CN110899986B - 激光扫描刻蚀制造二维码方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了激光扫描刻蚀制造二维码方法及其装置，所述装置包括金属薄膜、金属薄膜固定板、半导体激光器组件、机械控制系统装置和半导体激光器移动区；所述金属薄膜固定在金属薄膜固定板上；半导体激光器移动区位于机械控制系统装置上；机械控制系统装置控制半导体激光器组件在金属薄膜上扫描刻蚀出二维码图案。所述方法包括：固定金属薄膜；读取需要刻蚀的二维码信息，确定金属薄膜尺寸；利用掩膜处理制造二维码的公共区域；在金属薄膜上划分区域；对金属薄膜进行氧化；调整金属薄膜和半导体激光器的坐标；在信息区刻蚀二维码图案。本发明在金属薄膜上刻蚀第一定位区、第二定位区、第三定位区和辅助定位区，进一步加快了二维码刻蚀速度。
Description
技术领域
本发明涉及计算机软件、信息技术和网络技术等领域，具体涉及激光扫描刻蚀制造二维码方法及其装置。
背景技术
二维码技术应用比较广泛，中国采用二维码PDF417、QRCCode、Data Matrix、MaxiCode、Code 49、Code 16K、Code One的技术规范，二维码网格矩阵码（SJ/T 11349-2006）和二维码紧密矩阵码（SJ/T 11350-2006）。二维码印刷和制备技术也逐渐成熟，各种特殊应用场合比较多，还需要进行开发和研究，以便更加广泛推广应用。目前，在商品交易过程中，商品二维码主要采用印刷和打印方式，并且得到了广泛应用，但是，针对单一商品没有单一二维码应用，存在主要问题是如果针对单一商品使用单一二维码，那么印刷和打印工作量非常大，无论是生产成本，还是装配、包装和黏贴过程均及其复杂，在技术上还比较难实现，本发明提供一种直接针对单一商品激光打印二维码技术，可以解决单一商品具有单一二维码技术难题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供激光扫描刻蚀制造二维码方法及其装置。
本发明至少通过如下技术方案之一实现。
一种激光扫描刻蚀二维码装置，包括金属薄膜、金属薄膜固定板、半导体激光器组件、机械控制系统装置和半导体激光器移动区；所述金属薄膜固定在金属薄膜固定板表面上；半导体激光器移动区位于机械控制系统装置表面上；半导体激光器组件与机械控制系统装置连接；半导体激光器组件在半导体激光器移动区内移动；机械控制系统装置将读取到商品二维码信息转换成控制指令，进而通过控制半导体激光器组件在金属薄膜上扫描刻蚀出二维码图案。
进一步的，所述半导体激光器组件为双列排布的半导体激光器组件，主要由两列平行排布的半导体激光器构成，分别为第一列半导体激光器和第二列半导体激光器。
进一步的，所述的机械控制系统装置用于控制半导体激光器组件的激光器刻蚀，即激光器的发光功率和发光时间；机械控制系统装置主要由工业控制计算机、控制半导体激光器组件移动的平面坐标内移动机械部件、控制接口、内部存储器构成；机械控制系统装置是激光扫描刻蚀二维码装置的控制中心。
进一步的，所述的二维码扫描控制模块用于读取机械控制系统装置的内部存储器中的商品二维码信息，通过将二维码中的第一定位区、第二定位区、第三定位区和辅助定位区进行激光扫描的总体范围定位，将二维码信息转换成控制指令，通过控制指令控制半导体激光器组件。
进一步的，所述金属薄膜为正方形的铝薄膜或者铁薄膜。
进一步的，所述金属薄膜厚度为0.01 - 0.5mm。
进一步的，所述二维码图案包括定位区、信息区和定位区边缘的公共区。
进一步的，所述定位区包括第一定位区、第二定位区、第三定位区和辅助定位区；
所述信息区包括字节数存储区、字节存储区、编码数据存储区和随机代码生成区：
所述辅助定位区位于编码数据存储区内。
利用所述的激光扫描刻蚀二维码装置制造二维码的方法，包括以下步骤：
S1、机械控制系统装置读取需要刻蚀的二维码信息，根据二维码图案尺寸确定金属薄膜的尺寸；
S2、利用掩膜处理制造二维码的公共区域；所述公共区域包括定位区和定位区边缘的公共区；
S3、根据二维码图案尺寸，在金属薄膜上划分第一定位区、第二定位区、第三定位区和辅助定位区以及划分信息区；
