光纤激光打标机在汽车行业的应用与操作

史志杰 韩保晶 武正祥 邓华 张雯 张志杰

摘 要：讲述激光打标机在标刻方面的优势，激光打标机的分类。重点介绍光纤激光打标机在汽车行业标刻零部件的产品名称、编号、供应商代码、批次等信息对零件信息识别和质量追溯发挥的作用，并以一款光纤激光打标机为例介绍操作过程。

关键词：激光打标机;汽车;零部件;追溯

中图分类号：TN249  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）16-224-04

Abstract： Describe the advantages of laser marking machines in marking and the classification of laser marking machines. Focus on the role of fiber laser marking machine in the automotive industry marking the product name， number， supplier code， batch and other information on the part information identification and quality traceability， and take a fiber laser marking machine as an example Describes the operation process.

Keywords： Laser marking machine; Automobile; Parts; Traceability

CLC NO. ： TN249  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）16-224-04

引言

一輛整车有上千个零部件，主机厂能够区分、识别和管理如此众多的零件主要是依据其表面标记的标识信息。标识内容一般包括零部件号、名称、供方代码、批次号等。标识的方式一般采用打刻、铸造、烫印、柔性标签等。

在众多标识方式中，激光打标因具有高效、环保、低成本的特点得到广泛应用。它是使用高能量密度的激光对零部件表面进行局部照射，使表面材料气化或发生色彩变化的化学反应，留下烧蚀痕迹的一种打标方法。不需要接触物品表面，不会使物品发生变形和产生内应力。应用范围广，几乎可以在所有材料表面打上标记，如金属、塑料、复合材料等。可打出各种文字、图案，且其标刻的二维码除了可以包含零部件的产品名称、编号、生产日期、批次等常规信息外，还可涵盖订单信息、图片等信息，具有信息容量大、可靠性高、编码范围广、容错能力强、保密防伪性强等优点，在零部件数据管理和质量追溯方面也有优势。

1 激光打标机的分类

市场上常见的激光打标机按照激光器主要分为CO2激光打标机、半导体激光打标机和光纤激光打标机三类。

CO2激光打标机以CO2气体作为工作介质，当在电极上加高电压，放电管中产生辉光放电，可使气体分子释放出激光，将激光能量放大后就形成对材料加工的激光束。主要用于非金属行业（木制品、饮料包装、电子元件、皮革等）。

半导体激光打标机，采用半导体发光二极管产生新波长的激光。主要用于建材、五金产品、塑胶按键、电工电器、工具配件等行业。

光纤激光打标机指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，在泵浦光和正反馈回路的作用下由光纤直接输出激光。光纤激光打标机具有光束质量好、寿命长、打标速度快的优点，广泛用于汽车机械、电子通讯、五金器材、饰扣标牌、仪表眼镜等行业。

2 汽车行业的应用

激光打标除了可以满足传统的铸造、烫印、柔性标签等体现产品名称、编号、生产日期、批次等信息功能外，还有着独特的优势。激光打标设备不与零件直接接触、零件局部热效应小、打标刻线达到微米量级不影响精度和装配公差、打标过程清洁无污染、无耗材单件成本低，并且可以根据每个零件快速生成单独的二维码，用于数据管理和质量追溯，这是其他标记方式所不能实现的。

根据国家对汽车零部件编码标识、汽车召回制度和新能源车辆准入管理等相关要求。主机厂和供应商需要对零部件总成建立唯一性标识码，可以支持产品追溯的信息数据库，共同组建追溯性信息管理系统，对整车配置、出厂检测数据进行管理。目前汽车行业的零部件绝大多数是采用二维码技术实现产品追溯的，二维码可以在很小范围标刻，在电子器件中一般可以做到2×2mm，可以携带更多的产品信息如文字、图片，并可被扫描设备快速识别，提高零件录入信息效率，降低人员操作过程中的错误率，不影响生产节拍，仿制难度高。能够在汽车生产、制造和营销各环节准确、快捷的传递信息。

针对假冒伪劣汽车零配件充斥市场，扰乱零配件经营的正常秩序，损害广大消费者的利益的现象，一些企业采用为原厂零配件标刻唯一码或二维码的形式进行管理。通过企业专用查询渠道可以轻松识别零配件单据号、零件名称、零件号、供应商名称、打标时间、打标机编号和操作者信息。做到可追溯，加快零配件质量问题的反馈和管理，提升车主对企业的信任度。

