摘 要
激光被稱為(wei) 最亮的光、最快的刀、最準的尺,在20世紀後,激光行業(ye) 進入快速發展階段,皮秒、飛秒等超快激光器應運而生,隨著中國裝備製造業(ye) 的迅猛發展,激光產(chan) 業(ye) 發展也邁向了新台階,在大型製造產(chan) 業(ye) (如汽車、航空、造船等行業(ye) )以及精密加工產(chan) 業(ye) (如3C電子、半導體(ti) 、醫療等行業(ye) ),激光加工工藝跟隨時代發展、市場需求掀起對傳(chuan) 統工藝的革新浪潮。
2020年新冠疫情出現以後,一大批醫療企業(ye) 大力增產(chan) 擴能,新冠抗原試劑卡檢測需求劇增。對此,醫療企業(ye) 亟需更高效的加工方式來提高生產(chan) 效率、降低人工成本。
· 飛拍飛行標刻技術 ·
傳(chuan) 統激光飛行標刻是區別於(yu) 靜態打標的一種動態標刻方式,該方式是在流水線運動的情況下,對流水線上的工件進行快速標刻(以下簡稱“飛行標刻”)。這種加工方式不僅(jin) 可以極大提升工作效率,而且基於(yu) 流水線的工作方式,更便於(yu) 進行工廠自動化集成。目前飛行標刻已廣泛應用於(yu) 食品、醫療、3C電子等各行業(ye) 。 但受限於(yu) 流水線的運動累計誤差以及傳(chuan) 感器響應時間誤差,常規飛行標刻的鐳雕精度往往超過1-2mm;另外,由於(yu) 無法獲取來料角度數據,導致產(chan) 品鐳雕一致性不好,傳(chuan) 統的定位CCD又無法匹配飛行標刻的應用,以上兩(liang) 點導致傳(chuan) 統飛行標刻技術隻適用於(yu) 比較粗放的激光應用。當客戶對效率和精度都有較高要求的時候,如醫療行業(ye) POCT試劑檢測卡鐳雕,如何配置高效高精度的飛拍飛行標刻就顯得尤為(wei) 重要。 “飛拍飛行標刻技術”是在傳(chuan) 統飛行標刻的前端引入動態機器視覺係統,通過視覺相機對動態工件進行提前拍照定位,獲取每個(ge) 工件的精準坐標,並將坐標依次加載到鐳雕係統內(nei) ,從(cong) 而實現精準高效鐳雕。該技術優(you) 勢:首先,它繼承了傳(chuan) 統飛行標刻的高效率、自動化程度高等優(you) 點;其次,在鐳雕精度提升到±0.1mm以內(nei) ,可以滿足更多行業(ye) 的各種精密加工需求;再次,飛拍飛行標刻衍生出來的自動複檢剔除功能進一步節省人力,大大提高了產(chan) 品出貨率和良率,目前以POCT試劑卡為(wei) 例,鐳雕良率達到99.8%以上。此外,飛拍飛行標刻技術作為(wei) 機器視覺與(yu) 激光結合應用的又一種全新技術,其獨創性、適配性、高效性、可拓展性決(jue) 定了該技術在以後激光裝備領域擁有旺盛的生命力,在今後對接注塑機、分頁機等有序來料的場合必將展現其強大的競爭(zheng) 力。
圖1:抗原試劑卡鐳雕效果圖
· 精度突破與(yu) 結構設計·
飛拍飛行標刻激光鐳雕係統鐳雕精度提升得益於(yu) 以下兩(liang) 點技術的突破:飛拍技術和流水線計米技術。 飛拍技術即相機在物體(ti) 運動過程中進行拍照,物體(ti) 不需要停留,視覺計算物體(ti) 位置坐標後傳(chuan) 輸給激光鐳雕係統。飛拍技術是一種高速度、高效率、高精度的視覺定位技術,是飛拍飛行標刻激光鐳雕係統提升加工精度的最關(guan) 鍵技術。 流水線計米技術即通過計米輪計算流水線的運動距離,保證工件每次運動到設定的固定距離時觸發鐳雕,它可以大大彌補皮帶線運動速度波動導致的精度誤差。飛拍技術與(yu) 計米技術相輔相成,實現了飛拍飛行標刻激光鐳雕係統加工精度的提升。
圖2:現場工作圖
飛拍飛行標刻激光鐳雕係統在提升效率和精度的基礎上,采用模塊化設計,包含流水線輸送機構、視覺定位機構、激光鐳雕機構、複檢剔除機構以及智能控製軟件幾大模塊。客戶可根據需求進行自由選配,目前常用配置為(wei) 兩(liang) 套定位相機+四套激光頭+三套複檢相機,可同時對四行物料進行加工。該套配置已廣泛應用於(yu) 醫療行業(ye) POCT新冠抗原檢測試劑卡二維碼信息鐳雕,在注塑機自動上料配合下,四個(ge) 激光頭總UPH約16000pcs,日產(chan) 能超過30萬(wan) ,為(wei) 疫情期間抗原試劑卡的保需保供提供了強大的助力。
· 結語 ·
飛拍飛行標刻技術是激光裝備領域技術探索的一小步,解決(jue) 了客戶效率和精度不兼得的痛點問題,也為(wei) 抗擊新冠奉獻了自己的力量。好技術、好產(chan) 品、好市場是我們(men) 激光從(cong) 業(ye) 者的追求,後續做好技術和產(chan) 品迭代,為(wei) 客戶產(chan) 能提速,為(wei) 客戶創造價(jia) 值,將成為(wei) 華工激光持續的動力。
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