S4、采用金属阳极氧化工艺对整体金属薄膜进行氧化；制得的二维码基础金属薄膜中，定位区的二维码图案为标准的黑白色；信息区的二维码图案为白色或者为金属原始颜色；
S5、将二维码基础金属薄膜依据第一定位区、第二定位区、第三定位区和辅助定位区按照主视图方向固定在金属薄膜固定板上；
S6、调整金属薄膜XY坐标和半导体激光器XY坐标，使得半导体激光器对应第二定位区右侧的信息区第一个字节位置；
S7、机械控制系统装置根据二维码信息，控制双列排布的半导体激光器组件移动进行激光扫描刻蚀，半导体激光器在白色的信息区对信息区进行数字化处理，最后得到二维码图案。
进一步的，步骤S7的激光扫描刻蚀过程具体为：机械控制系统装置通过二维码扫描读取二维码信息；通过商品二维码信息字节尺寸确定激光器光斑大小，即调整金属薄膜固定板与机械控制系统装置的距离；半导体激光器组件在二维码中的字节高度范围内移动；半导体激光器组件刻蚀二维码，按照定位区的分列顺序刻蚀，即刻蚀商品二维码的第二定位区、第三定位区所处列，根据二维码各个区的字节尺寸，依次顺序从左到右刻蚀，直到二维码刻蚀完成；
所述数字化处理具体为：当二进制的数字为1时，在白色的信息区内相应的地方不扫描刻蚀，该处显示为白色；当二进制的数字为0时，对白色的信息区内相应的地方进行扫描刻蚀，该处显示为黑色。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用了金属薄膜，并且在金属薄膜上刻蚀第一定位区、第二定位区、第三定位区和辅助定位区，进一步加快了二维码刻蚀速度；采用双列排布的半导体激光器组件进行激光刻蚀，具有刻蚀速度快，适合商品工业化生产线应用，提高生产效率，也便于每个商品具有一个二维码的技术应用。
附图说明
图1是本实施例的一种激光扫描刻蚀二维码装置的结构示意图；
图2是本实施例的激光扫描刻蚀二维码装置的侧视图；
图3是本实施例的双列排布的半导体激光器组件的结构示意图；
图4是本实施例的金属薄膜信息区为白色二维码初始图案；
图5是本实施例的金属薄膜信息区为黑色二维码初始图案；
图6是本实施例的二维码图案的示意图；
图7是本实施例的刻蚀二维码方法流程图；
其中：1-定位区、2-信息区、3-第一定位区、4-第二定位区、5-第三定位区、6-辅助定位区、7-字节数存储区、8-字节存储区、9-编码数据存储区、10-随机代码生成区、21-金属薄膜、22-二维码图案、23-金属薄膜固定板、24-半导体激光器组件、25-机械控制系统装置、26-半导体激光器移动区、27-第一列半导体激光器、28-第二列半导体激光器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1和图2所示的一种激光扫描刻蚀二维码装置，包括金属薄膜21、金属薄膜固定板23、双列排布的半导体激光器组件24、机械控制系统装置25和半导体激光器移动区26；所述金属薄膜21固定在金属薄膜固定板23表面上；半导体激光器移动区26位于机械控制系统装置25表面上；双列排布的半导体激光器组件24与机械控制系统装置25连接；双列排布的半导体激光器组件24在半导体激光器移动区内26移动；机械控制系统装置25将读取到商品二维码信息转换成控制指令，进而通过控制双列排布的半导体激光器组件24在金属薄膜21上扫描刻蚀出二维码图案22。
所述金属薄膜21为铝薄膜或者铁薄膜，并将其裁剪成正方形。所述金属薄膜21厚度为0.01 - 0.5mm。
所述的机械控制系统装置25主要由工业控制计算机、控制双列排布的半导体激光器移动的平面坐标内移动机械部件、控制接口、内部存储器构成；用于控制双列排布的半导体激光器组件的激光器刻蚀，即激光器的发光功率和发光时间，机械控制系统装置25是激光扫描刻蚀二维码装置的控制中心；
如图3所示，所述的双列排布的半导体激光器组件24主要由两列平行排布的半导体激光器构成，交叉排列可以增加激光器数量，分别为第一列半导体激光器27和第二列半导体激光器28，用于刻蚀金属薄膜21表面，形成黑白色的二维码图案；所述的半导体激光器数量可以根据具体情况和刻蚀速度增加和减少；
所述的二维码扫描控制模块用于读取机械控制系统装置25的内部存储器中的商品二维码信息，通过将二维码中的第一定位区、第二定位区、第三定位区和辅助定位区进行激光扫描的总体范围定位，将二维码信息转换成控制指令，通过控制指令控制双列排布的半导体激光器组件24。
