一種復雜型面產品的激光防偽標刻方法技術

本發明專利技術所述的復雜型面產品的激光防偽標刻方法，通過在特定防偽區域設計防偽標記圖形，按照特定拆分算法拆分防偽標記矢量圖形和選擇工藝基準點，按照特定工藝參數進行短線段掃描加工，最終實現了將防偽標記圖形標刻于復雜型面產品的表面。由于防偽標記圖形本身攜帶有位置信息、拆分信息和加工工藝參數信息，造假者要想仿制，除了要具備激光加工設備之外，還必須獲得復雜型面的精確曲面模型、防偽標記區域的精確輪廓位置、防偽標記矢量圖形拆分的具體算法、工藝基準點選擇的具體算法和各短線段的激光工藝參數等，缺一不可，因此制假仿制技術難度非常高，因此本發明專利技術所述的激光防偽標刻方法的防偽效果極好。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于激光加工應用領域，特別涉及。
技術介紹
防偽技術是指為了達到防偽目的而采取的措施，它在一定范圍內能準確鑒別真偽，是使產品不易被仿制和復制的技木。防偽技術種類很多，主要有數碼防偽技木、條形碼·技術、ニ維碼技術、激光全息防偽技術、隱形圖像防偽技術、證券版紋技術、微縮防偽技木、折光潛影防偽技術、分期解密技術和射頻識別防偽技術等。尤其是激光全息防偽技術應用十分廣泛，其防偽原理主要是基于生產源全息產品所必需的原圖信息、設備和技術很難獲得，全息產品與印刷的商標看起來有很大的區別，并且偽造者傳統用于偽造的工具(照相機和印刷機)對全息沒有作用，從而全息圖案難以被復制。目前各種激光全息防偽技術使用的防偽標識基本都設置于產品的外包裝上，與產品本身是獨立的，且防偽標識在真偽鑒別后，就不再有使用價值。因此，發展產品自身防偽技術具有非常重要的工程應用價值。一般而言，外形表面為曲面的機械制造產品主要有兩類一類是僅由初等解析曲面如平面、圓柱面、圓錐面、球面、圓環面等組成的規則曲面；另ー類是不規則、非回轉型的曲面，不能由初等解析曲面組合而成，而是以NURBS等擬合曲面組成的復雜曲面，對應產品可稱為復雜型面產品。由于具有美好的藝術觀感和產品差異化特征，符合消費者越來越高的審美情趣，現代高端品牌產品已經越來越多地采用了復雜型面設計手段。激光標刻即激光打標、雕刻的通稱，是利用激光束在各種不同的物質表面制作永久的標記，其加工原理是通過被標刻材料表層物質的蒸發露出深層物質，或是通過光能導致表層物質的化學物理變化而“刻”出痕跡，或者是通過光能燒掉部分物質，顯出所需標刻的圖形、文字。當前，一般采用所謂“3+2軸”技術方案實現大幅面的激光標刻加工應用，其中，3軸為XYZ直角坐標系運動機構,2軸指激光振鏡的偏轉掃描軸。“3+2軸”激光標刻技術方案將大幅面待標刻區域按照激光振鏡掃描范圍分成若干子塊，姆一子塊內的待標刻圖形由激光振鏡掃描加工完成，由XYZ三軸運動機構帶動激光振鏡定位到每一子塊中心位置，然后啟動激光振鏡掃描加工該子塊，直至所有子塊加工完成。激光振鏡系統一般包括兩塊激光平面反射鏡和ー個掃描聚焦透鏡，其工作原理是將從激光器諧振腔中導出的激光通過擴束，經過垂直安裝、由伺服電機驅動的ー對折返鏡(分別稱為X、Y軸激光平面反射鏡)的反射，由掃描聚焦透鏡(F-theta物鏡或遠心透鏡)聚焦后輸出作用于待加工對象上。