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标题: 如何提高激光打标速度??? [打印本页]

作者: Ge 时间: 2003-8-12 00:32
标题: 如何提高激光打标速度???

  各位朋友:

  如何实现超快激光打标,提高打标速度, 也许是我们经常遇到的实际问题.

  在此, 我们能否仁者见仁,智者见智, 各抒己见来探讨一下呢?

  多谢您的留言!

作者: alanick 时间: 2003-8-12 00:51
标题: 如何提高激光打标速度???
提高打标的速度的方法有很多。
1.提高激光器的频率。这上面光纤激光器有一定的优势，因为其最低频率就是20K（当然这要看具体的标记内容了，某些图形不一定光纤激光器就标记得快。我以前有个帖子说过这方面的事情的）。如果激光器的频率跟不上，单谈提高打标速度是没有意义的，因为标记出来的都是点状。
2.加大激光器的能量。速度加快后，每点的停留时间，也就是曝光时间会减少，标记的效果也会受到影响。所以提高打标的速度，相应的激光能量也要加大，否则可能在工件表面什么痕迹都留不下。
3.提升扫描速度。在解决了上述的两个问题后，可以考虑提升扫描头的速度。一般的振镜的扫描速度在1.5m/s，定位速度在7m/s。这个中间有很多提升速度的办法，如减小各种延时时间什么的。但是这些都会对标记效果带来不好的影响，还是要看具体的效果要求而定。因为速度的提升离开了标记效果，一点意义都没有。

作者: Ge 时间: 2003-8-12 01:20
标题: 如何提高激光打标速度???

我最关心的是如何挖掘和扫描头和软件速度!

如果激光器是不变的, 我们如何来实现最高速度的标志呢?

多谢!

作者: alanick 时间: 2003-8-12 01:28
标题: 如何提高激光打标速度???
最有效的办法是降低标记点的密度，比如说原来每个点都要出光，现在每两个点出一次光，速度一下就可以提高不少。不过这种方法我感觉是揠苗助长。

作者: Ge 时间: 2003-8-12 21:43
标题: 如何提高激光打标速度???

扫描头和软件等方面就没工作可以改进工作的吗?

现在世界上最快的振镜有多快呀???

作者: alanick 时间: 2003-8-12 21:49
标题: 如何提高激光打标速度???
现在有别的更快的扫描方式，但不是振镜。

作者: solojackie 时间: 2003-8-13 17:12
标题: 如何提高激光打标速度???
我觉得提升扫描速度的首要因素是在激光器上。激光的脉冲频率越高，峰值功率越大，就意味着可以更快的标记。至于振镜，跟软件方面，当然还有相当大的潜力，只是很难突破，而且以激光器的改善为前提。现在用的I/O控制卡大多是ISA或PCI的，他们的转换时间跟送数时间都在us量级，而最快的振镜也在亚us或者干脆是ms量级，试想一下，如果振镜的速度跟上来的话，那么标记速度可以提高几十倍是不成问题的。当然，软件方面，越接近计算机的低层，控制速度就越快些。编程序就越难些。假设，谁可以直接用汇编来编一个程序的话，那么速度肯定要比现在的快n倍。：）以上只是个人看法。不当之处见谅！

作者: Ge 时间: 2003-8-13 18:22
标题: 如何提高激光打标速度???

  紧急采购:

  1、速度在微秒量级的振镜！

  2、直接采用汇编语言编制的打标软件！

  符合我的要求，价格无忧！

作者: alanick 时间: 2003-8-13 20:33
标题: 如何提高激光打标速度???
一个好的打标软件不仅仅是速度控制的问题，还要有强大的功能，便利的操作等。汇编编的软件可以用作下位机的控制，上位机的最好还是用可操作性强一点的比较好。

作者: Ge 时间: 2003-8-13 21:06
标题: 如何提高激光打标速度???

脉宽是ns级的,而震镜转动速度是us级的, 这么说是扫不开的了?

那为什么在显微镜下看, 我还是可以看到一个点一点排着的呀?

作者: solojackie 时间: 2003-8-13 22:48
标题: 如何提高激光打标速度???
你看看重复频率就好了,不要管脉宽,重复频率达不到,振镜速度再快也没有用。
现在的激光器的重复频率100khz的话,那么它的脉冲间隔是10us.

