CN112264713A - 基于井深的三维码的标刻装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于井深的三维码的标刻装置及方法，光纤超快激光器输出光路上依次布置有光闸、衰减器、1/4玻片和振镜，振镜输出光路正对于传送系统上的被加工产品，3D共聚焦显微镜朝向传送系统上的被加工产品，运动控制单元与光纤超快激光器控制连接，控制激光参数，运动控制单元与3D共聚焦显微镜控制连接，控制3D共聚焦显微镜运动，运动控制单元接入至计算机。根据产品结构选择标刻位置，光纤超快激光器产生超短脉冲激光加工三维码，得到三维码井深深度，实现三维码的标识，运动控制单元控制光纤超快激光器先对三维码圆点位置进行标刻，标刻后，3D共聚焦显微镜进行识别，运动控制单元控制光纤超快激光器再对三维码圆点井深进行标刻。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于井深的三维码的标刻装置及其方法。
背景技术
近年来，随着经济的快速发展，为了防止假冒伪劣产品在市面上出现，需运用防伪技术予以杜绝，目前市面上采用的主要防伪标识技术有二维码防伪标识、荧光防伪标识、温变防伪标识、纹理防伪标识、激光防伪标识等。现有防伪技术存在容易被仿冒、防伪信息不足等问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种基于井深的三维码的标刻装置及其方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
基于井深的三维码的标刻装置，特点是：光纤超快激光器输出光路上依次布置有光闸、衰减器、1/4玻片和振镜，振镜的输出光路正对于传送系统上的被加工产品，3D共聚焦显微镜朝向传送系统上的被加工产品，运动控制单元与光纤超快激光器控制连接，控制激光的参数，运动控制单元与3D共聚焦显微镜控制连接，控制3D共聚焦显微镜的运动，运动控制单元接入至计算机。
进一步地，上述的基于井深的三维码的标刻装置，其中，运动控制单元包含光纤激光打标控制卡和两轴运动控制卡，光纤激光打标控制卡为金橙子PCIE光纤卡，两轴运动控制卡为DMC2210两轴运动控制卡。
进一步地，上述的基于井深的三维码的标刻装置，其中，所述传送系统包含平行设置的主动辊和从动辊，传送带张紧于主动辊和从动辊上，步进电机与主动辊传动连接，驱动传送带往复运转，使传送与激光标刻同步。
进一步地，上述的基于井深的三维码的标刻装置，其中，计算机和运动控制单元与云平台通讯连接，计算机向运动控制单元发送超快激光加工参数信号，运动控制单元向光纤超快激光器发出调控光纤超快激光器的激光功率、扫描速度、扫描次数、焦点位置的PWM信号，向光纤超快激光器发出控制光纤超快激光器开或关的激光gate信号。
本发明基于井深的三维码的标刻方法，包括以下步骤：
S1，设计编辑生成产品信息的基于井深的三维码，并确定产品的标刻位置；
S2，将三维码的图形样、图形中圆点位置及圆点的井深深度信息上传至计算机；
S3，计算机向运动控制单元发送超快激光标刻三维码的加工参数信号，包含激光功率、扫描速度、扫描次数和焦点位置的信号；
S4，运动控制单元控制光纤超快激光器的激光功率、扫描速度、扫描次数、焦点位置，运动控制单元控制3D共聚焦显微镜的运动，对三维码圆点的位置进行标刻；
S5，标刻好三维码圆点位置之后，3D共聚焦显微镜对圆点位置进行识别，再标刻圆点井深，运动控制单元调整光纤超快激光器的激光功率、增加扫描次数、调低焦点位置对井深标刻，实现基于井深的三维码精密标刻。
更进一步地，上述的基于井深的三维码的标刻方法，其中，步骤S3，计算机存储数个圆点的井深深度所对应的加工参数，当三维码的井深深度匹配到，计算机将对应的加工参数发送给运动控制单元，进而进行加工。
更进一步地，上述的基于井深的三维码的标刻方法，其中，根据产品的结构，选择标刻位置，光纤超快激光器产生超短脉冲激光加工三维码，得到三维码井深深度，实现三维码的标识，运动控制单元控制光纤超快激光器先对三维码的圆点位置进行标刻，标刻之后，3D共聚焦显微镜进行识别，运动控制单元控制光纤超快激光器再对三维码的圆点的井深进行标刻；
光纤超快激光器输出光束，光闸控制激光照射的时间，扩束后的激光束经过衰减器和1/4玻片，衰减器控制激光功率的大小，1/4玻片改变激光的偏振方向，将激光光束线偏振转化为圆偏振，提高光斑的圆度，继而，激光束传输至振镜，经振镜形成聚焦光斑，对被加工产品进行加工，加工完成后三维共聚焦成像模块采集成像。
本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下方面：
①本发明利用超快激光器在产品上精密刻蚀出基于井深的三维信息码，同时可以将激光参数与三维码形貌结合起来作为防伪辨识的依据；
②基于井深的三维码中圆点是具有井深深度的，一般的印刷和机械压印方法无法实现，本发明实现三维码井深深度的刻蚀，超快激光的冷加工性能及超短脉冲宽度，实现三维码圆点的精密标刻；
③防伪行业难以避免不法商家收集旧包装盒进行二次假冒销售，采用超快激光精密刻蚀加工的基于井深的三维码可以解决产品的防伪问题，由于超快激光的精密刻蚀技术刻蚀精准，难以被复制；
