劉錚+吳亞?wèn)|
摘要YAG激光器是一種固體激光器,YAG主要是指激光器的工作物質(zhì):釔鋁石榴石,就是俗稱的紅寶石。文章就YAG雷管激光打碼機(jī)常見故障進(jìn)行分析,并結(jié)合本單位工業(yè)法蘭管體打碼實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)做出了快速解決方法,有關(guān)內(nèi)容僅供本行業(yè)內(nèi)人士參考。
關(guān)鍵詞YAG;工業(yè)法蘭管殼;聲光Q晶體
中圖分類號(hào):TQ560.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2014)11-0099-01
激光作為一種新型光源,憑借其“四高”(分別為亮度高、單色性、高方向性和高相干性)之優(yōu)勢(shì),得到了國(guó)際社會(huì)的高度關(guān)注,并很快在各個(gè)領(lǐng)域,如工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療、科學(xué)等應(yīng)用開來(lái)。YAG激光打碼機(jī)系統(tǒng)作為一整個(gè)完備系統(tǒng),它融合了激光、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及PLC程序自動(dòng)控制等多項(xiàng)技術(shù)。本文就以脈沖組燈泵浦為例,如何處理設(shè)備出現(xiàn)的各種故障,盡可能避免影響正常生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量,以及能否及時(shí)發(fā)現(xiàn)不安全隱患對(duì)人員的傷害。
1YAG激光打標(biāo)工作原理
YAG激光打標(biāo)機(jī)工作時(shí),YAG品體與脈沖氖燈相互平行地向定征內(nèi)壁拋光并鍍金屆反射層的聚光腔內(nèi)。諧振腔內(nèi)有2個(gè)反射鏡,分別為輸山波長(zhǎng)全反射與部分反射,從而將激光輸出。激光電源對(duì)電容器進(jìn)行充電,并加到脈沖氖燈上。與此同時(shí),觸發(fā)器會(huì)形成—個(gè)近萬(wàn)伏的觸發(fā)高壓,并將伎氖燈中的氣體電離點(diǎn)燃,電容器則通過(guò)氖幻將內(nèi)部的電量放出,脈沖氖燈便可在毫秒內(nèi)亮起,聚光腔將脈沖氖燈的光能集聚在工作物質(zhì)上,便可激發(fā)其激話離子,使粒子數(shù)發(fā)生反轉(zhuǎn),當(dāng)腔內(nèi)增益比損耗更大時(shí),便會(huì)形成激光,并通過(guò)反射鏡輸出。沒有被工作物質(zhì)吸收的脈沖氖燈的光能形成的熱星由冷卻系統(tǒng)帶走。
2YAG激光打標(biāo)特點(diǎn)及應(yīng)用
1)材料適用性強(qiáng):能用于大部分材料上的打標(biāo)。
2)打標(biāo)效率高:通過(guò)計(jì)算機(jī)的智能控制,激光光束可以5-10 m/s的線速度移動(dòng),平時(shí)我們所見的打標(biāo),激光在幾秒鐘內(nèi)便能完成。
3)打標(biāo)精度高:針對(duì)激光光束而言,其線寬最細(xì)可為微米量級(jí),適用于商標(biāo)、具體圖形及兩維碼的打印。
4)使用成本低: 非接觸式打標(biāo),通常要比模具打標(biāo)的使用壽命更長(zhǎng)。
5)編輯靈活:可通過(guò)電腦對(duì)圖形或文字酌情進(jìn)行設(shè)計(jì)、編輯或修改,形式各不相同。
3故障分析
3.1 激光電源不能正常點(diǎn)燈
有以下幾種情況:一是主機(jī)運(yùn)行正常,制冷機(jī)沒有被開啟導(dǎo)致循環(huán)水不能循環(huán),水壓保護(hù)開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài);二是激光電源按鍵損壞或指示燈顯示不正常,再有點(diǎn)燈過(guò)程中聽到聚光腔體內(nèi)有“啪啪”的異常聲響;三是氪燈兩端電極有松動(dòng),造成接觸不嚴(yán)。
可能故障及排除方法:
1)通常情況下,制冷機(jī)電源處于開啟位置,水循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)由激光電源總開關(guān)控制,檢查制冷機(jī)內(nèi)部空氣開關(guān),將其打開。
2)激光電源故障,首先拿一根細(xì)銅線將激光電源后面的閑置的紅、黑色保護(hù)接線柱短接后,如點(diǎn)燈正常后,說(shuō)明電源本身無(wú)故障,應(yīng)查找外部線路及保護(hù)裝置是否正常。如短接后仍無(wú)法點(diǎn)燈,說(shuō)明激光電源本身故障,需更換激光電源。
3)氪燈安裝過(guò)程中,是否將正負(fù)極上反或檢查氪燈是否處于聚光腔的正中位置,兩只氪燈要對(duì)稱;電極兩端插頭是否松動(dòng),并插實(shí)。
3.2 正常點(diǎn)燈,打碼不正常
