W200B激光焊接机使用说明书A(正文).doc

W200B 激光焊接机使用说明书 1 声声 明明 使用说明书所包含的内容均受到版权法的保护，未经深圳市大族激光科技股份有限公司的批 准，任何组织和个人不得以任何手段和形式对其进行复制、存于数据库或检索系统。 是深圳市大族激光科技股份有限公司的注册商标并对其享有独占使用、许 可使用、转让、续展等各项法定权利，未经深圳市大族激光科技股份有限公司允许，任何组织或 个人不得在商品上使用相同或类似的商标。 在所规定的支持保修范围内，深圳市大族激光科技股份有限公司履行承诺的保修服务，超出 所在规定的保修范围的，恕不承担保修服务。对于在使用本产品过程中可能造成的损失，深圳市 大族激光科技股份有限公司不承担相关责任。如发生任何争议，应按中华人民共和国的相关法律 解决。 深圳市大族激光科技股份有限公司随时可能因为软件或硬件升级对使用说明书的内容进行更 新，所有这些更新都将纳入使用说明书新的版本中，恕不另行通知。 W200B 激光焊接机使用说明书 2 目目 录录 声声 明明1 目目 录录2 1 序言序言.5 1.1 欢迎 .5 1.2 公司简介5 2 产品概述产品概述 .5 2.1 综述 .5 2.2 产品外观图及产品特点.6 2.2.1 产品外观图6 2.2.2 产品特点6 2.3 产品主要用途及适用范围.6 2.4 工作环境7 2.5 整机结构与工作原理7 2.6 各主要部件结构及其工作原理8 2.6.1 激光电源8 2.6.2 数控系统8 2.6.3 光学系统8 2.6.3.1 Nd3+:YAG 激光器8 2.6.3.2 扩束镜.9 2.6.3.3 反射镜.9 2.6.3.4 光学聚集透镜10 2.6.4 冷却系统10 2.6.5 观察装置10 2.6.6 吹气装置10 2.6.7 红光定位系统 11 3 安全说明与预防措施安全说明与预防措施 .11 3.1 安全警告标识.11 3.2 安全管理警告.12 3.3 激光安全通告.12 3.4 电气安全12 3.5 材料安全通告.12 3.6 消防安全13 4 安装、调试安装、调试13 4.1 交货检查13 4.1.1 开箱注意事项 13 4.1.2 检查内容13 4.2 安装环境13 4.3 安装、固定方法及注意事项 .13 W200B 激光焊接机使用说明书 3 4.4 光学系统调试.14 4.4.1 调试注意事项 14 4.4.2 光斑的调整14 4.4.3 扩束镜和聚焦镜.16 4.4.4 45 度反射镜.16 5 操作、使用操作、使用16 5.1 主面板操作.16 5.1.1 按键说明17 5.1.2 按键的作用阶段.17 5.2 开机步骤18 5.3 关机步骤18 6 维护、保养及故障排除维护、保养及故障排除18 6.1 日常维护18 6.1.1 设备的清洁18 6.1.2 冷却系统的维护.19 6.1.3 激光系统的维护.19 6.2 周期性保养.21 6.3 故障分析及排除方法23 7 运输、装运和储存运输、装运和储存.24 7.1 运输注意事项.24 7.2 储存注意事项.24 8 技术参数技术参数 .24 9 HWP10000 700A 电流放电波形可控式激光电源使用说明电流放电波形可控式激光电源使用说明25 9.1 主机设置25 9.2 脉冲波形的定义 .25 9.3 电源操作界面.26 9.4 使用设置26 9.4.1 开机页面26 9.4.2 激光电源设置 26 9.4.3 编辑当前脉冲波形.27 9.4.4 存储编辑区波形参数27 9.4.5 工作过程中可以观察激光电源的输出记录.27 9.4.6 安全关闭电源 27 9.5 人机对话27 9.5.1 编辑功能27 9.5.2 试验功能28 9.5.3 记忆功能29 9.5.4 通信功能（保留用途）29 9.5.5 系统功能30 9.6 外部接口定义及使用方法.30 9.6.1 数据逻辑接口 30 W200B 激光焊接机使用说明书 4 9.6.2 内联接口31 9.6.3 供电和输出接口.31 9.7 电源故障分析及排除方法.32 附录附录 A：术语解释：术语解释33 W200B 激光焊接机使用说明书 5 1 序言序言 1.1 欢迎欢迎 谢谢您购买深圳市大族激光科技股份有限公司 W200B 激光焊接机。如果您是第一次使用该 产品，请在安装使用前务必仔细阅读此使用说明书，请仔细阅读本说明书中标有“危险” 、 “警告” 、 “注意”的内容，以确保您和周围人员的安全以及正确使用设备。 【危险】指若不遵循正确的操作，将可能立即导致严重的人身伤害甚至危及生命。 【警告】指若不遵循正确的操作，将可能导致严重的人身伤害甚至危及生命。 【注意】指若不遵循正确的操作，将可能导致人身伤害或对设备造成损害。 1.2 公司简介公司简介 大族激光是亚洲最大、世界知名的激光加工设备生产厂商，国家重点高新技术企业，国家科 技成果推广示范基地-重点推广示范企业，国家规划布局内重点软件企业，广东省装备制造业重点 企业，广东省名牌产品企业，主要科研项目被认定为国家级火炬计划项目。 产品 大族激光为国内外客户提供一整套激光加工解决方案及相关配套设施，主要产品包括：激光 打标机系列、激光焊接机系列、激光切割机系列、绿激光演示系列、PCB 激光钻孔机系列、CTP 激光制版机系列、直线电机系列等多个系列二百余种工业激光设备及其配套产品。