X、Y軸激光平面反射鏡的轉動使工作平面上的激光聚焦光斑分別在X、Y軸上移動，兩個鏡面協同動作使激光聚焦光斑可以在工作平面上完成直線段和各種曲線的移動，光束入射角與像面上的光斑位置滿足線性關系，從而通過控制入射光束的掃描角來控制光斑在像面上的位置。對復雜型面產品加工而言，主要有如下兩種解決方案ー是專利號為201010115968. O、專利技術名稱為“ー種自由曲面上的投影式激光刻蝕方法”的中國專利，它基于三軸數控機床+ニ軸偏轉振鏡的加工系統，采用對離散點云模型描述的復雜曲面零部件進行劃分子塊，將加工圖形進行平行投影并按子塊拆分，利用三軸數控機床定位各子塊加工位置，各子塊采用激光振鏡掃描加工完成。這種方法利用了激光加工在聚焦鏡焦深范圍內光斑形狀尺寸、能量分布等加工特性保持不變的特點，在分塊加工時，主要依靠振鏡中兩塊平面鏡的高速旋轉運動帶動激光束的高速掃描，實現精密刻蝕加工。但是該專利技術采用基于“3+2軸”形式的激光振鏡投影加工方式，存在著単一坐標系整體投影存在加工死角以及完全依賴離散點云數據模型的局限。ニ是申請號為201110048935. 3、專利技術名稱為“ー種適用于復雜曲面的激光加工方法及裝置”的中國專利，則通過采用對復雜曲面劃分曲面片并建立各曲面片坐標系的處理步驟以及五軸聯動數控機床，有效解決了前一種方案中采用“3+2軸”形式激光振鏡投影加工技術，由于只有ー個固定的光線投影方向，只能采用單一坐標系進行整體投影的局限。激光標刻技術效果主要是刻劃十分精細，同時對材料的適應性廣，可以在多種材料的表面制作出非常精細的標記，且耐久性非常好；采用激光標刻技術制作的標記仿制和更改都很難，在一定程度上具有很好的防偽作用。傳統的激光防偽標刻往往需要采用昂貴的激光標刻設備，而制假者為了獲得高額利潤不愿意投資昂貴的設備，所以假冒產品的標·記一般不會像激光標刻那樣有清晰的痕跡，因此傳統的激光防偽標刻在一定程度上能實現防偽功能。但是，如果制假者真的購置價格昂貴的激光標刻設備來標刻產品，假冒產品上也會出現清晰的激光標刻痕跡，使得真假難辨，正規產品得不到有效的防偽保護。為此，秦應雄、鄭啟光等人(防偽激光標刻系統的研究，《激光雜志》，2002年第23卷第3期)提出了一種與信息網絡防偽技術相結合的激光防偽標刻技木，即通過一定的矢量標刻數據產生特定的防偽信息，并隨標刻數據一起標刻在產品上，同時利用數據庫技術、計算機網絡技術將標刻數據及防偽信息保存在數據庫服務器上，通過網絡供客戶鑒別。但是，這種信息網絡防偽技術與激光矢量標刻技術的組合，仍然存在兩個不足1)該技術只是在原有激光防偽標刻方法的基礎上，簡單地加上了隨機產生的防偽特征圖案以及后續信息網絡防偽鑒別這兩種防偽信息增強手段，對激光防偽標刻技木本身并無改進，顯然制假者只要獲取了防偽特征圖案或防偽特征圖案的隨機產生算法，仍然可以通過購置激光標刻設備來在假冒產品上標刻出正版標記，使防偽失效；2)該技術采用的是ニ維矢量激光標刻系統，無法在復雜型面產品上應用激光防偽標刻手段。
技術實現思路