作者: alanick 时间: 2003-8-13 23:15
标题: 如何提高激光打标速度???
我想你先要搞清楚脉宽和频率的关系。频率是每秒钟激光器发出激光的次数，比如说你们的光纤激光器频率是20K--100K，即激光器每秒会发射20K--100K次。频率的倒数是周期，即一个激光脉冲发出到下一个激光脉冲发出的时间，也就是10us--50us。而脉宽是激光脉冲持续的时间，这个时间肯定是小于脉冲周期的（如果是相等的话，就是连续的激光器了）。决定标记速度快慢的不是脉宽，而是频率。就目前来说，影响标记速度的瓶颈在于激光器，而不是振镜。

作者: Ge 时间: 2003-8-14 18:34
标题: 如何提高激光打标速度???

  是的.

  如果激光器50us出一个脉冲,而振镜100us才震动一次, 他如何可以

  把每一个脉冲扫开???

  现在最好的振镜的响应时间可以做到多少?

作者: alanick 时间: 2003-8-14 18:39
标题: 如何提高激光打标速度???
响应时间和扫描时间是不一样的，不可以用响应时间来计算扫描速度的。

作者: Ge 时间: 2003-8-14 18:43
标题: 如何提高激光打标速度???

那最快的扫描速度是多少呀?

它可以在us内振动一次吗?

谢谢!

作者: alanick 时间: 2003-8-14 18:58
标题: 如何提高激光打标速度???
完全可以

作者: Ge 时间: 2003-8-14 19:40
标题: 如何提高激光打标速度???

那如何在软件上做点改进, 可以提高我的标刻速度呢?

谢谢!

作者: alanick 时间: 2003-8-14 19:44
标题: 如何提高激光打标速度???
软件这个东西就不好说了，算法是最重要的，直接决定了速度的快慢。然后是各种延时，如起笔、落笔、跳跃、拐点等等，还有对图形笔顺的优化等。

作者: 土豆 时间: 2003-8-15 00:06
标题: 如何提高激光打标速度???
现在的振镜直线速度也不低了，一般有5000-7000m/s，
1ns可移动5-7um吧？
激光束的直径经过聚焦后一般是十几个微米？
就要看你的激光调制占空比是多少了，
如果出光时间是数纳秒，出光间隔时间呢？
如果是50us的话，振镜就移动了250-350um，
至少也是50-100um吧，如果你的激光直径是30um，
显微镜应该可以看到这个数十微米的光点间距了？

所以振镜的速度再提高，可能就要调整激光的占空比了，
或者干脆用连续激光了？
如楼上说的，还有个标记质量的问题，
振镜的角速度可能不好加快了，定型的机械产品调不好就会出问题？
（比如电机过冲、抖动什么的）

可以试的大概是增加投射距离？
这样在相同的振镜角速度下，可以得到更大的直线速度，
不过就要调整聚光镜的位置或更换聚光镜了？
当然还要看激光的占空比和功率是否足够，
实际是否行的通可不知道了，只是按理说好象是存在这种可能性？

这个乏味应该比较清楚吧？他们就生产扫描振镜聚光镜的嘛？

作者: alanick 时间: 2003-8-15 00:09
标题: 如何提高激光打标速度???
土豆兄这一说提醒了我，最简单的方法就是换个大场镜，速度可以提高不少。不过相应的标记精度和效果会变差

作者: 土豆 时间: 2003-8-15 00:27
标题: 如何提高激光打标速度???
看来还是有这种说法的了？
那就要看大场镜的聚焦效果和激光占空比和功率是否足够了，
那就要找乏味了，他们的聚光镜是平场线性的，
是否有足够长的焦距就不知道了，
不过焦距即使增加一倍，振镜的直线速度也只能增加一倍左右，
（相似三角形的意思？）

作者: alanick 时间: 2003-8-15 01:30
标题: 如何提高激光打标速度???
场镜大了的话，可以通过改进扫描架的设计使速度提高一些，所以土豆兄说的“焦距即使增加一倍，振镜的直线速度也只能增加一倍左右”可以做到更大。

作者: Ge 时间: 2003-8-15 01:37
标题: 如何提高激光打标速度???

楼上两位言之有理呀!

不知有软件高手谈谈如何改进软件来提供速度??