广泛应用于电 子电路、集成电路、仪器仪表、印制电路、计算机制造、手机通讯、汽车配件、精密器械、建筑 建材、服装服饰、城市灯光、金银首饰、工艺礼品、印刷制版等行业。 质量 大族激光依据 ISO9001 质量控制体系，对已定型产品在其来料、加工过程、整机、出货各个 环节严格把关，确保出货产品的性能和质量。 服务 大族激光专门成立了营销管理中心，在全国设立八家分公司、一百多家办事处，同时在海外 设立十多个分支机构,常驻技术服务人员，为客户提供全面的售前、售中、售后支持和服务。有大 族激光产品的地方，就有大族公司的优质服务！ 2 产品概述产品概述 2.1 综述综述 激光焊接是一种新型的焊接方式，也是激光材料加工技术应用的重要方面之一，激光焊接主 要针对薄壁材料、精密零件的焊接，焊接过程属于热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热 量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工 件熔化，形成特定的熔池。可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等，深宽比高，焊缝宽度小，热 影响区小、变形小，焊接速度快，焊缝平整、美观，焊后无需处理或只需简单处理，焊缝质量高， 无气孔，可精确控制，聚焦光点小，定位精度高，易实现自动化。高功率 CO2及高功率 YAG 激光 器的出现，开辟了激光焊接的新领域，获得了以小孔效应为理论基础的深熔接，在机械、汽车、 钢铁等工业部门的应用日益广泛。 W200B 激光焊接机使用说明书 6 2.2 产品外观图及产品特点产品外观图及产品特点 2.2.1 产品外观图产品外观图 图 2.1 W200B 激光焊接机外观图 2.2.2 产品特点产品特点 W200B 激光焊接机为硬光路激光焊接机，适合于 1mm 以内薄板的缝焊。四维工作台与整机 一体化设计，能焊接各种空间曲线和一些有高度变化的焊缝。应用于医疗、电子、电池、仪表等 各个行业。 与其它焊接技术比较，激光焊接的主要优点是：激光焊接速度快、深度大、变形小。能在室 温或特殊的条件下进行焊接，焊接设备装置简单。例如，激光通过电磁场，光束不会偏移；激光 在空气及某种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。激光聚焦后， 功率密度高，在高功率器件焊接时，深宽比可达 5：1，最高可达 10：1。可焊接难熔材料如钛、 石英等，并能对异性材料施焊，效果良好。例如，将铜和钽两种性质截然不同的材料焊接在一起， 合格率几乎达百分之百。也可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑，且能精密定位， 可应用于大批量自动化生产的微、小型元件的组焊中，例如，集成电路引线、钟表游丝、显像管 电子枪组装等由于采用了激光焊，不仅生产效率大大提高，且热影响区小，焊点无污染，大大提 高了焊接的质量。 激光焊接可以焊接难以接近的部位，施行非接触远距离焊接，具有很大的灵活性。在 YAG 激 光技术中采用光纤传输技术，使激光焊接技术获得了更为广泛的推广与应用。 激光束易实现光束按时间与空间分光，能进行多光束同时加工及多工位加工，为更精密的焊 接提供了条件。 2.3 产品主要用途及适用范围产品主要用途及适用范围 W200B 激光焊接机适用于水壶、真空杯、不锈钢碗、门把手、电器配件、滤清器、油嘴、不 锈钢制品、高尔夫球头、锌合金工艺品等焊接。 W200B 激光焊接机可焊接图形有：点、直线、圆、方形或由 AUTOCAD 软件绘制的任意图形， 可焊接立体轨迹。 W200B 激光焊接机使用说明书 7 2.4 工作环境工作环境 a)请在周围温度 530、周围湿度环境在 85%以下、无急剧温度变化的场所使用。另外请避 免在以下的场所使用： 垃圾、灰尘、油雾多的场所； 震动以及冲击多的场所； 能触及药品的场所； 高频干扰源附近的场所； 易结露的场所； 在 CO2、 NOX、SOX等浓度高的环境中。 b)在环境温度降为 0以下时，设备内的水会结冰，设备可能会发生破损。使用时应确保设备内 部无结冰。 c)在温度急剧变化的场合，YAG 晶体端面以及光学镜头上会结露，出现污迹和雾斑，务必防止 急剧的环境温度变化，若难以避免，则请在确保无结露后使用该设备。 2.5 整机结构与工作原理整机结构与工作原理 W200B 激光焊接机由激光电源、光学系统、PC 数控系统、冷却系统、CCD 监视系统、红光 定位系统及吹气装置组成（如图 2.2） 。 主主主 主主主 4-M3X8主主 主主主 2-M5X15主主 主主主 主主主主 主主主主 4-M6X30主主 主主主 主主主主主 主主主主主主 图 2.2 W200B 激光焊接机整机结构 W200B 激光焊接机的工作是应用高能脉冲激光来实现的，激光电源首先把脉冲氙灯点着。激 光电源对氙灯脉冲放电，形成一定频率，一定脉宽的光波，该光波经过聚光腔辐射到 Nd3+：YAG 激光晶体上，激发 Nd3+:YAG 激光晶体发光，再经过激光谐振腔谐振之后，发出波长为 1064nm 的脉冲激光，该脉冲激光经过扩束、反射、聚焦后打在所要焊接的物体上；在计算机系统控制下， 移动数控工作台，从而完成焊接。