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1、YAG50激 光 切 割 机 说 明 书激光安全常识 激光是一种高亮度 ， 高功率 ， 高能量的光束 ， 具有很好的方向性 。 强烈的激光照射可以对人体的皮肤造成灼伤 ， 如果直接射入眼睛 ， 会对眼睛造成永久性伤害直至失明。 本设备所产生的是肉眼不可见的近红外波长的激光 ， 使用中更应该注意对安全方面的防护。大功率激光设备中 ， 一般都有很高的工作电压 ， 因此设备本身应该具备良好的接地保护 。 非专业人员不可以将电源柜门或激光器罩打开进行任何操作 ， 以防止触电事故发生。 激光产品根据其输出功率等级分为 1类 ， 2类 ， 3A类 ， 3B类和 4类 (CLASSI,CLASSII,CLA
2、SSIIIA,CLASSIIIB,CLASSIV)。 其中 4类 激光辐射会对人体产生严重伤害。本产品即属于此类。 在安装 、 操作与调试前必须认真阅读本手册 ， 以了解有关激光安全常识和掌握本设备的基本操作使用方法，防止造成意外人身伤害和设备的人为损坏。 激 光 电 源使 用说 明激光安全防护的方法：1.认真阅读设备的使用手册，注意其中的安全事项2.在进行激光操作前必须佩带专用激光防护眼镜。3.在操作使用过程中 ， 时刻注意眼睛及身体的任何部位不要暴露在激光发射的光路上。4.激光照射到金属的被加工零件上时，可能有强烈的激光光束被反射出来 ， 使用中必须采取措施加以遮挡 ， 或采用具备 CLA
3、SSI等级防护能力的工作平台 。5.使用中应经常检查设备的保护接地 ， 安全联锁开关 ， 急停按钮等安全措施是否正常动作。一、激光发生器原理及结构一、激光发生器原理及结构一、激光发生器原理及结构一、激光发生器原理及结构本 机 采 用 的 是 以 固 体 材 料 为 工 作 物 质 的 固 体 激 光 器 。 以 脉 冲 氙 灯 为 光 泵 浦源 。 固体激光发生器由工作物质 、 泵浦源 、 聚光腔 、 光学谐振腔 、 冷却滤光部件及激光电源等几部分组成。其简易构成原理图如下：1.工作物质是激光器的核心。本机采用的工作物质是 Nd3+:YAG，简称 YAG，中 文名称是 “ 掺 杂 Nd3+离
4、子的钇铝石榴石晶体 ” 。 这种人造晶体的制造工艺复杂 ， 生产周期很长 ， 价格十分昂贵 ， 用户对它应该特别注意 。 未经专门培训的人员严禁对 YAG棒进行任何操作。2.泵浦源为工作物质产生激光提供光能。本机采用的泵浦源是两支脉冲氙灯 。在激光电源的激励下发出强烈的弧光，激励激光工作物质。3.聚光腔的作用是将泵浦源辐射的光能有效均匀地汇聚到工作物质上 ， 以获得更高的泵浦效率。本机采用的是陶瓷反射体、漫反射紧耦合结构的聚光腔 。4.谐 振 腔 是 激 光 器 的 重 要 部 分 ， 由 针 对 1.064m 单 一 波 长 的 全 反 镜 (R99.7%)和 部分反射镜 (T=70%)组
5、成。工作物质在光泵浦下产生的受激辐射光，通过反馈在两个镜片间形成放大与振荡，并由部分反射镜输出。5.冷却与滤光系统是固体激光器中必不可少的辅助装置，在固体激光器中 ， 由于 激 光 的 转 换 环 节 多 ， 输 入 脉 冲 灯 中 的 能 量 只 有 很 小 一 部 分 转 化 为 激 光 能量 ， 其余均转化为热的形式沉积在灯 、 棒和聚光腔上 ， 冷却的作用就是带走激光器中的多余热量 ， 防止内部元件温升过高 ， 滤光的作用是减小泵浦灯中强烈的紫外辐射对工作物质的有害影响。电 源内 部结 原理 图：二 、性 能与 特点 ： （ 1） 本 电 源 使 用 IGBT（ 或 MOSFET功 率
