在全球范圍內(nèi)，幾乎每個行業(yè)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(guān)其產(chǎn)品的詳細(xì)可追溯性與合規(guī)性數(shù)據(jù)。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(zhì)量、提高產(chǎn)量，幫助維護(hù)品牌標(biāo)準(zhǔn)，甚至能夠確保公司免于承擔(dān)相關(guān)責(zé)任。
一
什么是可追溯性？
產(chǎn)品可追溯性是指產(chǎn)品在從原材料到成品的整個供應(yīng)鏈中移動時識別和跟蹤這些產(chǎn)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(chǎn)品的唯一標(biāo)識符（如零件號或 SKU）。
可追溯性還可能包括有關(guān)產(chǎn)品批次或各個單元生產(chǎn)條件的數(shù)據(jù)。例如，它可能包含有關(guān)用于制造該產(chǎn)品的特定設(shè)備的詳細(xì)信息，甚至是此類設(shè)備當(dāng)時的確切運(yùn)行參數(shù)。它還可能包含有關(guān)如何檢查或測試產(chǎn)品的信息。
打標(biāo)是實現(xiàn)可追溯性的關(guān)鍵工具。具體而言，這意味著在每個獨(dú)立單元上放置唯一標(biāo)記，這些標(biāo)記能夠提供數(shù)據(jù)或鏈接到包含前面提到的各種信息的制造商數(shù)據(jù)庫。
最簡單的標(biāo)記可能只是產(chǎn)品的零件號或序列號，其形式為字母數(shù)字文本或傳統(tǒng)的二維條形碼。更復(fù)雜的標(biāo)記可能包含網(wǎng)頁鏈接、MAC ID，甚至是防止假冒產(chǎn)品的功能。
二
激光打標(biāo)解決方案
對于可以用激光打標(biāo)的材料（很少有不能打標(biāo)的材料），這項技術(shù)代表了在生產(chǎn)環(huán)境中實施可追溯性打標(biāo)的最佳方式。這有幾個原因。
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首先，激光打標(biāo)尤其能夠產(chǎn)生包含大量數(shù)據(jù)的復(fù)雜標(biāo)記。而且激光標(biāo)記的尺寸可以做到非常小。這是因為在大多數(shù)激光打標(biāo)應(yīng)用中，光束被聚焦到一個直徑在微米或幾十微米范圍內(nèi)的光點上。使用如此小的“工具”進(jìn)行打標(biāo)，即使在非常小的尺寸上，也可以輕松呈現(xiàn)精細(xì)的細(xì)節(jié)，創(chuàng)建復(fù)雜的圖案。
激光打標(biāo)還可以很輕松地適應(yīng)零件位置、方向甚至形狀的變化，以便將標(biāo)記始終放置在正確的位置上。這使它能夠糾正零件呈現(xiàn)給打標(biāo)系統(tǒng)的方式以及零件本身的尺寸公差的真實變化。
激光打標(biāo)可以實現(xiàn)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(shù)來實現(xiàn)的。二維掃描使光束能夠快速移動到區(qū)域上的任意一點以形成標(biāo)記。在實踐中，視覺系統(tǒng)確定實際的零件位置和方向，然后系統(tǒng)軟件自動調(diào)整，將標(biāo)記放置在正確的位置上。
為二維掃描儀添加動態(tài)聚焦功能可以在曲面或多層平面上進(jìn)行打標(biāo)。這種“3D 掃描”大大擴(kuò)展了該技術(shù)的實用性。
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激光打標(biāo)的另一個優(yōu)勢是，它可以在幾乎任何材料上生成美觀的標(biāo)記。標(biāo)記的美觀性在消費(fèi)品領(lǐng)域尤為重要。激光標(biāo)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(chǎn)生標(biāo)記，該過程仍然可以在精密或熱敏部件（如集成電路）上執(zhí)行?？梢赃x擇激光波長和脈沖持續(xù)時間，盡可能減小熱影響區(qū)域。例如，Q 開關(guān)激光器（例如Coherent PowerLine E和PowerLine F 系列）的納秒脈沖持續(xù)時間將打標(biāo)期間的熱暴露限制在十分之幾毫米內(nèi)。超出該范圍的溫度基本保持不變。
Coherent PowerLine 系列激光打標(biāo)引擎集成了激光源、掃描頭和光束傳輸光學(xué)器件以及所有必要的控制電子設(shè)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(dǎo)體、聚合物、玻璃等）進(jìn)行打標(biāo)。
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激光打標(biāo)也很快速。整個激光打標(biāo)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(wù)、打標(biāo)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(jī)械方法的打標(biāo)技術(shù)能夠提供這種相同的優(yōu)勢組合。此外，激光打標(biāo)不需要耗材，而傳統(tǒng)打印方法的墨水成本在大批量應(yīng)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(biāo)在眾多行業(yè)中已經(jīng)變得極其受歡迎。
三
可追溯性打標(biāo)框架
在先進(jìn)的制造環(huán)境（即所謂的“數(shù)字工廠”）中，激光打標(biāo)子系統(tǒng)已經(jīng)與企業(yè)范圍的生產(chǎn)自動化系統(tǒng)完全集成。這使它能夠順暢地與其他生產(chǎn)設(shè)備一起運(yùn)作，并提供實現(xiàn)完整可追溯性所需的全部功能。
例如，打標(biāo)系統(tǒng)可以與零件處理設(shè)備進(jìn)行通信，指示它何時準(zhǔn)備接收零件。然后它就可以使用嵌入式視覺技術(shù)對零件進(jìn)行外觀檢查，并向系統(tǒng)報告它已驗證所提供零件正確無誤。
接下來，它可以與生產(chǎn)控制系統(tǒng)連接，獲取序列號和其他零件具體數(shù)據(jù)。打標(biāo)后，它還可以傳回有關(guān)該過程的信息，包括工藝參數(shù)、表明標(biāo)記已經(jīng)過驗證的數(shù)據(jù)、標(biāo)記的質(zhì)量評估等。
Laser frameWork 提供廣泛的機(jī)器視覺功能。它可以在打標(biāo)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(zhí)行打標(biāo)后檢測。
Coherent 開發(fā)了Laser frameWork 軟件包來支持這種數(shù)字制造環(huán)境。它提供了創(chuàng)建新激光打標(biāo)任務(wù)所需的全部功能（包括機(jī)器視覺功能），然后在生產(chǎn)中執(zhí)行它們。它還提供了一個“框架”（一個軟件平臺），用于開發(fā)和實施與其他生產(chǎn)自動化系統(tǒng)進(jìn)行連接所需的具體例程、Coherent Laser frameWork 開箱即用，可使激光打標(biāo)成為數(shù)字工廠的一部分。
通過實現(xiàn)可追溯性，產(chǎn)品將更安全并使制造商能夠削減成本和提高質(zhì)量。產(chǎn)品打標(biāo)是許多制造商實現(xiàn)可追溯性的核心。而由Coherent Laser frameWork提供技術(shù)支持的激光打標(biāo)為其在數(shù)字制造環(huán)境中的實施提供了一條便捷的途徑。
