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激光打标的基本原理是,由激光发生器生成高能量的连续激光光束,聚焦后的激光作用于承印材料,使表面材料瞬间熔融,甚至气化,通过控制激光在材料表面的路径,从而形成需要的图文标记。
激光打标的特点是非接触加工,可在任何异型表面标刻,工件不会变形和产生内应力,适于金属、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革等材料的标记。
激光几乎可对所有零件(如活塞、活塞环、气门、阀座、五金工具、卫生洁具、电子元器件等)进行打标,且标记耐磨,生产工艺易实现自动化,被标记部件变形小。
激光打标机采用扫描法打标,即将激光束入射到两反射镜上,利用计算机控制扫描电机带动反射镜分别沿X、Y轴转动,激光束聚焦后落到被标记的工件上,从而形成了激光标记的痕迹
珠三角、港台地区把激光打标按激光的英文(Laser)音译称为激光镭射加工。
激光打标技术作为一种现代精密加工方法,与腐蚀,电火花加工,机械刻划,印刷等传统的加工方法相比,具有无与伦比的优势:
1.采用激光做加工手段,与工件之间没有加工力的作用,具有无接触,无切削力,热影响小的优点,保证了工件的原有精度。同时,对材料的适应性较广,可以在多种材料的表面制作出非常精细的标记且耐久性非常好;
2.激光的空间控制性和时间控制性很好,对加工对象的材质,形状,尺寸和加工环境的自由度都很大,特别适用于自动化加工和特殊面加工。且加工方式灵活,既可以适应实验室式的单项设计的需要,也可以满足工业化大批量生产的要求;
3.激光刻划精细,线条可以达到毫米到微米量级,采用激光标刻技术制作的标记仿造和更改都非常困难,对产品防伪极为重要;
4.激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成自动化加工设备,可以打出各种文字,符号和图案,易于用软件设计标刻图样,更改标记内容,适应现代化生产率,快节奏的要求;
5.激光加工和传统的丝网印刷相比,没有污染源,是一种清洁无污染的高环保加工技术;
激光打标技术已被广泛的应用于各行各业,为优质,,无污染和低成本的现代加工生产开辟了广阔的前景。随着现代激光标刻应用领域的不断扩展,对激光制造的设备系统小型化,率和集成化的要求也越来越高,新型高功率光纤激光技术的开发成功,必将对此产生极大的推动。
激光打标技术具有以下的特点
1、可对绝大多数金属或非金属材料进行加工。
2、激光是以非机械式的“刀具”进行加工,对材料不产生机械挤压或机械应力,无“刀具”磨损,,很少造成环境污染。
3、激光束很细,使被加工材料的消耗很小。
4、加工时,不像电子束轰击等加工方法那样产生X射线,也不会受电场和磁场的干扰。
5、操作简单,使用微机数控技术能实现自动化加工,能用于生产线上对零部件进行率加工,能作为柔性加工系统的一部分。
6、使用精密工作台能进行精细微加工。
7、使用显微系统或摄像系统,能对被加工表面状况进行观察或监控。
8、可以穿过透光物质(如石英、玻璃)对其内部零件进行加工。
9、可以利用棱镜、反射系统将光束聚集到工件的内表面或倾斜表面上进行加工。
10、能标记条形码、数字、字符、图案等标志。
11、这些标志的线宽可小至20μm,线深度可达10mm以下,故能对“好密集”尺寸大小的零件表面进行标记。
激光电源
光纤激光打标机激光电源是为光纤激光器提供动力的装置,其输入电压为AC220V的交流电。安装于打标机控制盒内。
光纤激光器
光纤激光打标机采用进口脉冲式光纤激光器,其输出激光模式好使用寿命长,被设计安装于打标机机壳内。
振镜扫描系统
振镜扫描系统是由光学扫描器和伺服控制二部分组成。整个系统采用新技术、新材料、新工艺、新工作原理设计和制造。
光学扫描器采用动磁式偏转工作方式的伺服电机。具有扫描角度大、峰值力矩大、负载惯量大、机电时间常数小、工作速度快、稳定可靠等优点。精密轴承消隙机构提供了超底轴向和径向跳动误差;“电子扭力棒”取代传统弹性材料扭力棒,大大提高了使用寿命和长期工作的可靠性;任意位置零功率保持工作原理既降低了使用功耗,又减少了器件的发热效应,省却了恒温装置;先进的高稳定性精密位置检测传感技术提供高线性度、高分辨率、高重复性、低漂移的性能。
光学扫描器分为X方向扫描系统和Y方向扫描系统,每个伺服电机轴上固定着激光反射镜片。每个伺服电机分别由计算机发出数字信号控制其扫描轨迹。
聚焦系统
聚焦系统的作用是将平行的激光束聚焦于一点。主要采用f-θ透镜,不同的f-θ透镜的焦距不同,打标效果和范围也不一样,光纤激光打标机选用进口高性能聚焦系统,其标准配置的透镜焦距f=160mm,有效扫描范围Φ110mm。用户可根据需要选配型号的透镜。
可选配的F-θ透镜有:
f=100mm,有效聚焦范围Φ65mm。
f=160mm,有效聚焦范围Φ110mm。
计算机控制系统
计算机控制系统是整个激光打标机控制和指挥的中心,同时也是软件安装的载体。通过对声光调制系统、振镜扫描系统的协调控制完成对工件打标处理。
光纤激光打标机的计算机控制系统主要包括机箱、主板、CPU、硬盘、内存条、D/A卡、软驱、显示器、键盘、鼠标等。