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激光打標振鏡原理及故障排除

發布時間：2019-02-26 來源：元祿光電

振鏡簡單來講是用在激光行業的一種掃描振鏡，其專業名詞叫做高速掃描振鏡Galvo scanning system。其應用簡單的來講主要用于激光打標、激光內雕、舞臺燈光控制、激光打孔等。掃描激光振鏡是打標機的核心部件，打標機的性能主要取決于掃描激光振鏡的性能。

掃描激光振鏡介紹

高速掃描激光振鏡系統是一種專門為光學掃描應用而設計的高性能旋轉電機。電機部分采用一種高精度的位置傳感器。主要應用于對光束的快速精準定位。高速激光振鏡是多年的工業激光振鏡掃描系統開發和生產經驗的結晶。

針對鏡片負載而專門設計的電機能夠到達最理想的掃描性能。對軸承部分采用特殊處理，能夠勝任長期的不間斷運行。對軸承的特殊設計能夠使系統達到最高的動態性能和諧振特性。國際領先的數字控制方式能夠有效的避免工作環境中的各種電磁干擾，先進的控制算法能夠確保系統具有更快的響應速度。

高速掃描激光振鏡所采用的光電傳感器具有高分辨率和非常好的重復精度以及非常小的漂移量。電機具有加熱裝置及溫度傳感器，在環境波動的情況下仍能夠穩定的工作。高速掃描激光振鏡能夠保證長期的穩定運行。

激光振鏡打標的原理

其工作原理是將激光束入射到兩反射鏡（掃描鏡）上，用計算機控制反射鏡的反射角度，這兩個反射鏡可分別沿X、Y 軸掃描，從而達到激光束的偏轉，使具有一定功率密度的激光聚焦點在打標材料上按所需的要求運動，從而在材料表面上留下永久的標記，聚焦的光斑可以是圓形或矩形，其原理如下圖所示。　

在振鏡掃描系統中，可以采用矢量圖形及文字，這種方法采用了計算機中圖形軟件對圖形的處理方式，具有作圖效率高，圖形精度好，無失真等特點，極大的提高了激光打標的質量和速度。同時振鏡式打標也可采用點陣式打標方式，采用這種方式對于在線打標很適用，根據不同速度的生產線可以采用一個掃描振鏡或兩個掃描振鏡.

激光打標機振鏡方面常見的故障

1、振鏡電機不自鎖

先檢查各連接線是否有斷路或短路，連接是否正確，保險是否完好，確認無誤后，打開電源，觀察振鏡驅動板上的指示燈是否亮綠燈或黃燈。若不亮或者亮紅燈，則拔開驅動板電源線，用萬用表測量其輸入端各端子的電壓是否為±24V。若電壓正常，側要再測試一下帶上驅動板及機負載時，電壓是否正常，如果都不正常，則打開控制盒，不帶負載測試一下開關電源電壓，如果電壓不正常的話，剛開關電源損壞。電源輸入正常后，連好所有線后，上電，電機一般會發出二聲滴答音，若沒有響聲，再用手手輕推一下振鏡片，稍有點力度，如果振鏡片沒自鎖的話，則驅動板壞，當然電壓輸出正常的情況下，驅動板燈不亮或者亮紅燈那就是振鏡驅動板或者電機有問題，此時找一塊確認為完好的驅動板，正確連接后，打開電源，振鏡電機還不自鎖，則是振鏡電機損壞，同理，找一個確認完好的振鏡電機，接到不上電的驅動板上，打開電源，若不上電，振鏡驅動板損壞，如此反復的接拔線，請務必在斷電的情況下進行的。

2、振鏡電機有自鎖，但不夠力度

用一塊確認完好的振鏡驅動板和一個完好的振鏡電機，分別接在待測試的驅動板和振鏡頭上，正常通電，用手輕輕轉動振鏡軸，若變“硬”，則正常；否則，可判定振鏡驅動板和振鏡電機損壞。

3、振鏡電機不擺動

檢查打標卡是否有控制信號輸出，（注意其信號為-5V到+5V的直流電壓信號）若有，則檢查振鏡信號連接線是否連接完好，確認連接無誤后，打標，若仍沒有擺動，則檢查信號線是否正負接反或者斷線，否則，則可斷定驅動板損壞。