④本发明装置结构简洁、操作方便，将基于井深的三维码直接标识在产品上，美观且环保。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明具体实施方式了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1：基于井深的三维码的俯视示意图；
图2：基于井深的三维码的截面示意图；
图3：本发明标刻装置的结构示意图；
图4：传送系统的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现详细说明具体实施方案。
如图1、图2所示，基于井深的三维信息码，在图形101内不规则分布有圆点102，圆点102呈不同深度的井深结构103，圆点不规则分布是以X、Y方向上的点阵分布，于X、Y方向上记录二维信息数据，不同井深深度的圆点记录一维(Z维)信息数据，从而三维信息码记录三个元素三维方向的信息数据。
其中，圆点102的直径为0.5～1毫米，圆点的井深深度为0～0.2毫米。不同的圆点深度可以一样也可以不一样，三维码中的每个圆点直径是一样的；每个三维码是由点阵分布方式构成，在相同的面积上，点阵式分布比矩阵式分布所能容纳的信息量更大。
如图3、图4所示，基于井深的三维码的标刻装置，光纤超快激光器4输出光路上依次布置有光闸5、衰减器6、1/4玻片7和振镜8，振镜8的输出光路正对于传送系统10上的被加工产品9，3D共聚焦显微镜3朝向传送系统10上的被加工产品9，运动控制单元2与光纤超快激光器4控制连接，控制激光的参数，运动控制单元2与3D共聚焦显微镜3控制连接，控制3D共聚焦显微镜3的运动，运动控制单元2接入至计算机1。
其中，运动控制单元2包含光纤激光打标控制卡和两轴运动控制卡，光纤激光打标控制卡为金橙子PCIE光纤卡，采用DB25插座输出激光，两轴运动控制卡为DMC2210两轴运动控制卡。
传送系统10包含平行设置的主动辊和从动辊，传送带11张紧于主动辊和从动辊上，步进电机12与主动辊传动连接，驱动传送带11往复运转，使传送与激光标刻同步。
计算机1和运动控制单元2与云平台通讯连接，计算机1将超快激光加工参数发送给运动控制单元2，运动控制单元2发出PWM信号调控光纤超快激光器4的激光功率、扫描速度、扫描次数、焦点位置，发出激光gate信号控制光纤超快激光器4的开或关。
基于井深的三维码的标刻方法，包括以下步骤：
S1，设计编辑生成产品信息的基于井深的三维码，并确定产品的标刻位置；
S2，将三维码的图形样、图形中圆点位置及圆点的井深深度信息上传至计算机1；
S3，计算机1存储数个圆点的井深深度所对应的加工参数，当三维码的井深深度匹配到，计算机将对应的加工参数发送给运动控制单元2，进而进行加工；计算机1向运动控制单元2发送超快激光标刻三维码的加工参数信号，包含激光功率、扫描速度、扫描次数和焦点位置的信号；
S4，运动控制单元2控制光纤超快激光器4的激光功率、扫描速度、扫描次数、焦点位置，运动控制单元2控制3D共聚焦显微镜3的运动，对三维码圆点的位置进行标刻；
S5，标刻好三维码圆点位置之后，3D共聚焦显微镜3对圆点位置进行识别，再标刻圆点井深，运动控制单元2调整光纤超快激光器4的激光功率、增加扫描次数、调低焦点位置对井深标刻，实现基于井深的三维码精密标刻。
根据产品的结构，选择标刻位置，光纤超快激光器4产生超短脉冲激光加工三维码，得到三维码井深深度，实现三维码的标识，运动控制单元2控制光纤超快激光器4先对三维码的圆点位置进行标刻，标刻之后，3D共聚焦显微镜3进行识别，运动控制单元2控制光纤超快激光器4再对三维码的圆点的井深进行标刻；光纤超快激光器4输出光束，光闸5控制激光照射的时间，扩束后的激光束经过衰减器6和1/4玻片7，衰减器6控制激光功率的大小，1/4玻片7改变激光的偏振方向，将激光光束线偏振转化为圆偏振，提高光斑的圆度，继而，激光束传输至振镜8，经振镜8形成聚焦光斑，对被加工产品9进行加工，加工完成后三维共聚焦成像模块3采集成像。
基于井深的三维码中圆点是具有井深深度的，一般的印刷和机械压印方法无法实现，本发明实现三维码井深深度的刻蚀，超快激光的冷加工性能及超短脉冲宽度，实现三维码圆点的精密标刻。
防伪行业难以避免不法商家收集旧包装盒进行二次假冒销售，采用超快激光精密刻蚀加工的基于井深的三维码可以解决产品的防伪问题，由于超快激光的精密刻蚀技术刻蚀精准，难以被复制。
本发明装置结构简洁、操作方便，将基于井深的三维码直接标识在产品上，美观且环保。
需要说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施方式，并非用以限定本发明的权利范围；同时以上的描述，对于相关技术领域的专门人士应可明了及实施，因此其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在申请专利范围中。
Claims (7)
