
在全球范圍內,幾乎每個行業的制造商都面臨著政府越來越多的要求,要求制造商提供有關其產品的詳細可追溯性與合規性數據。此外,可追溯性也為制造商本身帶來了好處。它可以幫助保證質量、提高產量,幫助維護品牌標準,甚至能夠確保公司免于承擔相關責任。
一
什么是可追溯性?
產品可追溯性是指產品在從原材料到成品的整個供應鏈中移動時識別和跟蹤這些產品的各種成分的能力。對于制成品(相對于食品、天然材料等),最基本的可追溯性信息包括制造商的名稱和所在位置,以及產品的唯一標識符(如零件號或 SKU)。
可追溯性還可能包括有關產品批次或各個單元生產條件的數據。例如,它可能包含有關用于制造該產品的特定設備的詳細信息,甚至是此類設備當時的確切運行參數。它還可能包含有關如何檢查或測試產品的信息。
打標是實現可追溯性的關鍵工具。具體而言,這意味著在每個獨立單元上放置唯一標記,這些標記能夠提供數據或鏈接到包含前面提到的各種信息的制造商數據庫。
最簡單的標記可能只是產品的零件號或序列號,其形式為字母數字文本或傳統的二維條形碼。更復雜的標記可能包含網頁鏈接、MAC ID,甚至是防止假冒產品的功能。
二
激光打標解決方案
對于可以用激光打標的材料(很少有不能打標的材料),這項技術代表了在生產環境中實施可追溯性打標的最佳方式。這有幾個原因。
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首先,激光打標尤其能夠產生包含大量數據的復雜標記。而且激光標記的尺寸可以做到非常小。這是因為在大多數激光打標應用中,光束被聚焦到一個直徑在微米或幾十微米范圍內的光點上。使用如此小的“工具”進行打標,即使在非常小的尺寸上,也可以輕松呈現精細的細節,創建復雜的圖案。
激光打標還可以很輕松地適應零件位置、方向甚至形狀的變化,以便將標記始終放置在正確的位置上。這使它能夠糾正零件呈現給打標系統的方式以及零件本身的尺寸公差的真實變化。
激光打標可以實現這一點,因為它通常是使用某種掃描(通常是基于振鏡的掃描)技術來實現的。二維掃描使光束能夠快速移動到區域上的任意一點以形成標記。在實踐中,視覺系統確定實際的零件位置和方向,然后系統軟件自動調整,將標記放置在正確的位置上。
為二維掃描儀添加動態聚焦功能可以在曲面或多層平面上進行打標。這種“3D 掃描”大大擴展了該技術的實用性。
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激光打標的另一個優勢是,它可以在幾乎任何材料上生成美觀的標記。標記的美觀性在消費品領域尤為重要。激光標記也非常耐用,不會有污點,也不會被弄臟或被擦掉。
即使激光加熱材料以產生標記,該過程仍然可以在精密或熱敏部件(如集成電路)上執行??梢赃x擇激光波長和脈沖持續時間,盡可能減小熱影響區域。例如,Q 開關激光器(例如Coherent PowerLine E和PowerLine F 系列)的納秒脈沖持續時間將打標期間的熱暴露限制在十分之幾毫米內。超出該范圍的溫度基本保持不變。

Coherent PowerLine 系列激光打標引擎集成了激光源、掃描頭和光束傳輸光學器件以及所有必要的控制電子設備和軟件。它們可與各種不同的激光器一起使用,支持對幾乎任何類型的材料(包括金屬、半導體、聚合物、玻璃等)進行打標。
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激光打標也很快速。整個激光打標的過程很可能只需要幾秒鐘。這包括測量和校正零件位置的視覺任務、打標過程本身以及加工后的檢查和驗證步驟。
沒有其他涉及印刷或其他機械方法的打標技術能夠提供這種相同的優勢組合。此外,激光打標不需要耗材,而傳統打印方法的墨水成本在大批量應用中可能也是一個重要的影響因素。由于這些原因,激光打標在眾多行業中已經變得極其受歡迎。
三
可追溯性打標框架
在先進的制造環境(即所謂的“數字工廠”)中,激光打標子系統已經與企業范圍的生產自動化系統完全集成。這使它能夠順暢地與其他生產設備一起運作,并提供實現完整可追溯性所需的全部功能。
例如,打標系統可以與零件處理設備進行通信,指示它何時準備接收零件。然后它就可以使用嵌入式視覺技術對零件進行外觀檢查,并向系統報告它已驗證所提供零件正確無誤。
接下來,它可以與生產控制系統連接,獲取序列號和其他零件具體數據。打標后,它還可以傳回有關該過程的信息,包括工藝參數、表明標記已經過驗證的數據、標記的質量評估等。

Laser frameWork 提供廣泛的機器視覺功能。它可以在打標之前檢查零件,自動定位特征,或確定零件的位置和方向。它還可以執行打標后檢測。
Coherent 開發了Laser frameWork 軟件包來支持這種數字制造環境。它提供了創建新激光打標任務所需的全部功能(包括機器視覺功能),然后在生產中執行它們。它還提供了一個“框架”(一個軟件平臺),用于開發和實施與其他生產自動化系統進行連接所需的具體例程、Coherent Laser frameWork 開箱即用,可使激光打標成為數字工廠的一部分。
通過實現可追溯性,產品將更安全并使制造商能夠削減成本和提高質量。產品打標是許多制造商實現可追溯性的核心。而由Coherent Laser frameWork提供技術支持的激光打標為其在數字制造環境中的實施提供了一條便捷的途徑。