焊接时所需要的脉冲激光的频率、脉宽、工作台速度、移动方 向等通过计算机来控制。通过对激光电源的频率、脉宽的不同设定可调节控制脉冲激光的能量。 W200B 激光焊接机使用说明书 8 2.6 各主要部件结构及其工作原理各主要部件结构及其工作原理 2.6.1 激光电源激光电源 激光电源包括两个控制箱。W200B 激光焊接机采用 HWP10000 700A 型电流放电波形可控的 激光电源。该电源采用新型功率器件 IGBT 构成功率驱动单元。激光电源有一个高压引燃氙灯电路， 在激光电源开始充电之前先将氙灯点亮，并维持较小的电流。当使电容放电时，氙灯发出强光照 射 YAG 晶体使其受激发出激光；通过计算机程序可实现对放电频率、脉宽的控制，从而达到对输 出激光的控制。 （具体使用方法参见第 9 章） 2.6.2 数控系统数控系统 W200B 激光焊接机数控系统由 PC 控制系统、步进电机及其驱动器、滚珠丝杠等主要部件构 成。 a)步进电机及其驱动器 PC 数控系统通过运动控制卡输出的脉冲信号，再由步进电机驱动器转换出电机所要求的有一 定相序和时序的平滑稳定的电机驱动电流。步进电机通过电磁作用将每一列驱动信号转换成一定 量的机械角位移即步距角，使转子能按照程序要求精确转动。 b)滚珠丝杠 滚珠丝杠也称滚珠丝杠螺母副。是一种具有螺旋槽的丝杠与其螺母间装有滚珠作为中间元件 的丝杠副。滚珠丝杠由步进电机的转子带动，将电机的旋转运动转换为螺母的直线运动。数控采 用的滚珠丝杠副是一种精密而又省力的运动转换装置。 2.6.3 光学系统光学系统 光学系统由 Nd3+:YAG 激光器、扩束镜、反射镜、聚光镜构成。如图 2.3 图 2.3 W200B 激光焊接机光学系统 2.6.3.1 Nd3+:YAG 激光器激光器 激光聚光腔、前、后腔膜片等共同组成了 Nd3+:YAG 激光器。为提高各部件连接的稳定性， 这些部件均固定在燕尾形精密导轨上。 （如图 2.4） W200B 激光焊接机使用说明书 9 图 2.4 Nd3+:YAG 激光器 Nd3+:YAG 激光器是固态晶体激光器，它采用 Nd3+:YAG 晶体作激光介质，Nd3+:YAG 晶体是 将激光介质钕（Nd）原子掺在晶体钇铝石榴石（YAG）中，钕的最佳原子百分比是 1%。所以， Nd3+:YAG 晶体的全称是掺钕钇铝石榴石晶体，Nd3+:YAG 晶体一般被制作成棒状。 Nd3+:YAG 激光器采用陶瓷聚光腔,腔内为双灯(氙弧光灯)单棒( YAG 晶体)结构。腔体、激光晶 体和氙灯均需水冷。在腔体底部有一个进水口和一个出水口，冷却水采用去离子水或蒸馏水。 激光器谐振腔膜片均由 20mm3mm 的光学平面玻璃制成，两表面各镀高反射膜与高增透 膜，分别安装在两个精密二维机械调节架上。 2.6.3.2 扩束镜扩束镜 扩束镜在激光焊接系统中的作用是对激光束进行扩束，以便减小射出激光束的发散度。 （如图 2.5） 图 2.5 扩束镜系统 2.6.3.3 反射镜反射镜 反射镜全反射镜、半反射镜以及 45 度反射镜。反射镜表面镀有高反射膜与高增透膜，用于将 激光反射到工件上。 （如图 2.6） W200B 激光焊接机使用说明书 10 图 2.6 全反射镜、半反射镜、45 度反射镜 2.6.3.4 光学聚集透镜光学聚集透镜 光学聚焦透镜表面镀高增透膜，用于将激光束聚焦于工件表面。 2.6.4 冷却系统冷却系统 冷却系统包括水箱，水泵和换热器。换热器有外部水源接口（在机柜背面） ，可外接工业冷却 水源。激光器产生的热量通过换热器被排放到外部水源中。 （如图 2.7） 图 2.7 冷却水内循环示意图 2.6.5 观察装置观察装置 激光焊接是一种精密焊接，定位精度要求很高。本机配 CCD 观察装置，能将焊接对象局部放 大，以利于精确定位，还可用于简单的焊接质检观察。 W200B 激光焊接机使用说明书 11 2.6.6 吹气装置吹气装置 吹气装置由喷射头、电磁阀、导气管和压缩气瓶构成。 激光焊接过程常使用惰性气体来保护熔池，当某些材料焊接可不计较表面氧化时则也可不考 虑保护，但对大多数应用场合则常采用氦、氩、氮等气体作保护，使工件在焊接过程中免受氧化。 只要侧吹的保护气体可驱使金属蒸汽从光束聚焦区强制移开，不管使用什么类型的保护气体， 都可相应增加熔深。 2.6.7 红光定位系统红光定位系统 W200B 型焊接机增加了红光定位系统，用于激光对焦。在使用焊接机之前，首先要找准激光焦点， 通过调整红光定位系统螺杆，使红光定位线光源与激光点光源重合即可。 3 安全说明与预防措施安全说明与预防措施 本产品符合 GB 103201995 激光设备和设施的电气安全标准。用户在使用前应认真阅读 安全部分的内容。 3.1 安全警告标识安全警告标识 激光输出窗口，请勿注视或接触激光光束。焊接机升降臂上贴有该标识。 是 4 类激光产品，激光器能产生危险的漫反射，使用这类激光器要特别小心。 有波长在 400nm700nm 之外的激光辐射。 眼受到激光的直射或散射照射，视照射强度将可能导致视网膜损伤，视力受损或 视力丧失。 