隨着我國經濟的快速發展、人民消費水平的不斷提升,汽車市場越來越大,汽車產量大幅度提高,汽車的安全性問題也越來越被關注。一方面,如何在主機的生產裝配現場,完整記錄各種零件號、零件的生產批次、生產日期等大量信息,對於保障汽車安全性至關重要;同時,隨着中國汽車召回法的出台,當汽車企業發現產品存在某種缺陷而需要召回時,需要準確界定汽車產品的召回範圍。在此背景之下,作為一種信息存儲傳遞及自動識別的 技術,二維碼技術能解決生產裝配及召回過程中的種種零件追溯問題,幫助眾多汽車廠商成功實現零件追溯,由此成為眾多汽車廠商的安全保障利器。
與其他自動識別技術相比,二維碼具有信息容量大、成本低、編碼範圍廣、糾錯能力強等獨特優勢,尤其是近兩年,二維碼已開始被國內很多行業應用,而在諸如工業生產、金融、醫藥衛生、商業、交通運輸、物流等領域的應用更是廣氾而成熟。由於時代的發展,二維碼技術應用領域也不斷擴大,如何在更多材質上準確快速對它進行識讀,正是擺在眾多專家及業內人士面前的一道難題,而機器視覺就像一道曙光,為二維碼技術帶來了新的希望,指引了新的方向。
機器視覺助力二維碼技術發展
二維碼技術是在一維碼技術基礎上發展起來的,其在我國的研究還處於起步階段。相比較一維碼而言,在同樣的面積上二維碼可包含的信息量比一維碼多几十倍,而且具有更可靠、抗損坏(破損25%仍可識讀)的特色,同時用條碼標籤打印機打在紙上有100%的對比度,識讀效果非常好,甚至可達到一秒鐘讀取50個二維碼的速度。正是由於二維碼所獨具的以上優勢,國內對二維條碼這一新技術的需求與日俱增。
正如大家所知,目前國際上最常用的DATAMATRIX二維碼由於用點陣的方法組成數據,可在一個數據矩陣里包含2300個數據信息,所以十年前一經發表就引起全球轟動,但是十年來它的應用和推廣卻進展緩慢,究其原因,正是因為DATAMATRIX二維碼的應用需跨越二個技術障礙:首先,如何高效、準確的將其打印出來;其次,如何高效、準確的識讀它。為了解決這兩個關鍵問題,作為一種智能圖像識別技術,機器視覺由此顯示出其 的重要性。
“目前,在白紙上用條碼標籤打印機打出DATAMATRIX二維碼后再進行識讀,已經不存在任何技術問題了,同時,在光潔的金屬表面用激光或浮針也能獲得優良的品質。但是,遇到毛坯或深色金屬時,用激光或浮針打出的DATAMATRIX二維碼是人眼極難識別的,此時就必須借助智能圖像識別技術,也就是機器視覺技術。也正因此,國外几家 的條碼掃描器公司及光學識別設備公司都分別推出了自己的機器視覺產品,例如Motorola-Symbol公司、Microscan公司、 Cognex公司以及 Datalogic公司等。”談到二維碼技術的發展態勢,如今美國及歐洲等國已在ATAMATRIX二維碼技術基礎上開發出“直接金屬零部件打刻技術(Direct Parts
Marking)”,也就是DPM,目前被廣氾應用於汽車、航空航天、電子、醫藥及軍工產品等多個行業。直接金屬零部件打刻(DPM)的 優點就是能從產品的毛坯打刻,一直跟蹤產品的全加工過程,現在在國內被大力推廣的企業資源計劃系統(ERP)、SAP系統等都離不開二維碼技術,特別是離不開直接金屬零部件打刻(DPM)。
二維碼技術在汽車行業的應用廣氾而深入
具體到二維碼在汽車行業的應用,DPM二維碼技術現已在美國的汽車行業得到廣氾應用,美國汽車製造業協會(AIAG)還專門制訂了相關標準,而我國的部分合資汽車廠商也已開始了應用步伐。基於自己豐富的專業知識和實踐經驗,二維碼技術在汽車行業的應用已經十分普遍而深入,從發動機的鋼體、鋼蓋、曲軸、連杆、凸輪軸到變速箱的閥體、閥座、閥蓋,再到離合器的許多關鍵零部件以及電子點火器和安全氣囊,二維碼的應用比比皆是。
由於生產加工質量得以全過程跟蹤,提高了加工質量,同時由於跟蹤了生產過程中的加工設備,可以自由操作工人的狀態,而且使得其原生產線變成了柔性生產線,可生產多品種產品。更為重要的是,二維碼的成功引入還為產品的防假冒提供了有力的手段,也為產品的售后服務提供了有說服力的保障,並為MES(製造執行系統)的實現提供了完整的數據平台。
首先,能在金屬上用激光或氣動浮針打出可靠清晰的二維點陣碼DATAMATRIX;其次,能準確識讀出金屬上的二維點陣碼; ,還能將讀到的數據直接輸送到上一層管理系統,而這些也正是上海通友能在汽車行業的二維碼實施領域取得如此大成功的關鍵因素。
打刻和識讀仍是二維碼技術的瓶頸
儘管今天的二維碼技術已經有了許多根本性的突破,但在打刻和識讀方面存在的技術侷限性也正是二維碼技術發展的瓶頸之所在。
據他介紹,金屬有黑色金屬及有色金屬二種,有色金屬又分黃色、白色、銀灰色等,同時,金屬的表面分為加工面及毛坯面,而加工面也分為多種加工等級。在這種複雜的加工條件之下,對打刻就提出了非常個性化的要求,打刻機不僅要求質量穩定,而且需要逐個調整打刻參數。根據美國條碼管理委員會(AIM)及美國汽車協會(AIAG)的規定,直接金屬零部件打刻二維碼后必須評定打刻的質量級別,分別為A、B、C、D、E、F或1、2、3、4、5、6,只有A、B、C級的質量才能流到下一步工序,在某些對質量要求嚴格的公司甚至只有A、B級才可以放行。
“正是上述看似嚴苛的要求才保証了加工工序的識讀效率,因為在加工過程中,工件表面會遇到機油、冷卻水甚至划傷,部分磨損又會增加識讀的難度,因此,只有選用 質的識讀器才能保証 效果和品質。”
至於部分業內人士比較關心的關於二維碼的編碼產權之爭問題。“現在DATAMATRIX二維碼的編碼方法已過了 保護期,所以大家在使用它時已經沒有任何問題了。據我所知,國內目前也已出現了自主知識產權的二維碼產品,但無論國內或國外產品,其實用性和普及性應該是最為關鍵的,同時,各項相關的後續配套環節也要能跟上,否則,即使是自主知識產權的產品,如果不易被廣氾普及且應用效果欠佳, 也只能被用戶放棄。”
憑借中國如此之大的市場需求,依托機器視覺技術突飛猛進的發展,二維碼技術,特別是DPM,未來必將在我國諸多領域結出更豐富的碩果。