激光雕刻機:利用激光進行雕刻的數控設備-中文百科頻道

激光雕刻機概述

激光雕刻機既是利用激光對需要雕刻的材料進行雕刻的科技設備。激光雕刻機不同于機械雕刻機和其他傳統的手工雕刻方式，機械雕刻機是使用數控機械，比如高硬度金剛石等硬度極高的材料來雕刻其他硬度較低東西。

激光雕刻機也叫鐳雕機，它包括激光器和其輸出光路上的氣體噴頭，所說氣體噴頭的一端為窗口、另一端為與激光器光路同軸的噴口，氣體噴頭的側面連接有氣管，特别是所說氣管與空氣或氧氣源相連接，所說空氣或氧氣源的壓力為0．1～0．3MPa，所說噴口的内壁為圓柱狀，其直徑為1．2～3mm、長度為1～8mm；所述的氧氣源中的氧氣占其總體積的60％，所述的激光器和氣體噴頭間的光路上置有反射鏡。它能提高雕刻的效率，使被雕刻處的表面光滑、圓潤，迅速地降低被雕刻的非金屬材料的溫度，減少被雕刻物的形變和内應力；可廣泛地用于對各種非金屬材料進行精細雕刻的領域。

主要參數

X軸行程：1300

Y軸行程：900mm

激光功率：80w

驅動方式：高速步進電機傳動

鏡頭升降：25mm

雕刻面積：1300*900mm

外形尺寸：1920 x 131 Ox 1070mm

切割速度：0-24,000mm/min

前後送料功能：Yes

定位精度：<001mm

圖片支持格式：BMP,HPGL,PLT,DST,DXF,AI

分辨率：1000DPI

重複定位精度：± 0.05mm

最小成形文字：漢字2*2mm,英文1.5*1.5mm

加工速度：0—800mm/s

冷卻方式：強制水冷保護系統

輔助設置：抽風機，排煙管

工作電壓：220V± 10%

工作環境溫度：5.35度

激光雕刻機工作原理

使用激光雕刻和切割，過程非常簡單，如同使用電腦和打印機在紙張上打印。您可以在Win98/Win2000/WinXP/win7環境下利用多種圖形處理軟件，如CorelDraw等進行設計，掃描的圖形，矢量化的圖文及多種CAD文件都可輕松地“打印”到雕刻機中。唯一的不同之處是，打印将墨粉塗到紙張上，而激光雕刻是将激光射到木制品、亞克粒、塑料闆、金屬闆、石材等幾乎所有的材料之上使材料發生化學變化從而達到雕刻效果。

點陣雕刻

點陣雕刻酷似高清晰度的點陣打印。激光頭左右擺動，每次雕刻出一條由一系列點組成的一條線，然後激光頭同時上下移動雕刻出多條線，最後構成整版的圖象或文字。掃描的圖形，文字及矢量化圖文都可使用點陣雕刻。

矢量切割

與點陣雕刻不同，矢量切割是在圖文的外輪廓線上進行。我們通常使用此模式在木材、亞克粒、紙張等材料上進行穿透切割，也可在多種材料表面進行打标操作。

雕刻速度：雕刻速度指的是激光頭移動的速度，通常用IPS（英寸/秒）表示，高速度帶來高的生産效率。速度也用于控制切割的深度，對于特定的激光強度，速度越慢，切割或雕刻的深度就越大。您可利用雕刻機面闆調節速度，也可利用計算機的打印驅動程序來調節。在1%到100%的範圍内，調整幅度是1%。悍馬機先進的運動控制系統可以使您在高速雕刻時，仍然得到超精細的雕刻質量

雕刻強度：雕刻強度指射到于材料表面激光的強度。對于特定的雕刻速度，強度越大，切割或雕刻的深度就越大。您可利用雕刻機面闆調節強度，也可利用計算機的打印驅動程序來調節。在1%到100%的範圍内，調整幅度是1%。強度越大，相當于速度也越大。切割的深度也越深。

