本發明專利技術涉及防偽識別及激光加工技術領域，特指一種基于激光沖擊的三維防偽標記辨別的方法和裝置，它利用激光沖擊波的力學效應逐點在工件表面形成不同的三維標記，根據每一點的形貌不同對光的反射強度不同，繪出光強度曲線作為防偽辨別的依據，同時將激光束參數與三維形貌結合起來以標簽的形式作為防偽辨別的依據。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及防偽識別及激光加工
，特指一種基于激光沖擊的三維防偽標記辨別的方法和裝置，它利用激光沖擊波的力學效應逐點在工件表面形成不同的三維標記，根據每一點的形貌不同對光的反射強度不同，繪出光強度曲線作為防偽辨別的依據，同時將激光束參數與三維形貌結合起來以標簽的形式作為防偽辨別的依據。
技術介紹
近年來，隨著經濟的快速發展，假冒偽劣產品在大幅度的增多，促使了防偽技術的快速發展。傳統的防偽標記技術有油墨標記、鋼碼壓印等，這些標記技術存在大量的缺陷， 比如油墨標記易消退不耐久和無防偽功效；鋼碼壓印嚴重破壞零件表面狀態、清晰度不穩定、效率低。正是由于存在這些缺陷，不能滿足經濟發展和防偽技術的需要而逐漸被淘汰。隨著激光技術的發展，激光標記取代了傳統防偽標記技術得到廣泛的應用。目前使用的激光標記技術是利用激光的熱效應，高能激光束照射在工件表面使表面材料迅速的汽化蒸發形成標記，這種利用激光燒蝕熱效應的標記技術存在一個很大的缺點，激光燒蝕將金屬零件的表面材料去除一層，從而破壞了零件表面的殘余應力狀態，形成殘余拉應力狀態和微細的裂紋，因此，激光熱效應的標記技術不適合使用在關鍵零件以及零件的關鍵部位上。激光沖擊力學效應能在材料表面形成明顯的塑性變形凹坑，可以作為防偽標識的標記。激光沖擊力學效應打標的突出優點是它是利用激光沖擊波的力學效應使材料表面發生塑性變形，進而產生殘余壓應力，不僅能夠產生清晰可辨的標識，起到防偽的作用，而且還可以有效改變材料表面的應力狀態，在材料表面產生殘余壓應力，提高材料的使用壽命。在2001年，美國利弗莫爾國家重點實驗室Dance C Brent和Hackel Lloyda等人就申 艮了激光噴丸打標專禾1J (Identification marking by means of laser peening ，Patent Number: WoO 161619, 2001-08-23 )，是利用激光沖擊波力學效應的無損打標。國內江蘇大學激光技術研究所張永康課題組也申報了關于激光沖擊力學效應的無損打標專利 激光沖擊波三維高防偽無損標識的方法和裝置，專利申請號200510037968. 2，申請人江蘇大學，申請日期2005. 3. 4 ；一種基于虛共焦的激光沖擊波三維標識的方法和裝置 ，專利申請號=200810123828. 0，申請人江蘇大學，申請日期:2008. 6. 5。它們都是將激光沖擊波對材料的無損性與液晶掩膜灰度的可控性結合起來，獲得不同時間和空間分布的塑性變形力來實現三維塑性變形，但是目前這些專利技術方法和裝置的缺點在于都使用了液晶掩膜吸收光譜，降低了靶材表面的激光沖擊功率密度即降低了激光的利用率，操作復雜， 并且沒有說明識別方法。本專利技術提出了一種基于激光沖擊的三維防偽標記辨別的方法和裝置解決了這些問題，它的有益效果在于充分利用激光沖擊波的力學效應，在逐點沖擊三維標記的同時利用沖擊點形貌不同對光的反射強度不同，將功率計采集的光強度繪出的曲線作為防偽辨別的依據。同時將激光束參數(脈沖寬度、脈沖能量、脈沖波長)和三維標記的完整形貌結合起來以標簽的形式作為防偽辨別的依據。
技術實現思路
針對現有技術的缺陷，本專利技術提出了一種基于激光沖擊的三維防偽標記辨別的方法和裝置。一種基于激光沖擊的三維防偽標記辨別的方法，利用激光沖擊波的力學效應，改變激光束參數、沖擊次數和沖擊路徑，獲取不同時間和空間分布的塑性變形力得到三維標記，其特征在于在激光逐點沖擊打標的同時將一束探測激光照射在凹坑處，由于凹坑的形貌不同對探測激光的反射強度不同，使用探頭接受反射光傳遞給功率計，功率計實時與工控機通訊，工控機根據功率計采集的數據繪出光強度曲線作為防偽辨別的依據儲存在激光沖擊三維標記的識別信息庫；同時將激光束參數以及三維標記的形貌結合起來以標簽的形式粘貼在標記處，便于消費者根據激光束參數不同，三維標記凹坑的大小、深淺不同當場識別真假。所述的激光束參數為脈沖寬度、脈沖能量和脈沖波長。