摘 要
激光被稱為最亮的光、最快的刀、最準的尺，在20世紀后，激光行業進入快速發展階段，皮秒、飛秒等超快激光器應運而生，隨著中國裝備制造業的迅猛發展，激光產業發展也邁向了新臺階，在大型制造產業（如汽車、航空、造船等行業）以及精密加工產業（如3C電子、半導體、醫療等行業），激光加工工藝跟隨時代發展、市場需求掀起對傳統工藝的革新浪潮。
2020年新冠疫情出現以后，一大批醫療企業大力增產擴能，新冠抗原試劑卡檢測需求劇增。對此，醫療企業亟需更高效的加工方式來提高生產效率、降低人工成本。
· 飛拍飛行標刻技術 ·
傳統激光飛行標刻是區別于靜態打標的一種動態標刻方式，該方式是在流水線運動的情況下，對流水線上的工件進行快速標刻（以下簡稱“飛行標刻”）。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，更便于進行工廠自動化集成。目前飛行標刻已廣泛應用于食品、醫療、3C電子等各行業。 但受限于流水線的運動累計誤差以及傳感器響應時間誤差，常規飛行標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據，導致產品鐳雕一致性不好，傳統的定位CCD又無法匹配飛行標刻的應用，以上兩點導致傳統飛行標刻技術只適用于比較粗放的激光應用。當客戶對效率和精度都有較高要求的時候，如醫療行業POCT試劑檢測卡鐳雕，如何配置高效高精度的飛拍飛行標刻就顯得尤為重要。 “飛拍飛行標刻技術”是在傳統飛行標刻的前端引入動態機器視覺系統，通過視覺相機對動態工件進行提前拍照定位，獲取每個工件的精準坐標，并將坐標依次加載到鐳雕系統內，從而實現精準高效鐳雕。該技術優勢：首先，它繼承了傳統飛行標刻的高效率、自動化程度高等優點；其次，在鐳雕精度提升到±0.1mm以內，可以滿足更多行業的各種精密加工需求；再次，飛拍飛行標刻衍生出來的自動復檢剔除功能進一步節省人力，大大提高了產品出貨率和良率，目前以POCT試劑卡為例，鐳雕良率達到99.8%以上。此外，飛拍飛行標刻技術作為機器視覺與激光結合應用的又一種全新技術，其獨創性、適配性、高效性、可拓展性決定了該技術在以后激光裝備領域擁有旺盛的生命力，在今后對接注塑機、分頁機等有序來料的場合必將展現其強大的競爭力。
圖1：抗原試劑卡鐳雕效果圖
· 精度突破與結構設計·
飛拍飛行標刻激光鐳雕系統鐳雕精度提升得益于以下兩點技術的突破：飛拍技術和流水線計米技術。 飛拍技術即相機在物體運動過程中進行拍照，物體不需要停留，視覺計算物體位置坐標后傳輸給激光鐳雕系統。飛拍技術是一種高速度、高效率、高精度的視覺定位技術，是飛拍飛行標刻激光鐳雕系統提升加工精度的最關鍵技術。 流水線計米技術即通過計米輪計算流水線的運動距離，保證工件每次運動到設定的固定距離時觸發鐳雕，它可以大大彌補皮帶線運動速度波動導致的精度誤差。飛拍技術與計米技術相輔相成，實現了飛拍飛行標刻激光鐳雕系統加工精度的提升。
圖2：現場工作圖
飛拍飛行標刻激光鐳雕系統在提升效率和精度的基礎上，采用模塊化設計，包含流水線輸送機構、視覺定位機構、激光鐳雕機構、復檢剔除機構以及智能控制軟件幾大模塊。客戶可根據需求進行自由選配，目前常用配置為兩套定位相機+四套激光頭+三套復檢相機，可同時對四行物料進行加工。該套配置已廣泛應用于醫療行業POCT新冠抗原檢測試劑卡二維碼信息鐳雕，在注塑機自動上料配合下，四個激光頭總UPH約16000pcs，日產能超過30萬，為疫情期間抗原試劑卡的保需保供提供了強大的助力。
· 結語 ·
飛拍飛行標刻技術是激光裝備領域技術探索的一小步，解決了客戶效率和精度不兼得的痛點問題，也為抗擊新冠奉獻了自己的力量。好技術、好產品、好市場是我們激光從業者的追求，后續做好技術和產品迭代，為客戶產能提速，為客戶創造價值，將成為華工激光持續的動力。
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