基于Data Matrix的彩色直接零件标识激光标刻技术研究

在工业领域中,具有可追溯性的直接零件标识技术受到越来越多的关注。但是很多产品零部件对于直接零件标识有尺寸要求,限制了信息存储容量。为了提高直接零件标识的数据存储密度,在直接零件标识技术中引入彩色二维条码的概念,设计了一种彩色Data Matrix二维条码直接零件标识。利用纳秒激光标刻设备在钛合金材料上进行标刻实验,成功实现彩色二维条码的激光标刻,并进行质量评估。为了进一步验证条码的可靠性,采集激光标刻二维条码的图像,依照评估结果选择是否在信息提取前进行条码重构,从而校验条码信息。校验结果证明了所加工彩色Data Matrix二维条码是可靠的,彩色直接零件标识技术具有可行性,可以在工业直接零件标识领域进行推广应用。

零件表面二维喷码的最佳工艺参数研究

本文主要研究了零件直接标识技术中喷码标印二维条码的工艺参数优化问题,选取铝合金(LD10CZ)板材作为标印材料,将喷码标印的工艺参数(墨水压力值、调制电压、喷头高度、传送带速度)作为优化变量,标印的二维条码质量(对比度、打印增长、高宽比例)作为优化目标,通过均匀试验设计和二次多项式逐步回归方法,研究了各工艺参数及其交互作用对优化目标的影响规律和显著性程度。获得了最佳的工艺参数组合并实验验证,提高了二维喷码的质量,对工程应用有重要意义。

金属锻件表面低质量DM二维码标识识别技术

针对热加工复杂环境下锻件表面图像变化形成的低质量DataMatrix二维码难以识别的问题,提出了一套立体视觉识别技术。该技术依靠DM二维码“凹陷”这一深度信息进行识别,利用视觉传感器扫描获取原始点云数据,通过数据层析和局部投影算法去除干扰信息点、筛选有效标识点,最终实现DM二维码的识别功能。此外,为了验证该技术的识别能力,开展了DM二维码标识试验。采用气动点针打标技术进行打标,并获得了4种热处理后典型的金属材料表面低质量的DM二维码。试验结果表明,该技术可以实现金属表面低质量DM二维码标识的100%识别,这为金属锻造行业以及其他制造业进行质量管控和信息追溯提供了技术支撑。

DPM技术标准化发展探析

直接零件标识DPM(Direct part marking)技术是实现产品标识的重要于段之一,其与二维条码技术的结合日益密切,已应用于电子与半导体制造、汽车及汽车零部件制造、航空航天制造、军队枪械和资产管理、制药和医疗保健等行业的产品质量追溯和跟踪管理。本文研究了DPM技术标准化发展现状,并对我国DPM技术的标准化提出了建议。

复杂条件下DPM条码的角点检测

为了解决工况环境恶劣和拍摄条件差等因素导致的从复杂条件图像中快速准确地检测出DPM条码区域的困难,抓住DPM条码图像多直角角点及亮暗两类直角点共存等内部特征,提出一种新的基于掩膜思想的自适应角点检测算法。该算法使用小掩膜筛选出仅可能是直角顶点的那些点交予大的环状掩膜进行再过滤,掩膜形状和尺度、局部二值化阈值及相关的系列过滤条件的选定充分融入了DPM区域知识。实验结果表明,在样本为160幅DPM图像的实验中,DPM角点平均检出精度为88%。所提出的算法在面对复杂条件下的DPM图像时,有能力在检出DPM区域角点的同时抑制掉绝大多数非DPM区域角点。

激光标刻铝合金2维码的手机识读特性研究

随着近年来智能手机设备的快速普及,2维码已经在商业零售、电子商务领域获得飞速发展。为了拓展2维码在工业制造领域金属零件直接零件标识方面的应用,采用激光标刻填充方式与识读环境的结合调控方法,进行了理论分析和实验验证,取得了铝合金表面激光标刻2维码的手机识读特性数据。结果表明,由于工艺参量不同,铝合金表面的激光标刻区域将呈现白色、灰色直至黑色的对比度效果,通过设置镜像识读环境条件,并反转2维码标刻,可以有效解决常规激光标刻白色2维码的无法识读问题。这一结果对开发智能手机2维码识读软件算法、提高激光标刻效率是有帮助的。

金属表面Data Matrix条码高光区域的信息重构

为实现工业产品的可追溯性,直接将条码加工在零件表面的直接零件标识(Direct Part Marking,DPM)技术,在国内外受到了越来越多的关注。对于金属零件,由于其具有较高的反光性,由相机捕获的金属表面的条码图像常常产生局部高光现象,影响条码的正确读取。为此,针对金属表面激光标刻二维条码出现的局部高光现象,提出了基于五步重构模型的条码重构法,以重构高光区域的条码信息。对获得的条码图像进行倾斜校正,使"L"型实线边界位于图像左下角,对条码进行网格划分实现各个模块的定位。基于Modified Specular-Free(MSF)图像对高光区域进行检测。采用五步重构模型对条码的各个模块进行数值填充,对条码进行读取。实验表明,该算法能达到去除金属表面上条码局部高光的目的,并取得了较高的识读正确率。

试论二维码技术在我国的应用

分析了二维码的起源,总结了二维码的分类与技术标准;并对二维码应用的6个环节和二维码在国际和国内的应用进行了阐述,最后提出了二维码在国内应用需要解决的问题。