專利名稱：標(biāo)刻在刀具上的數(shù)據(jù)矩陣碼識讀率的提高方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于刀具等制造資源的自動標(biāo)識技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，對刀具資源的自動標(biāo)識管理主要采取一維條碼技術(shù)、射頻識別RFID技術(shù)和直接標(biāo)刻數(shù)據(jù)矩陣碼技術(shù)。一維條碼技術(shù)是將反映刀具信息的條碼標(biāo)簽附在對應(yīng)的刀具上，這種方法成本低，被廣泛應(yīng)用在刀具庫房的管理當(dāng)中。但是，這種方法存在的問題也是突出的，比如條碼標(biāo)簽與刀具分離，由于人工介入帶來的錯誤讀取是不可完全避免的；小刀具等無法粘貼條碼標(biāo)簽；必須借助于后臺的刀具數(shù)據(jù)庫才能獲得其全部信息。射頻識別RFID技術(shù)是以無線通訊的方式讀寫電子標(biāo)簽里包含的編碼數(shù)據(jù)，其主要優(yōu)點是識讀準(zhǔn)確率高，但是該技術(shù)用于刀具的標(biāo)識也有其局限性首先，對于小尺寸的刀具來說，要選擇合適的電子標(biāo)簽并將其嵌入到刀具中是非常困難的，其次，電子標(biāo)簽被嵌入刀具之后，可能會改變刀具的物理參數(shù)。直接標(biāo)刻數(shù)據(jù)矩陣碼技術(shù)可以解決上述問題，它是將數(shù)據(jù)矩陣碼直接標(biāo)刻在刀具表面上，碼與刀具基本同壽命。但是由于生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)工藝的復(fù)雜，刀具表面上直接標(biāo)刻的數(shù)據(jù)矩陣碼會出現(xiàn)若干問題，比如刀具表面直接標(biāo)刻的條碼容易被磨損、污染和腐蝕；金屬表面反光導(dǎo)致標(biāo)刻的條碼對比度小，圖象質(zhì)量差；刀具等資源的表面形狀(圓柱、圓錐等)導(dǎo)致標(biāo)刻的條碼變形失真等，這些都導(dǎo)致標(biāo)記的碼識讀率降低。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)在刀具數(shù)據(jù)矩陣碼識讀率低下的不足，本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)矩陣碼識讀率提高方法，能夠顯著提高刀具上數(shù)據(jù)矩陣碼的識讀率。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題時所采用的步驟如下第一步、選擇標(biāo)刻條碼的表面。
沒有凹坑和突起的低反射率、較光滑的表面是優(yōu)先選擇的標(biāo)記表面，而且優(yōu)先選擇平面標(biāo)刻數(shù)據(jù)矩陣碼。如果必須在圓柱面(內(nèi)柱面、外柱面)標(biāo)刻數(shù)據(jù)矩陣碼，那么應(yīng)選擇矩形數(shù)據(jù)矩陣碼以盡量減少碼的模塊失真，碼的長度方向尺寸沿軸向放置，寬度尺寸應(yīng)不超過柱面直徑的16％，同時碼的數(shù)據(jù)密度盡量小，見


中的圖1。
第二步、標(biāo)刻表面的粗糙度處理。