光斑大小：激光束光斑大小可利用不同焦距的透鏡進行調節。小光斑的透鏡用于高分辨率的雕刻。大光斑的透鏡用于較低分辨率的雕刻，但對于矢量切割，它是最佳的選擇。新設備的标準配置是2.0英寸的透鏡。其光斑大小處于中間，适用于各種場合。

可加工材質

雖然幾乎所有的金屬材料在室溫對紅外波能量有很高的反射率，但發射處于遠紅外波段10.6um光束的JQCO2激光器還是成功的應用于許多金屬的激光切割實踐。金屬對10.6um激光束的起始吸收率隻有0.5%~10%，但是，當具有功率密度超過106w/cm2的聚焦激光束照射到金屬表面時，卻能在微秒級的時間内很快使表面開始熔化。處于熔融态的大多數金屬的吸收率急劇上升，一般可提高60%~80%。

碳鋼

現代激光切割系統可以切割碳鋼闆的最大厚度可達20MM，利用氧化熔化切割機制切割碳鋼的切縫可控制在滿意的寬度範圍，對薄闆其切縫可窄至0.1MM左右。

不鏽鋼

激光切割對利用不鏽鋼薄闆作為主構件的制造業來說是個有效的加工工具。在嚴格控制激光切割過程中的熱輸入措施下，可以限制切邊熱影響區變得很小，從而很有效的保持此類材料的良好耐腐蝕性。

合金鋼

大多數合金結構鋼和合金工具鋼都能用激光切割方法獲得良好的切邊質量。即使是一些高強度材料，隻要工藝參數控制得當，可獲得平直、無粘渣切邊。不過，對于含鎢的高速工具鋼和熱模鋼，激光切割時會有熔蝕和粘渣現象發生。

鋁及合金

鋁切割屬于熔化切割機制，所用輔助氣體主要用于從切割區吹走熔融産物，通常可獲得較好的切面質量。對某些鋁合金來說，要注意預防切縫表面晶間微裂縫産生。

銅及合金

純銅（紫銅）由于太高的反射率，基本上不能用CO2激光束切割。黃銅（銅合金）使用較高激光功率，輔助氣體采用空氣或氧，可以對較薄的闆材進行切割。

钛及合金

純钛能很好耦合聚焦激光束轉化的熱能，輔助氣體采用氧時化學反應激烈，切割速度較快，但易在切邊生成氧化層，不小心還會引起過燒。為穩妥起見，采用空氣作為輔助氣體比較好，以确保切割質量。

飛機制造業常用的钛合金激光切割質量較好，雖然切縫底部會有少許粘渣，但很容易清除。

鎳合金

鎳基合金也稱超級合金，品種很多。其中大多數都可實施氧化熔化切割。

皮革、紡織服裝行業中應用

激光雕刻機能提高雕刻的效率，使被雕刻處的表面光滑、圓潤，迅速地降低被雕刻的非金屬材料的溫度，減少被雕刻物的形變和内應力；可廣泛地用于對各種非金屬材料進行精細雕刻的領域。所以在皮革、紡織服裝行業内逐漸得到廣泛的應用。主要的應用有激光雕刻機繡花、激光雕刻機噴花和激光雕刻機标花。

第一，激光雕刻機繡花。傳統的紡織面料制作工藝需要後期的磨花、燙花、壓花等加工處理，而激光雕刻機燒花在此方面具有制作方便、快捷、圖案變換靈活、圖像清晰、立體感強、能夠充分表現各種面料的本色質感，以及曆久常新等優勢。所以激光雕刻機繡花主要适應企業有：紡織面料後整理加工廠、面料深加工廠、成衣服裝廠、面輔料及來料加工企業。

第二，激光雕刻機噴花。通過激光雕刻機數控的激光照射，汽化牛仔布料表面的染料，從而在各種牛仔面料上制作出不會退色的影像圖案、漸變花形、貓須磨砂等效果。激光雕刻機牛仔噴花加工做為是一項新興的、有豐厚加工利潤和市場空間。所以非常适合牛仔服裝廠、水洗廠、加工型等企業和個人進行牛仔系列産品的增值深加工。