皮肤受到激光的直射或散射照射，视照射强度将可能导致皮肤红斑、碳化、色 素沉着、溃疡、瘢痕或皮下组织损伤。 焊接机扩束镜臂两侧贴有该标识。 激光腔体高压放电电极，注意安全防止触电，应由受过培训的专业人员进行检修。 开机前应先确保水箱中水位在标记位置内，必须每周检查水箱水位，按要求 对水箱进行换水，否则可能导致设备不能正常工作、甚至设备损坏。 按要求清洁水箱表面，否则可能导致漏电，引发触电事故 W200B 激光焊接机使用说明书 12 开机前应先确保水箱中水位在标记位置 内，必须每周检查水箱水位，否则可能导致 设备不能正常工作、甚至设备损坏 3.2 安全管理警告安全管理警告 a)请勿注视或接触激光光束（无论使用防护眼镜与否） 。眼睛和皮肤请勿接触设备输出的激光或 漫反射激光，否则会引起失明或灼伤。 b)禁止非专业人员自行拆卸、修理、改造本设备，如因上述原因所造成的触电、起火等后果请自 行负责。对现场实际操作人员进行安全知识教育以及指挥生产工序。请勿进行说明书所指示的 维护保养以外的操作。 c)请使用指定的电线、电缆，如果使用容量不足的电线、电缆或连接方法不正确，将会引发火灾 或触电。 d)电源设备必须进行第三方接地，否则在出现故障或漏电时可能会造成触电。 e)使用心脏起搏器的人员请勿接近本设备，焊接机工作中会产生磁场，影响起搏器的正常工作。 f)禁止将该设备用于金属加工以外的场合，如果有其他加工要求请选用我公司其他专用设备。 g)在可能存在激光直接或间接辐射的区域，设立挡板使之与其他区域明显区分，对该区域做出标 贴用以安全警告，规定无关人员不得入内。 3.3 激光安全通告激光安全通告 激光焊接机采用封闭的激光光路设计，可以有效地防止激光辐射的泄漏。在操作激光焊接机 时请注意如下事项： a)激光器正常工作期间，焊接机内部不得增设任何零件及物品。不得在密封罩打开的状态下使用 本焊接系统。 b)在维护保养输出激光时，请勿触摸与维护保养无关的零部件，并请使用耐高温的光吸收体、漫 射体作为挡板，以阻止激光外泄。 c)激光加工中或加工终止后，工件仍处于高温状态，请勿马上触摸工件。 3.4 电气安全电气安全 a)请勿损伤电源电线以及电缆。请勿踩、拧、拉电缆。电缆损伤会造成触电、短路、起火。 b)有焦臭气味、异常声响、异常发热、冒烟等异常现象时请关闭电源以停止运行，并立刻与本公 司联系，否则有触电、火灾等危险。 c)设备内部应避免存在异物，尤其金属或导电物体，以防发生短路或引起故障。 d)本设备请勿在潮湿的环境下使用，电气部分遇水可能会造成触电或短路。 e)在更换激光器氙灯时，一定要切断焊接机电源。 f)设备不需工作时，请勿给其接通电源。 W200B 激光焊接机使用说明书 13 3.5 材料安全通告材料安全通告 a)对系统外部的污迹，请用干布或略湿的布擦拭，如有必要请用稀释的中性洗涤剂或者酒精擦拭。 请不要使用特殊溶剂、汽油等，否则会造成结构变形或表面变色。 b)避免在机箱上放置装有液体的容器。有水洒出会破坏绝缘，腐蚀性液体会腐蚀设备。 3.6 消防安全消防安全 a)机器周围禁止堆放易燃易爆物及杂物。焊接时有火花溅出，遇到可燃物会发生火灾。 b)不得把易燃易爆材料放置到光路上或激光束有可能照到的地方。若激光束照射到易燃易爆材料 上，可能会引起火灾或爆炸。 c)使用中请勿在设备上覆盖毛毯、布等纺织品，以免设备发热引起火灾。 d)机器一旦发生起火或爆炸，请务必切断所有电源，并使用二氧化碳或干粉灭火器灭火；或使用 干沙扑灭火焰。 4 安装、调试安装、调试 4.1 交货检查交货检查 4.1.1 开箱注意事项开箱注意事项 请保留好“设备”的原包装箱。 请对照装箱单核对随机附件，如果随机附件不齐全，请按保修单上的地址与我们联系 4.1.2 检查内容检查内容 首先请按装箱单核对随机附件，检查整机外壳有没有明显缺陷。 如果随机附件不齐全或者整机有明显缺陷，请按保修单上的地址与我们联系。 4.2 安装环境安装环境 主机供电电源： 供电电网波动 5% 供电频率 50Hz，三相四线 380V，40A 电网地线符合机房国标要求 外部循环冷水机供电电源： 供电电网波动 5% 供电频率 50Hz，三相四线 380V，20A 电网地线符合机房国标要求 冷却水： 去离子水或纯净的蒸馏水并保持洁净 4.3 安装、固定方法及注意事项安装、固定方法及注意事项 a)主机柜摆正位置，旋动四个支脚，调整台面基本水平，锁紧支脚； b)打开内循环机箱门，松开换热器底板与主机柜的四个 M8 紧固螺栓，旋动换热器底板下的四个 W200B 激光焊接机使用说明书 14 支脚，使换热器底板升离主机柜 2mm-5mm，并锁紧支脚； c)连接主机电源线，连接主机至冷水机的水管，连接冷水机的电源线，给内循环水箱、冷水机水 箱加水； d)打开冷水机电源，打开主机电源，适当调整光路开始工作。 在安装过程中，请注意以下事项：在安装过程中，请注意以下事项： a)请指定对激光以及激光装置有足够知识及经验的人员作为设备管理员。 b)本设备必须安装在固定的水平无倾斜场所，装置倾斜或倾倒将会引起故障。 c)本系统的安装调整由本公司的专业人员完成。 d)开关、按钮请小心用手操作，胡乱操作或用螺丝刀、笔尖等物体操作会造成设备故障或破损。 e)开关、按钮等请小心按顺序逐一操作,避免同时切换多个开关造成设备故障。 