點陣式在線激光打碼技能實現高速高精度在線編碼，代表了當前在線編碼技術的最新發展方向，能為(wei) 企業(ye) 提供高效可行的產(chan) 品編碼解決(jue) 方案。

一、 點陣式在線激光打碼技術原理介紹

　　點陣式在線激光打碼技術采用振鏡式掃描策略。如圖1所示，打碼係統通過X、Y兩(liang) 個(ge) 振鏡的角度偏轉來控製激光的掃描路徑。

圖1 振鏡式掃描策略

　　點陣式在線激光打碼技術采用點陣字符進行在線編碼。點陣字符由一係列的點組成。圖2所示為(wei) 5×7的點陣字符“N”和“C”標記時的情況。當振鏡掃描到紅色位置時，激光器出光，物體(ti) 被激光標記上一個(ge) 點。當振鏡掃描到白色位置時，激光器閉光，物體(ti) 不會(hui) 被標記。

圖2 點陣字符的激光標記

　　當被編碼產(chan) 品在生產(chan) 線上運動時，其相對振鏡掃描有一個(ge) 反方向速度誤差V（如圖3所示）。該速度誤差V與(yu) 生產(chan) 線的速度相等。點陣式在線激光打碼技術通過在線監測生產(chan) 線的速度來得到這個(ge) 速度誤差，並能夠根據這個(ge) 速度誤差產(chan) 生一個(ge) 補償(chang) 信號來驅動振鏡，從(cong) 而抵消這個(ge) 誤差。

二、 點陣式在線激光打碼技術的優(you) 勢

　　點陣式在線激光打碼技術具有很多優(you) 異的特點：

　　（1）點陣式在線激光打碼技術采用振鏡式掃描策略，振鏡在掃描運動過程中，幾乎不受外界阻力的影響，具有速度快、運動過程穩定可靠、定位精確等特點。

　　（2）點陣式在線激光打碼技術相對傳(chuan) 統的噴墨編碼類技術，不需要油墨等耗材，容易維護、節約成本、綠色環保。

　（3）點陣式在線激光打碼技術利用高能量密度的激光束對目標作用，使目標表麵發生物理或化學變化，從(cong) 而獲得高質量的、永久的標記。

　　（4）點陣式在線激光打碼技術能夠很方便的與(yu) 數字控製技術相結合，開發出多樣化的產(chan) 品。

　　上述優(you) 點使點陣式在線激光打碼技術具有廣泛的應用前景。當前，在國外，該技術已經成功應用於(yu) 實際生產(chan) 中。一些公司已經開發出了較成熟的產(chan) 品。

圖3 產(chan) 品在生產(chan) 線上運動時會(hui) 產(chan) 生反向速度誤差V

三、華南理工大學的點陣式在線激光打碼技術進展

　　（一）DSP在線激光打碼控製係統

　　自2007年起，華南理工大學開始了點陣式在線激光打碼技術的研究。目前已經成功自主研發了DSP在線激光打碼控製係統。如圖4所示，該係統由主控單元和遠程操作單元兩(liang) 部分組成。

圖4 DSP在線激光打碼控製係統的結構

圖5 DSP在線激光打碼控製係統的主控單元硬件結構

　　主控單元能夠控製激光器的出光、振鏡的角度偏轉，並能實時采集生產(chan) 線的速度，生成速度誤差補償(chang) 信號。其硬件結構如圖5所示。

　　遠程操作單元負責係統與(yu) 操作人員的人機交互。通過遠程操作單元，操作人員能夠進行編製自定義(yi) 編碼、控製係統的運行與(yu) 停止等操作。遠程操作單元接受操作人員的相關(guan) 操作後，將其轉發給主控單元去執行。其硬件結構如圖6所示。

圖6 DSP在線激光打碼控製係統的遠程操作單元硬件結構

　　該控製係統的特點包括：

1）主控單元采用DSP控製的方式，運算速度快，精度高，功耗低。

　　（2）遠程控製單元采用嵌入式解決(jue) 方案，相對傳(chuan) 統的PC機，具有體(ti) 積小，可靠性高，成本低的優(you) 點。

　　（3）開放式的控製結構，靈活性好，能夠容易的應用到多種激光器上，構成不同種類的打碼係統。

　　（二）DSP在線激光打碼控製係統的應用實例

　　華南理工大學的DSP在線激光打碼控製係統正日趨成熟，截止2009年已與(yu) 東(dong) 莞創普光電技術有限公司合作將其成功應用到了Nd:YAG激光器上，
 

開發出了Nd:YAG在線激光打碼機。目前，華南理工大學正在利用DSP在線激光打碼控製係統進行CO2激光打碼機的研究，並已經成功開發出樣機。

圖7 Nd:YAG在線激光打碼機

　　1 Nd:YAG在線激光打碼機

　　Nd:YAG打碼機可以在各種金屬材料和部分非金屬材料上製作字符、圖形、一維、二維條形碼以及連續可變序列號標記；配上生產(chan) 線後可以飛行打碼。應用領域包括電子、五金工具、衛浴器材、設備標牌、塑膠等行業(ye) 。

　　圖7是華南理工大學與(yu) 東(dong) 莞創普光電技術有限公司合作開發的Nd:YAG在線激光打碼機的外觀圖。

　　2 CO2在線激光打碼機

　　CO2激光打碼機可以在各種非金屬材料上製作字符、圖形、條形碼以及連續變化序列號碼記；配上生產(chan) 線後可以飛行打碼，生產(chan) 線速度大於(yu) 60米/分鍾。應用領域包括皮革、化妝品、酒類、煙草、藥品、飲料以及IT行業(ye) 。

圖8 CO2在線激光打碼機整體(ti)

　　圖8為(wei) 華南理工大學自主開發的樣機整體(ti) 機身，長850mm（加振鏡頭），寬200mm，高150mm。能夠方便的安裝到升降台上。振鏡頭能夠以打碼機長度方向為(wei) 軸向360旋轉。能夠進行不同方向的打碼。

　　樣機能夠進行流水碼、自定義(yi) 生產(chan) 日期、自定義(yi) 有效日期、自定義(yi) 字符串等多種編碼的組合打碼。圖9是用該打碼機打碼後的藥品包裝，圖10是用該打碼機打碼的飲料包裝。樣機還具有紅光預覽的功能。

圖9 在藥品包裝上打碼

#p#分頁標題#e#

圖10 在飲料包裝上打碼

四、結束語

　　點陣式在線激光打碼技術滿足產(chan) 品在線快速編碼的需要，是一種很有發展前景的在線編碼技術。目前該技術在國外得到了長足的發展，在我國還處於(yu) 剛剛起步的階段。相信市場對產(chan) 品快速編碼的需求，點陣式在線激光打碼技術將逐漸取代傳(chuan) 統技術成為(wei) 主流。