CN101073959A - 标刻在刀具上的数据矩阵码识读率的提高方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种标刻在刀具上的数据矩阵码识读率的提高方法，从不同角度解决了直接标刻数据矩阵码技术在刀具标识应用中出现的问题，对于刀具表面直接标刻的条码容易被磨损、污染和腐蚀的问题依靠标刻面防护处理方法解决；对于金属表面反光导致标刻的条码对比度小、图象质量差的问题依靠提高标刻对比度的方法和标刻表面的粗糙度处理方法来综合解决；对于刀具等资源的表面形状导致标刻的条码变形失真难以识别的问题依靠标刻表面的选择方法进行改善；本发明显著提高了刀具上数据矩阵码的识读率。

Description

标刻在刀具上的数据矩阵码识读率的提高方法

技术领域

本发明属于刀具等制造资源的自动标识技术领域。

背景技术

目前，对刀具资源的自动标识管理主要采取一维条码技术、射频识别RFID技术和直接标刻数据矩阵码技术。一维条码技术是将反映刀具信息的条码标签附在对应的刀具上，这种方法成本低，被广泛应用在刀具库房的管理当中。但是，这种方法存在的问题也是突出的，比如：条码标签与刀具分离，由于人工介入带来的错误读取是不可完全避免的；小刀具等无法粘贴条码标签；必须借助于后台的刀具数据库才能获得其全部信息。射频识别RFID技术是以无线通讯的方式读写电子标签里包含的编码数据，其主要优点是识读准确率高，但是该技术用于刀具的标识也有其局限性：首先，对于小尺寸的刀具来说，要选择合适的电子标签并将其嵌入到刀具中是非常困难的，其次，电子标签被嵌入刀具之后，可能会改变刀具的物理参数。直接标刻数据矩阵码技术可以解决上述问题，它是将数据矩阵码直接标刻在刀具表面上，码与刀具基本同寿命。但是由于生产环境和生产工艺的复杂，刀具表面上直接标刻的数据矩阵码会出现若干问题，比如：刀具表面直接标刻的条码容易被磨损、污染和腐蚀；金属表面反光导致标刻的条码对比度小，图象质量差；刀具等资源的表面形状(圆柱、圆锥等)导致标刻的条码变形失真等，这些都导致标记的码识读率降低。

发明内容

为了克服现有技术在刀具数据矩阵码识读率低下的不足，本发明提供一种数据矩阵码识读率提高方法，能够显著提高刀具上数据矩阵码的识读率。

本发明解决其技术问题时所采用的步骤如下：

第一步、选择标刻条码的表面。

没有凹坑和突起的低反射率、较光滑的表面是优先选择的标记表面，而且优先选择平面标刻数据矩阵码。如果必须在圆柱面(内柱面、外柱面)标刻数据矩阵码，那么应选择矩形数据矩阵码以尽量减少码的模块失真，码的长度方向尺寸沿轴向放置，宽度尺寸应不超过柱面直径的16％，同时码的数据密度尽量小，见附图说明中的图1。

第二步、标刻表面的粗糙度处理。

实验表明：标记表面的粗糙度平均值Ra应该在0.2μm-6.3μm之间才可以正常识读。如果表面粗糙度的值不在该范围内，那么该表面需要处理的更光滑或更粗糙再标记。比如：过于粗糙的表面在做标记之前要使它光滑化，以便识读时能清楚区分码的数据模块和材料表面的凹凸微观形状；高亮的金属表面太过光滑，在做标记之前要使它纹理化，纹理化是在标记之前使刀具表面粗糙以减少表面的眩光，眩光对于任何尺寸的码符号识读都是不利的。表面处理后粗糙度的值应该不大于6.3μm、不小于0.2μm，表面处理的面积应该是在矩阵码符号的四个边界外分别延伸一个符号的宽度，见附图说明中的图2。同时为了保证成功识读，矩阵码的数据模块单元必须直接随着表面粗糙度的平均值按比例增加，具体数值可以按照下列公式计算：

符号最小的数据模块单元(mm)＝0.06×粗糙度值Ra(μm)+0.1702。

第三步、提高标刻表面的对比度。

刀具表面颜色对条码识别速度有较大影响，通过试验可知：金属表面的涂(镀)层颜色越深，即标刻后反差越大，识读速度越高。实验证明下面列出的2种方法可以有效提高标刻表面的对比度。

