何為蔚，曹 珪，蔣增榮

（桂林廣陸數(shù)字測控有限公司，廣西 桂林541213）

0 引言

游標(biāo)卡尺被譽(yù)為“工業(yè)的眼睛”，受到美國、德國、日本等全球先進(jìn)制造業(yè)國家的重視，然而中國卻是世界上游標(biāo)卡尺生產(chǎn)第一大國，中國制造的游標(biāo)卡尺占據(jù)了全球份額的75%[1]。游標(biāo)刻線，是游標(biāo)卡尺生產(chǎn)過程中最為關(guān)鍵的一道加工工序，關(guān)乎到游標(biāo)卡尺精度、示值及外觀是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。隨著近年來工業(yè)智能化迅速發(fā)展需要及人們對環(huán)境保護(hù)、職業(yè)健康意識的增強(qiáng)，量具行業(yè)中游標(biāo)卡尺刻線工藝也日新月異，從最初的對線條照相、腐蝕工藝逐步改進(jìn)為光纖激光刻線機(jī)刻線工藝。本文首先介紹光纖激光刻線機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理和光纖激光刻線機(jī)在游標(biāo)卡尺游標(biāo)刻線加工工藝中的應(yīng)用，最后講述光纖激光刻線機(jī)在量具制造中刻線工藝方面的發(fā)展方向。

1 光纖激光刻線機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理

1.1 系統(tǒng)構(gòu)成

光纖激光刻線機(jī)整個系統(tǒng)由主機(jī)、激光器、振鏡掃描系統(tǒng)、電器控制柜、聚焦鏡頭，工作臺等部分組成，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)組成原理框圖

圖2 光纖激光刻線機(jī)外形示意圖

1.2 主機(jī)的各部分名稱及作用

光纖激光刻線機(jī)的主機(jī)如圖2所示，由機(jī)床床身、機(jī)床立柱、激光頭組件、工作臺、控制臺組成。機(jī)床床身由大理石加工制成，防止應(yīng)力變形，是保證刻制精度的前提；床身的上面是工作臺由鋁件加工制成，減輕伺服電機(jī)負(fù)載。保證伺服電機(jī)及絲桿精度。用來放置工件，工作臺位置由精密的伺服電路閉環(huán)控制，控制臺是操作人員編程及刻線機(jī)調(diào)試操作控制區(qū)域，旋轉(zhuǎn)式便利的操作箱，可以根據(jù)實(shí)際需要隨意旋轉(zhuǎn)的操作臺位置。

1.3 刻線機(jī)工作原理

光纖激光刻線機(jī)的基本原理其實(shí)很簡單，光纖激光器產(chǎn)生激光束經(jīng)過光學(xué)擴(kuò)束系統(tǒng)、振鏡掃描系統(tǒng)和光學(xué)會聚系統(tǒng)后，照射在工件上面，由計(jì)算機(jī)控制光學(xué)振鏡掃描系統(tǒng)，使得會聚光斑在工件上面進(jìn)行掃描，同時，即可控制工作臺X/Y軸移動，使得工件在激光束焦平面上移動，從而刻劃出所需的線條、文字等各種線條。

2 光纖激光刻線機(jī)在游標(biāo)卡尺游標(biāo)刻線工藝上的應(yīng)用

2.1 用光纖激光刻線機(jī)刻游標(biāo)卡尺游標(biāo)的工藝流程

（1）刻線程序編制。根據(jù)產(chǎn)品和圖紙要求，線長、字高、標(biāo)記，按設(shè)計(jì)尺寸要求編制和排版，如有文字和圖形的，需在AutoCAD里做好后，再經(jīng)刻線編程軟件轉(zhuǎn)換后直接調(diào)用，需要縮放的按比例縮放。

（2）刻線程序檢查。程序編完后，按相對應(yīng)的貨號和圖號保存程序文件，把程序更新，調(diào)出程序并在顯示器上展示圖形文件，檢查線條及圖形，線和字是否對齊、對中、對比和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)有沒有不符的，如有不符及時更正保存。

（3）工裝調(diào)試及產(chǎn)品裝夾。移動定位夾具至適合的位置，把游標(biāo)卡尺裝到工裝上，用百分表打表保證直線度誤差小于0，03 mm。裝夾產(chǎn)品時要輕拿輕放，不能碰傷和劃傷游標(biāo)卡尺。游標(biāo)尺放上夾具后，看游標(biāo)尺是否和夾具緊合，如有異常及時處理。

（4）首件加工。檢查設(shè)備設(shè)置的加工參數(shù)是否正確。按光纖激光刻線機(jī)操作規(guī)定開動設(shè)備，并空運(yùn)轉(zhuǎn)十五分鐘以后，觀察設(shè)備是否處于正常狀態(tài)，調(diào)出準(zhǔn)備加工產(chǎn)品的程序，在調(diào)出的程序里，根據(jù)圖紙和工裝情況要求，修改程序定位坐標(biāo)，保存，更新，把更新的程序用圖形的方式在顯示屏上展示出來，檢查改動的坐標(biāo)是否有錯，圖形會直觀的顯示出來，位置不對，再改正確。這些準(zhǔn)備工作都做好了，按下設(shè)備上的加工鍵，開始加工。加工完第一件產(chǎn)品，先行對照圖紙，對照訂單要求就行自檢。

