本文主要分析新型激光打標技術的應用概況，介紹了銘牌激光打標和線材激光打標的工藝特點，同時也敘述了激光打標技術的安全保護事項。 

打標技術概況

傳統打標技術

       在傳統制造業中，打標工藝一直是其中一個重(zhong)要環節，該(gai)(gai)工藝能在工業產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)上直觀反映(ying)產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)信息，例(li)如(ru)設備銘牌反映(ying)該(gai)(gai)產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)基本參數(shu)、線材標碼反映(ying)公司(si)名稱和型(xing)號、飲料標碼反映(ying)生產(chan)(chan)(chan)(chan)日期等，這些標碼都(dou)方(fang)便使用者對產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)的(de)基本了解。

       傳統的(de)打標(biao)技術(shu)有(you)(you)幾(ji)種，分別是噴墨(mo)打標(biao)、鋼(gang)針雕(diao)刻打標(biao)、貼(tie)紙標(biao)識(shi)等(deng)(deng)，但這些方式都有(you)(you)對應的(de)工(gong)藝缺(que)陷，例如噴墨(mo)打標(biao)需要耗材，噴后墨(mo)水(shui)沒干進行(xing)其他工(gong)序會有(you)(you)掉色可能等(deng)(deng)；鋼(gang)針雕(diao)刻速度較慢加(jia)工(gong)效率(lv)低(di)等(deng)(deng)，由此應運而生的(de)新(xin)型技術(shu)便(bian)是激(ji)光打標(biao)技術(shu)。

激光打標技術

       激光(guang)(guang)打(da)(da)(da)標技(ji)術(shu)原理（圖1）是通過(guo)短波長激光(guang)(guang)改變(bian)(bian)材(cai)料外(wai)表(biao)面(mian)分子結構(gou)，從而在對(dui)應的打(da)(da)(da)標位置上顯示(shi)出設置好(hao)的信息內(nei)容(rong)，不會對(dui)加工材(cai)料造成機械(xie)變(bian)(bian)形和(he)受熱變(bian)(bian)形。激光(guang)(guang)打(da)(da)(da)標技(ji)術(shu)是通過(guo)改變(bian)(bian)材(cai)料表(biao)面(mian)的性狀進行打(da)(da)(da)標，打(da)(da)(da)標信息不容(rong)易刮(gua)掉，只(zhi)需要插電無(wu)需要特殊耗材(cai)，且加工效率非常高，最大(da)直線打(da)(da)(da)標速度可以(yi)達到10000mm/s以(yi)上，該技(ji)術(shu)完(wan)美彌補(bu)了傳統打(da)(da)(da)標技(ji)術(shu)的各(ge)個工藝缺陷，近年(nian)來(lai)受到各(ge)種輕、重工業企業的熱捧。

圖1  激光打標系統

銘牌激光打標技術

技術簡介

       銘(ming)牌激(ji)光(guang)打(da)(da)標(biao)技術廣泛應用于各(ge)行業的(de)(de)(de)銘(ming)牌加工(gong)，其激(ji)光(guang)產生方(fang)式多為(wei)二氧化(hua)碳(tan)和光(guang)纖材(cai)料，利用激(ji)光(guang)束在各(ge)種不同(tong)的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)表(biao)面(mian)打(da)(da)上永久的(de)(de)(de)標(biao)記。打(da)(da)標(biao)的(de)(de)(de)效應是通過表(biao)層物(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)蒸發露(lu)出(chu)深層物(wu)質(zhi)，或是通過光(guang)能(neng)使表(biao)層物(wu)質(zhi)產生化(hua)學物(wu)理變化(hua)而刻出(chu)痕跡，也或者是通過光(guang)能(neng)燒(shao)掉部分物(wu)質(zhi)，顯(xian)出(chu)所需刻蝕的(de)(de)(de)圖案、文字、條形碼等各(ge)類圖形。