作者: 土豆 时间: 2003-8-15 03:26
标题: 如何提高激光打标速度???
[这个贴子最后由土豆在 2003/08/14 07:32pm 第 1 次编辑]

是不是把扫描转镜与聚焦镜的间距调大一些呢？这就需要大场镜了？
再选择焦距较长的大场镜？
那么电脑上显示的字体还要减小才行吧？
那激光点的密度不够可能会影响质量了？还是要激光脉冲宽度增加，加大占空比？
这还要考虑激光瞬间输出功率的问题了，
IPG觉得实际实施起来有问题吗？那些宝贝设备不好乱动、乱试的吧？

软件上可不好说了，电信号传输应该足够快了，
可能关键是机械传动的东西不可能做的很快吧？
刹不住车怎么办？总要有个电机、齿轮加速、减速的过程呀，
我以前也做过一点伺服电机的玩意，可不是那么好调整精确的，
电机速度一快，就容易不听使唤了，

比如打印机吧，瓶颈还是机械速度慢，激光转镜扫描打印虽然快乐很多，
可还是有个机械转镜的速度问题，最好是以后想办法用电子的光扫描法，
比如象“克尔盒”那种东东，
能用双折射晶体两端的电场的高低直接控制光线偏转的角度就好了，

另外你们现在用的是点阵字体还是矢量字体呢？
好象矢量化的字体、图形在绘图机上要快一些？不知在这里怎样，

作者: alanick 时间: 2003-8-15 19:03
标题: 如何提高激光打标速度???
振镜的两个电机的间距以及电机到场镜的距离非常重要，在能够保证镜片不发生干涉（打架）现象的前提下，缩短这个距离，可以使扫描幅面加大。加大激光脉冲的宽度，增加占空比只能提高激光的能量，对激光的频率不会发生改变。你想想，激光的光点就那么多，但是分布的距离不一样了，点的密度自然就会发生变化，对标记的质量也会产生影响了。
我们现在用的基本上是矢量的，点阵式的也有，但是较少。

作者: 土豆 时间: 2003-8-15 19:32
标题: 如何提高激光打标速度???
在频率不变的情况下，增加脉冲宽度（增加占空比）相当于减小了打点间距？
即原来的圆点可能变成“长点”或短线？这样质量可能会好一点，
不过激光晶体的发热会增加，散热跟不上的话可能影响激光输出功率（热透镜）？

另外可能实际打标的时间主要花费在电机加、减速上了，
所以即使电机需要旋转的角度减小，也不会有很明显的打标速度增加？

作者: alanick 时间: 2003-8-15 20:28
标题: 如何提高激光打标速度???
激光的输出是ns级的，而振镜的移动是us级的，所以不会出现你说的那种圆点变成“长点”或短线的情况。在频率不变的情况下，增加脉冲宽度，可以使激光输出能量增加，相应的标记出来的点会变大，可以弥补一下因为点的密度不够引起的问题。

作者: Ge 时间: 2003-8-15 22:02
标题: 如何提高激光打标速度???

既然振镜的速度比要超过脉冲与脉冲之间的时间间隔, 而且很大一部分时间是浪费

在脉冲消失之后,由于其很大的确占空比.

所以, 为了提供速度,在激光起上, 我们只有提高重复频率;保持脉宽不变,而减少占

比. 同时, 要采用长的焦聚透镜, 大的场镜, 提高激光功率

作者: solojackie 时间: 2003-8-16 00:29
标题: 如何提高激光打标速度???
我认为单纯的提高标记速度已经没有什么意义了。我赞同在激光器上下工夫。提高激光的重复频率，提高占空比，压缩脉宽等等，但是，通过加大场镜的焦距来提高速度的话，我觉得有些不好。这样会降低标记的质量。如果按基模光束算的话，工作距离加大了一倍，那么光斑的尺寸也增大将近一倍。光束的能量密度降低4倍。这样我觉得就化不来了。

作者: alanick 时间: 2003-8-16 00:46
标题: 如何提高激光打标速度???
楼上的说的对。加大场镜的幅面带来的负面效应可能远大于它的好处，特别是在要求比较高的场合。

作者: Ge 时间: 2003-8-16 01:10
标题: 如何提高激光打标速度???

  但是你可以提高激光功率呀!

  宽幅面就可以这样实现的!