(1)氮化钛涂层镀膜

在要标刻的刀具表面加氮化钛涂层，其外观可被镀成紫黑色、蓝灰色、金色、绿灰色、金属银、红铜色、银色、紫色、黑色等多种颜色，这种表面上标刻的条码，提高了表面的对比度以及条码的识别率。

(2)条码着色

借鉴金属表面熔覆方法，采用黑色或棕褐色颜料涂覆在刀具表面，当采用激光对金属表面进行标刻时，激光的热量首先使颜料融化，与熔融的金属混合，冷却后使条码着色。

第四步、刀具标刻后的初次防护处理。

由于刀具表面在标刻后会容易出现锈蚀，影响识读率，所以需要对标刻面做一定的处理。由实验得出结论：涂抹防锈油可以有效的提高条码识读率，识读可靠性可提高10％以上，见附图说明中的图3。涂抹防锈油是一种简单有效的方法，经过处理的标刻面可以达到储存、识读的基本要求，当然，如果再包裹上油纸可靠性将更高。

第五步、刀具使用后标刻面的防护处理。

由于在生产现场使用过程中，刀具的标刻面会沾染上或轻或重的油污，油污或多或少的会对刀具条码的识读产生影响，因此，对有油污的标刻面要进行处理，通常的方法是：汽油预脱脂→碱性脱脂→水洗→酸洗除锈→清洗→吹干→浸脱水防锈油→油封纸包裹。但这种方法的缺点是：汽油挥发快，不安全而且碱性脱脂液对矿物油除油效果也不好。

本发明采用一种磷酸为3％，表面活性剂为1％的水基清洗剂。将刀具浸泡在脱脂槽中，利用表面活性剂的润湿、渗透、乳化、分散功能，再加上酸同金属表面接触会产生少量氢气，能加速油污的剥离。具体步骤为：

1)将刀具浸泡在磷酸3％，表面活性剂1％的水基清洗剂中，浸泡15分钟左右；

2)用水清洗刀具；

3)用15％的硫酸或盐酸除锈30分钟；

4)用水清洗刀具；

5)吹干；

6)浸脱水防锈油1～3分钟；

7)油封纸包裹。

刀具浸泡15分钟左右，即使在冬天5℃的低温下，也能有效地脱除刀具表面轻、中度油污，脱脂率可达90％以上。对于重油污，如油脂，可对刀具表面用脱脂液借助机械力先进行擦洗后再浸泡除油。

从实验得出结论，标刻过的刀具在使用后经过去油污、脱水防锈等标刻面处理，可识读率提高了30％，见附图说明中的图4。说明刀具的标刻面处理对提高刀具条码识读率是一种有效的辅助工艺方法。

本发明的有益效果是：分别从不同角度解决了直接标刻数据矩阵码技术在刀具标识应用中出现的问题，对于刀具表面直接标刻的条码容易被磨损、污染和腐蚀的问题依靠标刻面防护处理方法解决；对于金属表面反光导致标刻的条码对比度小、图象质量差的问题依靠提高标刻对比度的方法和标刻表面的粗糙度处理方法来综合解决；对于刀具等资源的表面形状(圆柱、圆锥等)导致标刻的条码变形失真难以识别的问题依靠标刻表面的选择方法进行改善；本发明显著提高了刀具上数据矩阵码的识读率。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图说明

图1是本发明在圆柱面标刻数据矩阵码的示意图。

图2是本发明在高亮区码符号周边的纹理化区域示意图。

图3是本发明对刀具标刻后的初次防护处理效果示意图。

图4是本发明对刀具使用后的标刻面防护处理效果示意图。

具体实施方式

本部分列出提高刀具上数据矩阵码识读率方法的具体实施方式。处理的对象是一把银灰色10mm钻头：打标内容为ABCD1234。

第一步，选择标刻条码的表面。

由于该刀具的端部平面上有中心定位孔而且面积太小，不足以标记条码，所以需要在刀具的外柱面打标记，这时应该选择矩形的数据矩阵码，码的长度方向尺寸沿轴向放置，宽度尺寸应不超过柱面直径的16％，见附图1。

