YMS-50D半导体泵浦激光划片机说明书.doc

YMSYMS 50D50D 半导体侧泵激光划片机半导体侧泵激光划片机 使用说明使用说明 珠海市粤茂激光设备工程有限公司珠海市粤茂激光设备工程有限公司 版本号 V1 0 公司名称 珠海市粤茂激光设备工程有限公司 地 址 珠海市南屏科技工业园屏北二路 1 号 邮 编 519060 电 话 0756 8682787 8682610 传 真 0756 8682321 Http E maill yuemao 前言前言 本说明书详细介绍了 YMS 50D 激光划片机的安装 使用方法及相关维护步骤 在你打开包装安 装并使用本机器以前 请注意以下要项 操作者应具备相关的技术培训 或有专人指导 本说明书将帮助你了解这部机器并能照章操作 本说明书中包含了很多帮你安全 经济 因地制宜进行操作的重要提示 如果你能遵循这些提 示 不仅可以避免危险事故 降低维修费用 减少停车检修时间 还可以提高机器的可信度和 工作寿命 本说明书中包括工伤预防和环境保护等事宜 用户可以根据本国的具体情况补充进去 说明书应存放在机器旁以供随时查阅 建议每一位与本机器有关的工作人员都要阅读这本说明书 例如 操作人员 操作人员 包括装配 排除日常工作故障 清除工作垃圾 保养机器和处理废料的人员 维修保养 维修保养 包括保养 检修 维修 人员 运输人员运输人员 除操作指南和用户所在国对事故预防作出的各项规定外 操作人员还需遵守公认的安全合理操 作原则 YMS 50D 激光划片机使用说明书 1 目录目录 一一 简介 简介 1 二 主要技术指标二 主要技术指标 2 三 标志说明三 标志说明 3 四 控制面板及说明四 控制面板及说明 4 4 1 4 1 控制面板控制面板 4 4 2 4 2 控制面板说明控制面板说明 4 五 五 CNCCNC 程序界面说明程序界面说明 5 5 1 5 1 开关机开关机 5 5 2 5 2 加工程序新建与编辑加工程序新建与编辑 5 5 3 5 3 直线轨迹快速生成直线轨迹快速生成 7 5 4 5 4 加工程序调入加工程序调入 7 5 5 5 5 程序备注添加程序备注添加 7 5 6 5 6 加工程序运行加工程序运行 8 5 7 5 7 试运行试运行 8 5 8 5 8 参数设置参数设置 8 5 9 5 9 手动控制手动控制 9 5 10 5 10 重复次数重复次数 9 5 11 5 11 速度选择速度选择 9 5 12 5 12 工作台回零工作台回零 10 5 13 5 13 计时器与记数器计时器与记数器 10 5 14 5 14 快捷键的使用快捷键的使用 10 六 冷却系统六 冷却系统 11 七 工作环境及安装步骤七 工作环境及安装步骤 11 7 1 7 1 工作环境工作环境 11 7 2 7 2 安装要求安装要求 11 7 3 7 3 安装步骤安装步骤 11 7 4 7 4 各部件测试步骤各部件测试步骤 12 八 操作步骤八 操作步骤 13 8 1 8 1 开机顺序开机顺序 13 8 2 8 2 关机顺序关机顺序 14 8 3 8 3 紧急关机紧急关机 14 九 日常维护九 日常维护 14 9 1 光学谐振腔光学谐振腔 14 十 故障现象及排除方法十 故障现象及排除方法 15 十一 使用注意事项十一 使用注意事项 17 11 1 光学系统光学系统 17 YMS 50D 激光划片机使用说明书 2 11 2 其它其它 17 十二 附录十二 附录 17 12 1 12 1 数控系统编程说明数控系统编程说明 17 12 2 12 2 系统原理及电路图系统原理及电路图 21 12 3 12 3 单元简图及零部件表单元简图及零部件表 31 12 4 12 4 易损件表易损件表 33 YMS 50D 激光划片机使用说明书 1 一 简介 YMS 50D 型激光划片机是一种集光 机 