實驗表明標(biāo)記表面的粗糙度平均值Ra應(yīng)該在0.2μm-6.3μm之間才可以正常識讀。如果表面粗糙度的值不在該范圍內(nèi)，那么該表面需要處理的更光滑或更粗糙再標(biāo)記。比如過于粗糙的表面在做標(biāo)記之前要使它光滑化，以便識讀時能清楚區(qū)分碼的數(shù)據(jù)模塊和材料表面的凹凸微觀形狀；高亮的金屬表面太過光滑，在做標(biāo)記之前要使它紋理化，紋理化是在標(biāo)記之前使刀具表面粗糙以減少表面的眩光，眩光對于任何尺寸的碼符號識讀都是不利的。表面處理后粗糙度的值應(yīng)該不大于6.3μm、不小于0.2μm，表面處理的面積應(yīng)該是在矩陣碼符號的四個邊界外分別延伸一個符號的寬度，見

中的圖2。同時為了保證成功識讀，矩陣碼的數(shù)據(jù)模塊單元必須直接隨著表面粗糙度的平均值按比例增加，具體數(shù)值可以按照下列公式計算符號最小的數(shù)據(jù)模塊單元(mm)＝0.06×粗糙度值Ra(μm)+0.1702。
第三步、提高標(biāo)刻表面的對比度。
刀具表面顏色對條碼識別速度有較大影響，通過試驗可知金屬表面的涂(鍍)層顏色越深，即標(biāo)刻后反差越大，識讀速度越高。實驗證明下面列出的2種方法可以有效提高標(biāo)刻表面的對比度。
(1)氮化鈦涂層鍍膜在要標(biāo)刻的刀具表面加氮化鈦涂層，其外觀可被鍍成紫黑色、藍(lán)灰色、金色、綠灰色、金屬銀、紅銅色、銀色、紫色、黑色等多種顏色，這種表面上標(biāo)刻的條碼，提高了表面的對比度以及條碼的識別率。
(2)條碼著色借鑒金屬表面熔覆方法，采用黑色或棕褐色顏料涂覆在刀具表面，當(dāng)采用激光對金屬表面進(jìn)行標(biāo)刻時，激光的熱量首先使顏料融化，與熔融的金屬混合，冷卻后使條碼著色。
第四步、刀具標(biāo)刻后的初次防護(hù)處理。
由于刀具表面在標(biāo)刻后會容易出現(xiàn)銹蝕，影響識讀率，所以需要對標(biāo)刻面做一定的處理。由實驗得出結(jié)論涂抹防銹油可以有效的提高條碼識讀率，識讀可靠性可提高10％以上，見

中的圖3。涂抹防銹油是一種簡單有效的方法，經(jīng)過處理的標(biāo)刻面可以達(dá)到儲存、識讀的基本要求，當(dāng)然，如果再包裹上油紙可靠性將更高。
第五步、刀具使用后標(biāo)刻面的防護(hù)處理。
由于在生產(chǎn)現(xiàn)場使用過程中，刀具的標(biāo)刻面會沾染上或輕或重的油污，油污或多或少的會對刀具條碼的識讀產(chǎn)生影響，因此，對有油污的標(biāo)刻面要進(jìn)行處理，通常的方法是汽油預(yù)脫脂→堿性脫脂→水洗→酸洗除銹→清洗→吹干→浸脫水防銹油→油封紙包裹。但這種方法的缺點是汽油揮發(fā)快，不安全而且堿性脫脂液對礦物油除油效果也不好。
本發(fā)明采用一種磷酸為3％，表面活性劑為1％的水基清洗劑。將刀具浸泡在脫脂槽中，利用表面活性劑的潤濕、滲透、乳化、分散功能，再加上酸同金屬表面接觸會產(chǎn)生少量氫氣，能加速油污的剝離。具體步驟為
1)將刀具浸泡在磷酸3％，表面活性劑1％的水基清洗劑中，浸泡15分鐘左右；2)用水清洗刀具；3)用15％的硫酸或鹽酸除銹30分鐘；4)用水清洗刀具；5)吹干；6)浸脫水防銹油1～3分鐘；7)油封紙包裹。
刀具浸泡15分鐘左右，即使在冬天5℃的低溫下，也能有效地脫除刀具表面輕、中度油污，脫脂率可達(dá)90％以上。對于重油污，如油脂，可對刀具表面用脫脂液借助機械力先進(jìn)行擦洗后再浸泡除油。
從實驗得出結(jié)論，標(biāo)刻過的刀具在使用后經(jīng)過去油污、脫水防銹等標(biāo)刻面處理，可識讀率提高了30％，見

中的圖4。說明刀具的標(biāo)刻面處理對提高刀具條碼識讀率是一種有效的輔助工藝方法。
