед початком роботи прогрійте лазер протягом 60 с, встановіть потужність на нуль, виконайте сканування порожнього кадру, а потім поступово підвищуйте вихідну потужність. Для УФ-лазерів із водяним охолодженням: перед запуском перевірте рівень рідини в чилері. Встановіть температуру води в діапазоні 22–25 °C. Не вмикайте вихід лазера, доки температура не досягне заданого значення. Для CO₂-лазерів: переконайтеся, що у водяноохолоджуваних скляних трубках забезпечена нормальна циркуляція води; перевірте умови повітряного/водяного охолодження та підключення модуляційного кабелю для РЧ-металевих трубок. Для перевірки вихідної лазерної плями використовуйте керамічну перетворювальну пластину. Якісна пляма має бути круглою, рівномірно розподіленою, без темних плям або вирізів.

II. Основні параметри процесу лазерної маркування

Ключові регульовані параметри: потужність лазера, частота, тривалість імпульсу, швидкість сканування, відстань між лініями штрихування, величина дефокусування

Потужність визначає глибину маркування. Низька частота підходить для глибокого гравірування; висока частота — для тонкого кольорового маркування. Вузька тривалість імпульсу зменшує тепловий вплив. Позитивне або негативне дефокусування зменшує накопичення тепла під час обробки.

III. Типові несправності та їх діагностика

1. Розмиті або слабкі зображення маркування : Захисна кришка об’єктиву поля не видалена; забруднення об’єктиву поля або захисного вікна; зміщення фокусної точки; дрейф нульової точки гальванометра; невідповідність параметрів плями між гальванометром і об’єктивом поля.
2. Перегрів або опалення виробу : Надто висока потужність лазера; надто низька швидкість сканування; надто мала відстань між лініями штрихування, що призводить до сильного накопичення тепла.
3. Нерівна поверхня гравірування : Надмірна енергія одного імпульсу; неправильні налаштування кута штрихування та співвідношення перекриття імпульсів; функція перехресного штрихування не активована.
4. Неповні векторні зображення з розірваними сегментами : Вади у вихідному векторному CAD-файлі, пов’язані з точками розриву; некоректне розпарсювання векторів програмним забезпеченням. Попередньо виправте графіку в програмі для роботи з кресленнями.
5. Звичайний червоний індикатор, але відсутній лазерний випромінюваний промінь : Ненадійне підключення кабелів зв’язку лазера; неправильний вибір протоколу лазера в програмному забезпеченні; кнопка аварійного зупину не скинута; лазер активував захист через перегрів або з причин безпеки.
6. Розтягнуті або зміщені шаблони при маркуванні «на льоту» : Проводи енкодера підключено в зворотному напрямку; неправильне значення параметра еквівалентного імпульсу; невідповідність між затримкою тригерного фотоелектричного датчика та швидкістю конвеєрної лінії.

IV. Маркування «на льоту» в потоці

Використовується для онлайн-маркування партійних номерів, серійних номерів та дат виробництва на конвеєрних лініях.

1. Склад апаратного забезпечення : Лазерний маркувальний пристрій, конвеєрна стрічка, обертальний енкодер, фотоелектричний тригерний датчик. Енкодер збирає дані про поточну швидкість лінії й передає їх у керуючу плату для корекції траєкторії сканування в реальному часі.
2. Ключові моменти пусконалагоджувальних робіт : Правильно налаштувати еквівалент імпульсу енкодера та напрямок обертання в програмному забезпеченні. Встановити відповідну затримку фотоелектричного спрацьовування. Змінний текст можна імпортувати з файлів Excel для автоматичного збільшення серійного номера. Фактична швидкість лінії не повинна перевищувати максимальну швидкість сканування гальванометра.
3. Обслуговування у масовому виробництві : Провести повну інспекцію першого зразка для кожної партії. Періодично перевіряти тиск ролика енкодера та усувати відхилення ременя. Збільшити частоту обслуговування полевого об'єктива за умов роботи в середовищі з високим вмістом пилу.