作者: solojackie 时间: 2003-8-16 01:20
标题: 如何提高激光打标速度???
那样的话，干吗不用动态聚焦呢？

作者: 土豆 时间: 2003-8-16 02:24
标题: 如何提高激光打标速度???

下面引用由alanick在 2003/08/15 12:28pm 发表的内容：
激光的输出是ns级的，而振镜的移动是us级的，

我原来算错了，还有个毫秒，
看来要把ns级的脉冲宽度增加到us级或ms级了？变化是大了点，
增加频率是可以使点的密度增加，不过点的深度可能会受影响？
看来要比较彻底的解决问题还是要有直接电控光扫描系统，
调焦只能提高一点速度，还要周全考虑不少其他因素？

作者: alanick 时间: 2003-8-16 02:42
标题: 如何提高激光打标速度???
IPG：有些场合不是单纯的提高激光能量就能解决的，比如说手机键盘剥皮，需要的是好的光学模式，能够把材料表面气化。场镜加大以后，光点变得很粗，功率密度会下降得很厉害，达不到要求的效果。即便是将功率加大，也不一定能够达到小场镜情况下的精细度。宽幅面只是指的扫描面积，可以通过一些手段来解决，跟提不提高激光器的能量无关。
solojackie：动态聚焦可以加大扫描面积，但同样会有光点粗大的问题存在。
土豆：频率的增加，肯定会带来点的深度的变化。脉宽增加会使激光的峰值功率下降，有可能无法使材料表面发生变化。

作者: solojackie 时间: 2003-8-16 16:26
标题: 如何提高激光打标速度???
alanick ,多谢指正！
那么目前而言的话，如果是提高速度的话，首先要从改善激光器的性能着手了。其次，利用新的扫描技术实现。当然我认为提高速度的前提应该保证标记的质量为先！

作者: Ge 时间: 2003-8-16 20:00
标题: 如何提高激光打标速度???
alanick:

场镜加大,如果平均功率不提高的话,功率密度肯定会下降, 但我提高平均功率呀,

它的光密度也不会下降呀!!!

确实点可能会变粗, 这就看你采用哪种激光器了! 比如采用20W的脉冲光纤激光器,

如场镜是50mm的话,线宽是8um, 120mm的话是17um,如果我采用很大的场镜,比如200

的, 线宽也还只是20um. 而线宽20um还不算精细打标吗?

你们灯泵的YAG线宽实际上都是50um吧,由于光属质量很差,所以只要稍微加长场镜

它的光密度和线宽就变得十分厉害. 而光纤激光器就不会这样的.

关键是激光的光束质量, 如果有好的激光器, 你们以前那些顾虑就不会存在了.

作者: alanick 时间: 2003-8-16 22:41
标题: 如何提高激光打标速度???
功率密度跟光斑直径的平方成正比，也就是说在保证功率密度一定的情况下，光斑直径增加一倍，激光能量是要增加3倍的，这个增长不是在所有场合都能令人接受的。光斑聚焦后的大小变化跟光学质量的好坏没有很直接的关系，对于基模的高斯光束聚焦，聚焦后的光斑直径仍然是跟焦距成正比的。光学质量差只会使光斑变得更大。光纤激光器的模式好，加长焦距，的确比灯泵的效果要好得多。但是焦距的加长，必然带来能量在空间传播时更大的损耗，这些都是不可预测的。
我上次问你要的光纤激光器的标记的样品你什么时候给我？我从别的地方收集到的光纤激光器的标记样品的线宽跟你说的差的比较远。
我说这些不是说光纤激光器不好，相反，由于光纤激光器的光学质量比较好，能够比灯泵的使用更长焦距的聚焦镜。但是正是由于它的光学质量好，聚的更细，有些场合反而不适合了。我原来有个帖子有这方面的计算，你可以找出来看看（我想你应该看过的，你的帖子跟旧论坛上的ciom是一个风格的，所以我估计ipg和ciom实际都是你）。建议你不要把光纤激光器用到填充标记的场合（如上面的手机按键剥皮），不但体现不出来优势，反而容易给人慢的感觉。一个好东西，一定要把它用到最适合他的地方去。