第三，激光雕刻機标花。激光雕刻機标花主要應用在皮革面料上，激光雕刻機的優勢在于可以在各種皮革面料上快速雕刻和镂空出各式圖案，而且操作方面靈活，同時不會使皮革表面産生任何形變，以體現出皮革本身的顔色與質感。所以很受鞋面、鞋材、皮具、手袋、箱包、皮服等加工生産廠家的歡迎。

第四，激光雕刻機的優勢。皮革專用激光雕刻切割機打破了傳統手工和電剪速度慢和難以排版,充分解決了效率達不到和浪費材料的難題.激光切割機速度快，操作簡單，隻需把所要裁剪的圖形及尺寸輸入到電腦，激光切割機就會把整張的材料裁剪成您所需要的成品，不用刀具、不需要模具，利用激光實現非接觸式加工，簡便快速。

用于皮革、箱包企業及皮鞋、鞋材生産企業的激光切割雕刻機, 集切割、雕刻和镂空于一身，适用各種皮革料的加工：高檔鞋材、皮包、皮衣切割特殊形狀，無毛邊，尺寸标準，誤差小（±0.1mm），效果柔軟，無高周波或刀模切壓的生硬感。另可于皮革上刻畫特别效果或圖案，使成品更顯精細及别具創意。

市面上超過三分之二的紡織服裝面料可利用激光雕刻機來雕刻/切割（镂空）各種圖案。傳統的紡織面料制作工藝需要後期的磨花、燙花、壓花等加工處理，而激光雕刻機在燒花方面具有制作方便、快捷、圖案變換靈活、圖像清晰、立體感強、能夠充分表現各種面料的本色質感，以及曆久常新等優勢。如果結合镂空工藝更是畫龍點睛，相得益彰。

故障要點

1.激光管安裝支點要合理，支點應在激光管總長的1/4處, 否則造成激光管光斑模式變壞，有些工作一段時間光斑變成幾個點，緻使激光功率下降無法達到要求，造成不斷地換管,認真閱讀《激光管使用注意事項》。

2.冷卻系統要接地,經常清洗水箱和水路, 制冷溫控水箱溫控點要合理，否則造成激光管容易破損和結露功率下降、管的冷水頭脫落、壽命大大縮短，有時無法工作，造成不斷換管。

3.水保護應經常檢查清洗，冷卻水經常不能沖開水保護浮子開關或水保護浮子開關不複位，不能采用短接方法解決燃眉之急。冷卻水質要好，水嘴鋁質氧化物太嚴重，使用一段時間就要定期清洗水泵和水管、水保護裡的污垢，否則造成激光管爆裂或冷水頭脫落。

4.吸風裝置應定期檢查清理，把風機風管清理幹淨.否則很多煙霧灰塵排不出去，嚴重快速地污染鏡片和激光管 , 使各機械電子部件容易氧化造成接觸不好。

5.聚焦鏡和反光鏡檢查，工作一會鏡架就發熱，鏡片表面變色生鏽；脫膜開裂都是屬于要更換的對象，特别是很多客戶用大氣泵和空壓機，這樣在聚焦鏡片上就很快積水，所以必須按時檢查鏡片（激光管出光口）光路系統的清潔和質量好壞。

6.機器工作環境不能太惡劣，如果環境溫度高于30度，低于18度下，灰塵太多，空氣污染嚴重，這樣機器嚴重受損，故障率不斷上升；潮濕環境下各電器配件很容易出問題。所以在此特别提醒客戶要改善工作環境和對機器經常進行維護保養。

7.用電電網功率要匹配。整台設備的各部分電源分布和接觸點要良好(風機、水冷機、激光機、激光電源、電腦要獨立供電)。

8.激光管工作電流要合理，不能長期處于90-100光強工作；要合理化應用激光和節約激光能源；光路系統要清潔正确，否則緻使激光管過早老化和破裂, 所以激光機工作時光強應調在50-60%然後再根據材料來調整工作速度，這樣才是激光管最佳的工作狀态。