4、打標出現波浪線，打標頭機有輕微的叫聲

振鏡驅動板發熱量稍高（出現干擾）檢查接地線是否正確接上（最好的接地方法是：X振鏡信號地，Y振鏡信號地，屏蔽線，220V電源大地，及打標機殼要連通）,若地線接上后仍有干擾，則首先檢查打標卡卡是否正常（檢查方法是用一塊確認完好的打標卡換上，打標看是否仍有干擾），若仍然有干擾，則進一步檢查振鏡電機連接線是否完好，和其它線是否有纏繞，若一切正常，則首先用一塊確認完好的振鏡驅動板換上，若沒干擾，則可斷定振鏡驅動板有問題；若有干擾，則振鏡電機有問題。（當然公司外出激光維修人員，請確定好，如果客戶的振鏡是三年以前的產品，產品的抵抗干擾能力肯定會差一點，振鏡打標頭周邊如有有手機信號，馬達，電機，磁場，又或者是Q開關的射頻信號外露都有可能影響，新的振鏡都有可以發生這種現象）

5、產生嘯叫

先和第四步一樣，測試一下打標卡信號，布線，外部干擾等，如果還有嘯叫，則調試振鏡驅動板的濾波板上電位器，若仍不能消除嘯叫，則需要重新返回公司做精密的調校。（注意：不能長時間處于嘯叫狀態，以免會燒壞振鏡電機）

6、打標里不封口或封口過頭

改變打標軟件中“跳轉延時”，出光及關光等延時。若任都不行，則是振鏡沒有完全校正好，應該要返回公司，會返回供應商處，有條件的激光維修售后人員可以按照振鏡調試步驟做一定的調節，但要注意有幾個電位器是不是隨便亂動的。

7、打標時，打標頭下方，沒有激光輸出，但激光出光孔有激光

軟件打標速度大快，場鏡沒有安裝，振鏡不動且擺的位置不正常，振鏡片脫落，振鏡片臟。前面幾個問題按上面的方法來處理，振鏡片脫落裂開，要返回公司重新換上新鏡片并調試好激光，振鏡片臟用品99%酒精和脫脂棉擦試，如擦拭不了且是振鏡中心部分，或者邊緣部分大1平方毫米則要更換振鏡片與振鏡片脫落一樣處理。

如何避免激光振鏡的二次污染

在一般功率輸出的激光器中，所有的鏡片大都會由于制造工藝的原因或受外界污染等因素導致鏡片對特定的激光波長吸收大，久而久之使鏡片壽命縮短，由于鏡片的損壞而造成影響使用甚至停機的情況時有發生。

鏡片對激光波長吸收的增加會引起不均勻加熱導致鏡片的反射，折射率產生變化，激光波長從高吸收鏡片上透過或反射時激光功率的分布不均勻使鏡片中心溫度高，邊緣溫度低，產生這種變化在光學上稱透鏡效應。

由于污染導致鏡片高吸收引發熱透鏡效應會產生許多問題。透鏡基片的不可逆熱應力的產生，光束傳播通過鏡片時所產生的功率損耗，聚焦光點位置的偏移動，鍍膜層的過早損壞等都能導致鏡片遭到破壞。對于暴露在空氣中的鏡片，在做清理時，往往不遵循對鏡片清理的要求和注意事項，隨便取材，其結果將造成新的污染甚至劃傷鏡片，造成不可彌補的損失。所以根據多年的經驗總結認為：無論哪一類光學透鏡保持清潔是最重要的，要有良好的清潔習慣去小心清洗鏡片，就能減少或清除有關人為的原因所造成污染。

作為一條常識，當用手去操作光學系統時，無論清潔，拆卸，安裝都要帶上指套或醫用手套，要始終保持遵循清洗鏡片的要求及注意事項，在清潔過程中，只能用規定的材料，如光學用的擦鏡紙，棉簽，試劑級乙醇。對任何鏡片的清潔，拆卸，安裝走捷徑都將導致鏡片壽命縮短，甚至永久性地損壞。所以，要用普通的常識來防止鏡片受其它原因的污染，如遇防潮濕、煙霧、防塵等等。在確定某一鏡片污染后，要用洗耳球吹鏡片，直到其表面沒有微粒為佳，千萬不要用嘴去吹。因為吹出的空氣大都含油、水等將會進一步污染鏡片。如果經過洗耳球處理以后其表面仍有污染存在，就必須用專用的棉簽蘸實驗室級丙酮，乙醇來輕輕擦拭。這樣就可以清除大多數污染薄層。激光器中的鏡片的污染會對激光輸出乃至數據采集系統造成嚴重的采集錯誤，如果我們能夠使鏡片經常保持清潔，將無異會延長整機的使用壽命。元祿光電www.ctttc.cn

推薦設備：光纖激光打標機