如图4所示，所述二维码图案22包括定位区1、信息区2和定位区1边缘的白色公共区；所述定位区1包括第一定位区3、第二定位区4、第三定位区5和辅助定位区6；所述信息区2包括字节数存储区7、字节存储区8、编码数据存储区9和随机代码生成区10。机械控制系统装置25控制半导体激光器组件24在金属薄膜21上刻蚀二维码图案22。
如图7所示，利用所述的激光扫描刻蚀二维码装置的制造二维码的方法，包括以下步骤：
S1、机械控制系统装置25读取需要刻蚀的二维码信息，根据二维码图案尺寸确定金属薄膜21的尺寸；
S2、利用掩膜处理制造二维码的公共区域；所述公共区域包括定位区和定位区边缘的公共区；
S3、根据二维码图案尺寸，在金属薄膜上划分第一定位区3、第二定位区4、第三定位区5和辅助定位区6以及划分信息区；
S4、采用金属阳极氧化工艺对整体金属薄膜进行氧化；制得的二维码基础金属薄膜中，定位区的二维码图案为标准的黑白色；信息区的二维码图案为白色或者为金属原始颜色；
S5、将二维码基础金属薄膜依据第一定位区3、第二定位区4、第三定位区5和辅助定位区6按照主视图方向固定在金属薄膜固定板23上；
S6、调整金属薄膜XY坐标和半导体激光器XY坐标，使得半导体激光器对应第二定位区右侧的信息区第一个字节位置；
S7、机械控制系统装置25读取的二维码信息，控制双列排布的半导体激光器组件移动24进行激光扫描刻蚀，半导体激光器在白色的信息区进行激光扫描刻蚀即机械控制系统装置25按照二维码的信息，进行全部信息高速扫描刻蚀，对信息区进行数字化处理，最后形成如图6所示的产品二维码图案22。
进一步的，步骤S8的激光扫描过程具体为：机械控制系统装置25通过二维码扫描读取二维码信息，通过将二维码中的第一定位区1、第二定位区4、第三定位区5和辅助定位区6进行激光扫描的总体范围定位，将二维码信息转换成控制指令；通过商品二维码信息字节尺寸确定激光器光斑大小，即移动金属薄膜固定板23与机械控制系统装置25的距离；双列排布的半导体激光器组件24在二维码中的字节高度范围内移动；双列排布的半导体激光器组件24刻蚀二维码，按照定位区的分列顺序刻蚀，即刻蚀商品二维码的第二定位区4、第三定位区5所处列，根据二维码各个区的字节尺寸，依次顺序从左到右刻蚀，直到二维码刻蚀完成。
进一步的，步骤S8的数字化处理具体为：当二进制的数字为1时，在白色的信息区内相应的地方不扫描刻蚀，该处显示为白色；当二进制的数字为0时，对白色的信息区内相应的地方进行扫描刻蚀，该处显示为黑色。激光扫描刻蚀深度为刻蚀到的金属薄膜21金属氧化层的厚度。
所述的激光刻蚀二维码方法，采用白色刻蚀为黑色，即金属薄膜21被激光刻蚀部分为黑色方式制造商品二维码。也可以将黑色刻蚀为白色方法，即金属薄膜21被激光刻蚀部分为白色方式制造商品二维码，如图4和图5所示，图4是的金属薄膜信息区为白色二维码初始图案；图5的金属薄膜信息区为黑色二维码初始图案。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非因此限制本发明的范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种激光扫描刻蚀二维码装置，其特征在于，包括金属薄膜（21）、金属薄膜固定板（23）、半导体激光器组件（24）、机械控制系统装置（25）和半导体激光器移动区（26）；所述金属薄膜（21）固定在金属薄膜固定板（23）表面上；半导体激光器移动区（26）位于机械控制系统装置（25）表面上；半导体激光器组件（24）与机械控制系统装置（25）连接；半导体激光器组件（24）在半导体激光器移动区（26）内移动；机械控制系统装置（25）将读取到商品二维码信息转换成控制指令，进而通过控制半导体激光器组件（24）在金属薄膜（21）上扫描刻蚀出二维码图案（22）；所述半导体激光器组件（24）为双列排布的半导体激光器组件，主要由两列平行排布的半导体激光器构成，分别为第一列半导体激光器（27）和第二列半导体激光器（28）；所述二维码图案（22）包括定位区（1）、信息区（2）和定位区（1）边缘的公共区；所述定位区（1）包括第一定位区（3）、第二定位区（4）、第三定位区（5）和辅助定位区（6）；
