YAG系列打标机维修实例分析

薛巍

摘要：阐述了YAG系列激光打印设备常见故障现象，及故障解决办法。

关键词：激光打标机 组成部分 故障

YAG系列激光打标机是是目前工业应用最常见的机型之一，其型号及换代的产品比较多，基本的原理都相同，所以，在这里以YAG-M50激光打标机为例，通过对这款机型的维修实例分析，大家可以去了解YAG设备。

1 YAM-M50激光打标机主要组成部分

YAG-M50主要由以下各部分组成：1、工控电脑；2、主控箱；3、激光电源箱；4、Q驱箱；5、主梁；6、三维工作台；7、冷水机。2 各个部件的功能和作用

工控电脑：主要作用是通过打标软件处理给定的打标内容，并由PCI3000卡将计算出来的数字信号输出到A/D卡。A/D卡将此数字信号转化成为模拟信号后输出到振镜板，再由其驱动模拟振镜来控制激光的走向。主控箱：作用是电力的分配及处理冷水机反馈回来的水温水压信号。YAG电源箱：主要作用是点燃氪灯并保持氪灯工作电压，并且能根据需要来改变通过氪灯电压（电流）的强弱。Q驱箱：由一个DC24V的开关电源、Q驱及散热风扇组成，其主要作用是根据PCI3000卡所给的信号，输出对应频率的27M射频信号去驱动Q头锁放光。通过Q驱的不同频率的锁放光，可以改变激光输出的峰值功率，其主要作用于不同产品的打标效果。冷水机：主要作用就是产生循环冷却水（一般设置为20-25℃，由机器安装环境决定），并通过循环冷水来保证氪灯及Q头的正常工作。

3 YAG-M50激光打标机整机工作原理方框图（见下图）

4 YAG系列打标机维修实例

4.1 无光检修实例4.1.1 故障现象：光时强时弱，关机半小时后恢复正

常，但是只能工作十几分钟就没有光，需要关机一段时间后才能工作。故障分析：开机就有激光，那么就说明光路没有问题，但是却时强时弱到没光，说明是和其它的相关部件不稳定引起的。于是首先检查冷却循环水的有无问题。打开水箱检查冷却循环水流动正常；再检查一下水温，温度是有些高，但其它的机器这么高时也可以正常工作。由于还没确定真正问题所在，所以就试试先把水温解决好。于是更换更加准确的温控板后，观察能正常工作半小时后，就认为故障已解决。但是第二天，该故障仍旧。再想想可能是因为激光棒两头结雾造成的，于是打开空调，可是工作一段时间后，问题仍没有解决。仔细想一想，最后判断只能和激光棒有关，于是再检查激光棒，最后发现里面有几根很细的棉花纤维，那么有可能是温度稍高的时候棉花纤维张开形成堵塞，导致无激光输出。解决方法：将棒套内的棉花纤维清出后机器正常。因此在清洁光学元件的时候要特别小心，不可有残留物附在表面及其周边附件上。

4.1.2 故障现象：每次开机工作一段时间后便出现无

光现象，关掉Q驱后也发现没有激光输出。故障分析：每次开机均只能工作一段时间，说明问题可能出现在产生激光的谐振腔、激光棒或是由其它部件工作不稳定引起的。打开主梁盖，发现Q头金属外壳及晶体均有一层雾。检查冷水机，水温设置及显示都正常，但用手摸感觉水温很低，经查发现水箱的水温传感器已坏。解决方法：更换水箱的水温传感器，故障排除。4.1.3 故障现象：氪灯点燃后发出微弱的光，但不能连续出光。故障分析：首先检查发现氪灯两端的电压偏低不正常。能点灯说明高压板不存在问题，可能是稳压电路有问题。检查主控板到驱动板的连接信号是否正常，排除主控板无问题，再检查IGBT的连接信号是否有问题，发现驱动板到IGBT的信号正常，再检查IGBT。正常情况下，IGBT本应有560V的电压输出，检查时却发现无电压输出，判定为IGBT损坏（IGBT的好坏还可以通过机械万用表判定）。解决方法：更换IGBT后，故障排除。

4.1.4 故障现象：氪灯无法点燃，WaterTEMPAlarm

温度报警信号灯亮。故障分析：WaterTEMPAlarm温度报警信号灯亮，说明有水温已超高信号。再看冷水机温控面板，当前Cooling制冷水温为18℃，而Operating工作水温为42℃，这说明压缩机已经工作，只是冷水包冷水与水箱热水没交换。打开冷水机盖观察，发现小水泵不工作，用手摸小水泵很烫手，这是电机线圈发热所致，说明小水泵已有220V电源，只是电机转子或电刷卡住所致。解决方法：用工具在小水泵外壳用力敲击几下，小水泵转动起来，工作水温很快降下来解除水温报警，设备恢复正常工作。

4.1.5 故障现象：设备打标时没有激光输出。故障分

析：因为打标时Q驱已打开了，因此没有激光输出只有两种可能：谐振腔没有振荡产生激光或Q驱没有释放光。关掉Q驱，检查发现有激光输出。那么可以确认故障原因是Q不释放光了。先检查DAT卡的Q调制输出信号，发现没有任何信号输出，于是可确认是DAT卡故障导致没打标时没激光输出。解决方法：更换DAT卡后故障消除（有时候卡并没有坏，只是松动或金手指脏引起的，只要取下清洁金手指后重新装好即可。