电为一体的设备 采用国际上最先进的半导体泵浦激光技术 用波长为 808nm 的半导体激光二极管泵浦 Nd YAG 晶体 使 YAG 棒产生大量的反转粒子 在 Q 开关的作用 下形成波长为 1064 nm 的脉冲激光束输出 激光束通过扩束 聚焦 使用 CNC 数控系统控制机器运行 由 于 808nm 半导体激光二极管泵浦的使用寿命 20000 H 故本机激光器的工作寿命 3 年 本机具有外观新颖 结构合理 操作简便 调制频率宽 切割速度快 精度高 性能稳定等优点 适 用于太阳能半导体硅片 陶瓷片等材料的切割划片 YMS 50D 型激光划片机具有以下特点 使用寿命 20000 H 能耗 2KW 电光转换效率高 35 激光输出模式 基模或多阶模 功率稳定性 3 维护周期 3 年 工作台采用精密 X Y 两轴电动平移台 丝杆 导轨 电机均采用进口器件 机座采用衬有钢板的大 理石平台 具有切割速度快 精度高 刚性高等特点 控制软件采用公司自主开发的切割软件 自动化程 度高 集成性好 整机依照人体工程学原理采用一体化设计 外形美观 操作方便 重要光学部件均为欧美原装进口 光路系统采用全密封结构 具有光路预览和焦点指示功能 为机器长时间连续 24 小时工作提供了可靠的 保障 二 主要技术指标 激光器 半导体泵浦激光器 波长 1064nm 输出功率 50W 光束质量 M25kW 若当地电压不够稳定 需安装稳压 器 7 2 2 本机安装地点及位置的选择 机器的安装地点应该选在通风良好 干燥 太阳不能直接照射 不能雨淋 方便管路安装和接线的 地方 机器的四周必须留有足够的空气流通和维修保养 7 3 7 3 安装步骤安装步骤 7 3 17 3 1打开包装打开包装 本机所有部件均用特制木箱打包运送至客户处 安装之前将机器连同包装箱运至安装房间 然后小心 注意 注意 本机主机柜及冷水机均必须可靠地接地保护 本机主机柜及冷水机均必须可靠地接地保护 YMS 50D 激光划片机使用说明书 12 拆开外包装 仔细检查各部件有无损坏及缺失 若有此类情况 须马上联系相应货运公司并立即通知本公 司 检查完毕后将机器移至需要位置 移动机器时请务必小心 不可使工作台部分机柜承受巨力 可能导 致工作台部分变形 影响工作台精度 尽量使用叉车等工具 7 3 27 3 2连接各部件电源线连接各部件电源线 机内端子排按从左至右的顺序依次为 L N PE L22 N1 L13 FL ALC 302 ALO 端子 其中 L N PE 端子接主电源输入 220V 50Hz L22 N1 端子接冷水机电源 冷水机电源电缆棕色线接 L22 蓝 色线接 N1 黄绿线接 PE L13 FL ALC 302 ALO 接冷水机保护信号线 L13 蓝色 FL 绿色 ALC 棕色 302 红色 ALO 黑色 主机柜电源 通过主机柜后方线孔 连接主电源至机内端子排 本机所需电源线为单相三芯电源线 连接时请按端 子排上方的标签一一对应连接 L N 及 PE 线 工频离心风机电源 工频离心风机用于抽取切割硅片或太阳能片所产生的粉尘 安装离心风机于合适地点 通过电源线连 接至工作台下接线端子排 115 N PE 为防止空气污染 可在风机的出口处加一个空气过滤器来净化 所抽取的气体 7 3 37 3 3冷却系统冷却系统 取出尼龙水管与喉箍 生料带 用尼龙水管把冷水机与激光机连接起来 效果为不漏水 7 3 47 3 4电脑系统电脑系统 从包装箱内取出电脑主机 置于显示器下电脑柜内 将键盘与鼠标放置于键盘托盘上的适当位置 连接电脑后部所提供的所有接线至电脑相应接口 包括电脑电源线 显示器 键盘 鼠标以及控制板卡数 据线 7 3 57 3 5激光系统激光系统 取出设备附件中的聚焦镜 小心打开包装 取出时用手拿住外壁 请勿触碰两端的镜面 小心将其 安装于工作台正上方的导光系统下端 注 