PCB在線激光鐳雕機使用教程

一、設備簡介

PCB在線激光鐳雕機是一種專為印刷電路板(PCB)標記設計的精密設備，采用激光技術在產品表面進行永久性標記，具有非接觸、高精度、高效率等特點，廣泛應用于PCB序列號、二維碼、條形碼、LOGO等信息的雕刻。

二、安全注意事項

1. 操作前必須佩戴專用激光防護眼鏡

2. 設備運行時禁止打開防護罩

3. 保持工作區域通風良好

4. 禁止在設備運行時進行維護操作

5. 設備附近禁止放置易燃易爆物品

三、操作前準備

1. 檢查設備電源連接是否正常(220V±10%，50Hz)

2. 確認氣源連接正常(0.5-0.8MPa壓縮空氣)

3. 打開設備主電源開關

4. 啟動計算機及控制軟件

5. 檢查激光器冷卻系統運行狀態

四、操作步驟

1. 軟件設置

1. 打開激光打標控制軟件

2. 導入需要雕刻的圖形或文字文件(DXF/PLT/BMP等格式)

3. 設置雕刻參數：

– 激光功率：30-80%(根據材料調整)

– 雕刻速度：100-800mm/s

– 頻率：20-80kHz

– 填充間距：0.02-0.1mm

4. 設置原點位置

2. 工件定位

1. 將PCB板固定在治具上

2. 使用CCD攝像頭進行視覺定位

3. 調整焦距(通常工作距離為100-200mm)

4. 進行樣品測試雕刻

3. 開始雕刻

1. 確認參數設置無誤

2. 關閉防護門

3. 點擊”開始”按鈕

4. 觀察雕刻過程是否正常

4. 質量檢查

1. 檢查雕刻深度是否均勻

2. 確認圖案清晰度

3. 檢查有無漏雕或過燒現象

4. 必要時調整參數重新測試

五、日常維護

1. 每日清潔光學鏡片(使用無水乙醇和專用擦鏡紙)

2. 每周檢查導軌潤滑情況

3. 每月清理風機過濾網

4. 每季度檢查激光器冷卻液狀態

5. 每年由專業人員進行全面保養

六、常見問題處理

1. 雕刻不清晰：

– 檢查焦距是否正確

– 適當增加激光功率

– 降低雕刻速度

2. 位置偏移：

– 重新進行視覺定位

– 檢查治具是否松動

– 校準CCD攝像頭

3. 設備報警：

– 查看報警代碼

– 檢查相關部件連接

– 聯系售后服務人員

七、注意事項

1. 不同材質的PCB板需要調整不同參數

2. 雕刻前務必進行樣品測試

3. 長時間不使用應關閉激光器電源

4. 定期備份重要參數設置

5. 未經培訓人員禁止操作設備

通過本教程的學習，操作人員應能掌握PCB在線激光鐳雕機的基本操作方法。如需更詳細的技術支持，請參考設備說明書或聯系廠家技術人員。

PCB在線激光鐳雕機作業指導書

一、設備概述

PCB在線激光鐳雕機是一種高精度自動化設備，用于在印刷電路板（PCB）表面進行永久性標記，如序列號、二維碼、LOGO、生產日期等。該設備通過激光束在PCB表面形成高對比度標記，具有非接觸、無耗材、高效率等特點，適用于大批量生產環境。

