Диссертация (Обоснование параметров лазерной маркировки деталей машин и агрегатов для их идентификации и учета), страница 9

Однако влияние толщины оксидов на растрескивание иотслаивание имеет неоднозначное влияние, т.к. пленка может состоять из одногоили нескольких слоев с разными свойствами, влияющими на прочность сцепленияс подложкой [64, 65].511.5 Способы передачи изображения посредством лазерных комплексовПри преобразовании графических объектов и подготовке изображения квыводу на лазерных комплексах возникают два основных вопроса.Первый связан с воспроизводимостью цвета. Для получения изображенияна поверхности материалов необходимо провести ряд экспериментов, которыепозволяют вывести цветовую палитру для каждого материала.

Поэтому, преждевсего, необходимо выявить устойчиво-выводимые цвета, которые не будутизменяться. Если говорить о лазере, то он моделирует непрерывные образы тона спомощью точек, изменяющихся или в размере, или в интервалах между собой.Таким образом, если титан, например, воспроизводит только синие икоричневатые цвета, то довольно широкой цветовой палитры мы можем добитьсяза счет разрежения импульсных строчек (линий) или, наоборот, их сближения.Благодаря этому можно добиться золотистых, желтых, голубых, ультрамариновыхи других оттенков, от темных до светлых тонов.Второй вопрос, который возникает, - это вопрос соотношения разрешениякомпьютера и разрешения лазера, так как по своей сути эти понятиянеравнозначны.

Изображения в компьютере представляют собой мозаикумельчайших элементов квадратной формы, называемых пикселями. Мельчайшимэлементом изображения при лазерной обработке является точка (отпечаток лучалазера на поверхности металла). В идеале количество пикселей на дюйм визображении в компьютере должно совпадать с количеством точек на дюйм прилазерной обработке.Компьютерное изображение является комбинацией пикселей разнообразныхцветов.

Качество компьютерного изображения определяется разрешениемdpi = dots per inchэтоколичество точек на дюйм (т. е. количеством пикселей,умещающихся в 1 дюйме). Разрешение определяет качество изображения, котороемы получим при выводе [4]. Чем выше dpi, с которым работает устройствовывода, тем качественнее получаемое на нем изображение.

В таблице 1.452приведены значения размера пикселя d (мкм) при различных разрешенияхизображения (dpi).Таблица 1.4 – Размеры пикселя в зависимости от разрешения изображения [3]dpi100200300400500600700800900100011001200мкм25412785645142363228252321Параметр dpi однозначно характеризует качество выводного устройства.Чем выше dpi, с которым способно работать выводное устройство, темкачественнее будет выведенное на этом устройстве изображение [3]. Еслиизначально разрешение изображения будет невысоким, то конечный результатполучится плохого качества (рисунок 1.17). Очевидно, что после лазернойгравировки границы линий получились нечеткими, ступенчатыми.Рисунок 1.17 – Пример изображения с изначальноневысоким разрешением, (dpi = 72)У лазера есть свои параметры настройки разрешения.

Разрешение влазерном комплексе, по сути, означает количество линий, которые располагаютсявертикально, то есть это линиатура лазера (величина lpi) [66]. Горизонтальнаяимпульсная строчка будет формироваться за счет параметров частоты и скоростисканирования лазерным лучом. От правильно выбранной линиатуры зависиткачество изображения и общее восприятие цвета [3, 67]. На рисунке 1.18 приведенпример неправильно выбранной линиатуры. Импульсные строчки находятсяслишком далеко друг от друга, между цветными строками видна подложкаметалла.53Чем больше отношение lpi к dpi, тем качественнее получается изображениерастровой точки, и тем выше вычислительные затраты на еѐ вывод.

Однако,окончательное качество изображения будет зависеть от типа материала, которыйгравируется, и от мощности и скорости лазера, так как в зависимости от этихпараметров размер импульсов, а, следовательно, и расстояние между ними, будетразличным. Таким образом, для получения идеального изображения, необходимосоздать немало образцов с различными параметрами скорости луча лазера,мощности и т.д., чтобы выявить, какие из них лучше.Рисунок 1.18 – Пример изображения с некорректно подобранной линиатуройКак уже говорилось выше, лазерный комплекс воспринимает как растровый,так и векторный режим. Растровое изображение - это изображение, состоящее източек - пикселей, обладающее характеристиками цветовой модели (Grayscale,CMYK, RGB), цветовой гаммы (различные цвета), разрешением (количество точекна единицу площади) (рисунок 1.19).Лазер воспринимает растровую графику как черно-белую картинку сполутонами (градации серого цвета).