（5）刻制產(chǎn)品交檢。所有刻線按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1214.1-1996進(jìn)行檢驗(yàn)，交檢產(chǎn)品時，圖紙、跟單、計(jì)劃單必須同時交給檢驗(yàn)員，對訂單有特殊要求的，在跟單上注明，按訂單要求進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)合格后，并加蓋檢驗(yàn)章在跟單上，才能進(jìn)行后續(xù)產(chǎn)品的加工。

2.2 用光纖激光刻線機(jī)刻游標(biāo)卡尺游標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)

目前部分光纖激光刻線機(jī)屬國內(nèi)研制生產(chǎn)出的新一代高精度、高速度、高可靠性的激光精密加工設(shè)備，整機(jī)性能指標(biāo)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

（1）速度快：系統(tǒng)采用超高速振鏡系統(tǒng)和最優(yōu)化的專用軟硬件控制系統(tǒng)，精準(zhǔn)的X/Y/Z軸自動定位，滿足多工位刻制，實(shí)現(xiàn)了超高速刻線，150 mm公制卡尺（包括主尺；游尺；字符）光刻時間＜1′50″。

（2）精度高：全程刻線0～1 050 mm刻線累計(jì)誤差小于土0.017 mm；工作臺重復(fù)定位精度誤差：±0.003 mm。

（3）質(zhì)量好：線條垂直、不間斷、無明顯毛邊，淺線具有鍍黑鉻效果。

（4）可淺刻：通過修改LA（電流控制參數(shù)）在不擊穿鉻層的同時可實(shí)現(xiàn)淺刻黑線，其黑度高、質(zhì)量好，解決了游標(biāo)卡尺深刻黑線電流擊穿鉻層，導(dǎo)致刻線部位容易生銹的問題。

（5）易操作：多種操作模式選擇，可通過控制臺面板按鈕選擇手動操作模式操作設(shè)備或自動操作模式操作設(shè)備，旋轉(zhuǎn)式便利的操作臺，可以根據(jù)實(shí)際需要隨意旋轉(zhuǎn)的操作臺位置。

（6）易編程：G代碼編程、記事本txt格式導(dǎo)入、語句自動診斷識別、模擬效果顯示。盡可能的避免了程序編制錯誤帶來的損失。

（7）無耗材：光纖激光刻線機(jī)刻線工藝，除了電能消耗外無任何工藝消耗品，設(shè)備維護(hù)簡單，降低了工藝運(yùn)行成本。

（8）環(huán)保性：光纖激光刻線機(jī)刻線工藝為非接觸式加工相對于傳統(tǒng)的線條照相腐蝕法，避免了化學(xué)物品對人員和環(huán)境造成危害及污染的可能。

3 光纖激光刻線機(jī)刻線在量具制造中刻線工藝的應(yīng)用發(fā)展方向

近年來，中國制造業(yè)長久以來依靠的勞動力優(yōu)勢正在逐步消失，廉價的勞動力大軍，曾是中國制造業(yè)發(fā)展的主動力，如今已不如往日那么龐大和廉價，隨著社會進(jìn)程的變化，越來越多的年輕人厭倦了重復(fù)勞累的流水線生活，企業(yè)還面臨不斷惡化的用工短缺問題。因此，對于大規(guī)模量具制造企業(yè)，提高生產(chǎn)力的出路只有依靠技術(shù)提升、引進(jìn)自動化、智能化技術(shù)[2]，激光刻線機(jī)是集激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、自動控制、精密機(jī)械等技術(shù)為一體的高科技產(chǎn)品，其較高可靠性和簡便的操作流程，在量具制造行業(yè)應(yīng)用中迅速成為游標(biāo)卡尺游標(biāo)刻線的首選工藝，與傳統(tǒng)設(shè)備相比，光纖激光刻線機(jī)非常有利于集成到工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中，利用機(jī)械手編程實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品自動裝夾、自動標(biāo)刻等加工環(huán)節(jié)。光纖激光刻線加工技術(shù)未來的發(fā)展方向必然是配合工業(yè)自動化生產(chǎn)要求，開發(fā)相應(yīng)的數(shù)據(jù)參數(shù)接口，推動量具制造行業(yè)智能化發(fā)展。

4 結(jié)束語

在量具制造業(yè)中，光纖激光刻線機(jī)刻線工藝的應(yīng)用目前處于發(fā)展階段，相關(guān)企業(yè)也非常重視這一技術(shù)，國家相關(guān)部門正在研制和推廣相關(guān)技術(shù)、大力扶持激光產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，支持激光設(shè)備企業(yè)不斷的研究并開發(fā)新型的激光刻線打標(biāo)設(shè)備。

光纖激光刻線加工技術(shù)未來的發(fā)展方向必然是配合工業(yè)自動化生產(chǎn)要求，開發(fā)相應(yīng)的數(shù)據(jù)參數(shù)接口，推動量具制造行業(yè)智能化發(fā)展。