技術特點

       銘(ming)牌(pai)激光(guang)打(da)標(biao)技術利用(yong)激光(guang)代替傳統(tong)鋼(gang)針(zhen)雕刻(ke)，通過光(guang)纖激光(guang)改變不(bu)銹鋼(gang)銘(ming)牌(pai)表(biao)層物質，從(cong)而刻(ke)出對應設(she)置信息。銘(ming)牌(pai)激光(guang)打(da)標(biao)加工速(su)度(du)是傳統(tong)鋼(gang)針(zhen)雕刻(ke)的10倍(bei)以(yi)上，而且(qie)傳統(tong)鋼(gang)針(zhen)雕刻(ke)只適(shi)用(yong)于材質比較軟的材料，例如鋁制銘(ming)牌(pai)等；對于不(bu)銹鋼(gang)等硬度(du)較高的材質雕刻(ke)效果較差，字跡清(qing)晰(xi)度(du)低，肉眼難(nan)以(yi)辨識(shi)，而激光(guang)打(da)標(biao)則(ze)解(jie)決了此(ci)工藝缺陷，在(zai)不(bu)銹鋼(gang)銘(ming)牌(pai)上也能以(yi)高清(qing)晰(xi)度(du)完(wan)成作業（圖2）。銘(ming)牌(pai)激光(guang)打(da)標(biao)設(she)備特點概括為(wei)以(yi)下幾點：

圖2  不銹鋼銘牌參數打標

(1)激光功率(lv)輸出(chu)穩定，打(da)標(biao)清晰度較(jiao)高；

(2)加工效率高，打標速(su)度是傳(chuan)統雕刻機型的10倍甚至更高；

(3)無(wu)操作(zuo)系(xi)統限制，操作(zuo)編程方便，光路(lu)全封閉、穩定，無(wu)需維(wei)護；

(4)只需要(yao)用電，無需其他耗材(cai)，設備壽(shou)命長(chang)，市面上的(de)激光(guang)打標設備，廠家給出(chu)的(de)壽(shou)命為10萬小(xiao)時(shi)以上；

(5)噪聲較低，可以放(fang)在辦公室使用，耗電(dian)量(liang)也比(bi)傳統(tong)機型(xing)低；

(6)超高精細(xi)度，市(shi)面(mian)上的設備(bei)分(fen)辨率達(da)到約2500dpi；

(7)于(yu)傳統(tong)機(ji)(ji)型相(xiang)比，由(you)于(yu)采用激光打標，不需要(yao)與銘牌有任何機(ji)(ji)械接(jie)觸，所以不需要(yao)設置氣動吸具(ju)或(huo)機(ji)(ji)械夾(jia)具(ju)固定(ding)銘牌；

(8)適用于(yu)大部分金屬材料（圖3）。

圖3  鋁銘牌打標

       銘牌(pai)激光(guang)打(da)標(biao)技(ji)術(shu)(shu)也比傳統(tong)雕(diao)刻技(ji)術(shu)(shu)多出(chu)了一個(ge)新的應(ying)用(yong)特點——條碼(ma)(ma)/二維(wei)碼(ma)(ma)打(da)標(biao)，由于(yu)激光(guang)打(da)標(biao)技(ji)術(shu)(shu)編(bian)程軟(ruan)件能接收BMP、JPG、DXF、PLT、AI等格式文(wen)(wen)件和自(zi)動生(sheng)(sheng)成各種系列號、生(sheng)(sheng)產日(ri)期、一維(wei)碼(ma)(ma)、二維(wei)碼(ma)(ma)等，圖像(xiang)處理能力先進度較高，所以在銘牌(pai)上(shang)加上(shang)條形碼(ma)(ma)、二維(wei)碼(ma)(ma)等圖像(xiang)可以方便(bian)對生(sheng)(sheng)產物料、貨架(jia)、周轉車等的出(chu)入庫(ku)、出(chu)入司管理，讓銘牌(pai)上(shang)的信(xin)息反(fan)映(ying)(ying)從文(wen)(wen)字(zi)反(fan)映(ying)(ying)提升至文(wen)(wen)字(zi)、圖像(xiang)綜合反(fan)映(ying)(ying)。

