激光打標的基本原理是,由激光發(fā)生器生成高能量的連續(xù)激光光束,聚焦后的激光作用于承印材料,使表面材料瞬間熔融,甚至氣化,通過控制激光在材料表面的路徑,從而形成需要的圖文標記。
激光打標的特點是非接觸加工,可在任何異型表面標刻,工件不會變形和產生內應力,適于金屬、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革等材料的標記。
激光幾乎可對所有零件(如活塞、活塞環(huán)、氣門、閥座、五金工具、衛(wèi)生潔具、電子元器件等)進行打標,且標記耐磨,生產工藝易實現自動化,被標記部件變形小。
激光打標機采用掃描法打標,即將激光束入射到兩反射鏡上,利用計算機控制掃描電機帶動反射鏡分別沿X、Y軸轉動,激光束聚焦后落到被標記的工件上,從而形成了激光標記的痕跡
珠三角、港臺地區(qū)把激光打標按激光的英文(Laser)音譯稱為激光鐳射加工。
激光打標機技術作為一種現代精密加工方法,與腐蝕,氣動加工等相比,具有獨特的優(yōu)勢:
1.采用激光做加式手段,與工件之間沒有加工力的作用,具有無接觸,無切削力,熱影響小的優(yōu)點,保證了工件的原有精度。同時,材料的適應性較廣,可以在多種材料的表面制作出非常精細的標記且耐久性非常好。
2激光的空間控制性和時間控制性很好,對加工對象的材質、形狀、尺寸和加工環(huán)境的自由度都很大,特別使用于自動化加式和特殊面加工。且加式方式靈活,既可以適應實驗室式的單項設計的需要,也可以滿足工業(yè)化大批量生產的要求。
3激光刻劃精細,線條可以達到毫米和微米量級,采用激光標刻技術制作的標記偽造和更改都非常困難,對產品防偽為重要。
4.激光加工系統與計算機數控技術相結合可構成自動化加工設備,可以打出各種文字,符號和圖案,易于用軟件設計標刻圖樣,更改標記內容,適應現代化生產率,快節(jié)奏的要求。
5激光加工沒有污染源,是一種清潔無污染的高環(huán)保加工技術。激光打標機已被廣泛應用于各行各業(yè),為優(yōu)質、、無污染和低成本的現代加工生產開辟了廣闊的前景。隨著現代激光標刻應用領域的不斷擴展,對激光制造的設備系統小型化,率和集成化的要求也越來越高,新型率光纖激光技術的開發(fā)成功,必將對此產生極大的推動。
激光打標技術具有以下的特點
1、可對絕大多數金屬或非金屬材料進行加工。
2、激光是以非機械式的“刀具”進行加工,對材料不產生機械擠壓或機械應力,無“刀具”磨損,,很少造成環(huán)境污染。
3、激光束很細,使被加工材料的消耗很小。
4、加工時,不像電子束轟擊等加工方法那樣產生X射線,也不會受電場和磁場的干擾。
5、操作簡單,使用微機數控技術能實現自動化加工,能用于生產線上對零部件進行率加工,能作為柔性加工系統的一部分。
6、使用精密工作臺能進行精細微加工。
7、使用顯微系統或攝像系統,能對被加工表面狀況進行觀察或監(jiān)控。
8、可以穿過透光物質(如石英、玻璃)對其內部零件進行加工。
9、可以利用棱鏡、反射系統將光束聚集到工件的內表面或傾斜表面上進行加工。
10、能標記條形碼、數字、字符、圖案等標志。
11、這些標志的線寬可小至20μm,線深度可達10mm以下,故能對“好密集”尺寸大小的零件表面進行標記。
激光電源
光纖激光打標機激光電源是為光纖激光器提供動力的裝置,其輸入電壓為AC220V的交流電。安裝于打標機控制盒內。
光纖激光器
光纖激光打標機采用進口脈沖式光纖激光器,其輸出激光模式好使用壽命長,被設計安裝于打標機機殼內。
振鏡掃描系統
振鏡掃描系統是由光學掃描器和伺服控制二部分組成。整個系統采用新技術、新材料、新工藝、新工作原理設計和制造。
光學掃描器采用動磁式偏轉工作方式的伺服電機。具有掃描角度大、峰值力矩大、負載慣量大、機電時間常數小、工作速度快、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。精密軸承消隙機構提供了超底軸向和徑向跳動誤差;“電子扭力棒”取代傳統彈性材料扭力棒,大大提高了使用壽命和長期工作的可靠性;任意位置零功率保持工作原理既降低了使用功耗,又減少了器件的發(fā)熱效應,省卻了恒溫裝置;先進的高穩(wěn)定性精密位置檢測傳感技術提供高線性度、高分辨率、高重復性、低漂移的性能。
光學掃描器分為X方向掃描系統和Y方向掃描系統,每個伺服電機軸上固定著激光反射鏡片。每個伺服電機分別由計算機發(fā)出數字信號控制其掃描軌跡。
聚焦系統
聚焦系統的作用是將平行的激光束聚焦于一點。主要采用f-θ透鏡,不同的f-θ透鏡的焦距不同,打標效果和范圍也不一樣,光纖激光打標機選用進口高性能聚焦系統,其標準配置的透鏡焦距f=160mm,有效掃描范圍Φ110mm。用戶可根據需要選配型號的透鏡。
可選配的F-θ透鏡有:
f=100mm,有效聚焦范圍Φ65mm。
f=160mm,有效聚焦范圍Φ110mm。
計算機控制系統
計算機控制系統是整個激光打標機控制和指揮的中心,同時也是軟件安裝的載體。通過對聲光調制系統、振鏡掃描系統的協調控制完成對工件打標處理。
光纖激光打標機的計算機控制系統主要包括機箱、主板、CPU、硬盤、內存條、D/A卡、軟驅、顯示器、鍵盤、鼠標等。