在安装聚焦镜时 请尽量戴上乳胶手套 以免弄脏镜片 7 4 7 4 各部件测试步骤各部件测试步骤 首先打开外部总电源开关 若输入电压来自稳压器 需等稳压器输出电压稳定才可进行下一步操作 合上主机柜右侧的空气开关 整机处于通电状态 然后按顺序试运行各个部件 7 4 1 7 4 1 电脑电脑 YMS 50D 激光划片机使用说明书 13 启动电脑进入 windows 操作系统 若不能正常启动 需检查电脑主机内部各主要部件连接情况 例如 显卡松脱 非集成显卡 内存条松脱等 正常启动进入 windows 操作系统后 运行 CNC 数控软件 见第 七章 若无法启动并显示控制卡没插好 需检查机箱内运动控制板卡 插于机箱内 PCI 插槽上 的连接 情况 若重新插后仍找不到控制卡 可换另一条 PCI 插槽 7 4 2 7 4 2 冷却系统冷却系统 冷却系统是依靠冷却水的循环来带走激光系统所产生的热量 一旦循环水路的某部位漏水 有可能造 成电路系统短路 损坏机器 因此 第一次运行本机器之前的冷却系统试运行极为重要 首先 打开锁开 关 在 CNC 控制软件中打开冷却系统 见 5 8 参数设置 冷水机是否启动 水压是否正常 2 3kg cm 若无问题 需肉眼观察水路各个部位 特别是各水管连接处有无漏水 若有漏水现象发生 必须停止冷却 系统并对漏水处进行维护 7 4 3 7 4 3 离心风机离心风机 用手或者纸张盖住工作台上方的吸尘管测试吸力 若感觉吸力不够 可将风机电源风机电源的 A B 相线交换 位置 7 4 4 7 4 4 激光系统激光系统 打开锁开关 通过 CNC 控制程序上的 开机 按钮启动激光系统 见第五章 CNC 程序界面说明 若 激光系统不能正常启动 请马上联系粤茂激光粤茂激光以获得协助 若启动正常 可等待数分钟 冷水机上显示的 实际水温到达设定温度 上列所有步骤均检查无问题 用户方可开机使用激光进行试切 具体操作步骤见下一章 操作步骤 八 操作步骤八 操作步骤 8 1 8 1 开机顺序开机顺序 8 1 1 在检查整机线路连接正确的情况下 合上控制柜右侧的电源空气开关 设备处于通电状态 8 1 2 打开计算机进入 WINDOS 界面 点击桌面快捷方式 CNC 图标或者打开计算机 C 盘 YUEMAO 文件 夹 点击 CUT EXE 执行文件 运行 CNC 软件 注意 注意 操作步骤不可随意更改或颠倒 否则可能导致设备无法正常运行 严操作步骤不可随意更改或颠倒 否则可能导致设备无法正常运行 严 重时可能造成设备损坏 重时可能造成设备损坏 YMS 50D 激光划片机使用说明书 14 8 1 3 打开控制面板上的钥匙开关 控制电路通电 整机处于允许工作状态 8 1 4 点击 CNC 软件界面上的 开机 按钮 等待几十秒后 出现频率显示 同时电脑弹出开机成 功提示的对话框 表示开机成功 8 1 5 调节频率至期望值 勾选程序界面右下方的激光选项 调节激光电源电流至期望值 缓慢地 调高 8 1 6 打开控制面板上的吸气开关 Vacuum 启动吸尘风机 8 1 7 踩下脚踏开关 暂停吸气 将工件在工作台吸盘上放好后 松开脚踏 8 1 8 在程序界面的 文件 下拉框中选择所需切割程序 8 1 9 通过键盘上的四个光标键或程序界面上的 按钮对工作台位置进行 X Y 轴方向 的手动调节 以确定工作台位置符合该程序运行起始点位置后按下方向按钮中心的 0 按 钮进行座标清零 在工作台非自动运行情况下 按程序界面的 返回 按钮 可使工作台 回到调用本程序时第一次手动确认的工作零点 计算机自动记忆下该零点位置 8 1 10 点击程序界面上的 运行 按钮即可运行整个程序进行切割 8 2 8 2 关机顺序关机顺序 8 2 1 将电流调节旋钮逆时针旋 缓慢地 至最小 按下程序界面上的 关机 按钮 8 2 2 关 锁开关 拉下控制柜右侧的电源总开关 