一種基于激光沖擊的三維防偽標記辨別的裝置，包括工控機、打印機、力源激光器、光束空間調制器、運動控制卡和工件夾具系統，其特征在于還設有作為探測光源的 He-Ne激光器、功率計、探頭和CXD標記獲取裝置，He-Ne激光器的位置應當保證發出的激光束與經光束空間調制器調節后的力源激光器發出的激光束交匯在同一點，He-Ne激光器和探頭對稱分布，確保He-Ne激光器的發出的光束經凹坑反射后能夠被探頭接受，探頭與功率計相連，工控機控制功率計和CXD標記獲取裝置。所述工件夾具系統由約束層(水或者玻璃)、柔性貼膜、工件、五軸工作臺組成。其實施過程如下(1)根據工件材料和標記區尺寸，選擇柔性貼膜，粘貼在標記區作為吸收層，其作用是保護工件表面不被激光束燒蝕；(2)根據工件材料和標記圖案，選擇激光束參數脈沖能量1(Γ100焦耳，脈沖寬度有 8^80納秒、脈沖波長根據激光器提供的波長進行選擇、沖擊次數廣100次；通過工控機按選擇的激光束參數驅動激光器工作，產生的激光束經過光束空間調制器匯聚在工件表面的柔性貼膜上，柔性貼膜表層汽化、電離、形成等離子體爆炸，產生高幅沖擊波，在沖擊波力效應作用下材料發生塑性變形；工控機根據圖案形狀通過運動控制卡控制五軸工作臺帶動工件運動，實現需要標記的三維圖案；(3)作為探測光源的He-Ne激光器能量比較小對力源激光器沖擊過程中的沖擊波力效應沒有影響。激光逐點沖擊標記之前，調節力源激光器的光斑與He-Ne激光器的光斑始終作用在同一點處。力源激光器產生的經光束空間調制器調節后的激光束靜止不動，確保 He-Ne激光器的光斑始終與力源激光器的光斑重合，照射在沖擊凹坑處；由于激光束參數的不同，得到的凹坑形貌不同，對He-Ne激光器探測光源的反射光強度不同，通過位于激光器沖擊力源光束另一側的探頭接受經過凹坑反射的光傳遞給功率計，工控機在線實時控制功率計根據探頭采集的光強度數值，繪出光強度曲線作為防偽辨別的依據儲存在激光沖擊三維標記的識別信息庫；(4)工控機將激光沖擊標記時的激光束參數和CCD標記獲取裝置獲取的激光沖擊后的三維標記形貌結合在一起通過打印機打印出來，以標簽的形式粘貼在標記區附近，便于消費者根據激光束參數不同，三維標記凹坑的大小、深淺不同當場識別真假。本專利技術的優點在于1、根據三維標記形貌的不同，功率計采集的光強度數據不同，繪出光強度曲線儲存在激光沖擊三維標記的識別信息庫，同時將激光束參數(脈沖寬度、脈沖能量、脈沖波長)和三維標記的形貌結合以標簽的形式粘貼在標記區，便于消費者現場辨別。真正起到方便、簡單的立體標識防偽的作用；2、本專利技術裝置的結構簡單，操作方便，沒用使用液晶掩膜，大大提高了激光的利用率；3、利用激光沖擊波的力學效應而不是利用激光的熱燒蝕效應，在工件表面形成標記的同時改變了沖擊區的應力狀態，在沖擊區形成殘余壓應力并且降低了沖擊區的粗糙度，提高了工件的使用壽命。附圖說明下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明；圖1是激光沖擊的三維防偽標記辨別裝置的整體結構1、打印機；2、工控機；3、運動控制卡；4、功率計；5、探頭；6、五軸工作臺；7、工件；8、柔性貼膜；9、約束層；10、He-Ne激光器；11、(XD標記獲取裝置；12、光束本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．一種基于激光沖擊的三維防偽標記辨別的方法，利用激光沖擊波的力學效應，改變激光束參數、沖擊次數和沖擊路徑，獲取不同時間和空間分布的塑性變形力得到三維標記，其特征在于：在激光逐點沖擊打標的同時將一束探測激光照射在凹坑處，由于凹坑的形貌不同對探測激光的反射強度不同，使用探頭接受反射光傳遞給功率計，功率計實時與工控機通訊，工控機根據功率計采集的數據繪出光強度曲線作為防偽辨別的依據儲存在激光沖擊三維標記的識別信息庫；同時將激光束參數以及三維標記的形貌結合起來以標簽的形式粘貼在標記處，便于消費者根據激光束參數不同，三維標記凹坑的大小、深淺不同當場識別真假。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：馮愛新，聶貴鋒，孫淮陽，徐傳超，周鵬程，王俊偉，施芬，
申請(專利權)人：江蘇大學，
類型：發明
國別省市：32
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