[發明專利]標刻在刀具上的數據矩陣碼識讀率的提高方法

無效

• 申請號: 200710018046.6
• 申請日: 2007-06-14
• 公開（公告）號: CN101073959A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發明（設計）人: 何衛平;張維;和延立;雷蕾;葉軍;賀文銳;王蘇安;殷銳;席衛東;梁曉慧;高阿曼
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B41M5/00
• 分類號: B41M5/00;G09F3/00;C23G1/02;B41M5/24
• 代理公司: 西北工業大學專利中心
• 代理人: 顧潮琪

技術領域

本發明屬于刀具等制造資源的自動標識技術領域。

背景技術

目前，對刀具資源的自動標識管理主要采取一維條碼技術、射頻識別RFID技術和直接標刻數據矩陣碼技術。一維條碼技術是將反映刀具信息的條碼標簽附在對應的刀具上，這種方法成本低，被廣泛應用在刀具庫房的管理當中。但是，這種方法存在的問題也是突出的，比如：條碼標簽與刀具分離，由于人工介入帶來的錯誤讀取是不可完全避免的；小刀具等無法粘貼條碼標簽；必須借助于后臺的刀具數據庫才能獲得其全部信息。射頻識別RFID技術是以無線通訊的方式讀寫電子標簽里包含的編碼數據，其主要優點是識讀準確率高，但是該技術用于刀具的標識也有其局限性：首先，對于小尺寸的刀具來說，要選擇合適的電子標簽并將其嵌入到刀具中是非常困難的，其次，電子標簽被嵌入刀具之后，可能會改變刀具的物理參數。直接標刻數據矩陣碼技術可以解決上述問題，它是將數據矩陣碼直接標刻在刀具表面上，碼與刀具基本同壽命。但是由于生產環境和生產工藝的復雜，刀具表面上直接標刻的數據矩陣碼會出現若干問題，比如：刀具表面直接標刻的條碼容易被磨損、污染和腐蝕；金屬表面反光導致標刻的條碼對比度小，圖象質量差；刀具等資源的表面形狀(圓柱、圓錐等)導致標刻的條碼變形失真等，這些都導致標記的碼識讀率降低。

發明內容

為了克服現有技術在刀具數據矩陣碼識讀率低下的不足，本發明提供一種數據矩陣碼識讀率提高方法，能夠顯著提高刀具上數據矩陣碼的識讀率。

本發明解決其技術問題時所采用的步驟如下：

第一步、選擇標刻條碼的表面。

沒有凹坑和突起的低反射率、較光滑的表面是優先選擇的標記表面，而且優先選擇平面標刻數據矩陣碼。如果必須在圓柱面(內柱面、外柱面)標刻數據矩陣碼，那么應選擇矩形數據矩陣碼以盡量減少碼的模塊失真，碼的長度方向尺寸沿軸向放置，寬度尺寸應不超過柱面直徑的16％，同時碼的數據密度盡量小，見附圖說明中的圖1。

第二步、標刻表面的粗糙度處理。

實驗表明：標記表面的粗糙度平均值Ra應該在0.2μm-6.3μm之間才可以正常識讀。如果表面粗糙度的值不在該范圍內，那么該表面需要處理的更光滑或更粗糙再標記。比如：過于粗糙的表面在做標記之前要使它光滑化，以便識讀時能清楚區分碼的數據模塊和材料表面的凹凸微觀形狀；高亮的金屬表面太過光滑，在做標記之前要使它紋理化，紋理化是在標記之前使刀具表面粗糙以減少表面的眩光，眩光對于任何尺寸的碼符號識讀都是不利的。表面處理后粗糙度的值應該不大于6.3μm、不小于0.2μm，表面處理的面積應該是在矩陣碼符號的四個邊界外分別延伸一個符號的寬度，見附圖說明中的圖2。同時為了保證成功識讀，矩陣碼的數據模塊單元必須直接隨著表面粗糙度的平均值按比例增加，具體數值可以按照下列公式計算：

符號最小的數據模塊單元(mm)＝0.06×粗糙度值Ra(μm)+0.1702。

第三步、提高標刻表面的對比度。

刀具表面顏色對條碼識別速度有較大影響，通過試驗可知：金屬表面的涂(鍍)層顏色越深，即標刻后反差越大，識讀速度越高。實驗證明下面列出的2種方法可以有效提高標刻表面的對比度。

(1)氮化鈦涂層鍍膜

在要標刻的刀具表面加氮化鈦涂層，其外觀可被鍍成紫黑色、藍灰色、金色、綠灰色、金屬銀、紅銅色、銀色、紫色、黑色等多種顏色，這種表面上標刻的條碼，提高了表面的對比度以及條碼的識別率。

(2)條碼著色

借鑒金屬表面熔覆方法，采用黑色或棕褐色顏料涂覆在刀具表面，當采用激光對金屬表面進行標刻時，激光的熱量首先使顏料融化，與熔融的金屬混合，冷卻后使條碼著色。

第四步、刀具標刻后的初次防護處理。

由于刀具表面在標刻后會容易出現銹蝕，影響識讀率，所以需要對標刻面做一定的處理。由實驗得出結論：涂抹防銹油可以有效的提高條碼識讀率，識讀可靠性可提高10％以上，見附圖說明中的圖3。涂抹防銹油是一種簡單有效的方法，經過處理的標刻面可以達到儲存、識讀的基本要求，當然，如果再包裹上油紙可靠性將更高。

第五步、刀具使用后標刻面的防護處理。

由于在生產現場使用過程中，刀具的標刻面會沾染上或輕或重的油污，油污或多或少的會對刀具條碼的識讀產生影響，因此，對有油污的標刻面要進行處理，通常的方法是：汽油預脫脂→堿性脫脂→水洗→酸洗除銹→清洗→吹干→浸脫水防銹油→油封紙包裹。但這種方法的缺點是：汽油揮發快，不安全而且堿性脫脂液對礦物油除油效果也不好。