所述信息区（2）包括字节数存储区（7）、字节存储区（8）、编码数据存储区（9）和随机代码生成区（10），所述辅助定位区（6）位于编码数据存储区（9）内；
所述机械控制系统装置（25）读取需要刻蚀的二维码信息，根据二维码图案确定金属薄膜（21）的尺寸；在金属薄膜上划分第一定位区（3）、第二定位区（4）、第三定位区（5）和辅助定位区（6）以及划分信息区；金属薄膜依据第一定位区（3）、第二定位区（4）、第三定位区（5）和辅助定位区（6）按照主视图方向固定在金属薄膜固定板（23）上；
二维码扫描控制模块读取机械控制系统装置（25）的内部存储器中的商品二维码信息，通过将二维码中的第一定位区、第二定位区、第三定位区和辅助定位区进行激光扫描的总体范围定位，将二维码信息转换成控制指令，通过控制指令控制半导体激光器组件（24）；
调整金属薄膜XY坐标和半导体激光器XY坐标，使得半导体激光器对应第二定位区右侧的信息区第一个字节位置；根据二维码信息，控制双列排布的半导体激光器组件（24）移动进行激光扫描刻蚀，半导体激光器在白色的信息区对信息区进行数字化处理，最后得到二维码图案（22）。
2.根据权利要求1所述的一种激光扫描刻蚀二维码装置，其特征在于，所述的机械控制系统装置（25）用于控制半导体激光器组件（24）的激光器刻蚀，即激光器的发光功率和发光时间；机械控制系统装置（25）包括工业控制计算机、控制半导体激光器组件（24）移动的平面坐标内移动机械部件、内部存储器，工业控制计算机通过控制接口与半导体激光器组件（24）和平面坐标内移动机械部件连接，内部存储器用于存储商品二维码信息；机械控制系统装置（25）是激光扫描刻蚀二维码装置的控制中心。
3.根据权利要求1所述的一种激光扫描刻蚀二维码装置，其特征在于，所述金属薄膜（21）为正方形的铝薄膜或者铁薄膜。
4.根据权利要求1所述的一种激光扫描刻蚀二维码装置，其特征在于，所述金属薄膜（21）厚度为0.01 - 0.5mm。
5.利用权利要求1所述的激光扫描刻蚀二维码装置制造二维码的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、机械控制系统装置（25）读取需要刻蚀的二维码信息，根据二维码图案确定金属薄膜（21）的尺寸；
S2、利用掩膜处理制造二维码的公共区域；所述公共区域包括定位区和定位区边缘的公共区；
S3、根据二维码图案尺寸，在金属薄膜上划分第一定位区（3）、第二定位区（4）、第三定位区（5）和辅助定位区（6）以及划分信息区；
S4、采用金属阳极氧化工艺对整体金属薄膜进行氧化；制得的二维码基础金属薄膜中，定位区的二维码图案为标准的黑白色；信息区的二维码图案为白色或者为金属原始颜色；
S5、将二维码基础金属薄膜依据第一定位区（3）、第二定位区（4）、第三定位区（5）和辅助定位区（6）按照主视图方向固定在金属薄膜固定板（23）上；
S6、调整金属薄膜XY坐标和半导体激光器XY坐标，使得半导体激光器对应第二定位区右侧的信息区第一个字节位置；
S7、机械控制系统装置（25）根据二维码信息，控制双列排布的半导体激光器组件（24）移动进行激光扫描刻蚀，半导体激光器在白色的信息区对信息区进行数字化处理，最后得到二维码图案（22）。
6.根据权利要求5所述制造二维码的方法，其特征在于，步骤S7的激光扫描刻蚀过程具体为：机械控制系统装置（25）通过二维码扫描读取二维码信息；通过商品二维码信息字节尺寸确定激光器光斑大小，即调整金属薄膜固定板（23）与机械控制系统装置（25）的距离；半导体激光器组件（24）在二维码中的字节高度范围内移动；半导体激光器组件（24）刻蚀二维码，按照定位区的分列顺序刻蚀，即刻蚀商品二维码的第二定位区（4）、第三定位区（5）所处列，根据二维码各个区的字节尺寸，依次顺序从左到右刻蚀，直到二维码刻蚀完成；
所述数字化处理具体为：当二进制的数字为1时，在白色的信息区内相应的地方不扫描刻蚀，该处显示为白色；当二进制的数字为0时，对白色的信息区内相应的地方进行扫描刻蚀，该处显示为黑色。
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