打標技術編程

       相比于傳(chuan)統鋼針雕(diao)刻打標的(de)(de)編程(cheng)軟(ruan)件，激光打標軟(ruan)件更為簡化(hua)易操(cao)作。在(zai)信息定位(wei)方(fang)面，加(jia)上(shang)(shang)了激光邊框(kuang)顯示，使用者能(neng)直(zhi)(zhi)接(jie)打開(kai)激光邊框(kuang)，在(zai)銘(ming)牌上(shang)(shang)直(zhi)(zhi)接(jie)觀察所編程(cheng)信息的(de)(de)位(wei)置，也可(ke)直(zhi)(zhi)接(jie)操(cao)作鍵盤上(shang)(shang)的(de)(de)方(fang)向鍵調整信息位(wei)置，比起傳(chuan)統軟(ruan)件的(de)(de)定位(wei)方(fang)式(shi)方(fang)便快(kuai)捷。同時，軟(ruan)件也添(tian)加(jia)了不(bu)少功能(neng)，例如圖像的(de)(de)插入，條形碼(ma)(ma)、二維碼(ma)(ma)的(de)(de)轉化(hua)，也能(neng)接(jie)收(shou)BMP、JPG、DXF、PLT、AI等格式(shi)文件，這些軟(ruan)件上(shang)(shang)的(de)(de)升級也讓(rang)設備(bei)有更多(duo)使用的(de)(de)空間(jian)和(he)可(ke)能(neng)性。

線材激光打標技術

技術簡介

       如(ru)圖4所示(shi)，線材(cai)(cai)激光(guang)(guang)打標技術(shu)主要(yao)是利(li)用(yong)(yong)紫外激光(guang)(guang)器(qi)通過短波(bo)長激光(guang)(guang)直接打斷材(cai)(cai)料表面物質的分子(zi)鏈，從而在(zai)對應軌跡上顯示(shi)信息，而且適用(yong)(yong)于(yu)線材(cai)(cai)表面的曲(qu)面精(jing)細打標，不會(hui)傷線芯也不會(hui)讓線材(cai)(cai)本身產生機械變形(xing)和受熱(re)變形(xing)。

圖4  線材激光打標

技術特點

       線材激(ji)光(guang)打(da)(da)標(biao)(biao)技術(shu)利(li)用激(ji)光(guang)代替傳統的噴(pen)墨(mo)打(da)(da)標(biao)(biao)，而兩(liang)者(zhe)在各項對(dui)比(bi)中也能看出激(ji)光(guang)打(da)(da)標(biao)(biao)優于噴(pen)墨(mo)打(da)(da)標(biao)(biao)，對(dui)比(bi)如下：

(1)清(qing)晰(xi)度(du)。由于分辨(bian)率和顏(yan)色(se)(se)對(dui)比等原(yuan)因，激光打標(biao)比噴(pen)墨打標(biao)清(qing)晰(xi)度(du)高，而且噴(pen)墨打印(yin)需要針對(dui)不同(tong)的線材顏(yan)色(se)(se)而選取不同(tong)的墨水才能(neng)凸顯出對(dui)比度(du)，撤換和操作都較為麻煩(fan)；

(2)加工(gong)效率。激光打(da)(da)(da)(da)標(biao)速(su)度(du)遠快于(yu)噴墨(mo)打(da)(da)(da)(da)標(biao)，因(yin)為(wei)激光打(da)(da)(da)(da)標(biao)最大直線(xian)速(su)度(du)可以(yi)達到10000mm/s以(yi)上，在線(xian)材上打(da)(da)(da)(da)標(biao)時間在1s以(yi)內，對于(yu)批量生產的線(xian)材加工(gong)，激光打(da)(da)(da)(da)標(biao)的速(su)度(du)優勢尤為(wei)明顯(xian)；

(3)工藝適(shi)應性(xing)。激(ji)光打(da)(da)(da)標(biao)適(shi)用于線(xian)(xian)(xian)材(cai)表(biao)面的曲面精細打(da)(da)(da)標(biao)或者在(zai)(zai)噴(pen)墨(mo)打(da)(da)(da)碼墨(mo)水無法附著的特殊材(cai)料(liao)上的打(da)(da)(da)標(biao)，而且激(ji)光打(da)(da)(da)標(biao)設(she)(she)備(bei)可以配合(he)自(zi)動裁線(xian)(xian)(xian)設(she)(she)備(bei)形成線(xian)(xian)(xian)材(cai)加(jia)工流(liu)水線(xian)(xian)(xian)使用，而噴(pen)墨(mo)打(da)(da)(da)碼則不(bu)能對接自(zi)動裁線(xian)(xian)(xian)設(she)(she)備(bei)，因為線(xian)(xian)(xian)材(cai)在(zai)(zai)噴(pen)墨(mo)后馬上進(jin)行裁線(xian)(xian)(xian)，需要經(jing)過導向輪、整直輪等機(ji)械結構，會將未(wei)干的墨(mo)水擦掉(diao)，在(zai)(zai)工藝適(shi)用性(xing)上，激(ji)光打(da)(da)(da)標(biao)也較好(hao)；