f)外板及盖子分别用接地线和设备主体接在一起。取下外板及盖子以后，如果恢复原位务必重新 连接地线。安装时地线不要夹在外板与设备主体之间，防止影响光路。 4.4 光学系统调试光学系统调试 4.4.1 调试注意事项调试注意事项 光学元件的镀膜层容易受到灰尘的污染，尽量避免光学元件暴露在空气中。 如果激光打在附近的目标上时，避免烟雾接触到光学底座上的光学元件。 不要用手接触到光学元件的表面，如有必要，必须带上薄膜指套。 光学元件如需擦拭，应使用高纯度的无水乙醇和光学擦镜纸。 拿镜片和透镜时，应只接触它的边缘。 在移动镜片或透镜前，请注意观察镜片或透镜的安装方向。 焊接或调光时应带上防护眼镜，避免直视激光。 避免眼睛处于二极管激光的光路上，如确定需要，必须关闭二极管激光电源。 调光过程中观察相纸烧灼形状或红光位置时，应停止出光，关闭锁光开关。 打开机箱上盖或对泵浦腔进行操作前必须关断电源箱空气开关，等待 5 分钟后且须用万 用表测量储能箱电容正、负极间电压，要求电压降到 5V 以下。 4.4.2 光斑的调整光斑的调整 a)调整目标 激光光斑的调整主要是利用红色指示光来调整全反射镜片、部分反射镜片的平行度以及它们 和激光棒之间的垂直度，使得光斑能量最大，并且红光与激光同轴。 b)基本流程： 1) 利用二极管激光粗调激光谐振腔 A. 寻找调光基准 在导轨上安装好激光腔，将指示灯架放于出光孔内侧，固定好紧固螺钉，旋开机箱电源，使 二极管激光器（以下称指示灯）正常出光。 （如图 4.1） 调整指示灯架的上下、左右调节螺钉 3 和 4，使指示光源与出光孔中心的高度与左右都对齐。 然后将指示红光架放在导轨最末端，在出光孔处放上十字叉端子，调节 1、2，使红光落在十字叉 丝中心，再重复上述步骤。 W200B 激光焊接机使用说明书 15 图 4.1 二极管激光器架 B. 调整激光谐振腔 在激光棒 9 处放一个中心小孔光阑，调整激光腔，使得红光从小孔中心入射，并且去掉中心 小孔光阑后，经激光棒反射后的红光能与光源重合，重复以上过程，调好后紧固螺丝。 （如图 4.2） 图 4.2 W200B 激光焊接机光学系统 C. 调整全反镜、半反镜 在导轨上安装好半反镜架，调节螺丝 12、13，使半反镜反射到指示灯架上的光斑与指示光源 重合（螺丝 12 调节上下，螺丝 13 调节左右） 。再安装好全反镜架，在半反镜架后放一张白纸，此 时在白纸上会有两个较强的红点，一个是激光二极管直射约，另一个是全反镜反射过来的，观察 白纸上的光斑，调节螺丝 5、6，使纸上的两个光斑重合（螺丝 5 调节左右，螺丝 6 调节上下） 。 2) 用相纸细调激光谐振腔 A. 在工作台上放置一垫板和相纸，将工作台下降至离气嘴 50mm 处，打开激光电源开关， 按下预燃按钮，稍等片刻，让灯管点燃。设置加工模式为 11 并且脉宽为 4ms，频率为 1Hz，启动加工使激光打在相纸上。 B. 首先反复微调螺丝 12（或 13）使出光能量最大（即打出的光斑最大最圆） ，使相纸上的 烧灼增大到刺眼后停止。 C. 停止出光，将一小张相纸垂直于红光固定在红光光路的远端，单次出光，观察红光是否 在烧灼点的中心，可能出现情况如图 4.3 （）正常 （）偏左 （）偏右 （）偏上 （）偏下 W200B 激光焊接机使用说明书 16 图 4.3 红光在光斑上的位置 （）红光在烧灼点的中心，此时在近端垂直于红光固定相纸，单次出光，红光落在烧灼点 的中心，激光红光同轴完成。否则应是粗调激光谐振腔出错或红光已移动，应返回粗 调激光谐振腔。 （）此时激光偏左，顺时针旋转全反镜架螺钉 6，同时观测手持相纸上红光和烧灼点的位置， 然后调节部分反射镜架螺钉 12，13，使相纸上的烧灼又大又圆。返回到 C 步骤开始。 （）此时激光偏右，逆时针旋转全反镜架螺钉 6，同时观测手持相纸上红光和烧灼点的位置， 然后调节部分反射镜架螺钉 12，13，使相纸上的烧灼又大又圆。返回到 C 步骤开始。 （）此时激光偏上，顺时针旋转全反镜架螺钉 5，同时观测手持相纸上红光和烧灼点的位置， 然后调节部分反射镜架螺钉 12，12，使相纸上的烧灼又大又圆。返回到 C 光步骤开始。 （）此时激光偏下，逆时针旋转全反镜架螺钉 5，同时观测手持相纸上红光和烧灼点的位置， 然后调节部分反射镜架螺钉 12，13，使相纸上的烧灼又大又圆。返回到 C 步骤开始。 4.4.3 扩束镜和聚焦镜扩束镜和聚焦镜 扩束镜靠弹簧力卡在聚焦镜镜套上，抓住扩束镜推离聚焦镜套，即可脱开取出。聚焦镜套靠 螺纹旋紧在 45反射镜座上，逆时针转动即可旋开。 4.4.4 45 度反射镜度反射镜 45 度反射镜固定在其镜座上，成 45 度安装，不可拆卸。 5 操作、使用操作、使用 5.1 主面板操作主面板操作 HOME HOME_SET x1 x5 X Y Z R AIMING LOCK STOP RUN/PAUSE 图 5.1 W200B 激光焊接机主面板示意图 主面板右侧 POWER 钥匙开关是机器的控制系统供电开关，右旋开机，左旋关机。 （如图 5.1） EMERGENCY 红色大按钮是应急开关。紧急情况下按下该按钮即可断开机器总供电电源，此 后需顺时针旋该按钮以恢复常态。 主面板左侧为电子手轮和操作面板。 W200B 激光焊接机使用说明书 17 【注意注意】：只有在开启控制软件之后，操作面板上的按键才起作用。