3 激光打标机的操作

光纤激光打标机是目前最先进的激光打标设备，可用于汽车零部件零件号、供应商代码、公司Logo、可追溯唯一码和二维码的打标。激光打标机参数见下表。

设备由工控电脑、显示器、工作台、控制开关、自动对焦控制盒、光源、支架等部分组成。

3.1  开机流程

打开系统总开关（空开开关）-开启红光开关-开启电脑开关-启动打标软件-开启激光开关。

遇到紧急情况，按下总开关，拉下空开开关。

3.2 软件功能介绍

上位机是一款具有读写数据功能的打标软件，具有以下主要功能：

（1）自由设计所要加工的图形图案;

（2）支持TrueType字体，单线字体（JSF），SHX字体，点阵字体（DMF），一维条形码和二维条形码;

（3）灵活的变量文本处理，加工过程中实时改变文字，可以直接动态读写文本文件和Excel文件;

（4）读写服务器数据库的数据，手动添加数据到服务器;

（5）支持多种模板选择，打标参数可调;

（6）兼容常用的矢量图形（ai，dxf，dst，plt等）;

（7）图片指示标刻位置，显示标刻内容;

（8）强大的填充功能，支持环形填充;

（9）支持打印机打印功能，打印参数可调。

每位操作者都可以设置独立的账户，可被追溯查询。输入需要打标的零件号后，系统会显示订单信息、打标位置、打标内容并自动生成唯一码。

3.3 參数设置

影响打标效果的参数非常多，如工作空间、对象属性、填充、文字、位图的设置，常用的参数是速度、功率和频率，需要根据所标刻零件材质及表面处理不同，适用不同的参数。

（1）速度，指扫描震镜速度。整体打标时间受速度参数、打标深度和打标面积的影响。在其他因素不变的情况下，速度越快，打标时间就越短，同一地方收到的激光照射次数越少，标记越浅。速度很慢，激光烧蚀出的物质会在零件表面堆积，影响打标深度。因此要打深，可采用低速多打几遍，再用高速打一遍的标刻方法。

（2）功率，指输出功率占激光额定功率的百分比，从0%到100%之间可以调节。功率大输出能量也大，烧蚀效果越明显，反之亦然。功率的选择依据零部件材质、表面处理情况和填充参数而定，长期大功率工作会影响激光器的使用寿命。

（3）频率，单位时间内的脉冲次数。频率越高，标刻线上的激光点越密集，标刻效果越平滑，反之亦然。根据不同材料所需设置的参数不同，最常用的频率范围为：20?100KHz，低频下表现为机械效应，对于金属、硅胶等材料低频效果好，高频表现为灼烧效应，对于塑料、PC材料高频效果好。

软件目录下存放了多种模板，以适应不同尺寸不同材质的零件，可以通过切换选择合适的模板。点击“切换文件”，弹出文件选择框，选择合适的模板打开，即可使用。其中模板名称后的数值为模板标刻内容的尺寸，可以通过选择不同尺寸的模板来标刻大小不同的零件。

3.4 零部件打标

从系统中调取需要打标零部件的标识图样、标刻位置信息，并按照要求将零部件标刻位置朝上水平放置，若零件底面不平则需放在工装上（见图5）。

将定位红光照射在零部件被刻面，按下上升或者下降按钮，将光源与零部件表面的距离保持在120-280mm范围内，再按下自动对焦按钮，光源会自动调整达到最佳打标高度。

点击打标软件界面的红光预览按钮，光源会发出与标识图样尺寸相符的红光照射在零部件表面，若红光区域内不平整则调整工装台上的滑动平台将平整面移至红光区域。

点击打标软件界面的激光标刻按钮，激光开始标刻信息。

3.5  关机流程

关闭打标软件-关闭激光开关-关闭红光开关-关闭计算机-关闭系统总开关（空开开关）。

4 结论

随着信息化技术的发展，汽车制造行业由传统制造模式向智能制造模式转型，利用工业化和信息化手段，使生产、存储、发运、销售、售后等方面流程得到准确、实时、科学的管理，有助于提高工作效率。

参考文献

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