點陣式在線激光打碼技術(shù)原理及實現(xiàn)

點陣式在線激光打碼技術(shù)能實現(xiàn)高速高精度在線編碼，代表了當前在線編碼技術(shù)的最新發(fā)展方向，能為企業(yè)提供高效可行的產(chǎn)品編碼解決方案。

　　一、 點陣式在線激光打碼技術(shù)原理介紹

　　點陣式在線激光打碼技術(shù)采用振鏡式掃描策略。如圖1所示，打碼系統(tǒng)通過X、Y兩個振鏡的角度偏轉(zhuǎn)來控制激光的掃描路徑。

圖1 振鏡式掃描策略

　　點陣式在線激光打碼技術(shù)采用點陣字符進行在線編碼。點陣字符由一系列的點組成。圖2所示為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，物體被激光標記上一個點。當振鏡掃描到白色位置時，激光器閉光，物體不會被標記。

圖2 點陣字符的激光標記

　　當被編碼產(chǎn)品在生產(chǎn)線上運動時，其相對振鏡掃描有一個反方向速度誤差V（如圖3所示）。該速度誤差V與生產(chǎn)線的速度相等。點陣式在線激光打碼技術(shù)通過在線監(jiān)測生產(chǎn)線的速度來得到這個速度誤差，并能夠根據(jù)這個速度誤差產(chǎn)生一個補償信號來驅(qū)動振鏡，從而抵消這個誤差。

　　二、 點陣式在線激光打碼技術(shù)的優(yōu)勢

　　點陣式在線激光打碼技術(shù)具有很多優(yōu)異的特點：

　?。?）點陣式在線激光打碼技術(shù)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(wěn)定可靠、定位精確等特點。

　?。?）點陣式在線激光打碼技術(shù)相對傳統(tǒng)的噴墨編碼類技術(shù)，不需要油墨等耗材，容易維護、節(jié)約成本、綠色環(huán)保。

　?。?）點陣式在線激光打碼技術(shù)利用高能量密度的激光束對目標作用，使目標表面發(fā)生物理或化學(xué)變化，從而獲得高質(zhì)量的、永久的標記。

　?。?）點陣式在線激光打碼技術(shù)能夠很方便的與數(shù)字控制技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)出多樣化的產(chǎn)品。

　　上述優(yōu)點使點陣式在線激光打碼技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景。當前，在國外，該技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于實際生產(chǎn)中。一些公司已經(jīng)開發(fā)出了較成熟的產(chǎn)品。

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

　　三、 華南理工大學(xué)的點陣式在線激光打碼技術(shù)進展

　?。ㄒ唬〥SP在線激光打碼控制系統(tǒng)

　　自2007年起，華南理工大學(xué)開始了點陣式在線激光打碼技術(shù)的研究。目前已經(jīng)成功自主研發(fā)了DSP在線激光打碼控制系統(tǒng)。如圖4所示，該系統(tǒng)由主控單元和遠程操作單元兩部分組成。

圖4 DSP在線激光打碼控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

圖5 DSP在線激光打碼控制系統(tǒng)的主控單元硬件結(jié)構(gòu)

　　主控單元能夠控制激光器的出光、振鏡的角度偏轉(zhuǎn)，并能實時采集生產(chǎn)線的速度，生成速度誤差補償信號。其硬件結(jié)構(gòu)如圖5所示。

　　遠程操作單元負責(zé)系統(tǒng)與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制自定義編碼、控制系統(tǒng)的運行與停止等操作。遠程操作單元接受操作人員的相關(guān)操作后，將其轉(zhuǎn)發(fā)給主控單元去執(zhí)行。其硬件結(jié)構(gòu)如圖6所示。