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355nm紫外激光器+CCD视觉识别,激光打标赋能品质可追溯

2023-09-15 11:14 作者:纳飞晓峰  | 我要投稿

激光打标是激光加工最大的应用领域之一,是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射,使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应,从而获得精美的图案、数字、商标和文字等永久性标记的一种打标方法。

激光打标工艺在国内外工业制造领域正被逐渐应用普及,并以高效率、非接触式加工、无耗材、无污染让特点取代传统的标记工艺,如刀刻、打印、冲压、化学腐蚀,尤其是随着355nm紫外纳秒激光器的投入市场中,它所具有的短脉冲、冷加工特性在玻璃、陶瓷等薄硬脆,以及膜类、聚合物等对热敏感材质呈现出优异的打标效果,已经广泛用于玻璃打标、PCB、FPC柔性板打标、3C电子塑料外壳打标等,展现出了广阔的开展潜力和市场前景。

另外一条赛道上,CCD机器视觉具有精准、高效、灵活以及可重复操作的特点,在工业生产制造的精细度、精密度标准变得越来越高的数字化、自动化工业中,极大地促进了工业产品在线检测效率,对提升中国制造业品质具有重要意义。

CCD机器视觉系统是相机、镜头、光源、图像处理单元(或图像捕获卡)、图像处理软件、通讯 / 输入输出单元等组成的。当355nm紫外激光打标遇上了CCD视觉识别,又会碰撞出什么样的火花呢?

以PCB板打标为例。PCB板在电子制造领域的作用毋庸置疑,对PCB板的品质管控提升到新高度,为了实现全流程管理,将激光打标融入到生产线中,通过赋码的方式,把集成诸多信息的二维码标刻到PCB板上,让每一片产品都有一个唯一身份码。由于PCB板越来越小、集成度越来越高,也越来越薄,可供打印二维码的区域面积越来越小,个别厂商的要求甚至达到了毫米量级。

这样的精细打标要求,给了纳飞光电355nm紫外那秒激光器用武之地,它的脉宽窄,仅有20ns左右,标记时热影响区小。在精细打标的关键性能参数上,它的光束质量高(M²<1.2),加上355nm紫外光易聚焦,聚焦后光斑直径达到微米量级,因此完全可以满足当前PCB板上微小区域标记小型mini化的需求。

而在激光打标设备上增加CCD视觉识别部件后,利用调大校准、智能边缘增强和显示屏图案测量来确定PCB板具体外形尺寸,还可调大倍数使之满足毫米量级、及至微米量级的高精细度识别捕捉定位,随后计算出PCB板的标记坐标和偏转角度,将数据通过PC端输入PC端,只要在打标扫描振镜加工范围,触发激光光束高速移动,从而实现飞行打标、流水线打标,整个过程在瞬间完成。

可见,当通过视觉系统来辅助激光打标,二者相辅相成,使激光加工的优势得到更全面的发挥,特别适合生产制造中的产品尺寸小、量大、定位难、上下料费时或在不适合人工作业的危险工作环境的场合,又稳又快,大幅提高生产的柔性化和自动化程度。

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