本發(fā)明的有益效果是分別從不同角度解決了直接標(biāo)刻數(shù)據(jù)矩陣碼技術(shù)在刀具標(biāo)識應(yīng)用中出現(xiàn)的問題，對于刀具表面直接標(biāo)刻的條碼容易被磨損、污染和腐蝕的問題依靠標(biāo)刻面防護(hù)處理方法解決；對于金屬表面反光導(dǎo)致標(biāo)刻的條碼對比度小、圖象質(zhì)量差的問題依靠提高標(biāo)刻對比度的方法和標(biāo)刻表面的粗糙度處理方法來綜合解決；對于刀具等資源的表面形狀(圓柱、圓錐等)導(dǎo)致標(biāo)刻的條碼變形失真難以識別的問題依靠標(biāo)刻表面的選擇方法進(jìn)行改善；本發(fā)明顯著提高了刀具上數(shù)據(jù)矩陣碼的識讀率。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明在圓柱面標(biāo)刻數(shù)據(jù)矩陣碼的示意圖。
圖2是本發(fā)明在高亮區(qū)碼符號周邊的紋理化區(qū)域示意圖。
圖3是本發(fā)明對刀具標(biāo)刻后的初次防護(hù)處理效果示意圖。
圖4是本發(fā)明對刀具使用后的標(biāo)刻面防護(hù)處理效果示意圖。
具體實施例方式
本部分列出提高刀具上數(shù)據(jù)矩陣碼識讀率方法的具體實施方式
。處理的對象是一把銀灰色10mm鉆頭打標(biāo)內(nèi)容為ABCD1234。
第一步，選擇標(biāo)刻條碼的表面。
由于該刀具的端部平面上有中心定位孔而且面積太小，不足以標(biāo)記條碼，所以需要在刀具的外柱面打標(biāo)記，這時應(yīng)該選擇矩形的數(shù)據(jù)矩陣碼，碼的長度方向尺寸沿軸向放置，寬度尺寸應(yīng)不超過柱面直徑的16％，見附圖1。
第二步，標(biāo)刻表面的粗糙度處理。
該刀具外柱面的表面粗糙度Ra為0.8μm，該值在0.2μm-6.3μm之間，可以正常識讀。為了保證識讀的高成功率，符號的數(shù)據(jù)模塊單元應(yīng)不小于0.2182mm，該數(shù)值是按照下列公式計算出來的符號最小的數(shù)據(jù)模塊單元(mm)＝0.06×粗糙度值Ra(μm)+0.1702＝0.06×0.8+0.1702＝0.2182。
第三步，提高標(biāo)刻表面的對比度。
刀具在標(biāo)刻條碼后，為了提高識讀的速度，需要提高標(biāo)刻表面的對比度，在此，我們使用了條碼著色的方法，采用黑色顏料涂覆在刀具表面，采用激光對金屬表面進(jìn)行標(biāo)刻，激光的熱量首先使顏料融化，與熔融的金屬混合，冷卻后使條碼著色。試驗表明，使用該方法后條碼的識讀速度明顯提高，識讀時間從8秒提高到了5秒。
第四步，刀具標(biāo)刻后的初次防護(hù)處理。
刀具表面在標(biāo)刻條碼后需要涂抹防銹油以避免銹蝕，否則刀具表面極易氧化，影響識讀率。試驗表明標(biāo)刻面處理后識讀的成功率提高了10％。
第五步，刀具使用后標(biāo)刻面的防護(hù)處理。
該刀具的標(biāo)刻面在使用后要進(jìn)行去油污處理，方法的順序是1)將刀具浸泡在磷酸3％，表面活性劑1％左右的水基清洗劑中，浸泡15分鐘左右。
2)用水清洗刀具。
3)用15％的硫酸或鹽酸除銹30分鐘。
4)用水清洗刀具。
5)吹干。
6)浸脫水防銹油1～3分鐘。
7)油封紙包裹。
試驗表明該處理過程將會使條碼的識讀率提高30％。
權(quán)利要求
