Si bien la demanda de productos más pequeños y delgados y una trazabilidad más detallada continúa creciendo, existe una necesidad cada vez mayor de empaquetar más información dentro de un espacio limitado en los productos fabricados. 

Un código 2D puede contener de decenas a cientos de veces la información de un código de barras. Esta alta densidad de información permite que un código 2D contenga la misma cantidad de información que un código de barras en tan solo 1/30 del tamaño. Estas características ventajosas han llevado a la expansión de aplicaciones en varios campos.

Ejemplos de aplicación de código 2D

calificación de código 2D

función de marcado 3D

profundidad de enfoque

Patrones de marcado

Ejemplos de aplicación de código 2D

El uso de códigos 2D simplifica la gestión, mejora la precisión y reduce las horas de trabajo. En los últimos años, se exige una trazabilidad detallada no solo para los productos terminados sino también para las piezas individuales. El número de códigos 2D marcados directamente con un marcador láser está aumentando. En consecuencia, se requiere un marcado de alta calidad para garantizar una lectura de código 2D estable.

 

Industria de dispositivos electrónicos

Unidad de cámara

Unidad de cámara

Los códigos 2D permiten el control en serie de piezas diminutas con espacio de marcado limitado. Esto permite flexibilidad para seguir el ritmo de un control de calidad cada vez más estricto.

Marcapasos

Marcapasos

Los historiales de fabricación e inspección se pueden almacenar en códigos 2D para la gestión de la trazabilidad. Puede verificar rápidamente el historial simplemente leyendo el código.

Industria automotriz

Bloque cilíndrico

Bloque cilíndrico

Un número de serie está marcado como un código 2D en cada producto. El código se lee en procesos posteriores para proporcionar instrucciones de trabajo a los robots.

Inyección

Inyección

Los datos históricos, incluida la fecha de fabricación y la información de la línea, se marcan en cada producto en un código 2D y se utilizan para la gestión de la trazabilidad.

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calificación de código 2D

Para garantizar una lectura estable, es importante proporcionar marcas que los lectores de códigos 2D puedan leer fácilmente. Hay algunos estándares para la lectura de códigos 2D que se pueden usar como guía. La facilidad de lectura se puede expresar como calificaciones. Generalmente, se utiliza un estándar llamado ISO/IEC TR 29158 (AIM DPM-1-2006)* para evaluar el marcado directo en productos con marcadores láser. Este estándar especifica los siguientes criterios para la evaluación de las calificaciones en lectura.

 

Este es un estándar internacional para la evaluación de la calidad del marcado de código 2D del marcado directo de piezas.

 

1Sentencia total (Todos)

El juicio total se determina como la calificación más baja entre los criterios 2 a 11. El resultado se expresa como una calificación con letras de la A a la D o F, donde A es la calificación más alta (estabilidad de lectura).

 

Juicio total (Todos)

2Descodificación exitosa/falla (DEC)

Evaluación de si la decodificación (lectura) es posible o no

 

3Celdas de contraste (CC)

Diferencia en los valores de intensidad de luz promedio entre celdas brillantes y celdas oscuras

Modulación de 4 celdas (CM)

Evaluación de la variación en el brillo de celdas brillantes y celdas oscuras

5Margen de reflectancia (RM)

Evaluación agregando la precisión del juicio de celdas claras y oscuras a CM (4).

 

6Daño de patrón fijo (FPD)

Grado de daño al patrón fijo (ver la figura a continuación)

 

Daño de patrón fijo (FPD)

7Daño de información de formato (FID)

Grado de daño a la información de formato de un código QR (ver la figura a continuación)

 

Daños en la información del formato (FID)

8Daño de la información de la versión (VID)

Grado de daño a la información de versión de un código QR (Modelo 2 versión 7 y posterior)

 

Daños en la información de la versión (VID)

9No uniformidad axial (AN)

Grado de distorsión de los tamaños vertical y horizontal de un código

 

No uniformidad axial (AN)

10No uniformidad de rejilla (GN)

Evaluación de la mayor desalineación entre las posiciones de las celdas

 

No uniformidad de red (GN)

11 Corrección de errores no utilizados (UEC)

Proporción de correcciones de errores que no se utilizan para decodificar

 

En el marcado directo de piezas sobre superficies metálicas, CC, CM, RM y FPD suelen ser más bajos cuando no se puede obtener el contraste. Evitar que estos valores disminuyan es el objetivo de garantizar un marcado legible. En los últimos años, se demanda mayoritariamente un grado C o superior. Es deseable lograr calificaciones más altas inmediatamente después de la calificación.

 

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función de marcado 3D

La diferencia de contraste entre las celdas blancas y negras es importante para el juicio de códigos 2D. Un fabricante de láser produce diferentes colores al cambiar las condiciones de marcado entre el marcado blanco y el marcado negro.

 

función de marcado 3D

1. Marcado de recocido negro (oxidación)

Cuando el rayo láser se aplica al objetivo de marcado, el enfoque se desplaza para que solo se conduzca el calor. La aplicación de calor sin grabar el objetivo forma una película de óxido en la superficie. Esta película aparece negra y representa una marca negra.

2. Marca de grabado blanco

El rayo láser se aplica al objetivo de marcado en el punto focal. La superficie de metal se retira ligeramente para exponer una superficie irregular. Esto provoca un reflejo irregular de la luz para crear marcas que parecen blancas.