8 2 3 点击程序界面上的 退出 按钮或按 X 键即可退出 CNC 软件 然后关闭计算机 8 3 8 3 紧急关机紧急关机 在紧急情况发生时需要紧急关机 此时可按下面板上的紧急按钮 见第四章控制面板及说明 立即 切断激光器电源 关闭激光输出 问题解决后 顺时针旋转急停按钮使其弹出 否则无法再次启动机器 九 日常维护九 日常维护 激光是集光 机 电技术为一体的新兴学科 其设备精密 操作维护人员必须具有专业知识和技术 每半年需进行一次日常维护 内容包括检查介质膜片是否清洁 谐振腔是否失调 9 1 光学谐振腔光学谐振腔 组成光学谐振腔的两个介质膜片用专门仪器 内调焦望远镜 测角仪或二极管激光器 调整 工作时 YMS 50D 激光划片机使用说明书 15 两膜片与模块中的激光棒端面严格平行 因此光学谐振腔调好后 不允许碰动及随意调动 若不得以需要 对光路进行调整 比如更换前镜 后镜 可参照以下说明 9 1 1 打开激光器外罩 开机 勾选程序界面上的 激光 选项 关掉 Q 开关驱动器并把电流调至转换 片上可看到绿光为止 一般电流调至 11 13A 左右即可出光 切勿一开始就调节电流超过 15A 9 1 2 一只手拿转换片置于前镜与扩束镜之间 另一只手拿细的内六角扳手或其它替代物 插入模片架的 调节孔进行调整 模片架上有三个调节螺丝 其中 有一边是两个螺丝 下面那一个是固定螺丝 上面的螺丝用来上下调节膜片架 而另一边的螺丝用于左右调节 由于本激光器产生激光为不可 见光 为了观察激光光束 必须使用转换片将不可见的激光束转换为可见的绿光 9 1 3 如果电流 15A 左右时调整无激光输出 可适当增加电流 以便于调试 调出光后再减小电流至 12A 并保证有激光出 9 1 4 调节时注意转换片上的绿色光斑 应将其调整到大而圆 同时也要注意通过调整膜片架将绿色光斑 调整与红光同心 为了保证激光器的长时间正常运作 各光学表面必须保持高度清洁 否则激光束会使膜层损坏 影响 光学质量甚至导致无激光输出 因此不要随意打开激光器外罩以隔绝灰尘进入光路系统 当激光输出功率 下降时 可通过观察划片效果得知 应首先检查介质膜片是否清洁 如有污物 可用镜头纸或脱脂棉沾 清洗液 无水乙醇和乙醚各 50 混合液 下同 轻轻擦除 然后再用内调焦望远镜或准直仪等仪器检查谐 振腔是否失调 清洁镜片步骤如下 首先 取出需擦拭的镜片 将镜头纸轻折起来 光滑的一面向外 用左手的食指和拇指卡住镜片 右 手拿住镜头纸压在镜片上 往一个方向擦拭 千万不要来回擦 如镜片太脏 就在镜头纸上滴少许清洗液 注意 前后镜不要同时卸下 先卸下一片擦拭干净后 装上调出光 再擦另一片 并调出光 另外 对于聚焦镜的擦拭要特别注意 工作时聚焦镜离加工晶片比较近 由于晶片划片过程中会产生 很多灰尘 其中大部分会被风机抽走 但仍会有一小部分吸附在聚焦镜上 所以要定期对聚焦镜进行清洁 以免对激光损耗过大 影响划片质量 擦拭时将聚焦镜旋出 用上面所述同样的方法清洁镜片 十 故障现象及排除方法十 故障现象及排除方法 在使用过程中可能出现的故障现象及排除方法如下表所示 故障分析故障分析故障排除方法故障排除方法 现象一 激光电源无法输出现象一 激光电源无法输出 1 水温过高 超过温控器报警的上限输出 使 激光电源无法启动 检查制冷系统 降低水温后重新开机 2 激光电源与外部电源或者面板的外控线路连 接出现故障 检查各部件线路连接 YMS 50D 激光划片机使用说明书 16 3 激光电源过流损坏维修或更换激光电源 现象二 超过阀值电流无激光输出现象二 超过阀值电流无激光输出 1 谐振腔光路发生了偏移重新调整光路 2 Q 开关完全关断Q 驱动器或 Q 开关损坏 更换相应部件 3 镜片装反 镜片的边缘部分有明显颜色的边线 那么此面就 是镀膜面 镜片的镀膜面都是装向半导体侧泵激 光模块的 