：只有在开启控制软件之后，操作面板上的按键才起作用。 5.1.1 按键说明按键说明 X，Y，Z，A：切换电子手轮控制的轴 LED 指示灯亮表示电子手轮控制相应的轴（如图 5.2） HOME HOME-SETx1x5 X Y ZA AI MING LOCK STOPRUN/PAUSE 按键名称 LED 指示灯 按键 面板 图 5.2 操作面板示意图 HOME：回电子原点。 LED 指示灯亮表示此键被按下 HOME_SET：设置当前位置为电子原点。 LED 指示灯亮表示此键被按下 x1， x5：x1 电子手轮细调（每转动 1 格发一个脉冲） ；x5 电子手轮粗调（每转动 1 格发五个 脉冲） LED 指示灯亮表示电子手轮相应的调节状态为 x1 或 x5 AIMING：红光指示灯控制开关。 LED 指示灯灭表示关闭红光指示灯；LED 指示灯亮表示打开红光指示灯。 LOCK:：激光出光锁光切换 LED 指示灯灭表示在加工过程激光正常出光；LED 指示灯亮表示在加工过程锁光（即不 出激光） ，可用来模拟加工过程。 STOP：停止 在运行状态按下此按键，加工过程停止； 在示教状态按下此按键，示教过程停止； 在暂停状态按下此按键，加工过程停止； RUN/PAUSE：运行暂停 在运行状态按下此按键，加工过程暂停； 在空闲状态按下此按键，启动加工程序； 在暂停状态按下此按键，可使被暂停的加工继续进行； 在示教状态按下此按键， 记录当前示教点。 5.1.2 按键的作用阶段按键的作用阶段 运行状态：加工进行中 W200B 激光焊接机使用说明书 18 只有 RUN/PAUSE 键起作用； 电子手轮不起作用； 示教状态：示教进行中 所有按键起作用； 电子手轮起作用； 暂停状态：加工被暂停（非终止，可通过 RUN 键恢复加工） 暂停状态操作按键和电子手轮将使加工出错； 空闲状态：除以上状态外就是空闲状态 除 STOP 按键外的其他按键都起作用； 电子手轮起作用。 5.2 开机步骤开机步骤 在确保主机电源接通后，合上电源空气开关； 打开主机钥匙开关，同时能听到水流声和水泵运转的响声。 打开工控机和显示器，启动焊接机软件。 打开激光电源供电开关（激光电源的使用见第 9 章） 。电源 LCD 显示画面。稍候应听到机内 主接触器的吸合声。 打开气阀，调节好气流量。 设置好焊接图形或文件。 开始焊接。 【注意注意】：W200B 增加了相序保护。当打开主机钥匙开关不能通电时，请查看相序保护继电器指增加了相序保护。当打开主机钥匙开关不能通电时，请查看相序保护继电器指 示灯，如果指示灯不亮，请调换相序，直至指示灯亮为止。示灯，如果指示灯不亮，请调换相序，直至指示灯亮为止。 5.3 关机步骤关机步骤 关闭激光电源电闸（激光电源的关闭见附录一） 。 关闭工控机和显示器。 左旋主面板钥匙开关关闭机器。 关闭气瓶阀门。 断开电源空气开关。 【注意注意】：在加工过程中，当遇到紧急情况需快速切断全机供电时，可按主面板左侧：在加工过程中，当遇到紧急情况需快速切断全机供电时，可按主面板左侧 EMERGENCY 按钮。按钮。 6 维护、保养及故障排除维护、保养及故障排除 为保证激光焊接机的正常使用，应对设备进行日常维护。激光焊接机是精密设备，维护要格 外细心 6.1 日常维护日常维护 6.1.1 设备的清洁设备的清洁 每次工作前后，首先作好环境清扫，使地面干燥，洁净。再作好设备的清洁，包括机箱的外 表面，观察系统，工作台面等要无杂物，洁净。防护镜片需保持干净。 W200B 激光焊接机使用说明书 19 6.1.2 冷却系统的维护冷却系统的维护 冷却系统的维护，主要是定期检查冷却水质，若水质变差、混浊、透明度变差，应及时更换 新水。定期检查水箱内的存水量，若存水量不足应及时添加。本系统建议使用去离子水或纯净水。 定期检查各水管接口处是否有漏水，有漏水则拧紧该处螺丝至不漏水。当氙灯和激光棒与腔 体的封接处漏水时，主要原因是橡胶密封圈变形或老化，在拧紧螺丝后依然漏水，应仔细检查橡 胶圈，若已失效，则更换备用橡胶圈。 6.1.3 激光系统的维护激光系统的维护 a)清洁光路 激光系统内部的光路，采用封闭设计，一般不用清洁。如有必要 ,可按下述方法处理： 采 用镜头纸或用酒精擦拭前、后光学镜片，使其表面保持清洁。擦拭时要格外小心，不可用大力 以免损伤表面。 b)更换氙灯 氙灯应定期更换，一般是在使用 1000 万次左右。当 Nd3+:YAG 激光器的输出明显减弱时或氙 灯点燃困难，此时应考虑更换新氙灯。具体操作步骤如下: 1)打开机箱上盖 2)拆开电极上盖 1、2（见图 6.1） 图 6.1 腔体安装示意图 3)再拆开泵浦腔两端的锁紧螺钉 1、锁紧螺钉 2、绝缘保护套，如图（图 6.2）中箭头方向 取出两个铜夹头。 图 6.2 去除电极上盖图 4)拆出泵浦腔两端灯压环的螺钉，从箭头方向一侧取出氙灯，若灯与腔体的配合太紧密， 可在橡胶密封圈周围滴几滴丙酮或酒精润滑。拉出氙灯时一定要注意不能大力，以免灯 W200B 激光焊接机使用说明书 20 管折断。 （如图 6.3） 图 6.3 氙灯取出图 5)更换好的氙灯由氙灯取出方向插入，安装两端的密封圈和灯压环，保证端面压紧，氙灯 处于中间位置。 