动态二维激光标记 - 文章

动态二维激光标记

作者：David Clark, Kevin Simmons

欢迎访问e展厅
展厅 3	激光打标机展厅半导体激光打标机, CO2激光打标机, 光纤激光打标机, ...

一维和二维的条形码目前已被广泛的用于让人眼花缭乱的各式各样产品的信息标记。这些标记可以被印制在标签上，也可以利用打印或激光打标技术直接打在产品上。然而，传统的条形码在一些特定的领域的有效性受到限制，比如在阻止产品假冒，防止非法读取，代码的小型化，以及信息内容的有效保存（即使在标记受到物理磨损时也能保持不变）等等方面。

在传统的线性条形码中，信息是利用不同宽度和间隔的暗色和亮线交替出现来编码。二维条形码中，信息是利用暗色和亮色的方形象素组成的阵列来编码。新的二维识别码（2DMI）是完全不同的，它利用计算机算法把二进制或者字母数字的信息转化成具有交叉线的矩形（或者正方形）图样（如图1）。线的位置，角度，和厚度共同决定了编码的信息内容。根据线段数目的不同，已经发展了编码复杂程度不同的几种等级，可以支持信息编码高达15位。

图1：2DMI码样品，它们给出了线段的位置、角度和厚度是如何组合，
从而加载了编码信息

这种方法的优点之一是它能够在一定程度上避免由于损坏而导致的信息丢失。如果传统的条形码的一部分难以辨认，那么那一段编码信息就永远丢失了。但是，使用了2DMI码，只要阅读器可以对每条线的某一部分成像，那么系统软件就可以方便的重构整个图像，从而将所有原始信息都译出。事实上，2DMI码的一角，或者一条边上的大部分无法辨认也不会导致信息的任何损失（如图2）。这对于一些多用场合/或高磨损的产品来说尤其有用。

图2：标记即使严重损坏，也还是可以读取

2DMI码的另一个优点是编码的专有性。传统的条形码的编码是标准化的，任何人都可以读取和复制它们，从而在伪造的商品上制造标记。使用2DMI就不是这样。它利用了复杂而专有的加密算法来产生标记和解译标记。此外，这些算法所能支持的编码组合几乎是无穷的。2DMI编码的每个合法用户都得到专有的而且是唯一的加密算法，为他们创造了一个安全的密封体系。不具有该用户算法的人既无法读取也无法复制这些编码-即使他们自己也有由Orbid公司提供的2DMI体系。这就使得用户可以防止产品假冒，又可以阻止不道德的经销商进行非法折价和中转运输等活动。

最后，传统的条形码所能制造和读取的编码有大小限制-象素和线段之间距离很近，需要限制距离的最小值。与此相比，2DMI码是相对开放式的标记，线和线之间空间较大，这样就不要求有类似于传统标记的分辨率或者对比度。这个特性使得2DMI码可以被用于小得多的规格中。在一些尺寸小、价格高的物品中，如手表、珠宝或者宝石，标记可以利用调Q紫外激光器来产生，以实现空间分辨率的最大值。标记的大小可为几分之一毫米，因此丝毫不影响外观。

操作中是如何实现2DMI标记的呢？在某些情形下，客户与Orbid公司签定应用技术协议，该协议概述了在客户认可该技术以前，Orbid公司需要实现的严格的支付条件。协议中的组成部分可以包括交付产品样品和应用设计的技术说明。在一些防假冒很重要的场合，需要给出一系列的真假标记，以证明Orbid系统可以明显的区分两者。购买这个系统需要支付认证费用和基于已标记产品数目的预使用费用。小批量生产的客户一般使用被终端客户外包给他们的激光系统进行打标，大批量生产的通常是购买与Orbid紧密协作的激光打标工作站。标记的读取是使用传统的手持式成像扫描仪，信息的解译是利用装有合适算法的计算机系统。

钛金属的医用植入器件

Stryker公司的分部，Stryker Leibinger股份有限公司（德国Freiburg）已经利用2DMI标记来防止其产品被仿造。Stryker Leibinger公司的微型植入器件是金属医用植入器件领域的一流产品，特别是小螺钉和板状物，它们被用于修复脸部中央，下颚骨，和手的骨折，也被用于神经学领域和重构目的。项目研发工程师Andreas Ippisch解释说，“我们的产品被用于外伤后修复微小的骨骼，也用于一些小的精细手术。事实上，我们生产的螺钉最大的也只有3.2 mm x 42 mm。我们的一些螺钉直径只有1 mm，螺钉头直径1.8 mm，螺钉长2 mm。我们的产品是由纯钛或者钛合金制成的。”

