26、激光打标机控制系统结构-教学单元设计讲解

浙江工贸职业技术学院

教学单元设计

20 —20 学年第学期

课程名称：激光设备控制系统集成与开发授课班级：

任课教师：

所在系部及教研室：

第一部分：组织教学和复习上次课主要内容 (时间：…2…分钟）

激光雕刻机控制系统的作用

第二部分：学习新内容

【步骤一】宣布教学内容、目的（时间：…3…分钟）

了解激光打标机的基本结构

【步骤二】新知识的引入：激光打标机控制系统结构（时间：…30…分钟）激光打标机是利用高能量密度的激光束

聚焦在材料表面上

使材料迅速汽化

形成凹坑

随着激光束在材料表面有规律地移动

同时控制激光的通断

激光束就在材料表面加工成了一个指定的图案

激光打标机主要包括由控制系统

激光器、扫描振镜系统

电源系统、传送机构等组成

系统结构如下图所示

控制系统是激光打标机的核心部分

用来对外部设备的打标输入内容进行处理

完成打标内容的编辑

并转换成控制信号

传输到振镜系统、激光系统中

常见的打标机控制系统有以下几种

(1)计算机+驱动器+打标机的控制系统

根据所要标记的图形或字符

经过计算机处理

生成脉冲控制信号

由计算机内部的I／O板

传给步进电机驱动器

驱动打标机运动

这种系统多使用DOS操作系统

操作不便，效率低

(2)计算机+运动控制卡+驱动器+打标机的控制系统

计算机完成参数的设置

打标内容的输入后

发出指令

由插在计算机主机中的PC运动控制卡完成计算

发出脉冲传给步进电机驱动器

(3)计算机+控制器+驱动器+打标机的控制系统计算机发出运动控制指令给由单片机

单片机完成运动控制计算

通过I／0口输出控制脉冲

传给步进电机驱动器驱动打标

(4)控制器(可接计算机或PLC)

+驱动器+打标机的控制系统

这类控制系统不需计算机

计算机只用于下传

在其软件中编辑完成的图形

或字符文件到控制器

由分离的驱动器

或集成的控制驱动器驱动打标

激光打标机的激光器系统

主要用来产生打标用的高能量激光束

然后将激光传输到振镜扫描系统中

激光打标机的激光器系统

又称为激光谐振腔

安装在光具座内

由聚光腔（光放大器）

和激光谐振腔这两个部件构成

聚光腔用来产生激光材料中激光放大过程

光谐振腔则是用来产生激光振荡

激光打标机的扫描振镜系统

通过快速精准地移动两个转动轴的反射镜

来改变激光束传输的轨迹

然后在工件的表面聚成光斑

这样就能够实现高速打标的功能

扫描振镜系统应具有高度精准

和快速响应的特点

扫描振镜系统主要由高精度的伺服电机

电机驱动板卡

反射镜、F—θ聚焦物镜

及直流供给电源构成

结构示意图如右图所示

激光打标机的电源系统

主要是为整个激光打标机如控制器

激光器、振镜扫描等系统提供电源

一般采用三相四线制380V交流电

三相四线供电分配如下图所示

A相提供计算机和扫描系统驱动电源

B相提供指示电源

声光电源和控制电路电源

C相提供冷却系统电源

激光打标机的传送机构

在飞行状态打标的时候

主要用来负责传送需要加工的工件

通过测速装置

来精确测量工件移动的实时速度

并且能够及时反馈给控制系统

来进行补偿调整

第四部分：总结（时间：…5…分钟）激光打标机主要由控制系统、激光器、扫描振镜系统、电源系统、传送机构等部分组成第五部分：布置作业，说清楚作业的要求（时间：…5…分钟）

1、激光打标机主要由哪五部分组成

2、激光打标机电源采用何种电源