二、安全注意事項

1. 激光安全

– 操作時嚴禁直視激光束或反射光，需佩戴專用激光防護眼鏡。

– 設備運行時禁止打開防護罩，避免激光泄漏。

2. 電氣安全

– 設備接地必須可靠，禁止濕手操作電源開關。

– 緊急情況下立即按下急停按鈕。

3. 環境要求

– 工作環境溫度：10-35℃，濕度≤70%，無粉塵、腐蝕性氣體。

三、操作流程

1. 開機準備

– 檢查設備電源、氣源（如配備氣冷系統）連接是否正常。

– 清潔工作臺面，確保無雜物阻擋激光路徑。

– 佩戴防靜電手環，防止PCB靜電損傷。

2. 設備啟動

– 開啟總電源，啟動控制軟件，完成系統自檢。

– 載入預存鐳雕程序或導入新文件（支持DXF、PLT等格式）。

3. PCB定位與校準

– 將PCB放置于工作臺定位夾具上，確保平整無偏移。

– 使用視覺定位系統（CCD）對PCB基準點（Fiducial Mark）進行校準，誤差需≤0.1mm。

4. 參數設置

– 激光功率：根據PCB材質（FR4、鋁基板等）調整，通常為20%-60%額定功率。

– 雕刻速度：推薦500-2000mm/s，精細圖案需降低速度。

– 頻率與焦距：頻率20-80kHz，焦距通過自動調焦模塊校準。

5. 試雕與驗證

– 在廢板或邊角料上試雕，檢查標記清晰度、深度。

– 使用顯微鏡或掃碼槍驗證二維碼/條碼可讀性。

6. 批量生產

– 啟動自動模式，設備按程序連續作業。

– 每30分鐘抽檢一次標記質量，記錄《鐳雕過程檢驗表》。

7. 關機與維護

– 作業完成后關閉激光電源，清潔工作臺和光學鏡片（用無水乙醇擦拭）。

– 填寫設備點檢表，記錄異常情況。

四、常見問題處理

| 問題現象 | 可能原因| 解決方案 |

|-|–|–|

| 標記模糊或不連續 | 激光功率不足/焦距偏移| 重新校準焦距，提高功率 |

| 位置偏差 | PCB定位不準或基準點錯誤| 檢查夾具，重新校準CCD|

| 雕刻區域燒焦 | 功率過高或速度過慢 | 降低功率，提高雕刻速度 |

五、維護保養

1. 每日保養

– 清潔光學鏡片、導軌灰塵。

– 檢查冷卻系統（風冷/水冷）運行狀態。

2. 月度保養

– 潤滑傳動部件（如絲杠、導軌）。

– 校準激光光路，確保光束同心度。

六、附錄

– 設備參數：

– 激光類型：光纖激光（波長1064nm）

– 雕刻精度：±0.02mm

– 最大加工尺寸：400mm×300mm

– 相關文件：

– 《激光設備安全操作規程》

– 《PCB鐳雕質量標準》

編制： 技術部

版本號： V1.2

生效日期： 2023-11-01

（注：本指導書需配合現場培訓使用，操作人員需持證上崗。）

激光鐳雕機工作原理

一、激光鐳雕技術概述

激光鐳雕機是一種利用高能量激光束在材料表面進行精確雕刻的先進設備。這項技術自20世紀60年代激光器發明以來不斷發展成熟，現已成為現代制造業中不可或缺的加工手段。與傳統機械雕刻相比，激光鐳雕具有非接觸、高精度、高效率、無刀具磨損等顯著優勢，廣泛應用于金屬加工、塑料標記、電子產品、珠寶首飾、醫療器械等多個領域。

二、激光發生系統

激光鐳雕機的核心是激光發生系統，主要由激光介質、泵浦源和光學諧振腔三部分組成。常見的工業用激光器包括CO2激光器（氣體激光器，波長10.6μm）、光纖激光器（固態激光器，波長1.06μm）和YAG激光器（固態激光器，波長1.064μm）。當泵浦源（如電流或閃光燈）向激光介質提供能量時，介質中的原子被激發到高能級，隨后通過受激輻射產生相位、頻率、方向一致的單色激光。光學諧振腔由兩片平行反射鏡構成，一片全反射，一片部分透射，通過反復振蕩放大激光信號，最終輸出高能激光束。

三、光束傳輸與聚焦系統

從激光器輸出的原始光束需經過精密的光路系統傳輸和整形。擴束鏡首先調整光束直徑，隨后通過反射鏡改變光路方向。振鏡系統是高速雕刻的關鍵部件，由X/Y軸兩個高速振鏡電機驅動反射鏡片，可在計算機控制下實現激光束的快速偏轉，掃描速度可達每秒數米。聚焦透鏡組（通常為F-θ透鏡）將平行激光束會聚為極細的焦點（直徑可達0.01mm），在工件表面形成超高能量密度（可達10^6-10^8W/cm2），使材料瞬間汽化或發生化學物理變化。

四、材料相互作用機理

激光與材料相互作用的過程復雜多樣，主要包括：

1. 熱效應：金屬材料主要吸收激光熱能，局部溫度急劇升高至熔點或沸點，材料熔化蒸發形成凹坑

2. 光化學分解：某些聚合物在特定波長激光作用下發生分子鍵斷裂

3. 光剝離：材料表層吸收能量后以等離子體形式噴射脫離

4. 變色反應：部分材料在激光作用下發生氧化或晶格結構改變，產生顏色對比

不同材料需要選擇相應波長和參數的激光，如CO2激光適合加工非金屬，光纖激光則擅長金屬標記。

五、計算機控制系統

現代激光鐳雕機采用全數字化控制，主要包括：

1. 圖形處理軟件：將矢量圖或位圖轉換為激光路徑指令

2. 運動控制卡：精確控制振鏡偏轉角度和激光開關時序

3. 參數數據庫：存儲不同材料的加工參數（功率、速度、頻率等）

4. 視覺定位系統（高端機型）：通過CCD相機實現精確定位和誤差補償

六、典型應用與工藝參數

以不銹鋼深雕為例，典型參數為：激光功率50W，脈沖頻率20kHz，掃描速度500mm/s，離焦量+2mm，采用氮氣輔助保護。而在塑料表面淺標記時，則可能使用10W功率，100kHz頻率和2000mm/s的高速掃描。通過精確控制這些參數組合，可實現從微米級二維碼到毫米級立體浮雕的各種加工效果。

七、技術發展趨勢

當前激光鐳雕技術正向更高精度（亞微米級）、更快速度（超高頻脈沖）、更智能化（AI參數優化）方向發展。紫外激光和超短脈沖（皮秒/飛秒）激光的普及，使得對熱敏感材料的冷加工成為可能。同時，與機器人、3D視覺等技術的融合，正推動激光鐳雕向柔性化、自動化生產系統演進。

激光鐳雕技術以其獨特的加工優勢，持續拓展在精密制造領域的應用邊界，成為現代工業微加工不可或缺的重要手段。