許多曾在過(guò)去投資購(gòu)買燈泵浦打標(biāo)機(jī)的公司，現(xiàn)在正面臨著將陳舊打標(biāo)機(jī)升級(jí)換代的任務(wù)。 并非所有的激光器都是相同的。對(duì)于大多數(shù)打標(biāo)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，燈泵浦激光器能產(chǎn)生更高的功率。光纖激光器，雖然產(chǎn)生較低的功率，但擁有更高的光束能量密度，半導(dǎo)體二極管激光器則介于這兩者之間。大部分打標(biāo)應(yīng)用能使用這些技術(shù)中的任何一種實(shí)現(xiàn)。但是，一些應(yīng)用則需要特殊的技術(shù)。一個(gè)建議是在選擇新激光器之前對(duì)打標(biāo)的樣本進(jìn)行測(cè)試。檢查標(biāo)記的對(duì)比度，打標(biāo)周期，以及線寬，以保證將來(lái)能獲得滿意的結(jié)果。此外，其他因素也需要考慮。以下是一些常見(jiàn)的問(wèn)題和回答。 問(wèn)：半導(dǎo)體二極管更新后，新激光器要多久能投入使用？ 答：水冷半導(dǎo)體二極管激光器通常能工作8000到10000小時(shí)，而空冷半導(dǎo)體二極管激光器一般能工作15000到20000小時(shí)。光纖激光器據(jù)統(tǒng)計(jì)在需要更新之前能工作超過(guò)100000小時(shí)。更新成本因技術(shù)不同而不同，因此你需要把這些成本考慮進(jìn)去。如果按小時(shí)計(jì)算，光纖激光器擁有顯著的低成本，優(yōu)于燈泵浦或二極管泵浦激光器。 問(wèn)：半導(dǎo)體二極管或光纖激光器和燈泵浦激光器相比，每年的運(yùn)行成本是怎樣的？ 答：光纖激光器和燈泵浦或二極管泵浦激光器相比，其每年的運(yùn)行成本是相當(dāng)?shù)偷摹；诿绹?guó)本土的平均統(tǒng)計(jì)數(shù)字，光纖激光系統(tǒng)1一年的成本大約為720美元，燈泵浦激光系統(tǒng)3200美元，半導(dǎo)體二極管泵浦系統(tǒng)則為4100美元。 問(wèn)：光纖激光器或半導(dǎo)體二極管激光器的維護(hù)有哪些要求？ 答：水冷半導(dǎo)體二極管激光器需要和燈泵浦激光器（不包括外部冷卻）相同的維護(hù)。然而，它們并不要求定期更換泵浦燈及燈管。而空冷激光器，如光纖激光器，有著相對(duì)簡(jiǎn)單的涉及和免維護(hù)的特性。需要做的只是定期清潔鏡片及全面檢查所有的連接部位。 問(wèn)：半導(dǎo)體二極管和光纖激光器的工作環(huán)境是否和燈泵浦激光器相同？ 答：燈泵浦激光器相對(duì)來(lái)說(shuō)能在更為極端的環(huán)境中工作。空冷半導(dǎo)體二極管和光纖激光器對(duì)環(huán)境溫度和空氣污染更為敏感。環(huán)境溫度大于華氏93度（攝氏33度）時(shí)需要冷卻器。如果存在空氣污染如油霧等，則需要安裝空氣過(guò)濾裝置，這對(duì)于在惡劣環(huán)境中工作的任何激光系統(tǒng)來(lái)說(shuō)同樣適用。 問(wèn)：從準(zhǔn)備工作考慮，從燈泵浦到光纖或半導(dǎo)體二極管的轉(zhuǎn)換需要做哪些改變? 答：水冷半導(dǎo)體激光器只需極少的改變。外部的冷卻器不再需要，減少了占地面積。電氣費(fèi)用也通常得到降低。光纖激光器這樣的空冷設(shè)備只需更少的占地。這些激光器是業(yè)內(nèi)具有最少占地面積的產(chǎn)品，非常容易集成進(jìn)生產(chǎn)線當(dāng)中。振鏡頭通常和柔性的光纜相連，使其能夠被放置在生產(chǎn)線的任何地點(diǎn)。 問(wèn)：集成方面，半導(dǎo)體二極管或光纖激光器是否能集成進(jìn)現(xiàn)有的設(shè)備當(dāng)中？ 答：半導(dǎo)體二極管激光器通常能集成進(jìn)現(xiàn)有設(shè)備中，只需最小的變動(dòng)，而光纖激光器需要更大的改動(dòng)來(lái)把電腦，驅(qū)動(dòng)單元，以及振鏡頭集成進(jìn)現(xiàn)有系統(tǒng)。需要考慮的最大變動(dòng)之一是在光束位置和打標(biāo)區(qū)域大小上可能會(huì)和先前系統(tǒng)有所不同。這些變動(dòng)可能要求對(duì)工作站進(jìn)行機(jī)械化調(diào)整。 問(wèn)：我的現(xiàn)有程序是否能用于半導(dǎo)體二極管或光纖激光器？ 答：大部分新軟件都能夠運(yùn)行其早期版本建立的程序。然而，仍然有一些激光參數(shù)需要微調(diào)，以供新激光器使用。關(guān)鍵的一些參數(shù)如下： ◆線寬：和燈泵浦激光器相比，半導(dǎo)體和光纖激光器有著較細(xì)的線寬（見(jiàn)圖1）。實(shí)際上，光纖激光器所打出的線寬幾乎只有燈泵浦激光器的30％。就字符的打標(biāo)來(lái)說(shuō)，光纖激光需要走多個(gè)來(lái)回而燈泵浦只需單步。許多軟件有特別創(chuàng)造的字符用以補(bǔ)償光纖激光器較窄的線寬。 