(4)工藝成本(ben)。市面上(shang)的激光打(da)標(biao)設備價(jia)格(ge)略(lve)高于(yu)(yu)噴(pen)墨打(da)標(biao)設備，但噴(pen)墨打(da)標(biao)需要購(gou)買(mai)墨水，對于(yu)(yu)線材加工這種大批量的加工工件，每(mei)年墨水耗材成本(ben)也是(shi)一個昂(ang)貴的價(jia)格(ge)。

       綜(zong)合各(ge)個方面(mian)，激光打(da)標在線材打(da)碼方面(mian)適用性遠高于噴墨(mo)打(da)標，近(jin)年(nian)來各(ge)大電氣(qi)企業(ye)也不斷引進(jin)激光打(da)標設(she)備(bei)代替傳(chuan)統(tong)工藝設(she)備(bei)。

激光打標設備安全防護問題

問題概況

       激(ji)光(guang)打(da)標技(ji)術雖然有著非常多的(de)(de)(de)工(gong)藝優(you)勢(shi)，但(dan)此技(ji)術應(ying)用的(de)(de)(de)多為(wei)工(gong)業激(ji)光(guang)，工(gong)業激(ji)光(guang)屬于第四類(lei)激(ji)光(guang)產品，對(dui)眼(yan)睛與皮膚(fu)有一定(ding)的(de)(de)(de)傷(shang)(shang)害，所以在(zai)使用過程(cheng)中(zhong)必須做好安全(quan)防(fang)護措(cuo)施，避免受到光(guang)學(xue)輸(shu)出(chu)鏡直接或散射(she)(she)(she)(she)的(de)(de)(de)輻(fu)射(she)(she)(she)(she)光(guang)照射(she)(she)(she)(she)。同時應(ying)該(gai)采(cai)取適(shi)當(dang)的(de)(de)(de)預防(fang)措(cuo)施防(fang)止輸(shu)出(chu)光(guang)束(shu)或反(fan)射(she)(she)(she)(she)光(guang)束(shu)直射(she)(she)(she)(she)在(zai)人體(ti)上。散射(she)(she)(she)(she)光(guang)和(he)(he)反(fan)射(she)(she)(she)(she)光(guang)都會導致對(dui)皮膚(fu)和(he)(he)眼(yan)睛的(de)(de)(de)傷(shang)(shang)害。操作過程(cheng)中(zhong)始(shi)終都應(ying)配戴好合適(shi)的(de)(de)(de)防(fang)護眼(yan)罩，也可以在(zai)激(ji)光(guang)加工(gong)的(de)(de)(de)范(fan)圍內加裝屏蔽工(gong)裝，對(dui)輻(fu)射(she)(she)(she)(she)光(guang)進行隔離(li)，防(fang)止輻(fu)射(she)(she)(she)(she)光(guang)散射(she)(she)(she)(she)對(dui)眼(yan)睛和(he)(he)皮膚(fu)造成傷(shang)(shang)害。

安全信息

       激(ji)光(guang)(guang)打標(biao)設(she)備是被分類在高功率Class IV的(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)設(she)備，設(she)備多為發射(she)(she)10W、20W、30W、50W以上的(de)(de)(de) 1060nm左右波長的(de)(de)(de)光(guang)(guang)。這個水平的(de)(de)(de)光(guang)(guang)可(ke)(ke)(ke)能會造成(cheng)對眼睛和皮(pi)膚的(de)(de)(de)傷(shang)害(hai)。此發射(she)(she)光(guang)(guang)是不可(ke)(ke)(ke)見的(de)(de)(de)，光(guang)(guang)束(shu)可(ke)(ke)(ke)能會造成(cheng)眼角膜(mo)不可(ke)(ke)(ke)修復的(de)(de)(de)傷(shang)害(hai)，在智能激(ji)光(guang)(guang)器工作(zuo)的(de)(de)(de)時(shi)候必須(xu)要一(yi)直(zhi)佩帶護目鏡。