本專利技術針對上述現有激光全息防偽以及ニ維激光防偽標刻技術的不足，提供了，采用該激光防偽標刻方法標刻出來的防偽標記具有產品自身防偽和多重防偽壁壘，仿制難度極高，兼具防偽和藝術裝飾、品牌識別等多重功倉^:。本專利技術是通過如下技術方案實現的，其特征在于，包括以下步驟(I)建立復雜型面產品表面的復雜曲面的三維模型；(2)在復雜曲面的三維模型上的任意位置選擇ー個區域作為防偽區域，防偽區域的形狀和大小要求防偽區域能夠完全落入待使用的激光振鏡系統的掃描范圍內；(3)在防偽區域內任意選擇一點作為原點，以復雜曲面在原點的法線方向為Z軸方向，建立復雜曲面的XYZ直角坐標系；(4)在防偽區域內設計ー個防偽標記圖形，將防偽標記圖形用直線段進行擬合，得到防偽標記矢量圖形；(5)將防偽標記矢量圖形拆分成若干條短線段，每條短線段的兩個端點的Z坐標差值均小于待使用的激光振鏡系統輸出的激光束焦深值的5倍；(6)調節激光振鏡系統與待加工復雜型面產品的相對安裝方位，使其掃描聚焦透鏡鏡面中心處的法線方向與Z軸方向平行，使復雜型面產品的防偽區域完全位于激光振鏡系統的掃描范圍內；(7)選擇ー個未加工的短線段，在該短線段上任意選擇一點作為エ藝基準點，調節掃描聚焦透鏡，使エ藝基準點與掃描聚焦透鏡鏡面中心處的Z坐標之差等于掃描聚焦透鏡的焦距；·(8)按照預先設計的エ藝參數，將激光器所發射出的激光束經過導光系統和激光振鏡系統，從短線段的ー個端點掃描至另外ー個端點，完成該短線段的加工；(9)按照(7)-(8)的步驟，遍歷所有短線段，直至所有短線段加工完成；(10)通過鑒別復雜型面產品上防偽標記圖形的標刻質量，判斷產品的真偽。進ー步的，步驟(10)中所述的判斷產品的真偽的方法包括(10. I)初本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種復雜型面產品的激光防偽標刻方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)建立復雜型面產品表面的復雜曲面的三維模型；(2)在復雜曲面的三維模型上的任意位置選擇一個區域作為防偽區域，防偽區域的形狀和大小要求防偽區域能夠完全落入待使用的激光振鏡系統的掃描范圍內；(3)在防偽區域內任意選擇一點作為原點，以復雜曲面在原點的法線方向為Z軸方向，建立復雜曲面的XYZ直角坐標系；(4)在防偽區域內設計一個防偽標記圖形，將防偽標記圖形用直線段進行擬合，得到防偽標記矢量圖形；(5)將防偽標記矢量圖形拆分成若干條短線段，每條短線段的兩個端點的Z坐標差值均小于待使用的激光振鏡系統輸出的激光束焦深值的5倍；(6)調節激光振鏡系統與待加工復雜型面產品的相對安裝方位，使其掃描聚焦透鏡鏡面中心處的法線方向與Z軸方向平行，使復雜型面產品的防偽區域完全位于激光振鏡系統的掃描范圍內；(7)選擇一個未加工的短線段，在該短線段上任意選擇一點作為工藝基準點，調節掃描聚焦透鏡，使工藝基準點與掃描聚焦透鏡鏡面中心處的Z坐標之差等于掃描聚焦透鏡的焦距；(8)按照預先設計的工藝參數，將激光器所發射出的激光束經過導光系統和激光振鏡系統，從短線段的一個端點掃描至另外一個端點，完成該短線段的加工；(9)按照(7)？(8)的步驟，遍歷所有短線段，直至所有短線段加工完成。(10)通過鑒別復雜型面產品上防偽標記圖形的標刻質量，判斷產品的真偽。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：曹宇，龐繼紅，李峰平，龍江啟，張大偉，李劍陽，王隴花，
申請(專利權)人：溫州大學，
類型：發明
國別省市：