一般包含如下3種故障類型:激光被限制在某個(gè)特定的點(diǎn)上;激光輸出時(shí)有時(shí)無(wú);打碼時(shí)有漏光現(xiàn)象出現(xiàn),或是不打碼;
潛在故障及排除方法:
1)未打開Q開關(guān)按鈕前,發(fā)出的光往往比較連續(xù),打開后可觀察Q驅(qū)動(dòng)器電源及其附近的電源指示燈,看有沒有亮起,然后再看有無(wú)脈沖激光輸出。
2)聲光Q晶體不鎖光,也就是漏光。如有上述現(xiàn)象出現(xiàn),可在放置前腔鏡與擴(kuò)束鏡間置入轉(zhuǎn)換片,使激光的電源電流增加,仔細(xì)查看光斑情況,并適時(shí)調(diào)整前、聲光Q開關(guān)及后腔鏡上的旋鈕,直到綠光光斑消失為止。
3)前后腔鏡鏡片鍍膜燒蝕,造成無(wú)激光輸出,此時(shí)需要轉(zhuǎn)動(dòng)鏡片,用轉(zhuǎn)換片配合重新調(diào)試出激光。
4)若出現(xiàn)漏打,說(shuō)明傳感器沒有接收到打碼信號(hào),檢查信號(hào)線接頭是否松動(dòng)。
5)若不打碼,還可能是X、Y軸振鏡沒有驅(qū)動(dòng),開啟電源按鍵即可。
6)打碼機(jī)周邊有大型設(shè)備或者是焊機(jī)干擾源,處理對(duì)策為:將各類干擾源移走或關(guān)閉,同時(shí)檢查設(shè)備的接地問(wèn)題。
3.3 正常點(diǎn)燈,前腔鏡與f-δ鏡頭下未亮起綠光
該類故障往往是因光學(xué)諧振腔不平衡或光路沒有校隊(duì)好偏離、鏡片鍍膜燒蝕所引起。通常而言,激光器內(nèi)部的光學(xué)諧振腔不容易產(chǎn)生失調(diào)問(wèn)題,只有打碼機(jī)遭到了外力的強(qiáng)烈碰撞或者是強(qiáng)烈震動(dòng)會(huì)造成上述故障現(xiàn)象。重新調(diào)整光路方法:
1)在電腦主機(jī)DOS命令行輸入:“c:/db/test/init/set0”這一復(fù)位指令。
2)將Q晶體、三腳架及擴(kuò)束鏡全部挪開,打開氦氖光。先將紅光調(diào)到經(jīng)聚光腔中心橫穿,而后將腔鏡上的旋鈕調(diào)整到紅光散點(diǎn)和主光斑重合為止,接著將前腔鏡上的旋鈕調(diào)整到反射光斑能完全重合于主光斑。
3)觀察X和Y振鏡片上的光斑有沒有偏離鏡片中心,要確保前、后腔鏡和振鏡片三者間的光斑點(diǎn)呈直線形式。將擴(kuò)束鏡和三角架安裝起來(lái),適當(dāng)調(diào)整四維支架上的旋鈕,確保擴(kuò)束鏡前方的紅光光斑能在中心區(qū)域正常亮起。
4)打開Q開關(guān),通過(guò)轉(zhuǎn)換片去查看前腔鏡和擴(kuò)束鏡兩者間的綠光光斑,此時(shí)若沒有光斑就將激光電源電流適當(dāng)加大直至出現(xiàn)綠光,然后輕微調(diào)節(jié)前后腔鏡上旋鈕,使得綠光光斑最亮、最大、最圓。最后用轉(zhuǎn)換片查看f-δ鏡頭下綠光是否又圓又大,沒有被遮擋,若有被遮擋,需要調(diào)節(jié)前腔鏡上旋鈕,同時(shí)應(yīng)控制好調(diào)節(jié)幅度。
5)安裝Q晶體,打開Q開關(guān)按鈕,適度增加激光電流,通過(guò)轉(zhuǎn)換片觀察是否漏光,若漏光需調(diào)整Q晶體支架四維旋鈕,然后在適當(dāng)加大2~3個(gè)電流后,保證無(wú)漏光現(xiàn)象即可。
3.4 水溫報(bào)警
為了保護(hù)激光棒、氪燈不被損壞,通常水溫上限設(shè)定不超過(guò)37℃,超過(guò)此溫度時(shí),溫度傳感器報(bào)警,自動(dòng)關(guān)閉激光電源以保護(hù)設(shè)備不受損壞。造成水溫過(guò)高的原因有以下幾種。
1)外界環(huán)境溫度惡劣,如制冷機(jī)所安裝地點(diǎn)房間過(guò)小,或留有大量塵土,對(duì)其散熱和循環(huán)水的冷卻效果都有較大影響。
2)氪燈老化,功率下降,使激光電流加大后導(dǎo)致腔體表面溫度過(guò)高,需要及時(shí)按周期更換氪燈。
3)循環(huán)水過(guò)少或循環(huán)水路堵塞,造成水溫迅速升高。
4)制冷機(jī)冷凝器風(fēng)扇轉(zhuǎn)向與扇葉上箭頭所示方向背離,風(fēng)機(jī)的存在視為了排除冷凝器中的熱量,從而冷卻交換器中的循環(huán)水。如果風(fēng)機(jī)往反方向運(yùn)轉(zhuǎn),勢(shì)必?zé)o法達(dá)到很好的冷卻效果。
4結(jié)論
了解了激光打碼機(jī)的常規(guī)性操作,查找和排除故障的方法后,其故障發(fā)生率會(huì)逐步降低,相應(yīng)地,其設(shè)備維修速度和質(zhì)量則會(huì)有效提升,確保生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)
[1]劉學(xué)勝,夏姣貞,堯舜,等.56J高能長(zhǎng)脈沖Nd:YAG固體激光器[J].光電子.激光,2009(02).
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