圖1. 較細(xì)的線條來(lái)自一臺(tái)20瓦光纖激光器，較粗 的線條來(lái)自一臺(tái)80瓦燈泵浦激光器。兩條線 均在12英寸見(jiàn)方的打標(biāo)區(qū)域內(nèi)完成，采用透鏡相同◆打標(biāo)區(qū)域尺寸：許多舊激光器有著最大8英寸直徑圓形打標(biāo)區(qū)域，而新一代激光器則為12英寸見(jiàn)方的打標(biāo)區(qū)域。這意味著在可打標(biāo)區(qū)域增加了186％（見(jiàn)圖2）。 圖2.新一代的激光器提供12英寸見(jiàn)方的打標(biāo)區(qū)域， 意味著可打標(biāo)區(qū)域增加了186％◆打標(biāo)速度：一般來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體二極管激光器比燈泵浦激光器稍慢一些，而光纖激光器通常更快。打標(biāo)速度依賴于材料，因而需要進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)。如果被替代的燈泵浦激光器使用超過(guò)5年，那么更新的振鏡通常能帶來(lái)更快的打標(biāo)速度。注意，雖然要求的線寬結(jié)果相似，但是光纖和半導(dǎo)體泵浦系統(tǒng)所帶來(lái)的更精細(xì)線寬可能抵消掉其所具有的打標(biāo)速度優(yōu)勢(shì)。 ◆ GST 設(shè)置：GST，又成為振鏡設(shè)置時(shí)間，是打標(biāo)程序中的延遲程序，使得振鏡時(shí)間穩(wěn)定。振鏡技術(shù)的進(jìn)步使得振鏡馬達(dá)運(yùn)行更快。無(wú)論選擇何種技術(shù)它都將帶來(lái)好處。振鏡的進(jìn)步帶來(lái)更快的打標(biāo)速度，就像賽車的剎車和輪胎得到改進(jìn)能使車輛進(jìn)入彎道時(shí)更貼近外側(cè)并且出彎道后能更快加速。 ◆跳躍速度：更新，更快的振鏡允許更高的跳躍速度。跳躍速度是指激光系統(tǒng)在無(wú)打標(biāo)動(dòng)作發(fā)生時(shí)快速穿越區(qū)域的能力，比如在兩個(gè)字母之間或從一個(gè)圖像跳躍到另一個(gè)。應(yīng)該對(duì)舊的打標(biāo)程序進(jìn)行修改以充分發(fā)揮增加的振鏡速度和跳躍速度。 ◆邊界/填充－線間距特征：許多新一代軟件包具有控制線間距以及和邊界之間間距的能力，動(dòng)態(tài)填充圖像或?qū)嶓w字型由激光軟件完成。早期軟件包依賴于第三方程序在指令到達(dá)激光器之前來(lái)完成這一功能。這一特征允許編程人員控制填充線，使其定位在邊界以內(nèi)（見(jiàn)圖3）并且防止這些填充線覆蓋在邊界上，這樣在精密的圖像上就產(chǎn)生了一條鋸齒形的邊界。這種控制線距的能力對(duì)于速度控制，灰度調(diào)節(jié)，以及滿足日益提高的圖像要求來(lái)說(shuō)是有用而必需的，能使用激光軟件產(chǎn)生這些改變的能力節(jié)省了許多時(shí)間和費(fèi)用。 圖3.許多新一代軟件包有控制線距、邊界間距以及圖像填充 的功能，使得編程人員能控制填充線定位于邊界以內(nèi)采用一種新的激光技術(shù)有著許多好處。在很多案例中，新激光系統(tǒng)的成本只是略微高于升級(jí)舊系統(tǒng)的成本。升級(jí)一臺(tái)舊激光系統(tǒng)類似于升級(jí)一臺(tái)舊電腦。因?yàn)榧夹g(shù)在變化，你不可能將硬件和軟件的最新優(yōu)勢(shì)完全發(fā)揮出來(lái)。因此，即使性能得到提高，依舊是無(wú)法和新系統(tǒng)相提并論的。用戶不得不面臨再次升級(jí)系統(tǒng)或在相對(duì)于新設(shè)備更短的使用周期替換系統(tǒng)。 新的激光技術(shù)，無(wú)論是光纖，半導(dǎo)體二極管泵浦，或者全新設(shè)計(jì)的燈泵浦激光打標(biāo)系統(tǒng)，正在逐步進(jìn)入那些已經(jīng)使用燈泵浦打標(biāo)系統(tǒng)數(shù)年的公司。采用最新系統(tǒng)的缺點(diǎn)幾乎沒(méi)有，更高產(chǎn)量，更低運(yùn)行成本，更簡(jiǎn)易的維護(hù)將很快抵消掉設(shè)備的投資。這些變化能通過(guò)購(gòu)買一臺(tái)新的工作站中實(shí)現(xiàn)，最新的技術(shù)進(jìn)展將帶來(lái)新一代的打標(biāo)桌面，分度盤，控制器等等，或者，如本文所言，現(xiàn)有的工作站通常也能集成新的激光技術(shù)，不需要對(duì)系統(tǒng)作很多改動(dòng)，費(fèi)用也不大。 Glenn Prentice是Baublys Control Laser Corp.（Orlando, FL.）的產(chǎn)品經(jīng)理，聯(lián)系方式：GlennP@controllaser.com. 腳注 1. 成本計(jì)算基于一臺(tái)典型激光系統(tǒng)，運(yùn)行8小時(shí)一天，254天一年。