PCB在线激光镭雕机使用教程

一、设备简介

PCB在线激光镭雕机是一种专为印刷电路板(PCB)标记设计的精密设备，采用激光技术在产品表面进行永久性标记，具有非接触、高精度、高效率等特点，广泛应用于PCB序列号、二维码、条形码、LOGO等信息的雕刻。

二、安全注意事项

1. 操作前必须佩戴专用激光防护眼镜

2. 设备运行时禁止打开防护罩

3. 保持工作区域通风良好

4. 禁止在设备运行时进行维护操作

5. 设备附近禁止放置易燃易爆物品

三、操作前准备

1. 检查设备电源连接是否正常(220V±10%，50Hz)

2. 确认气源连接正常(0.5-0.8MPa压缩空气)

3. 打开设备主电源开关

4. 启动计算机及控制软件

5. 检查激光器冷却系统运行状态

四、操作步骤

1. 软件设置

1. 打开激光打标控制软件

2. 导入需要雕刻的图形或文字文件(DXF/PLT/BMP等格式)

3. 设置雕刻参数：

– 激光功率：30-80%(根据材料调整)

– 雕刻速度：100-800mm/s

– 频率：20-80kHz

– 填充间距：0.02-0.1mm

4. 设置原点位置

2. 工件定位

1. 将PCB板固定在治具上

2. 使用CCD摄像头进行视觉定位

3. 调整焦距(通常工作距离为100-200mm)

4. 进行样品测试雕刻

3. 开始雕刻

1. 确认参数设置无误

2. 关闭防护门

3. 点击”开始”按钮

4. 观察雕刻过程是否正常

4. 质量检查

1. 检查雕刻深度是否均匀

2. 确认图案清晰度

3. 检查有无漏雕或过烧现象

4. 必要时调整参数重新测试

五、日常维护

1. 每日清洁光学镜片(使用无水乙醇和专用擦镜纸)

2. 每周检查导轨润滑情况

3. 每月清理风机过滤网

4. 每季度检查激光器冷却液状态

5. 每年由专业人员进行全面保养

六、常见问题处理

1. 雕刻不清晰：

– 检查焦距是否正确

– 适当增加激光功率

– 降低雕刻速度

2. 位置偏移：

– 重新进行视觉定位

– 检查治具是否松动

– 校准CCD摄像头

3. 设备报警：

– 查看报警代码

– 检查相关部件连接

– 联系售后服务人员

七、注意事项

1. 不同材质的PCB板需要调整不同参数

2. 雕刻前务必进行样品测试

3. 长时间不使用应关闭激光器电源

4. 定期备份重要参数设置

5. 未经培训人员禁止操作设备

通过本教程的学习，操作人员应能掌握PCB在线激光镭雕机的基本操作方法。如需更详细的技术支持，请参考设备说明书或联系厂家技术人员。

PCB在线激光镭雕机作业指导书

一、设备概述

PCB在线激光镭雕机是一种高精度自动化设备，用于在印刷电路板（PCB）表面进行永久性标记，如序列号、二维码、LOGO、生产日期等。该设备通过激光束在PCB表面形成高对比度标记，具有非接触、无耗材、高效率等特点，适用于大批量生产环境。