乍一看，这好像不大可能被仿造。然而，这些产品价格昂贵，目前公司已发现市场上存在着用劣质材料制造的仿冒品。很明显，这些未校准的仿制品无论对病人还是对Stryker来说，都是不利的。此外，美国食品和药物管理局(FDA)要求，该技术可行的情况下，植入件供应商应该建立起产品追踪系统，对开始的制造到病人的使用进行全程跟踪。还有一个问题就是在货物中转时，经销商可能非法的将应该运往某国的产品转移到另一个国家，以避免或者降低进口关税和其他费用。

Stryker公司利用了基于全固化紫外激光器（Coherent公司 Avia系列）的2DMI标记系统。该光源提供所需的空间分辨率和功率，用来在钛金属上制造小标记。他们使用Image Team 4600 PDF手提式阅读器来读取标记。该公司计划使用2DMI来标记每个元件，信息量高达12位。

2DMI标记系统满足了Stryker公司的目标，即使是最小的螺钉也可打上专利系统标记，这个标记只有Stryker公司的人员，授权机构，和客户才能读取。Ippisch解释说，“标记的最小化是我们应用中的关键。在螺钉头直径仅有1.8 mm的情况下，考虑到狭缝和转槽，剩下来可以作标记的地方就很少了。然而使用了2DMI和紫外激光器后，我们可以在边长为250到350微米的方形区域（如图3）内制造含15位数字的信息。由于我们持有由Orbid提供的独一的编码算法，因此，除了Stryker公司和我们的合伙人外，没有人可以读取该代码或者制造假冒产品，虽然这些产品从外观上看起来好象是我们公司生产的。”

图3：紫外激光标记系统可以产生小型的2DMI标记，
如这里在钛金属制成的螺钉头上的标记。

不锈钢啤酒桶的标记过程

Trumer Pils（一种源自奥地利，在加州伯克利酿造的纯正欧洲皮尔森啤酒）的制造者Trumer Brauerei工厂，最近采用了2DMI码，为不锈钢的生啤酒桶作标记，因为这种标记持久，而且抗损坏。厂主Brewer Lars Larson解释说，“典型的生啤桶，它的使用期限为二十到三十年。根据市场的要求，它每年可以被灌满二到十次，在整个使用过程中累积了大量的划痕和弯折。我们希望2DMI系统可以经得起这样的损伤，从而使我们可以跟踪和记录我们每个啤酒桶。目前所有的测试都表明这个方法是成功的。目前最大的挑战在于优化扫描过程。如果这项技术在我们啤酒厂证明可用，那么就意味着在我们行会内的其他啤酒厂都可以使用这项技术，整个行会内的啤酒桶可比Trumer厂的多得多。”

目前Trumer工厂已经对他们几千个啤酒桶中近半数作了标记（如图4）。标记作在上下表面。他们测试了大小不同的标记的可读性，最后选择了尺寸小于19 mm的标记。上下表面都必须进行标记，因为啤酒桶清洗和装满时要倒过来。在下表面有标记使得Trumer工厂可以建成自动化登记系统，从加酒站把啤酒桶送走时，该系统能够对啤酒桶进行记录。而后，啤酒桶堆放在平板架上。在运送时，人们用手提式扫描仪在上表面扫描。最后，在任何清洗工作开始以前，被送回酿酒厂的啤酒桶需要被人工扫描。

图4：2DMI可以经受表面损伤而不会丢失信息，
这对于使用期限长的产品（如这里的不锈钢啤酒桶）很有利

总之，激光标记的应用不断的发展，并且日渐多样化。与传统的条形码和字母数字式标记相比，新型二维标记的发展具有更重要的价值和完整性。同时，固态激光器的进一步发展，尤其是紫外波段的输出，意味着产品标记时不需要额外的花费就能实现上述的优点。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (3/11/2006)


您的位置：首页 > 佳工激光网展区 > 激光打标机展厅 > 产品库 > 技术论文 > 正文	产品库会展人才帮助 \| 注册登录