6) 两端装入铜夹头，锁紧两端的锁紧螺钉 2、锁紧螺钉 1，拧上绝缘保护套，上好电极上盖 1、2。 7)打开冷却循环水，仔细检查灯管与聚光腔体的连接处是否漏水。只有当确保不漏水时， 才能开激光电源。 8) 重新调整激光器。 c)更换激光棒 1)拧松锁紧螺钉, 取出密封管 5、6，取下半反镜座和密封管 1、2、3、4(图 6.4) 图 6.4 激光棒布局图 2)拆开侧面端盖，从箭头方向抽出激光棒 4 如图 6.5 W200B 激光焊接机使用说明书 21 图 6.5 抽出激光棒 3)使用专用夹具拆出激光棒两端的棒套、棒套压环和密封圈。如图 6.6 图 6.6 拆除棒套 4)使用专用夹具安装棒套、棒套压环和密封圈，保证棒套、棒套压环的同轴度，棒套压环伸 入激光棒端面大约 6mm7mm。 5)将安装好的激光棒从抽出方向插入泵浦腔中，保证两端伸出长度相同。 6)安装泵浦腔两端的密封圈，锁紧两端的侧面端盖螺钉 7)安装好密封管 3、4 和半反镜座，按照 4.4.2 进行调光。 8)调好光后，安装密封管 1、2、5、6。 9)拧紧棒套上的锁紧螺钉。 6.2 周期性保养周期性保养 表 6.1 每日保养项目 每日保养每日保养 序号序号项目项目方法方法目标目标备注备注 1 清洁机壳及外部 设备 用干净棉布擦拭表面 灰尘 清洁 2清洗保护镜片 取下镜片用长纤维脱 脂棉蘸 99.5%以上纯 酒精擦洗 无油污，灰尘 有裂纹或斑点较 多则应该更换， 安装时保证无镀 W200B 激光焊接机使用说明书 22 膜面朝着为焰飞 溅方向 表 6.2 每周保养项目 每周保养每周保养 序号序号项目项目方法方法目标目标备注备注 1检查小水箱水位 水位应该在水箱标识 水位之间 （MINMAX） 水位正常 检查冷水机水位 水位应该在水箱标识 水位之间 （2/34/5） 2检查温度保护 开机后将温度开关旋 至当前温度以下，电 源应该跳闸。 保护正常 3检查流量保护 开机后将内循环水管 堵住，使水流动减少， 电源应该跳闸。 保护正常 表 6.3 每月保养项目 每月保养每月保养 序号序号项目项目方法方法目标目标备注备注 1清洗扩束镜 取下镜片用长纤维脱 脂棉蘸 99.5%以上纯 酒精擦洗 镜片干净、透明、 无油污 2清洗全反镜片 取下镜片用长纤维脱 脂棉蘸 99.5%以上纯 酒精擦洗 镜片干净、透明、 无油污 3清洗半反镜片 取下镜片用长纤维脱 脂棉蘸 99.5%以上纯 酒精擦洗 镜片干净、透明、 无油污 清洗后需要及时 调整光路 4清洗聚焦镜片 取下镜片用长纤维脱 脂棉蘸 99.5%以上纯 酒精擦洗 镜片干净、透明、 无油污 5 清洗 45全反射 镜 取下镜片用长纤维脱 脂棉蘸 99.5%以上纯 酒精擦洗 镜片干净、透明、 无油污 6 更换滤芯和冷却 水 更换冷却水，每两月 更换滤芯及树脂 保证冷却水洁净 7 确认工作台限位 开关有效性 工作台能回机械零点， 能移动工作台至极限 位 工作台无卡滞， 移动顺畅 W200B 激光焊接机使用说明书 23 表 6.4 每半年保养项目 每半年保养每半年保养 序号序号项目项目方法方法目标目标备注备注 1工作台加润滑油 将防尘罩拆下，清理 内部灰尘；给丝杆和 润滑油加专用润滑油 工作台行走平 稳，无噪音 2清洗激光棒端面 取下激光棒用长纤维 脱脂棉蘸 99.5%以上 纯酒精擦洗 端面干净，透 明 3清洗陶瓷反射体 用长纤维脱脂棉蘸 99.5%以上纯酒精擦 洗 干净，无脏污 4电源除尘 将激光电源拆出来， 用干燥的压缩空气将 灰尘吹走，检查各处 螺钉是否上紧，接插 件是否松动，给风扇 转子加机油。 除尘，排除接 触不良的隐患 5检查水泵 整机运行过程中检查 水泵发热是否超过 80，运转是否有噪 音 判定水泵是否 过载 6设备本体除尘 将设备本体外壳拆开， 用干燥的压缩空气将 灰尘吹走进行内部清 洁 除尘 7清洗换热器 用 35%稀盐酸清洗水 垢 清洁水垢 6.3 故障分析及排除方法故障分析及排除方法 表 6.5 故障分析 故障现象故障现象原因分析原因分析排除方法排除方法备注备注 开机无反应 1、电源没电或缺相 2、急停开关按下 3、 接触器未能吸合 1、 恢复电源 2、右旋急停开关旋 到底 3、检查接触器及其 控制线路 无激光输出1、激光电源不稳定1、 检修或更换电源 W200B 激光焊接机使用说明书 24 2、处于锁光模式2、 打开锁光开关 激光输出功率低 1、激光棒老化 2、光学镜片老化 3、光路偏 4、镜片脏污或破损 1、 更换激光棒 2、 更换光学镜片 3、 调校全、半反 镜 4、 清洗或更换全、 半反镜 需要专业人员进行 更换 灯和棒两端漏水 1、 O 型密封圈老化 2、 灯和棒没安装好 1、 更换 O 型密封 圈 2、调整灯和棒固定 卡的位置 7 运输、装运和储存运输、装运和储存 7.1 运输注意事项运输注意事项 在运输设备的过程中，请注意以下事项，以免发生意外： 吊装，运输过程中禁止将机器偏转、倒置。 吊装，运输过程中可能会对激光光路造成影响，在使用前需重新进行调试。 机器长时间不使用时，应断开机器的所有外部电器连接，保持光学部件清洁。 长途运输时不得装在敞开的船舱和车辆中，有得存放在露天仓库中，不允许与易燃、易爆、易 腐蚀的物品一同装运，不允许经受雨雪或其它液体的淋湿与机械损伤。 