Tamaño de punto de haz variable

Tamaño de punto de haz variable

Iluminación en las coordenadas establecidas

El marcado de código 2D crea un contraste entre el blanco y el negro a través del grabado y la oxidación. La clave es el uso de marcas blancas con el enfoque adecuado y marcas negras con un enfoque borroso. Los tamaños de punto de haz variables de la función de marcado 3D son un enfoque efectivo.

 

El contraste es importante para el marcado de códigos 2D. La corrección 3D es un método efectivo para mantener el enfoque en toda el área.

 

corrección 3D

El marcado ideal es posible en el centro del área de marcado sin ningún problema. Sin la corrección de la función de marcado en 3D, puede resultar difícil crear marcado con un claro contraste entre el blanco y el negro, lo que se traduce en calificaciones más bajas.

 

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profundidad de enfoque

Un rayo láser tiene una profundidad de foco. Cuando el enfoque se desvía, la calidad del marcado se degrada y esto también afecta la lectura del código 2D.

 

Cambios de grado de código 2D de acuerdo con las distancias focales

A medida que la distancia focal se aleja de la posición de referencia, la marca se desvanece y el contraste disminuye, lo que da como resultado calificaciones más bajas. Aunque la profundidad de enfoque permitida varía según el método de oscilación del láser, es necesario evitar que el enfoque se desvíe manteniendo una distancia focal constante entre el objetivo y el marcador láser o utilizando un sensor de desplazamiento.

 

Marcador láser de fibra KEYENCE

Marcador láser de fibra KEYENCE

Marcador láser KEYENCE YVO4

Marcador láser KEYENCE YVO4

Método de oscilación láser y profundidad de foco.

Comparación de la distribución de potencia del haz

 

láser de fibra

láser de fibra

Láser YVO4 (método de bombeo final)

láser YVO4 

(método de bombeo final)

La figura de la derecha es una comparación de la calidad de marcado entre un láser YVO4 y un láser de fibra. Un láser YVO4 produce un láser con un pico de potencia alto y un pulso corto. Esto permite que el láser irradie piezas con fuerza ideal y alta densidad de energía en poco tiempo. Incluso cuando el enfoque se desvía debido al movimiento de los objetivos o la tolerancia del producto, su calidad de marcado es estable en comparación con los tipos de fibra. Para los casos en los que el marcado se ve afectado por un ángulo de incidencia, como en el borde de un área de marcado, un láser YVO4 logra una calidad de marcado estable sin desvanecimiento.

 

Función de enfoque automático

Mecanismo de la función de enfoque automático

 

Mecanismo de la función de enfoque automático

El marcador láser de la serie MD-X de KEYENCE tiene una cámara integrada para ajustar el enfoque automáticamente sin necesidad de un dispositivo externo. Mantiene una alta calidad de marcaje incluso en objetivos que convencionalmente son difíciles de marcar debido a la inestabilidad de la distancia focal. Además, ya no se requiere tiempo de cambio cuando se cambian los tipos de productos, lo que reduce en gran medida las horas de trabajo, simplifica las instalaciones y mejora la productividad.

 

La cámara incorporada se usa para monitorear el puntero láser de medición de longitud. La distancia focal se calcula a partir de la posición del puntero y se utiliza para el enfoque automático. Es posible que esta medición no sea posible según el material, la forma o el estado de la superficie del objetivo.

 

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Patrones de marcado

El marcador proporciona varios tipos de patrones de marcado de código 2D para que sea posible un marcado óptimo de acuerdo con diversas condiciones. Los siguientes ejemplos presentan métodos de marcado óptimos de acuerdo con algunas condiciones específicas.

 

Seleccionable entre varios patrones de marcado

11 tipos de patrones de marcado

11 tipos de patrones de marcado

6 tipos de patrones base

6 tipos de patrones base

Marcado de código 2D claro

Con algunos objetivos, la lectura puede ser inestable debido a la influencia de las superficies metálicas finas. Simplemente cambiando el patrón de marcado de códigos o bases 2D puede mejorar la velocidad de lectura.

 

Objetivo con superficie metálica fina

Objetivo con superficie metálica fina

 

Cuando se utiliza el ráster horizontal para el procesamiento base, la lectura es inestable debido a las líneas finas restantes.

Cuando se utiliza el ráster horizontal para el procesamiento base, la lectura es inestable debido a las líneas finas restantes.

 

Cuando se utiliza el ráster cruzado en ángulo para el procesamiento base, las líneas finas se vuelven invisibles y la lectura es estable.

Cuando se utiliza el ráster cruzado en ángulo para el procesamiento base, las líneas finas se vuelven invisibles y la lectura es estable.

 

Marcado de código 2D más rápido

El tiempo de marcado puede estar limitado dependiendo del volumen de producción. Seleccionar un patrón de marcado óptimo permite reducir el tiempo de marcado y mejorar la productividad.

 

Patrón B

Patrón B

Marcado estándar que marca las celdas una por una de izquierda a derecha

Tiempo de marcado: 637 ms

Todo el patrón 2

Todo el patrón 2

Patrón eficiente que marca un código 2D completo de un solo trazo

Tiempo de marcado: 342 ms

47% de reducción del método convencional

El tiempo se calculó con un ejemplo de marcado de 16 × 16 DataMatrix con un tamaño de celda de 0,3 mm. La evaluación anterior es un caso típico. El resultado varía según el material y el estado de la superficie del objetivo y las condiciones de marcado.

 

tallado de código 2D

El tallado puede ser necesario en los casos en los que se realiza un recubrimiento o endurecimiento después del marcado. Se proporcionan patrones de tallado para permitir una cantidad uniforme de tallado o tallado profundo en poco tiempo.