Поширені проблеми та їх усунення у волоконних лазерних маркувальних машинах

Проблеми з якістю гравірування у волоконних лазерних маркувальних машинах

Зниження інтенсивності лазера та невиразні маркувальні рішення

Погана якість променя часто викликана старінням лазерних модулів (очікуваний термін служби: 8 000–15 000 годин роботи) і коливаннями напруги, що перевищують ±5% від номіналу. Перш ніж перевіряти оптику, оператори спочатку мають підтвердити стабільність живлення за допомогою мультиметра. Брудна лінза зменшує коефіцієнт пропускання світла на 40%, відхилення гальванометричного сканера понад 0,05 мм суттєво вплине на ефект маркування. Для анодованого алюмінію використовуйте потужність 70-80% зі швидкістю 800–1 200 мм/с, щоб отримати чітке темне маркування, не пошкоджуючи алюміній.

Усунення нерівномірної глибини гравірування

Зміни глибини зазвичай свідчать про нерівномірність матеріалу на поверхні більше ніж 0,2 мм або порушення рівня осі Z. Попереднє сканування топографії може бути виконане навіть на не плоских об'єктах, таких як литі метали, фокус регулюється автоматично за допомогою моторизованої компенсації висоти. Для однорідних матеріалів калібруйте три осі за допомогою калібрів товщини, що відстежуються ISO. Відхилення глибини при гравіруванні полімерів можна значно зменшити, якщо налаштувати частоту імпульсів на 50 кГц і знизити швидкість на 30%.

Корекція випадків витікання або неповного маркування

Неповне маркування зазвичай свідчить про перешкоди променя або дефекти лінзи, що призводять до втрати енергії на рівні ¥20%. Щотижня перевіряйте інфрачервоним діапазоном шлях променя, щоб виявити дзеркала, що змістилися, або тріснуті фокусувальні лінзи (замініть, якщо глибина подряпин перевищує 0,1 мкм). При маркуванні термочутливих матеріалів, таких як поліпропілен, зменшіть потужність на 25%, одночасно підвищивши частоту на 20%, щоб запобігти деградації.

Невдачі лазерного випромінювання в машинах маркування з волоконним лазером

Виявлення та усунення повної відсутності випромінювання лазера

Для повної відсутності випромінювання виконайте наступні кроки:

1. Перевірте подачу живлення за допомогою мультиметра (норма: 24 В ±5%)
2. Перевірте волоконно-оптичні з'єднання на радіус вигину менше 15 см або фізичні пошкодження
3. Перевірте вихідний сигнал діодного насоса за допомогою інфрачервоного датчика

40% випадків відсутності випромінювання вирішуються шляхом повторного вирівнювання оптоволокна. Якщо проблема залишається, перевірте дзеркала резонаторної порожнини на наявність теплової деформації, що перевищує допуск 0,1 мкм.

Усунення переривчастого випромінювання променя

Коливання вихідної потужності лазера може викликати:

• Термічна нестабільність : Контролюйте продуктивність чилера (оптимально: 21°C ±2°)
• Дрейф модулюючого сигналу : Перекалібруйте контролери ШІМ за допомогою програмного забезпечення виробника
• Деградація Q-перемикача : Переконайтеся, що час відгуку перемикача не перевищує 50 нс

68% переривчастого відмови виникають через недоліки системи охолодження під час операцій з високим циклом навантаження.

Діагностика джерела живлення та модулюючого сигналу

Для систем із піковим споживанням 20 кВт, встановіть феритові кільця на керуючі кабелі для зменшення електромагнітних перешкод.

Обслуговування оптичної системи для волоконно-лазерних машин

Чищення лазерних лінз та запобігання забрудненню

Дотримуйтесь цього щоденного протоколу чищення:

1. Вимкніть систему та дозвольте їй охолонути
2. Видаліть сміття стисненим повітрям (максимум 30-50 psi)
3. Очищуйте за допомогою ізопропілового спирту оптичного класу та мікрофібрових серветок

Щотижня перевірки мають передбачати перевірку наявності пошкоджень антибликового покриття. Замкнуті системи продування з фільтрами HEPA зменшують потрапляння частинок на 85%. Ніколи не використовуйте абразивні матеріали або кругові рухи зі швидкістю понад 5 см/с.

Процедури встановлення сканерів гальванометра

Місячні перевірки:

1. Встановіть камеру профілювання променя в площині оброблюваної деталі
2. Випустіть тестовий імпульс потужністю 10 Вт на довжині хвилі 1064 нм
3. Порівняйте фактичні та запрограмовані координати
4. Тонка регулювання кутів дзеркал (роздільна здатність 0,001°)

Після вирівнювання необхідно проставити контрольну сітку — допуски мають бути нижче 0,03 мм відхилення на довжині 300 мм.

Оптимізація параметрів при маркуванні волоконним лазером

Методи балансування швидкості, потужності та частоти

Оптимальні налаштування залежать від матеріалу:

• Метали: менші співвідношення швидкості та потужності (<0,8 мм/Дж) забезпечують глибину ¥0,15 мм
• Полімери: вищі частоти (150-200 кГц) зі зменшеною потужністю (30-50%) запобігають накопиченню тепла

Сучасні системи використовують генетичні алгоритми для автоматичного регулювання параметрів, що зменшує частку браку на 22% у промислових застосуваннях.

Стратегії налаштування, специфічні для матеріалів

Сплави алюмінію потребують на 12–15% меншої пікової потужності порівняно з нержавіючою сталлю, щоб уникнути абляції поверхні.

Механічна калібрування для волоконно-лазерних систем

Налаштування механізму фокусування по осі Z

Щоквартальне перевстановлення за допомогою лазерних інтерферометрів компенсує теплове розширення. Для анодованого алюмінію перевірочні різи на різних висотах підтверджують рівномірність глибини. У сучасних системах використовуються контури автоматичного регулювання параметрів сервоприводів у реальному часі.

Перевірка системи позиціювання заготовки

Для багатовісних операцій:

• Виконання тестових зразків на основі сітки для перевірки співвісності
• Перевірте лінійні напрямні з індикаторами годинникового типу (допускається відхилення ¥0,02 мм)
• Перевірте концентричність обертання за допомогою циліндричних позначок під кутом 90°

Після калібрування підтвердьте повторюваність у межах допуску ±5 мкм на зразках із нержавіючої сталі.

Розділ запитань та відповідей

Які поширені причини зменшення інтенсивності лазера?

Поширені причини зменшення інтенсивності лазера включають старіння лазерних модулів, коливання напруги, брудні лінзи та невідповідне встановлення гальванометричних сканерів.

Як можна виправити часткові позначки?

Часткові позначки часто вказують на перешкоди в промені або дефекти лінз. Перевірте наявність неправильно встановлених дзеркал або тріснутих лінз та виконайте необхідні регулювання або заміни.

Що потрібно перевірити, якщо лазер не випромінює?

Якщо лазер не випромінює, перевірте подачу живлення, огляньте з'єднання оптоволокна та протестуйте вихідні діоди накачування.

Як часто потрібно виконувати технічне обслуговування лазерних лінз?

Щоденне очищення та щотижневі перевірки слід виконувати для підтримки якості лазерного об'єктива та запобігання забрудненню.

Які параметри є важливими для лазерної маркування, що залежить від матеріалу?

Такі параметри, як швидкість, потужність і частота, слід налаштовувати залежно від типу матеріалу для оптимізації якості лазерної маркування.