Даже цветную картинку он преобразовываетв удобный для себя формат. При гравировке черные точки изображениягравируются на полной мощности, белые не гравируются, а интенсивностьокраски серых пропорциональна мощности излучения. Растровый режиммаркировки позволяет построчно заполнять маркируемую область [3, 67].Векторное изображение – изображение, состоящее из так называемыхграфических примитивов (точек, линий, кривых, дуг и т.д.).

Это файлы,54подготовленные в основном для резки различных материалов. В этом случае приобработке луч лазерного комплекса перемещается вдоль линий. Векторный режимвыводит контур маркируемой области.Объекты для растровой гравировки преобразуются драйвером в строки игравируютсяпоследовательным проходом лучанадматериалом. Линия,параллельная ходу луча, будет отгравирована за один проход луча или занесколько, в зависимости от толщины. Линия, перпендикулярная ходу луча, будетгравироваться за десятки и сотни проходов, сравнительно долго, даже если онаочень тонкая, но длинная (например, рамка). При растровой гравировке полезногравировать в разных режимах большие площади и мелкие точные детали.Рисунок 1.19 – Способы формирования изображенийПри работе с растровым режимом хорошо получаются силуэтные картинки(рисунок 1.20). При подготовке рисунка необходимо избегать любых наслоений,потому что все лишние скрытые линии могут быть отражены на изделии пригравировке.

Если на изображении элемент, который должен гравироваться(например,черный)частичнозакрытэлементом,которыйнедолженгравироваться (белый), необходимо принять меры, чтобы этого перекрытия небыло. Любым способом надо обрезать те участки, которые лежат под "белыми"55объектами, иначе велика вероятность, что все участки перекрытия будутотгравированы.Рисунок 1.20 – Примеры изображений в растровом режимеПри подготовке рисованного объекта необходимо учитывать, что большоеколичество цветов лазер в любом случае передать не сможет.

Также желательно,чтобы рядом друг с другом не было контрастных цветов, в этом случае лазерможет просто "запутаться" и неверно распознать цвета. Поэтому желательно,чтобы между контрастными цветами были расстояния, то есть шла либо самаподложка (сам металл), либо фон.К готовому растровому изображению предъявляются все те же требования,что и к нарисованному графическому изображению. В случае готовыхполноцветных картинок или фотографий изображение необходимо привести кминимальному количеству цветов, при котором, однако, изображение все равнобудет оставаться читаемым и полноцветным для человеческого восприятия.В растровом режиме маркировки маркируемая область (изображение)построчно заполняется точками – пикселями. Растровая графика передаетсялазерному устройству в тонах серого цвета, цветная картинка преобразовываетсяв черно-белую с полутонами.

Черные точки изображения гравируются на полноймощности, белые не гравируются, а серые – с тем большей мощностью, чемтемнее точка. Растровый режим маркировки цветных логотипов предприятияможет использоваться для металлических изделий, при этом количество цветовдолжно быть минимально необходимым для его полноцветного восприятия. Длягравировки силуэтных изображений логотипов можно использовать растровыйчерно-белый режим без наслоений одного цвета на другой как для металлических,так и полимерных материалов [3].561.6 Выводы по первой главеПроведенный анализ литературных источников показал, что в частиполучения цветных изображений с использованием лазеров имеются разработки ирекомендации по маркировке, приводятся возможности получения цветныхструктур на металлических материалах посредством лазерного воздействия.Однако полученные результаты не позволяют считать, что на сегодняшний деньимеется стабильная технология получения многоцветного изображения наметаллических объектах.

Получаемая в рассмотренных работах палитра цветовдостаточно ограничена (до 50 оттенков), а воспроизведение изображениянестабильно и не гарантирует получения контрастных маркировочных символов,которых можно использовать для нанесения закодированной информации.Таким образом, из приведенного выше анализа можно сделать следующиевыводы:1. Наиболее современным способом обработки информации в целяхавтоматизированного контроля и учета является штриховое кодирование.2.Несуществуетнаучно-обоснованнойпромышленнойтехнологиинепосредственного нанесения штриховых кодов непосредственно на поверхностидеталей с целью их автоматизированного учета и идентификации в процессесерийного производства и дальнейшей эксплуатации.Согласно выше изложенному, результат лазерной маркировки (качествоизображения, нанесенного лазером) в целом зависит от двух факторов.