激光打标机的使用方法 ③进入振镜的激光偏离中心:调节激光器; 激光打标机氪灯激光电源使用过程中易出现下列故障 故障一 故障现象:打开总电源开关,按触发按钮,电源不启动。 故障原因:该故障是由于保护电路动作,致使交流380V电压加不上。 排除方法:首先,推上“AC380V电源”开关,按下电源“启动”按钮,观察交流接触器是否工作,如不工作,先看冷确系统是否工作(水是否循环),如果冷确系统正常,则应检查通过水循环引起的水压保护装置是否接通,否则,交流接触器损坏。 其次,用万用表R×1K挡检查电源电路中2K/10W功率电阻是否?坏,如断开,则更换之。 最后,检查控制光学偏转电机12V电源是否正常。用万用表测量电机两端有无12V电压,如没有,检查整流电路的输入(交流17V),如没有,则检查变压器的输入、输出端有无交流电压,输入端220V,输出端17V,如有220V电压而无17V,则变压器损坏,更换之。 排除方法:检查功率表供电的变压器经整流后的直流电压12V是否正常,如正常,检查7805的3脚有无5V电压,如无+5V,则7805三端稳压管损坏,更换后,故障排除。 如功率表显示始终为零,则功率表采样信号中断。检查方法:用万用表R×1Ω档,依电路原理图逆向查找,最后确定断线。 故障二 故障现象:标刻机工作正常,但调整“电流”按钮,功率表无显示,始终为零。 故障原因:如无任何显示,则功率表电源故障;如始终显示为零,则功率表采样信号中断。 排除方法:检查功率表整流后的直流电压12V是否正常,如正常,检查7805的1脚有无12V电压,如有,则7805三端稳压管损坏,更换后,故障排除。 如始终显示为零,则功率表采样信号中断。检查方法:用万用表R×1Ω档,依电路原理图逆向查找。 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器件对连续激光实行腔内调制,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-θ透镜聚集到工作表面,形成高功率密度光斑(约106w/mm2)使工件表面瞬间气化,刻蚀出一定深度的图案文字。 一.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。 1.激光工作物质 TGB-50W激光打标机激光工作物质为掺钕钇铝石榴石(Y 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。 2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7-30A,工作电压110V-200V。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。 3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。 聚光腔的耦合效率是决定激光器转换效率的关键环节,聚光器腔体由铜材或陶瓷加工而成,经严格光学加工处理,端面呈椭圆形,内表面反射率高,氪灯和YAG棒分别,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。 聚光腔应保持腔内光洁,否则严重影响激光器出光效率。 4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。 TGB-50W激光打标机采用稳定的平行平面镜腔。谐振镜的一块反射镜为全反射镜,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。 二.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。 三.声光调Q 1概述 Q50271声光Q开关驱动电源(Acousto-OpticQ-switch driver)是专门为进口和国产的各种型号声光Q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Q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片在最佳的工作状态。 本电源结构紧凑,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。 主要性能和技术指标 1)射频输出功率: Q52071:27MHz,50W。 2)输出阻抗50Ω。 3)驻波比:≤1.2(在输出50Ω,负载为50W纯电阻测试结果)。 4)反射功率:≤0.4(在输出50Ω,负载为50W纯电阻测试结果)。 5)调Q脉冲重复率分两档:200Hz-5KHz;5KHz-50KHz。 主要特点 1)具有“测试TEST”、和“运行RUN”转换功能。可检测激光器的调整状态和声光Q开关效果。 2)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。 3)输入电路采用光电隔离,减少外界对本机的干扰。 4)采用直流开关电源供电,使整机效率提高到50%以上。 5)射频功率可以从20W到50W连续可调。 2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,通过逆压电效应效果,形成一列(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”,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。 2)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,本系列声光驱动电源引入了首脉抑制功能。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。 3)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RUN”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声光Q开关器件与声光驱动电源的匹配
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