摘 要

激光被稱為最亮的光、最快的刀、最準(zhǔn)的尺，在20世紀(jì)后，激光行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段，皮秒、飛秒等超快激光器應(yīng)運(yùn)而生，隨著中國裝備制造業(yè)的迅猛發(fā)展，激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展也邁向了新臺階，在大型制造產(chǎn)業(yè)（如汽車、航空、造船等行業(yè)）以及精密加工產(chǎn)業(yè)（如3C電子、半導(dǎo)體、醫(yī)療等行業(yè)），激光加工工藝跟隨時(shí)代發(fā)展、市場需求掀起對傳統(tǒng)工藝的革新浪潮。

2020年新冠疫情出現(xiàn)以后，一大批醫(yī)療企業(yè)大力增產(chǎn)擴(kuò)能，新冠抗原試劑卡檢測需求劇增。對此，醫(yī)療企業(yè)亟需更高效的加工方式來提高生產(chǎn)效率、降低人工成本。

· 飛拍飛行標(biāo)刻技術(shù) ·

傳統(tǒng)激光飛行標(biāo)刻是區(qū)別于靜態(tài)打標(biāo)的一種動(dòng)態(tài)標(biāo)刻方式，該方式是在流水線運(yùn)動(dòng)的情況下，對流水線上的工件進(jìn)行快速標(biāo)刻（以下簡稱“飛行標(biāo)刻”）。這種加工方式不僅可以極大提升工作效率，而且基于流水線的工作方式，更便于進(jìn)行工廠自動(dòng)化集成。目前飛行標(biāo)刻已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)療、3C電子等各行業(yè)。

但受限于流水線的運(yùn)動(dòng)累計(jì)誤差以及傳感器響應(yīng)時(shí)間誤差，常規(guī)飛行標(biāo)刻的鐳雕精度往往超過1-2mm；另外，由于無法獲取來料角度數(shù)據(jù)，導(dǎo)致產(chǎn)品鐳雕一致性不好，傳統(tǒng)的定位CCD又無法匹配飛行標(biāo)刻的應(yīng)用，以上兩點(diǎn)導(dǎo)致傳統(tǒng)飛行標(biāo)刻技術(shù)只適用于比較粗放的激光應(yīng)用。當(dāng)客戶對效率和精度都有較高要求的時(shí)候，如醫(yī)療行業(yè)POCT試劑檢測卡鐳雕，如何配置高效高精度的飛拍飛行標(biāo)刻就顯得尤為重要。

“飛拍飛行標(biāo)刻技術(shù)”是在傳統(tǒng)飛行標(biāo)刻的前端引入動(dòng)態(tài)機(jī)器視覺系統(tǒng)，通過視覺相機(jī)對動(dòng)態(tài)工件進(jìn)行提前拍照定位，獲取每個(gè)工件的精準(zhǔn)坐標(biāo)，并將坐標(biāo)依次加載到鐳雕系統(tǒng)內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)高效鐳雕。該技術(shù)優(yōu)勢：首先，它繼承了傳統(tǒng)飛行標(biāo)刻的高效率、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)；其次，在鐳雕精度提升到±0.1mm以內(nèi)，可以滿足更多行業(yè)的各種精密加工需求；再次，飛拍飛行標(biāo)刻衍生出來的自動(dòng)復(fù)檢剔除功能進(jìn)一步節(jié)省人力，大大提高了產(chǎn)品出貨率和良率，目前以POCT試劑卡為例，鐳雕良率達(dá)到99.8%以上。此外，飛拍飛行標(biāo)刻技術(shù)作為機(jī)器視覺與激光結(jié)合應(yīng)用的又一種全新技術(shù)，其獨(dú)創(chuàng)性、適配性、高效性、可拓展性決定了該技術(shù)在以后激光裝備領(lǐng)域擁有旺盛的生命力，在今后對接注塑機(jī)、分頁機(jī)等有序來料的場合必將展現(xiàn)其強(qiáng)大的競爭力。

圖1：抗原試劑卡鐳雕效果圖

· 精度突破與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)·

飛拍飛行標(biāo)刻激光鐳雕系統(tǒng)鐳雕精度提升得益于以下兩點(diǎn)技術(shù)的突破：飛拍技術(shù)和流水線計(jì)米技術(shù)。

飛拍技術(shù)即相機(jī)在物體運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行拍照，物體不需要停留，視覺計(jì)算物體位置坐標(biāo)后傳輸給激光鐳雕系統(tǒng)。飛拍技術(shù)是一種高速度、高效率、高精度的視覺定位技術(shù)，是飛拍飛行標(biāo)刻激光鐳雕系統(tǒng)提升加工精度的最關(guān)鍵技術(shù)。

流水線計(jì)米技術(shù)即通過計(jì)米輪計(jì)算流水線的運(yùn)動(dòng)距離，保證工件每次運(yùn)動(dòng)到設(shè)定的固定距離時(shí)觸發(fā)鐳雕，它可以大大彌補(bǔ)皮帶線運(yùn)動(dòng)速度波動(dòng)導(dǎo)致的精度誤差。飛拍技術(shù)與計(jì)米技術(shù)相輔相成，實(shí)現(xiàn)了飛拍飛行標(biāo)刻激光鐳雕系統(tǒng)加工精度的提升。

圖2：現(xiàn)場工作圖

飛拍飛行標(biāo)刻激光鐳雕系統(tǒng)在提升效率和精度的基礎(chǔ)上，采用模塊化設(shè)計(jì)，包含流水線輸送機(jī)構(gòu)、視覺定位機(jī)構(gòu)、激光鐳雕機(jī)構(gòu)、復(fù)檢剔除機(jī)構(gòu)以及智能控制軟件幾大模塊。客戶可根據(jù)需求進(jìn)行自由選配，目前常用配置為兩套定位相機(jī)+四套激光頭+三套復(fù)檢相機(jī)，可同時(shí)對四行物料進(jìn)行加工。該套配置已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)POCT新冠抗原檢測試劑卡二維碼信息鐳雕，在注塑機(jī)自動(dòng)上料配合下，四個(gè)激光頭總UPH約16000pcs，日產(chǎn)能超過30萬，為疫情期間抗原試劑卡的保需保供提供了強(qiáng)大的助力。

· 結(jié)語 ·

飛拍飛行標(biāo)刻技術(shù)是激光裝備領(lǐng)域技術(shù)探索的一小步，解決了客戶效率和精度不兼得的痛點(diǎn)問題，也為抗擊新冠奉獻(xiàn)了自己的力量。好技術(shù)、好產(chǎn)品、好市場是我們激光從業(yè)者的追求，后續(xù)做好技術(shù)和產(chǎn)品迭代，為客戶產(chǎn)能提速，為客戶創(chuàng)造價(jià)值，將成為華工激光持續(xù)的動(dòng)力。

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