6、 管 ） 组 成 开 关 型 恒 流 充 电 电 路 ， 低 噪 声 ， 适合 负载 输出 脉冲 宽度 较大 范围 变化 。（ 2） 预 燃电 路使 用高 频开 关电 源， 体积 小， 稳定 可靠 。（ 3） 斩 波输 出电 路使 用大 功率 IGBT元 件， 使得 输出 脉冲 宽度 连续 可调 。技 术说 明 1 额定 参数 ：（ ） 输 入电 压： AC380V/50HZ（ 2） 额 定输 出功 率： 16KW（ 3） 适 应负 载： 双灯（ 4） 输 出电 压调 节范 围： 20 80V（ 5） 输 出脉 宽： 0.3 1.5ms（ 6） 输 出频 率： 1 0Hz（ 7） 输 出脉 宽
7、、 频率 乘积 最大 ： 30ms2.接 线说 明： 本电 源共 双机 箱分 别为 充电 箱、 放电 箱如 图： （ 1） 充电 箱：32BA 1- 6 7 4 510 1 8 9三 相 整 流 滤 波 电 容 逆变 器 母 电 容 斩 波 输 出 双 氙 灯弱电 电源 主控 板 预然电 路ABCN注 ： 机 箱示 意图 上数 字、 字母 与下 列标 题一 一对 应1、 空气 开关2、 信号 输入 （与 放电 信号 同步 、 TL方 波信 号）3、 输出 信号 （输 出信 号与 放电 信号 同步 、信 号幅 值为 +5V）4、 水 泵供 电 （ 1、 2、 3火 线输 出 ， 4零 线输 出
8、， 5急 停触 点 ， 如 用户 不用 此触 点可 短接 4、5）、 总 机供 电输 入航 空插 头 （ 1、 2、 3脚 为火 线 ， 4脚 为零 线 。 火 线 线 径 要 求 在 不 小 于 6平 方毫 米， 零线 大于 2.5平 方毫 米 ）6、 航空 插头 小 4芯 （接 放电 箱的 小 4芯 ）7、 航空 插头 小 1芯 （接 放电 箱的 小 1芯 ）8、 接地 保护9、 九 芯 控 制 插 座 （ 1、 2AC20V（ 1A） 输 出 ； 5、 6水 压 保 护 触 点 ； 7、 8踏 开关 ；其 他为 空脚 。 ）10、 电容 “+”极 （接 放电 箱的 电容 “+”极 ）1、
9、 电容 “-”极 （接 放电 箱的 电容 “-”极 ）A、 B串 行通 讯接 口， 其通 讯协 议内 容具 体见 通讯 协议 说明（ 2） 放电 箱：注 ： 示 意图 上数 字与 下列 数字 一一 对应1)灯 1“+”极2)灯 “-”极3)灯 2“+”极4)灯 “-”极5） 电容 “正 ”极 （接 储能 箱的 电容 “正 ”）6） 电容 “负 ”极 （接 储能 箱的 电容 “负 ”）7） 风道8） 航空 插头 小 4芯 （接 充电 箱的 小 4芯 ）9） 航空 插头 小 1芯 （接 充电 箱的 小 1芯 ） 。3.接 线示 意图 和要 求：12 9 5734 8 67充 电箱 ：放 电箱 ：1
10、） 接线 时， 线的 接头 要压 牢焊 实、 防止 虚接 而打 火和 导线 发热 。充 电线 、放 电线 、 灯线 尽量 不要 绑扎 在一 块， 以免 导线 发热 严重 。 2） 充电 线连 接时 应注 意与 信号 线避 免交 叉3)充 电线 ，每 根线 径大 于 64)连 接灯 线， 每根 线径 不小 于 124.电 源使 用注 意事 项： 1） 氙 灯动 态阻 抗 ： 大 于或 等 于 1.5欧 姆 （ 意 思是 每只 氙灯 上的 最大 电流 不能 超 过 70A）2） 使 用工 作环 境温 度 ： 10 30摄 氏度 （ 用 户应 提供 良好 的散 热条 件 ） 如 环境 温度 超 过3
11、0摄 氏 度 时 建 议 用 户 不 要 满 功 率 输 出 ， 电 源 内 设 有 温 度 保 护 开 关 ， 当 温 度 超 过 电 源 的 设 定值 后， 电源 将会 自动 关闭 脚踏 开关 ，直 到温 度下 降到 恢复 值才 可继 续工 作。 3） 在使 用外 控时 ，应 控制 在本 电源 内控 范围 内调 节， 即脉 宽（ 0.3 1.5ms） 频率 （ 1 30HZ） ;输 入 信 号 不 允 许 出 现 干 扰 现 象 ， 即 在 单 个 放 电 脉 宽 里 不 允 许 出 现 一个 或多 个较 短时 间间 断， 如下 ： 4） 电 源的 最大 输出 功率 ： 本 电源 最大 输