4.2 光弱检修实例

4.2.1 故障现象：设备使用中，发现光越来越弱，将电流越调越大，但还是不能满足标刻要求。故障分析：首先是考虑到氪灯老化，但打开主梁盖后发现灯光良好。再检查并调节全、半反镜片后故障依旧。关机后发现激光棒上有异物，取出激光棒，发现因棒端面装配得离密封圈太近，以致于高温将胶圈烧蚀而污染了棒端面。解决方法：将棒清洗干净，重新装配并调试，故障排除。

4.2.2 故障现象：打标能量很弱，且激光模式差。故障分析：先检查出光电流，发现出光电流为8.3A，而且在8.3-8.8A电流内光斑正常，但电流再增大光斑就开始抖动、变形了。无论怎样调节全、半反镜架都没有改善。考虑可能是激光棒套没装好，拆下重装，但故障依旧。再更换氪灯，故障还是没有解决。最后考虑是镜片某处损坏了（肉眼看不出）。于是用替代法依次换两个镜片，当换了半反镜片时，故障消除。解决方法：换上新的半反镜片。

4.2.3 故障现象：打标能量弱。故障分析：检查其出光电流，发现出光电流正常。这说明光的损耗是从扩束镜开始的。从倍频片上看到从扩束镜出来后能量明显减弱了很多。拆下扩束镜，发现扩束镜一端镜片有烧伤的痕迹。将扩束镜稍稍旋转一点，避开损伤部位后，该故障消除。解决方法：更换新的扩束镜。如手头没有新的扩束镜可换，可先将其稍稍旋转一点，使光射到没有损伤的镜面上。

4.3 其它故障维修实例

4.3.1 故障现象：打标时光从强到弱到无光。故障分

析：这现象说明是激光Q控制部分有故障。关闭Q驱释放激光，发现光也是从强到弱到无光。打开Q驱再打标，光还是从强到弱到无光。感觉Q头的开关很缓慢，但不知是自身的还是输入的控制信号有故障。先更换Q驱，无效，再更换Q头，设备正常。解决方法：更换一新Q头，激光锁放正常，故障排除。

4.3.2 故障现象：打标时光越来越弱。故障分析：先卡上Q信号的输出口，没发现任何异常。检查Q头，它并没有结露。再检查Q线，未发现任何地方接触不良。再检查Q驱，发现Q驱外壳很热，这就可判定是Q驱功率不稳定而导致光越来越弱。解决方法：更换Q驱，故障排除。

4.3.3 故障现象：设备在工作一段时间后出现打标越

来越慢的现象，关闭机器重新开机后，大致工作同样长时间后又出现同样的现象。故障分析：经检查，电脑中电源管理一项设定了工作一定时间后关闭硬盘，将此项设为“从不”后，故障解除。特别提醒：打标机电脑中一定不能设置屏幕保护和关闭硬盘，否则在打标时会出现很多问题，如打标越来越慢，打标时出现杂点等。解决方法：将电脑的电源管理中的“关闭监视器（M）”、“关闭硬盘（I）”及“系统等待（T）”项均设为“从不”。

4.3.4 故障现象：设备在工作一段时间后出现乱打标、打在一点上、不打标的现象。故障分析：在不打标时检查DAT卡，发现X、Y、Q信号均无输出，这便可确认此时该卡有故障（工作不稳定）。关机取下PCI卡，发现金手指有点脏，清洁金手指后重装上去，故障排除。解决方法：用橡皮擦将金手指清洁干净，设备稳定工作

4.3.5 故障现象：设备在工作一段时间后漏光或者出

现时而漏光，时而正常。故障分析：检查BNC连接线是好的。再检查Q头发现外壳发热，这便可确定为Q头冷却不好造成的漏光。解决方法：更换冷却水，将Q头拆下，用高压气枪吹Q头，将其内部杂物吹出，重新安装并调整Q头，恢复正常。

4.3.6 故障现象：设备在加工过程中，激光腔体常有异常的响声，电流越大声音越大，其它一切正常，但在某一天工作中突然炸了灯。故障分析：炸灯原因一般有：①氪灯严重老化。②高电流点灯。③冷却量问题。而此灯为新换的氪灯，也没有误操作，因此排除前两种可能。检查水循环，发现水循环里水流速很小，但又刚好可以保证水压开关不动作，所以水压没有报警。经检查水泵和水箱，发现是水箱出水口被一纸片挡住了。这就可断定炸灯的原因是水箱出水口被挡后，氪灯没有冷却足够而炸。解决方法：将纸片清除，更换冷却水，并提醒操作人员定期更换冷却水。

参考文献：

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[2]王加贤，张文珍.YAG激光打标机光学系统设计及参数选择[J].华侨大学学报，1995（04）.

[3]孙振东，吴庚生.YAG激光打标机光笔中会聚出纤光的光学