9.底闆和所加工的材料要平整，否則引起焦距不一緻有些地方切不穿，這樣就要把光強加大，也會緻使激光管快速老化。

10.激光電源散熱要通暢，否則一但工作電流調50%以上溫度就上升很高，這樣使激光電源故障率增加。像TM系列機器可以把側門取下來，把電源發出的熱量直接散發出去。

常見疑難問題解及決方法

一、雕刻深淺不一

1：控制卡松動或故障。

2：步進電機故障。

3：驅動器故障或電流細分與軟件設置不一緻。

4：z軸馬達線故障。

5：主軸電機卡具松動。

6：變頻器幹擾或數據設置有誤。

7：靜電幹擾。

8：電腦病毒或系統問題。

二：亂刻

1：控制卡故障。

2：變頻器幹擾。

3：文件路徑有誤。

4：靜電幹擾。

5：軟件設置有問題。

6：驅動器故障或電流細分設置有誤。

7：數據線故障。

8：電腦有病毒或系統問題。

三：雕刻機洗底不平 .

1：主軸與台面不垂直，需校正。

2：刀具有問題。

3：控制卡有問題或信号受到幹擾。

四：雕刻機不能正常回機械原點 .

1：機器設置回原點方向相反。

2：控制卡故障或松動。

3：限位開關或數據線故障。

4：驅動器故障。

5：步近電機線故障。

五：打開軟件時，電腦提示“打開卡失敗，請檢查卡”的提示.

1.檢查闆卡的驅動程序有沒有裝好，或把闆卡換一個PCI插槽。

2.把兩根數據連接線重新安裝，檢查有沒有斷針的現象。

3.闆卡有問題，更換闆卡。

六: 打開軟件時提示：三軸報警，初始化錯誤四号.

1.檢查電腦與機器的兩根數據線有沒有接好。

2.檢查控制箱内的轉接闆的保險絲是否燒掉，換保險絲。

注意事項

1、使用自動焦距時，要注意自動測焦棒必須緊固，否則工作台面将頂到激光。

2、激光雕刻機在工作時，禁止打開機蓋。

3、加工時打開排煙，吹煙設備。

4、加工木質、紙質，必須注意加工速度以免起火。

5、初期使用者進行不規則加工時先進行紅光定位。

6、加工薄木闆，易變性材料時，要調整變幅水品小餘1mm。

7、進行切割加工時，要使用工件架離工作台2厘米以上。

8、反射鏡片及焦距鏡片的清潔：兩手指捏住反射鏡片。另一隻手擁相機鏡頭清潔紙清潔鏡頭。

9、通常雕刻量文件時，分辨率應采用高一些，雕刻點陳文件時，分辨率應選擇低一點。

機器設置

矢量切割與點陣雕刻不同，矢量切割是在圖文的外輪廓線上進行。我們通常使用此模式在木材、亞克力、紙張等材料上進行穿透切割，也可在多種材料表面進行打标操作。

雕刻速度：雕刻速度指的是激光頭移動的速度，通常用IPS（英寸/秒）表示，高速度帶來高的生産效率。速度也用于控制切割的深度，對于特定的激光強度，速度越慢，切割或雕刻的深度就越大。您可利用雕刻機面闆調節速度，也可利用計算機的操作軟件來調節速度。在1%到100%的範圍内，調整幅度是1%。電機先進的運動控制系統可以使您在高速雕刻時，仍然得到超精細的雕刻質量。

雕刻強度：雕刻強度指射到于材料表面激光的強度。對于特定的雕刻速度，強度越大，切割或雕刻的深度就越大。您可利用雕刻機面闆調節強度，也可利用計算機的操作軟件來調節強度。在1%到100%的範圍内，調整幅度是1%。強度越大，相當于速度也越小，切割的深度也越深。

光斑大小：激光束光斑大小可利用不同焦距的透鏡進行調節。小光斑的透鏡用于高分辨率的雕刻。大光斑的透鏡用于較低分辨率的雕刻，但對于矢量切割，它是最佳的選擇。