结合成像技术的打标过程 - 文章

结合成像技术的打标过程

作者：Linda McIntosh

一个经过镜头的成像系统提高了激光打标/雕刻过程的质量和准确性。

很多年来，成像系统已经被用于检查元件，确定零件的存在，读入数字和文字。在充满竞争的行业之中，“推进”质量控制和收益成为必然，所以公司需要寻找新的方法来降低损耗，提高产量，以及减少制造成本。激光器制造商和客户已尝试寻找不同的方法，将成像系统集成到激光打标和雕刻的过程，以更好地完成加工。

在许多用于打标的第三方成像系统当中，有一些系统存在着缺陷，这些缺陷包括：降低产品的产出，导致从成像系统而来的打标位置的不准确。这些缺陷的发生，部分的是因为它们不是打标系统组成部分之一。也就是说，照相系统被安装在靠近激光打标系统的不同位置，这样，被打标的零件被进行如下几方面的检查：确认零件的类型，确定零件在工作台上的位置，确认零件已经被打标。

Virteck公司旗下的FOBA公司开发了智能打标定位（IMP）系统，它是一个经过镜头成像的集成系统，能够对零件进行确认，而且它已经具备一些额外的性能，起初它并没有具备这些性能。

目前，IMP系统能够降低装配时间，辅助出射镜头的聚焦，大大提高了打标位置的准确性，减小了（可能除去）零件上不正确的标记内容，从而降低了废品率。此外，经过镜头的成像系统采用了较松的夹具，而零件的定位却及其准确，这就减少了一项经常性的开支，该开支的免除对于制造商们来说，自然是一桩乐事。

在医疗器械，汽车工业，和铸币业，这些零件昂贵、标记位置又很重要的行业，IMP系统已经实现了产品质量的提高。

医疗器械行业使用激光在可移植的骨螺钉上打标记带来了很多挑战，这些挑战包括，在一个很小的范围内对所打的小字符进行定位，以及能够反复的进行这样的操作而不需要调整激光参数。骨螺钉被制造成许多不同的尺寸，乍一看，它们可能都一样。因此，很难确定这些骨螺钉的类型，而保证正确的信息打在特定的零件上。不能正确地打标将导致制造商收入的巨大损失。

在直径为3 mm的螺钉头打上0.05mm高的放射状文字是典型的激光技术应用，也是常见的加工任务。医疗设备制造商必须在骨螺钉上生产可读、可重复的标记，这将减小废件率。这很重要，因为医疗设备很昂贵。

在螺钉头上，代码的位置和标记的质量必须是可重复的，以免操作员还需要做任何程序上的校正。这是十分重要的，因为在激光参数上的任何校正将使整个过程必须重新调整。在不用昂贵的夹具的情况下，对标记进行精确定位也同样可以降低整体的成本。

结果表明，IMP技术能够开发出一套成像模型来确定螺钉头的位置，保证可重复性。这项成果使得操作员能够大大地降低反复调整和打标的步骤，这些步骤占用的生产时间可能达到80%。由于这项进步，产品产量大大增加，废品率基本上为零，而且只需要简单的夹具来固定螺钉。另一项优势是，系统调整时间大大地减少了，并且也额外降低了成本。在骨螺钉上标记的可重复性，典型地优于25 μm。

IMP技术能够区别零件上很细微的差别，比如，它能识别螺纹的起点，而且能被用来确定一个看起来是对称螺钉的标记。它还能够识别在零件上的不同特征，利用这个来剔除“无标记”的零件。实验测试表明IMP能够在几个微米的量级内区别出零件的变化。这个特点与制造过程结合，被用来修补零件的差别。

日夜两用标记

使用IMP技术的另一项优势是在汽车工业应用中，它被用来给日夜两用的按钮作标记。以前，机车按钮的制造商不得不把零件放在一个托盘里，然后使用输入激光标记软件里的多种零件布局来进行标记。在许多情况下，由于按钮在托盘里的位置不对，标记的位置也不对了。托盘会洒到喷漆，而且反复使用后，按钮在托盘里的位置以及托盘都可能有随意移动和转动。托盘通常由ABS塑料制成，该材料会弯曲，这进一步导致了位置错误。综合这些因素，零件可能被移动达4mm。“使用IMP技术和FOBA Vario 打标系统使我们能够仅使用一个塑料的支撑，” 葡萄牙Key Plastics公司的激光加工工程师Abel Vieira这样说道。这里的任务是使用IMP技术在允许的误差范围内定位标记。

由于把图案打在不正确的零件上而导致的废品以及其他上述的问题，许多公司都有待解决。为了满足汽车零件制造商的要求，IMP系统必须准确地在按钮上利用激光打标，打出的图案具有各种方向和角度，并且满足很短的生产时间的要求以确保高生产率。而且，它必须建立这样的生产程序：使得照相系统能确定接受的标准，对于有/无标记有一个许可标准，从而减少明显的浪费。Vieira对于他所实现的准确率上的进步特别开心。他说：“与没有IMP的系统相比，我们已经降低了高达90%的废品率。”

通过显示零件的模型，IMP能够将捕获标记并将它们排列到按钮上。它还能够拟定合适的标准来标记或者拒绝该零件。与没有IMP的激光技术相比，IMP系统能够保持产品的产量，大大地减少碎片和检查时间。

对于IMP系统在汽车按钮标记方面可行性的最后一项考虑是零件的不对称性和已有的特征。这对于实现零件的定位和正确的方向是很重要的。

激光纹理加工

在模具和铸币工业模型和模具的开发中，在正确的位置制造纹路非常关键。在复杂的细节中产生纹路或者霜化，可以通过掩膜和喷砂来实现，从而大大减轻了零件准备时间。

图a给出了一个铸币样品，其中的图案是由激光系统的IMP来确定需要加工的区域的。加工结果的放大图见图b，从图中可以看到使用IMP的效果。

进行霜化时并不需要夹具，因为成像系统使用龙的图案作为定位的特征，从而完美地确定需要激光进行纹路加工的区域。照相的视点使得硬币有一个10度的转动范围，位置上有4mm的波动，但是不会影响结果，也不会显著提高加工时间。这项加工的完成没有因为不统一而带来任何铸币的浪费。

Virtek公司下属的FOBA公司已经实现了通过镜头的成像系统与激光打标结合的集成系统。在同一平台下实现了零件确认，标记内容，以及激光控制。IMP系统能够降低调整时间，简化调焦过程，避免（或者减少）由于标志方向偏离而造成的废品，减少了购买昂贵夹具的需要，提供了高质量，准确的标志位置，减少了操作员引起的误差。

Linda McIntosh (linda.mcintosh@virtek.ca) 和Faycal Benayad-Cherif 分别是Virtek 公司(www.virtek.ca)下属FOBA公司的产品市场经理和IMP产品经理。(end)

(投稿) (2008-2-3，阅读771次)

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