在运输过程中，需要使用至少可承载 600Kg 的升降叉车、起重机、绑带等。 为了安全起见，工作人员需戴头盔、手套，穿安全鞋。 在运输过程中，需要完全收起脚杯。 7.2 储存注意事项储存注意事项 设备在存储中应注意以下事项 设备存储时应放在原包装箱内，存放设备的仓库环境温度为：040，相对湿度为 45%80%； 不允许将设备与各种有害气体、易燃、易爆的物品及腐蚀性物品共同储存； 存储地点应无强烈的机械振动、冲击和强磁场作用； 包装箱应垫离地面至少 20cm，无其它规定时，储存期不超过三个月。 8 技术参数技术参数 表 8.1 技术参数 机型机型W200B 激光波长激光波长1064nm 最大激光输出功率最大激光输出功率300W 最大激光峰值功率最大激光峰值功率6KW 最大激光脉冲能量最大激光脉冲能量60J/10ms 脉冲宽度脉冲宽度0.3ms20ms 脉冲频率脉冲频率1Hz200Hz W200B 激光焊接机使用说明书 25 波形数量波形数量50 闭环反馈控制方式闭环反馈控制方式电流反馈 聚光腔聚光腔进口陶瓷反射腔 泵浦源泵浦源HANS 定制脉冲氙灯 激光晶体激光晶体HANS 定制专用晶体 瞄准定位方式瞄准定位方式CCD 监视系统 工作台数控系统工作台数控系统工业 PC（四轴） 工作台行程工作台行程 300mm300mm300mm（Z 轴自动） 定位精度定位精度0.05mm 重复定位精度重复定位精度 0.02mm 工作台承重工作台承重100Kg 电力需求电力需求380V三相50Hz40A 主机耗电功率主机耗电功率12KW 冷水机耗电功率冷水机耗电功率5P 冷却方式冷却方式外部水冷 主机重量主机重量490Kg 冷水机重量冷水机重量210Kg 主机外形尺寸（长主机外形尺寸（长宽宽高）高） 1600mm800mm1285mm 冷水机外形尺寸（长冷水机外形尺寸（长宽宽高）高） 910mm560mm1200mm 9 HWP10000 700A 电流放电波形可控式激光电源使用说明电流放电波形可控式激光电源使用说明 HWP10000 700A 型激光电源系统是一种专用配套于脉冲激光器的大功率程控电源，现主要为 本公司激光焊接系统提供配套。其主要特点是功率强大、脉冲可编程和智能化系统管理，能够满 足大多数金属焊接工艺要求。 您您在在使使用用中中如如果果遇遇到到任任何何疑疑问问，或或有有任任何何意意见见或或建建议议，请请联联系系本本公公司司授授权权技技术术人人员员或或相相关关 职职能能部部门门 9.1 主机设置主机设置 按硬件连接关系接好各处电缆。 在主机控制电路板上调节激光电源驱动脉冲输出信号幅度为 +5V0.2V. 主机出厂时系统参数设置 TEAM99 的 R 栏第二位应设置为 1。 用户焊接参数 脉宽总是设为最小值0.1ms，其余参数按需自定义。 W200B 激光焊接机使用说明书 26 9.2 脉冲波形的定义脉冲波形的定义 图 9.1 脉冲波形示意图 为满足各种金属材料焊接工艺的要求，本电源脉冲编程采用 8 段结构正脉冲波形段比例定义。 每种脉冲波形最多可由 8 个连续段构成，如图一所示，时间 T 为横轴，波形段相对于最大输出电 流的百分数为纵轴。每波形段可定义为“上升段”或“水平段”或“下降段” ；其中“水平段” 表示该段前后沿为垂直连接，段内电流输出恒定；另外两种表示该段以一定斜率变化，但时间定 义不能小于 0.3ms。 每种脉冲波形的起、止两段只可能定义为两种形状。 定义成 100% 强度比例的段在脉冲输出时将达到本电源最大输出电流值。 9.3 电源操作界面电源操作界面 面板左侧的空气开关为本电源的供电开关和故障保护开关，向上拨动接通电源，向下拨动关 闭电源。当此开关故障保护时，会自动处于断开状态。 LCD 显示器右侧的六个按键定义如下： ESC 键： 返回菜单/停止执行。 、键： 正反向光标移动。 OK 键： 执行/状态设定切换。作执行键表示执行当前的可执行功能；作设置切换使用时只 对系统系统子菜单的第二、三项设置有效。 +、键： 波形编辑/数值编辑。 W200B 激光焊接机使用说明书 27 图 9.2 电源操作界面 9.4 使用设置使用设置 9.4.1 开机页面开机页面 接通激光电源开关 K1，此时“POWER”指示灯亮，电源显示器显示主菜单并提示“Wait” ， 正常情况下大约 40 秒钟后，提示“OK!OK!”,则可进行下面的步骤。 图 9.3 开机页面 9.4.2 激光电源设置激光电源设置 使用光标移动键“ ”或“” ，选中系统栏按“OK”键进入子菜单，选择第 2 项外部 触发开关设定，重复按“OK”键设为“ON” ；再选择第 3 项触发信号类型设定, 重复按“OK” 键设为“1” 。按“ESC”键返回主菜单（当本步骤已经设置并存储正确，可跳过本步） 9.4.3 编辑当前脉冲波形编辑当前脉冲波形 选中编辑栏按“OK”键进入子菜单，使用跳格键以及“+” “-”键设置出所需波形数据，并且 将频率设置到最高值。主机频率将受本电源频率设置值的约束，为可靠起见，主机频率应小于 （本电源频率设置值-1） 。 （当调用已有波形时参看波形调用） W200B 激光焊接机使用说明书 28 编辑 # TYPE RATIO% T(1ms) 1 020 20 2 000 00 3 000 00 4 000 00