12、出 功率 16KW是 指在 电源 输出 80V时 ， 选 择合 适的 频率 与脉 宽电 源可 输出 16KW； 例 如 ： 氙 灯的 动态 阻抗 为 1.3欧 姆 ， 时 每根 氙灯 上 的 电 流 为 601.5A， 则 有 ： 160W/2=80W（ 每 根 氙 灯 的 最 大 功 率 ） 80W/（ 80V*601.5A） =.016S（ 电 源 最 大 输 出 占 空 比 ） 即 ： 80V、 601.5A时 放 电 频 率 与 放电 脉宽 最大 乘积 为 16.ms。 本 电源 输出 16KW也 就是 说 ： 在 放电 电压 80V时 ， 脉 宽选 择0.3ms， 其 最 大 频 率
13、 只 能 达 到 5HZ;或 者 说 0.1ms时 ， 最 大 频 率 达 到 16HZ。 另 外 本 电 源在 60V时 电源 最大 输出 功率 为 ： （ 60/8） *6KW=1.2KW， 根 据氙 灯在 60V时 的阻 抗可 计算 得出 相应 的频 率脉 宽乘 积； 以此 类推 50V、 40V、 30V可 按此 计算 方法 进行 估算 以得 到最 大输 出功 率。 5） 电源 进线 ：火 线（ 不小 于 6平 方毫 米） 零线 （ 2.5平 方毫 米）6） 氙灯 输出 线应 采用 高绝 缘不 小于 12平 方毫 米连 接线7） 各功 能控 制连 接应 正确 连接 ，连 接应 牢实 可
14、靠8） 正确 连接 两机 箱公 共地 （放 电箱 地线 可接 于面 板金 属螺 钉处 ）9） 严格 按照 说明 书操 作5 电源 使用 操作 规程 ： 开 机： 1） 检查 三相 供电 是否 齐全 ，缺 相本 电源 不能 工作2） 检 查 各 控 制 线 是 否 按 要 求 连 接 ， 且 保 证 控 制 连 接 无 误 ， 注 意 ： 输 出 灯 线 正 、 负 极 不能 接反 。确 认无 误后 ，打 开钥 匙开 关， 控制 器应 有显 示。 3） 按照 控制 器说 明操 作即 可。关 机： 1） 机器 关机 时， 应调 节控 制器 电压 下降 至最 小， 并放 电。2） 关掉 预燃 ，最
15、后关 钥匙 开关 。3） 如 工 作 过 程 中 ， 机 器 发 生 异 常 情 况 ， 如 ： 噪 声 太 大 ， 异 常 气 味 ， 请 立 即 关 机 （ 按 下急 停开 关即 可 ） 。1 精度 高： 定位 精度 0.5m， 重复 定位 精度 0.2m2 切缝 窄： 激光 束聚 焦成 很小 的光 点， 使焦 点处 达到 很高 的功 率密 度， 材料 很快 加热至 气化 程度 ， 蒸 发形 成孔 洞 。 随 着光 束与 材料 相对 线性 移动 ， 使 孔洞 连续 形成 宽度 很窄 的切缝 。切 口宽 度一 般为 0.10 0.20m。3 切割 面光 滑： 切割 面无 毛刺 ，切 口表 面
16、粗 糙度 一般 控制 在 Ra12.5以 内。4 速度 快： 切割 速度 可达 4.5m/in， 最大 定位 速度 可达 10m/in， 比线 切割 的速 度快很 多。 5 切割 质量 好： 切边 受热 影响 很小 ，基 本没 有工 件热 变形 ，完 全避 免材 料冲 剪时 形成的 塌边 ，切 缝一 般不 需要 二次 加工 。6 不 受被 切材 料的 硬度 影响 ： 激 光可 以对 钢板 、 不 锈钢 、 铝 合金 板 、 硬 质合 金等 进行 加工 ，不 管什 么样 的硬 度， 都可 以进 行无 变形 切割 。 7 不受 工件 形状 的影 响： 激光 加工 柔性 好， 可以 加工 任意 图形 ，可 以切 割管 材及 其它 异型 材。 8 节约 模具 投资 ：激 光加 工不 需模 具， 没有 模具 消耗 ，无 须修 理模 具， 节约 更换 模具 时间 ，从 而节 省了 加工 费用 ，降 低了 生产 成本 ，尤 其适 合大 件产 品的 加工 。9 节省 材料 ：采 用电 脑编 程， 可