作者: 土豆 时间: 2003-8-17 01:41
标题: 如何提高激光打标速度???
想问个问题，
晶体激光器的瞬间输出功率是否与其脉冲宽度成反比？
或者说晶体激光器是否适合用来做“超快激光器”？

比如说现在的晶体激光器脉宽很容易做到ns级，
那么其瞬间功率是否比连续工作时的高很多呢？

因为一般固体调Q激光器只给出平均功率的指标，好象一般不给出峰值功率？
而气体调Q激光器就会给出峰值功率，而且一般峰值功率比平均功率高一倍多？
不知是不是固体激光器的脉宽即使很窄，也不会产生较高的瞬间峰值功率？
望多指点，

作者: alanick 时间: 2003-8-17 06:23
标题: 如何提高激光打标速度???
是这样的。假设激光器是连续工作的，功率为50W，这样每秒钟的能量是50J。经过调Q后，激光变成脉冲的，但是每秒钟的总能量是不会改变的。假设脉冲的宽度被压缩成100ns，这样激光的峰值功率可以达到50J*1s/100ns=5*10^8W=500MW。如果脉冲能够被压缩得更短，峰值功率可以达到更高。

作者: xiang 时间: 2003-8-18 01:20
标题: 如何提高激光打标速度???
打标机如果做成激光打印机那种方式是不是更快？

作者: Ge 时间: 2003-8-18 16:36
标题: 如何提高激光打标速度???

因为很多固体激光器的脉宽是可以调节的,所以峰值功率不是固定的.

作者: alanick 时间: 2003-8-18 18:12
标题: 如何提高激光打标速度???
我认为现在打标机速度提不高的根本原因在激光器上，而不是在控制上。
IPG说得对，所以一般的激光器的参数上提到峰值功率都要标明是在多少频率的情况下。

作者: Jon.tian 时间: 2009-2-24 17:23
Alanick解释比较专业精辟！

作者: xiang 时间: 2009-2-24 17:30

我认为现在打标机速度提不高的根本原因在激光器上，而不是在控制上。
IPG说得对，所以一般的激光器的参数上提到峰值功率都要标明是在多少频率的情况下。
alanick 发表于 2003-8-18 18:12

赞同兄弟的说法

作者: bai3697 时间: 2009-2-24 19:33
本帖最后由 bai3697 于 2009-2-24 19:34 编辑

想问个问题，
晶体激光器的瞬间输出功率是否与其脉冲宽度成反比？
或者说晶体激光器是否适合用来做“超快激光器”？

比如说现在的晶体激光器脉宽很容易做到ns级，
那么其瞬间功率是否比连续工作时的高很多呢？

因为 ...
土豆发表于 2003-8-17 01:41

一般对于准连续激光器而言,单脉冲能量=平均功率/重复频率, 峰值功率也就是土豆兄讲的瞬间输出功率=单脉冲能量/脉冲宽度,也就是说在单脉冲能量不变的话峰值功率与脉冲宽度成反比.至于晶体适合不适合做超快,这还要看所用晶体本身的性质,要看它适合不适合做锁模---现在固体激光器瞬间功率一般会比连续功率高,而且不只是一个数量级的关系---
也如alanick兄所言---
上述仅为个人的一点看法,有错误见谅!

作者: fanzf 时间: 2009-2-25 23:32
激光点密度可用打标速度除以Q频率计算出来。
要提高打标速度，
一是提高激光的Q频，
二是提高激光器的功率，
三是用更小的扫描振镜片。
四是用优秀的扫描振镜系统，
五是优化扫描的顺序，
六是优化标记软件的算法。

作者: a5317a 时间: 2009-2-26 08:10
打标速度主要与应用有关，但是光源的频率、光功率密度、光峰值功率都要高，还有就是打标振镜也要快。

作者: baiwen199199 时间: 2009-2-27 19:22
1# ipg

你们公司是什么类型的啊我现在用的是半导体激光打标机，我觉得把步长延时调小一点，
会快一点，不过一定要把电流调大要不打出的效果就不好了

作者: tao_f 时间: 2009-8-13 21:47
太历害了,个个都很专业呀,

作者: zsamdzha 时间: 2010-6-21 10:45
学习.....

作者: XHlaser2010 时间: 2010-7-6 16:44
学习了，不过好像多于我来说有点不实际，在实际激光打标过程中绝对不可能会换什么软件，控制卡之类的

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