1.基于井深的三维码的标刻装置，其特征在于：光纤超快激光器(4)输出光路上依次布置有光闸(5)、衰减器(6)、1/4玻片(7)和振镜(8)，振镜(8)的输出光路正对于传送系统(10)上的被加工产品(9)，3D共聚焦显微镜(3)朝向传送系统(10)上的被加工产品(9)，运动控制单元(2)与光纤超快激光器(4)控制连接，控制激光的参数，运动控制单元(2)与3D共聚焦显微镜(3)控制连接，控制3D共聚焦显微镜(3)的运动，运动控制单元(2)接入至计算机(1)。
2.根据权利要求1所述的基于井深的三维码的标刻装置，其特征在于：所述运动控制单元(2)包含光纤激光打标控制卡和两轴运动控制卡，光纤激光打标控制卡为金橙子PCIE光纤卡，两轴运动控制卡为DMC2210两轴运动控制卡。
3.根据权利要求1所述的基于井深的三维码的标刻装置，其特征在于：所述传送系统(10)包含平行设置的主动辊和从动辊，传送带(11)张紧于主动辊和从动辊上，步进电机(12)与主动辊传动连接，驱动传送带(11)往复运转。
4.根据权利要求1所述的基于井深的三维码的标刻装置，其特征在于：计算机(1)和运动控制单元(2)与云平台通讯连接，计算机(1)向运动控制单元(2)发送超快激光加工参数信号，运动控制单元(2)向光纤超快激光器(4)发出调控光纤超快激光器(4)的激光功率、扫描速度、扫描次数、焦点位置的PWM信号，向光纤超快激光器(4)发出控制光纤超快激光器(4)开或关的激光gate信号。
5.利用权利要求1所述的装置实现基于井深的三维码的标刻方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1，设计编辑生成产品信息的基于井深的三维码，并确定产品的标刻位置；
S2，将三维码的图形样、图形中圆点位置及圆点的井深深度信息上传至计算机(1)；
S3，计算机(1)向运动控制单元(2)发送超快激光标刻三维码的加工参数信号，包含激光功率、扫描速度、扫描次数和焦点位置的信号；
S4，运动控制单元(2)控制光纤超快激光器(4)的激光功率、扫描速度、扫描次数、焦点位置，运动控制单元(2)控制3D共聚焦显微镜(3)的运动，对三维码圆点的位置进行标刻；
S5，标刻好三维码圆点位置之后，3D共聚焦显微镜(3)对圆点位置进行识别，再标刻圆点井深，运动控制单元(2)调整光纤超快激光器(4)的激光功率、增加扫描次数、调低焦点位置对井深标刻，实现基于井深的三维码标刻。
6.根据权利要求5所述的基于井深的三维码的标刻方法，其特征在于：步骤S3，计算机(1)存储数个圆点的井深深度所对应的加工参数，当三维码的井深深度匹配到，计算机将对应的加工参数发送给运动控制单元(2)，进而进行加工。
7.根据权利要求5所述的基于井深的三维码的标刻方法，其特征在于：根据产品的结构，选择标刻位置，光纤超快激光器(4)产生超短脉冲激光加工三维码，得到三维码井深深度，实现三维码的标识，运动控制单元(2)控制光纤超快激光器(4)先对三维码的圆点位置进行标刻，标刻之后，3D共聚焦显微镜(3)进行识别，运动控制单元(2)控制光纤超快激光器(4)再对三维码的圆点的井深进行标刻；
光纤超快激光器(4)输出光束，光闸(5)控制激光照射的时间，扩束后的激光束经过衰减器(6)和1/4玻片(7)，衰减器(6)控制激光功率的大小，1/4玻片(7)改变激光的偏振方向，将激光光束线偏振转化为圆偏振，提高光斑的圆度，继而，激光束传输至振镜(8)，经振镜(8)形成聚焦光斑，对被加工产品(9)进行加工，加工完成后三维共聚焦成像模块(3)采集成像。
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| CN202011101692.0A CN112264713A (zh) | 2020-10-15 | 2020-10-15 | 基于井深的三维码的标刻装置及其方法 |
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| CN202011101692.0A CN112264713A (zh) | 2020-10-15 | 2020-10-15 | 基于井深的三维码的标刻装置及其方法 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113894451A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-01-07 | 江苏华工激光科技有限公司 | 一种基于激光设备状态检测以及集中控制的控制卡 |
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2020
- 2020-10-15 CN CN202011101692.0A patent/CN112264713A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113894451A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-01-07 | 江苏华工激光科技有限公司 | 一种基于激光设备状态检测以及集中控制的控制卡 |
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