第二步，标刻表面的粗糙度处理。

该刀具外柱面的表面粗糙度Ra为0.8μm，该值在0.2μm-6.3μm之间，可以正常识读。为了保证识读的高成功率，符号的数据模块单元应不小于0.2182mm，该数值是按照下列公式计算出来的：

符号最小的数据模块单元(mm)＝0.06×粗糙度值Ra(μm)+0.1702

                          ＝0.06×0.8+0.1702＝0.2182。

第三步，提高标刻表面的对比度。

刀具在标刻条码后，为了提高识读的速度，需要提高标刻表面的对比度，在此，我们使用了条码着色的方法，采用黑色颜料涂覆在刀具表面，采用激光对金属表面进行标刻，激光的热量首先使颜料融化，与熔融的金属混合，冷却后使条码着色。试验表明，使用该方法后条码的识读速度明显提高，识读时间从8秒提高到了5秒。

第四步，刀具标刻后的初次防护处理。

刀具表面在标刻条码后需要涂抹防锈油以避免锈蚀，否则刀具表面极易氧化，影响识读率。试验表明标刻面处理后识读的成功率提高了10％。

第五步，刀具使用后标刻面的防护处理。

该刀具的标刻面在使用后要进行去油污处理，方法的顺序是：

1)将刀具浸泡在磷酸3％，表面活性剂1％左右的水基清洗剂中，浸泡15分钟左右。

2)用水清洗刀具。

3)用15％的硫酸或盐酸除锈30分钟。

4)用水清洗刀具。

5)吹干。

6)浸脱水防锈油1～3分钟。

7)油封纸包裹。

试验表明：该处理过程将会使条码的识读率提高30％。

Claims (12)

1、标刻在刀具上的数据矩阵码识读率提高方法，其特征在于包括下述步骤：

(a)标刻条码的表面选择低反射率、较光滑的表面，优先选择平面标刻数据矩阵码；对于圆柱面，选择矩形数据矩阵码，码的长度方向尺寸沿轴向放置，宽度尺寸不超过柱面直径的16％；

(b)标刻表面的粗糙度处理，过于粗糙的表面在做标记之前使其光滑化，高亮的表面在做标记之前使其纹理化，保证标记表面的粗糙度平均值Ra在0.2μm-6.3μm之间，表面处理的面积是在矩阵码符号的四个边界外分别延伸一个符号的宽度；矩阵码的数据模块单元随着表面粗糙度的平均值按比例增加，具体数值为：

符号最小的数据模块单元(mm)＝0.06×粗糙度值Ra(μm)+0.1702；

(c)提高标刻表面的对比度；

(d)刀具标刻后的初次防护处理：涂抹防锈油；

(e)刀具使用后标刻面的防护处理，具体步骤为：

1)将刀具浸泡在磷酸3％、表面活性剂1％的水基清洗剂中15分钟左右；

2)用水清洗刀具；

3)用15％的硫酸或盐酸除锈30分钟；

4)用水清洗刀具；

5)吹干；

6)浸脱水防锈油1～3分钟；

7)油封纸包裹。

2、一种根据权利要求1的标刻在刀具上的数据矩阵码识读率提高方法，其特征在于：

所述的提高标刻表面的对比度是在要标刻的刀具表面加氮化钛涂层镀膜。

3、一种根据权利要求1的标刻在刀具上的数据矩阵码识读率提高方法，其特征在于：

所述的提高标刻表面的对比度是将黑色或棕褐色颜料涂覆在刀具表面，采用激光对金属表面进行标刻，使颜料融化，与熔融的金属混合，冷却后使条码着色。

4、一种根据权利要求1的标刻在刀具上的数据矩阵码识读率提高方法，其特征在于：

所述的刀具标刻后的初次防护处理是在涂抹防锈油后再包裹上油纸。

5、一种根据权利要求1的标刻在刀具上的数据矩阵码识读率提高方法，其特征在于：

所述的刀具使用后标刻面的防护处理时先用脱脂液借助机械力进行擦洗后再将刀具浸泡在磷酸3％、表面活性剂1％的水基清洗剂中进行防护处理步骤。

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