二维码

伴随着产品小型化、薄型化及可追溯性的强化，针对制造的产品在有限空间内提供更多信息的需求日益高涨。
与条码相比，“二维码”可容纳数十倍甚至数百倍的信息量。此外，由于数据密度更高，在显示同等信息量的情况下，所需空间仅为条码的1/30。凭借这一优势，二维码正在各类领域被不断推广。

二维码运用案例
何谓二维码的等级
3D刻印功能
焦深
刻印图案

二维码运用案例

使用二维码实现管理简化及准确性提高、削减工时等。近年来，不仅是成品，零部件对可追溯性的要求也在不断提升，用激光刻印机直接刻印二维码的案例越来越多。这就要求激光刻印机具备能确保二维码稳定读取的高品质刻印技术。

电子元件行业

相机单元: 即便是没有刻印空间的超微部件，也能借助二维码实现序列号管理。对于今后跃升的品质管理需求，也能灵活应对。

起搏器: 将制造、检测记录转换成二维码，实现可追溯性管理。只需读取条码，即可瞬间掌握记录内容。

汽车行业

气缸模块: 通过二维码，为不同产品刻印序列号，并在后续工序中读取条码，向机械手下达操作指令。

喷油嘴: 按照产品将制造日期、生产线信息等记录刻印成二维码，进行可追溯性管理。

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何谓二维码的等级

要确保刻印的信息可以被稳定读取，必须保证刻印成品易于被二维码读取器识别。其指标就是二维码读取的制定规格，可以等级表示识别难易度。用激光刻印机对产品进行直接刻印时，通常采用ISO/IEC TR 29158（AIM DPM-1-2006）规格*进行判断，具体通过以下项目对识别难易度进行分级。

对直接部件刻印中的二维码刻印品质进行评估的国际标准。

1综合判断（ALL）: 在2至11项目中获评最低的等级，将被判断为综合判断。判断结果分为A至D、F，A为最高等级（读取稳定度）。

2解码成功与否（DEC）: 评估是否能进行解码（读取）

3单元对比度（CC）: 明暗单元亮度平均值的差值

4单元调制（CM）: 对明暗单元亮度的偏差度进行评估

5反射容许度（RM）: 在CM（4）中增加明暗单元的判断准确度后进行评估

6固定图案损伤（FPD）: 固定图案（参照下图）的损伤程度

7格式信息损坏（FID）: QR码的格式信息（参照下图）损坏程度

8型号信息损坏（VID）: QR码（类型2版本7以上版本）的型号信息损坏程度

9轴向均匀性（AN）: 条码纵向、横向尺寸的歪斜程度

10网格非均匀性（GN）: 对各单元位置的最大偏移量进行评估

11未使用错误修正（UEC）: 解码时未使用的错误修正比例

在金属表面上直接刻印的零件中，如果无法确保鲜明的对比度，会导致CC、CM、RM、FPD偏低，故如何将这些数值稳定在足够高的水平，就是可读取刻印的关键。近年来的许多案例都要求达到等级C以上的水准，希望刚刻印完成时有更高的等级。

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3D刻印功能

在二维码的判断中，单元的黑白对比度非常关键。用激光刻印机进行刻印时，通过分别改变白色刻印与黑色刻印的刻印条件来改变颜色。

1：黑色（氧化）刻印: 在向刻印目标物照射激光时，错开焦点，只传递热能。不切削只施加热能，让表面生成氧化膜，因氧化膜呈现黑色，故可实现黑色刻印。

2：白色（切削）刻印: 使激光对准刻印目标物的焦点位置进行照射。通过对金属表面进行细微切削，使其表面产生凹凸，从而生成光线漫反射，使刻印呈现白色。

光斑可变: 根据设定的坐标照射

二维码的刻印，可通过切削和氧化，实现黑白二色的对比度。如何正确区分使用对焦的白色刻印和错焦的黑色刻印，是该技术的关键，3D刻印功能的光斑可变能够实现这一点。

因为对比度在刻印二维码时非常重要，通过3D补正对整个区域进行对焦是一种有效的办法。

虽然刻印的中心部分可实现理想的刻印效果，但是在没有3D刻印的补正的情况下，可能难以呈现黑白对比明显的刻印，也有可能因焦点模糊或区域特性导致刻印位置偏移，会有等级下滑倾向。

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焦深

激光具有焦深。一旦焦点偏移，刻印品质就会降低，还会对二维码的读取造成影响。

焦距偏移造成的二维码等级变化

焦距偏离基准位置越远，刻印颜色越浅，无法呈现足够的对比度，进而导致等级降低。根据激光振荡方式的差异，焦深的容许值各有不同，因此，必须通过保持工件与激光刻印机的焦距维持恒定、结合位移传感器等方式，采取防止焦点偏移的措施。

基恩士生产的光纤激光刻印机

基恩士生产的YVO₄激光刻印机

激光振荡方式及焦深

激光功率分布的比较

右侧为YVO₄激光与光纤激光刻印品质的比较。YVO₄激光可输出高峰值功率的短脉冲激光。可实现理想的照射强度分布，并进行短时间、高功率的激光照射加工，即便因工件搬送及产品公差造成焦点偏移，其刻印品质稳定性仍旧高于光纤型。此外，即便是对于刻印区域边缘等影响入射角的情况，YVO₄激光依然能实现无印字模糊的稳定刻印品质。