(1)當激光打標設備工作時，不要(yao)安裝瞄準器(qi)；

(2)在(zai)操(cao)作設備時，禁止直視輸出頭(tou)，并確保總是佩帶護目鏡；

(3)除設(she)備提到(dao)的(de)控制、調(diao)整或性能(neng)(neng)外，其他的(de)操(cao)作可(ke)能(neng)(neng)會(hui)造成輻射暴露的(de)危險(xian)。

外界環境及預防措施

做(zuo)好(hao)對激光(guang)打標設(she)備的(de)環境防護措(cuo)施，能有效(xiao)避免使用(yong)過(guo)程(cheng)中產生的(de)安全問題，具(ju)體措(cuo)施如(ru)下：

(1)激光(guang)設備總是(shi)在妥善(shan)接地(di)和標(biao)稱(cheng)電壓(ya)的(de)電源下工作；

(2)此設備有一個經光纜連接的輸出光學頭(tou)，所以需要小心(xin)處(chu)理輸出頭(tou)；

(3)當使(shi)用瞄準器的時候(hou)（如將瞄準器安裝在(zai)夾具上，或(huo)用光學儀器端面(mian)時等），需要確保智能激光器處在(zai)關閉(bi)狀態；

(4)不要將(jiang)設備暴露在高濕度環(huan)境下；

(5)確保在打開設備前(qian)，環(huan)境溫度(du)和(he)濕(shi)度(du)都在規定范圍內；

(6)禁止直視輸(shu)出(chu)頭，并確(que)保操(cao)作(zuo)產品(pin)時(shi)佩帶好激(ji)光護目鏡；

(7)在高(gao)反(fan)材料上打標(biao)時(shi)，要使用離焦方式打，否則(ze)會直接造成(cheng)智能激光器損壞(huai)；

(8)供電(dian)電(dian)壓中斷對于設備是非常危險的(de)，需要提(ti)供持續不間斷的(de)供電(dian)電(dian)壓；

(9)除設備說明書(shu)提到的控制、調(diao)整或性能外(wai)，其他的操作可能會造成輻射暴露的危險；

(10)對(dui)于準直輸(shu)(shu)出，保持輸(shu)(shu)出鏡(jing)片(pian)的(de)清潔是最基本的(de)。在使用完(wan)后，要將瞄準器的(de)保護蓋(gai)重(zhong)新蓋(gai)上，不(bu)要觸(chu)摸(mo)輸(shu)(shu)出鏡(jing)片(pian)，也不(bu)要用任何溶劑清潔，可以使用鏡(jing)片(pian)薄綿紙進行(xing)清潔。

結束語

       激光打標技術優化(hua)了很多傳統打標工藝(yi)的(de)工藝(yi)缺陷，硬件和軟件上(shang)的(de)全面(mian)拓展(zhan)讓(rang)打標技術的(de)應用越(yue)來越(yue)廣泛，但(dan)其安全防護(hu)問題也應該進一步提升(sheng)，此技術在不斷的(de)發展(zhan)和研發后，相信一定(ding)可以為制造業(ye)帶來更多驚喜。

       智能化(hua)(hua)(hua)、自動(dong)化(hua)(hua)(hua)、數字化(hua)(hua)(hua)、信(xin)息化(hua)(hua)(hua)是未來制(zhi)造業(ye)的發展大(da)趨勢，雙翌光電致力(li)于(yu)制(zhi)造業(ye)工廠智能改造，數字化(hua)(hua)(hua)升級。我(wo)(wo)們(men)(men)堅信(xin)通(tong)過不斷努力(li)與(yu)創新(xin)，能夠實現與(yu)客戶(hu)的合作(zuo)共贏。如果您有相關視覺檢測方面的需求，請(qing)聯系(xi)我(wo)(wo)們(men)(men)。