正确装好镜片后重新调光 8 1 现象三 激光很弱划不了片现象三 激光很弱划不了片 1 焦距没有调节到最佳位置调整聚焦镜焦距 2 前后镜片 聚焦镜污染严重擦拭干净镜片 8 1 3 Q 驱动器出现故障 导致无法正常调 Q 而表 现功率很低 更换 Q 驱动器 现象四 硅片容易掰断 碎片多现象四 硅片容易掰断 碎片多 1 光路没有调整好重新调整光路 8 1 2 聚焦镜污染 有灰尘清洁聚焦镜 8 1 3 焦距调整的不正确切割不同厚度的硅片 焦距要做相应的调整 4 激光电源电流参数和 Q 驱动器调 Q 的频率参 数设置的不正确 调整合理的参数 Q 驱动器调 Q 的频率参数大 致范围 10 14KHZ 激光电源电流参数根据氪灯 的使用情况可做相应的增大 5 水温升高检查冷却系统或温控器 现象五 激光电源跳 无激光输出现象五 激光电源跳 无激光输出 1 水温过高导致激光电源过热保护冷水机出故障 请冷水机的专业人员修理 现象六 工作台不动作或有一轴不动作现象六 工作台不动作或有一轴不动作 1 电机线路断开检查线路并重新连接 2 电机或者驱动器损坏更换驱动器 电机 3 电脑控制板卡松动或损坏重新压紧板卡 必要时更换板卡 4 CNC 控制软件被意外删除或破坏重新安装程序 5 编程错误检查已编写的划片程序 下表为一些正常操作过程中需要注意的事项 序号序号 事项事项不良现象不良现象产生原因产生原因采取措施采取措施 YMS 50D 激光划片机使用说明书 17 1循环水水质变脏产生灰尘污染 每三个月更换一次 检 查冷却系统 2激光器结露水温过低温控器温度设置偏低 重新正确设置温度 十一 使用注意事项十一 使用注意事项 11 1 光学系统光学系统 各光学零件表面严禁用手 棉纱 硬物触擦 也严禁用嘴对着光元件吹气 只能用洗耳球吹去灰尘 万一污染 用长纤维脱脂棉或镜头纸沾专用清洗液轻轻擦拭 11 2 其它其它 为了保证设备能长期有效的运行 使用过程中每 8 小时停机 20 分钟 保证设备能有效的休息 防止 设备因长时间使用导致机内长期过热 激光切割设备中光学部件对环境的要求相对较高 空气中的湿度 粉尘不能太大 不能有强烈的干扰源和振动源 由于设备工作时产生大量的热量 所以要保证室内恒温 设备的安装条件通常需要保证单独的封闭工作间 地面要有地面漆或瓷砖 安装空调 十二 附录十二 附录 12 1 12 1 数控系统编程说明数控系统编程说明 采用数控方法加工零件 首先必须将被加工零件的工艺顺序 运动轨迹工艺参数等按其动作的顺序 用数控机床规定的代码程序格式编好加工程序 这个过程称之为程序编制 通常一个加工程序由若干程序 段构成 而程序段又是由一条或几条数控代码指令组成 以下为在本系统中采用的数控代码列表 名称 不分大小写 名称 不分大小写 功能功能格式格式 G G 代码代码 G01直线插补G01 Xa Yb Ff G02顺时针圆弧插补G02 Xa Yb Id Je Ff G03逆时针圆弧插补G03 Xa Yb Id Je Ff G90绝对坐标编程方式G90 YMS 50D 激光划片机使用说明书 18 G91相对坐标编程方式G91 M M 代码代码 M02程序结束M02 M04插入延时M04 t M12开 Q 开关M12 M13关 Q 开关M13 各代码的具体说明如下 12 1 1 12 1 1 G G 代码代码 12 1 1 1 G01 或 G1 g01 g1 功能 直线插补 格式 G01 Xa Yb Ff 说明 由直线的起点向终点作一向量 向量在 X 方向的分量为 a 在 Y 方向的分量为 b 所以 a b 是带符号的 单位 毫米 Ff 是可选项 f 为工作台的运行速度 单位 毫米 分 如果在这一条代码指令前执行的代码指令规定了速度值 而此时不改动的话 本项可省略 示例 1 G01 X100 Y0 F1000 工作台以 1000mm min 