1.標(biāo)刻在刀具上的數(shù)據(jù)矩陣碼識讀率提高方法，其特征在于包括下述步驟(a)標(biāo)刻條碼的表面選擇低反射率、較光滑的表面，優(yōu)先選擇平面標(biāo)刻數(shù)據(jù)矩陣碼；對于圓柱面，選擇矩形數(shù)據(jù)矩陣碼，碼的長度方向尺寸沿軸向放置，寬度尺寸不超過柱面直徑的16％；(b)標(biāo)刻表面的粗糙度處理，過于粗糙的表面在做標(biāo)記之前使其光滑化，高亮的表面在做標(biāo)記之前使其紋理化，保證標(biāo)記表面的粗糙度平均值Ra在0.2μm-6.3μm之間，表面處理的面積是在矩陣碼符號的四個邊界外分別延伸一個符號的寬度；矩陣碼的數(shù)據(jù)模塊單元隨著表面粗糙度的平均值按比例增加，具體數(shù)值為符號最小的數(shù)據(jù)模塊單元(mm)＝0.06×粗糙度值Ra(μm)+0.1702；(c)提高標(biāo)刻表面的對比度；(d)刀具標(biāo)刻后的初次防護(hù)處理涂抹防銹油；(e)刀具使用后標(biāo)刻面的防護(hù)處理，具體步驟為
1)將刀具浸泡在磷酸3％、表面活性劑1％的水基清洗劑中15分鐘左右；
2)用水清洗刀具；
3)用15％的硫酸或鹽酸除銹30分鐘；
4)用水清洗刀具；
5)吹干；
6)浸脫水防銹油1～3分鐘；
7)油封紙包裹。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1的標(biāo)刻在刀具上的數(shù)據(jù)矩陣碼識讀率提高方法，其特征在于所述的提高標(biāo)刻表面的對比度是在要標(biāo)刻的刀具表面加氮化鈦涂層鍍膜。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1的標(biāo)刻在刀具上的數(shù)據(jù)矩陣碼識讀率提高方法，其特征在于所述的提高標(biāo)刻表面的對比度是將黑色或棕褐色顏料涂覆在刀具表面，采用激光對金屬表面進(jìn)行標(biāo)刻，使顏料融化，與熔融的金屬混合，冷卻后使條碼著色。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1的標(biāo)刻在刀具上的數(shù)據(jù)矩陣碼識讀率提高方法，其特征在于所述的刀具標(biāo)刻后的初次防護(hù)處理是在涂抹防銹油后再包裹上油紙。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1的標(biāo)刻在刀具上的數(shù)據(jù)矩陣碼識讀率提高方法，其特征在于所述的刀具使用后標(biāo)刻面的防護(hù)處理時先用脫脂液借助機械力進(jìn)行擦洗后再將刀具浸泡在磷酸3％、表面活性劑1％的水基清洗劑中進(jìn)行防護(hù)處理步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種標(biāo)刻在刀具上的數(shù)據(jù)矩陣碼識讀率的提高方法，從不同角度解決了直接標(biāo)刻數(shù)據(jù)矩陣碼技術(shù)在刀具標(biāo)識應(yīng)用中出現(xiàn)的問題，對于刀具表面直接標(biāo)刻的條碼容易被磨損、污染和腐蝕的問題依靠標(biāo)刻面防護(hù)處理方法解決；對于金屬表面反光導(dǎo)致標(biāo)刻的條碼對比度小、圖象質(zhì)量差的問題依靠提高標(biāo)刻對比度的方法和標(biāo)刻表面的粗糙度處理方法來綜合解決；對于刀具等資源的表面形狀導(dǎo)致標(biāo)刻的條碼變形失真難以識別的問題依靠標(biāo)刻表面的選擇方法進(jìn)行改善；本發(fā)明顯著提高了刀具上數(shù)據(jù)矩陣碼的識讀率。
文檔編號G09F3/00GK101073959SQ20071001804
公開日2007年11月21日 申請日期2007年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月14日
發(fā)明者何衛(wèi)平, 張維, 和延立, 雷蕾, 葉軍, 賀文銳, 王蘇安, 殷銳, 席衛(wèi)東, 梁曉慧, 高阿曼 申請人:西北工業(yè)大學(xué)