二、安全注意事项

1. 激光安全

– 操作时严禁直视激光束或反射光，需佩戴专用激光防护眼镜。

– 设备运行时禁止打开防护罩，避免激光泄漏。

2. 电气安全

– 设备接地必须可靠，禁止湿手操作电源开关。

– 紧急情况下立即按下急停按钮。

3. 环境要求

– 工作环境温度：10-35℃，湿度≤70%，无粉尘、腐蚀性气体。

三、操作流程

1. 开机准备

– 检查设备电源、气源（如配备气冷系统）连接是否正常。

– 清洁工作台面，确保无杂物阻挡激光路径。

– 佩戴防静电手环，防止PCB静电损伤。

2. 设备启动

– 开启总电源，启动控制软件，完成系统自检。

– 载入预存镭雕程序或导入新文件（支持DXF、PLT等格式）。

3. PCB定位与校准

– 将PCB放置于工作台定位夹具上，确保平整无偏移。

– 使用视觉定位系统（CCD）对PCB基准点（Fiducial Mark）进行校准，误差需≤0.1mm。

4. 参数设置

– 激光功率：根据PCB材质（FR4、铝基板等）调整，通常为20%-60%额定功率。

– 雕刻速度：推荐500-2000mm/s，精细图案需降低速度。

– 频率与焦距：频率20-80kHz，焦距通过自动调焦模块校准。

5. 试雕与验证

– 在废板或边角料上试雕，检查标记清晰度、深度。

– 使用显微镜或扫码枪验证二维码/条码可读性。

6. 批量生产

– 启动自动模式，设备按程序连续作业。

– 每30分钟抽检一次标记质量，记录《镭雕过程检验表》。

7. 关机与维护

– 作业完成后关闭激光电源，清洁工作台和光学镜片（用无水乙醇擦拭）。

– 填写设备点检表，记录异常情况。

四、常见问题处理

| 问题现象 | 可能原因| 解决方案 |

|-|–|–|

| 标记模糊或不连续 | 激光功率不足/焦距偏移| 重新校准焦距，提高功率 |

| 位置偏差 | PCB定位不准或基准点错误| 检查夹具，重新校准CCD|

| 雕刻区域烧焦 | 功率过高或速度过慢 | 降低功率，提高雕刻速度 |

五、维护保养

1. 每日保养

– 清洁光学镜片、导轨灰尘。

– 检查冷却系统（风冷/水冷）运行状态。

2. 月度保养

– 润滑传动部件（如丝杠、导轨）。

– 校准激光光路，确保光束同心度。

六、附录

– 设备参数：

– 激光类型：光纤激光（波长1064nm）

– 雕刻精度：±0.02mm

– 最大加工尺寸：400mm×300mm

– 相关文件：

– 《激光设备安全操作规程》

– 《PCB镭雕质量标准》

编制： 技术部

版本号： V1.2

生效日期： 2023-11-01

（注：本指导书需配合现场培训使用，操作人员需持证上岗。）

激光镭雕机工作原理

一、激光镭雕技术概述

激光镭雕机是一种利用高能量激光束在材料表面进行精确雕刻的先进设备。这项技术自20世纪60年代激光器发明以来不断发展成熟，现已成为现代制造业中不可或缺的加工手段。与传统机械雕刻相比，激光镭雕具有非接触、高精度、高效率、无刀具磨损等显著优势，广泛应用于金属加工、塑料标记、电子产品、珠宝首饰、医疗器械等多个领域。

二、激光发生系统

激光镭雕机的核心是激光发生系统，主要由激光介质、泵浦源和光学谐振腔三部分组成。常见的工业用激光器包括CO2激光器（气体激光器，波长10.6μm）、光纤激光器（固态激光器，波长1.06μm）和YAG激光器（固态激光器，波长1.064μm）。当泵浦源（如电流或闪光灯）向激光介质提供能量时，介质中的原子被激发到高能级，随后通过受激辐射产生相位、频率、方向一致的单色激光。光学谐振腔由两片平行反射镜构成，一片全反射，一片部分透射，通过反复振荡放大激光信号，最终输出高能激光束。

三、光束传输与聚焦系统

从激光器输出的原始光束需经过精密的光路系统传输和整形。扩束镜首先调整光束直径，随后通过反射镜改变光路方向。振镜系统是高速雕刻的关键部件，由X/Y轴两个高速振镜电机驱动反射镜片，可在计算机控制下实现激光束的快速偏转，扫描速度可达每秒数米。聚焦透镜组（通常为F-θ透镜）将平行激光束会聚为极细的焦点（直径可达0.01mm），在工件表面形成超高能量密度（可达10^6-10^8W/cm²），使材料瞬间汽化或发生化学物理变化。

四、材料相互作用机理

激光与材料相互作用的过程复杂多样，主要包括：

1. 热效应：金属材料主要吸收激光热能，局部温度急剧升高至熔点或沸点，材料熔化蒸发形成凹坑

2. 光化学分解：某些聚合物在特定波长激光作用下发生分子键断裂

3. 光剥离：材料表层吸收能量后以等离子体形式喷射脱离

4. 变色反应：部分材料在激光作用下发生氧化或晶格结构改变，产生颜色对比

不同材料需要选择相应波长和参数的激光，如CO2激光适合加工非金属，光纤激光则擅长金属标记。

五、计算机控制系统

现代激光镭雕机采用全数字化控制，主要包括：

1. 图形处理软件：将矢量图或位图转换为激光路径指令

2. 运动控制卡：精确控制振镜偏转角度和激光开关时序

3. 参数数据库：存储不同材料的加工参数（功率、速度、频率等）

4. 视觉定位系统（高端机型）：通过CCD相机实现精确定位和误差补偿

六、典型应用与工艺参数

以不锈钢深雕为例，典型参数为：激光功率50W，脉冲频率20kHz，扫描速度500mm/s，离焦量+2mm，采用氮气辅助保护。而在塑料表面浅标记时，则可能使用10W功率，100kHz频率和2000mm/s的高速扫描。通过精确控制这些参数组合，可实现从微米级二维码到毫米级立体浮雕的各种加工效果。

七、技术发展趋势

当前激光镭雕技术正向更高精度（亚微米级）、更快速度（超高频脉冲）、更智能化（AI参数优化）方向发展。紫外激光和超短脉冲（皮秒/飞秒）激光的普及，使得对热敏感材料的冷加工成为可能。同时，与机器人、3D视觉等技术的融合，正推动激光镭雕向柔性化、自动化生产系统演进。

激光镭雕技术以其独特的加工优势，持续拓展在精密制造领域的应用边界，成为现代工业微加工不可或缺的重要手段。