的速度从 0 0 0 点运动到 100 0 0 点 示例 2 G01 X100 Y100 f2000 工作台以 2000mm min 的速度从 0 0 0 点运动到 100 100 0 点 12 1 1 2 G02 或 G2 g02 g2 功能 顺时针圆弧插补 格式 G02 Xa Yb Id Je Ff 说明 X Y F 三项同 G01 由圆弧的起点向终点作一向量 X 方向向量为 a Y 方向向量为 b 由圆 弧的起点向圆心作一向量 向量在 X 方向的分量为 d 在 Y 方向的分量为 e 示例 1 G02 X0 Y0 I2 J0 F1000 工作台以 1000mm min 的速度走半径为 2mm 的整圆 起点坐标为 0 0 终点与起点重合 所以 x y 坐标差为 0 0 圆心坐标为 2 0 所以从起点到圆心的向量在 x y 方向的分量 I J 分别为 2 0 YMS 50D 激光划片机使用说明书 19 1 2 3 4 示例 2 如图所示 半径为 R 的圆 起点分别为 1 2 3 4 时 编程如下 G02 X0 Y0 I0 J R Ff G02 X0 Y0 I R J0 Ff G02 X0 Y0 I0 JR Ff G02 X0 Y0 IR J0 Ff 示例 3 如图所示 半径为 R 的 A B C D 弧的编程如下 G02 XR Y R I0 J R Ff G02 X R Y R I R J0 Ff G02 X R YR I0 JR Ff G02 XR YR IR J0 Ff 12 1 1 3 G03 或 G3 g03 g3 功能 逆时针圆弧插补 格式 同 G02 说明 同 G02 建议 Ff 参数最好单独作为一行 放在 G 代码之前 特别是在子程序中 示例 F20 G01 X100 Y100 12 1 1 4 G90 功能 绝对坐标编程方式 表明以下编程坐标为绝对坐标 此方式为缺省编程方式 12 1 1 5 G91 功能 相对坐标编程方式 表明以下编程坐标为相对坐标 YMS 50D 激光划片机使用说明书 20 建议 最好采用相对坐标编程方式 即在每一个程序文件的第一行 都键入 G91 12 1 2 12 1 2 M M 代码代码 12 1 2 1 M04 或 m04 功能 插入一段延时 格式 m04 t 说明 t 为延时时间 单位 毫秒 示例 m04 1000 停留 1 秒 12 1 2 2 其它 M02 程序结束 M12 M13 Q 开关开 关 M17 子程序返回 12 1 3 12 1 3 编程格式编程格式 Q 代码必须单独作一行 其它的代码无此限制 但每行最多只允许有 80 个字符 包括空格符在内 代码的各项之间 代码与代码之间可用空格 逗号或 Tab 分隔 也可以不隔开 大小写任意 本系统中的基本图形有三种 直线 顺时针圆弧 逆时针圆弧 与 G01 G02 G03 代码对应 当图 形不变时 后面的 G 代码可省去不写 下列两种格式是等效的 标准格式省略格式 G01 X Y Z F G01 X Y Z F G01 X Y Z F X Y Z F G03 X Y I J F G03 X Y I J F G03 X Y I J F X Y I J F 12 1 4 12 1 4 完整示例说明完整示例说明 如图形状 CNC 编程如下 YMS 50D 激光划片机使用说明书 21 原点 G91 程序为相对坐标 F1800 设定加工速度 G01 X10 Y0 从原点移动到加工起始点 M13 关 Q 开关 M10 开激光 M12 打开 Q 开关 G01 X60 Y0 从起始点向右方直线运行 G02 X10 Y10 I0 J 10 沿轨迹右上方弧形运行 G01 X0 Y20 沿轨迹右方直线向下运行 G02 X 10 Y10 I10 J0 沿轨迹右下方弧形运行 G01 X 60 Y0 沿轨迹下方直线向左运行