더 작고 얇은 제품에 대한 요구와 더 자세한 이력 추적이 계속 증가하는 가운데 제조된 제품의 제한된 공간에 더 많은 정보를 담을 필요성이 증가하고 있습니다. 

2D 코드는 바코드 정보의 수십 배에서 수백 배의 정보를 담을 수 있습니다. 이 높은 정보 밀도를 통해 2D 코드는 바코드와 동일한 양의 정보를 1/30 크기로 저장할 수 있습니다. 이러한 유리한 특성으로 인해 다양한 분야에서 응용 분야가 확대되었습니다.

2D 코드 적용 사례

2D 코드 그레이딩

3D 마킹 기능

초점 심도

마킹 패턴

2D 코드 적용 사례

2D 코드를 사용하면 관리가 간소화되고 정확성이 향상되며 노동 시간이 단축됩니다. 최근에는 완제품뿐만 아니라 개별 부품에 대해서도 상세한 추적성이 요구됩니다. 레이저 마커로 직접 마킹되는 2D 코드의 수가 증가하고 있습니다. 따라서 안정적인 2D 코드 판독을 보장하는 고품질 마킹이 필요합니다.

 

전자 장치 산업

카메라 유닛

카메라 유닛

2D 코드를 사용하면 마킹 공간이 제한된 작은 부품을 직렬로 제어할 수 있습니다. 이를 통해 점점 엄격해지는 품질 관리에 유연하게 대처할 수 있습니다.

맥박 조정 장치

맥박 조정 장치

추적 관리를 위해 제조 및 검사 이력을 2D 코드로 저장할 수 있습니다. 코드를 읽기만 하면 히스토리를 빠르게 확인할 수 있습니다.

자동차 산업

실린더 블록

실린더 블록

일련 번호는 각 제품에 2D 코드로 표시되어 있습니다. 이 코드는 이후 프로세스에서 읽어 로봇에 작업 지침을 제공합니다.

주입

주입

제조일자, 라인 정보 등의 이력 데이터를 각 제품에 2차원 코드로 표기하여 추적 관리에 활용합니다.

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2D 코드 그레이딩

안정적인 판독을 위해서는 2D 코드 리더기가 쉽게 판독할 수 있는 마킹을 제공하는 것이 중요합니다. 가이드로 사용할 수 있는 2D 코드 판독에 대한 몇 가지 표준이 있습니다. 읽기의 용이성은 등급으로 표현될 수 있습니다. ISO/IEC TR 29158(AIM DPM-1-2006)*이라는 표준은 일반적으로 레이저 마커로 제품에 대한 직접 마킹을 판단하는 데 사용됩니다. 이 기준은 읽기 등급의 평가 기준을 다음과 같이 규정하고 있습니다.

 

직접 부품 마킹의 2D 코드 마킹 품질 평가를 위한 국제 표준입니다.

 

1총심판(전체)

총판정은 2~11번 기준 중 가장 낮은 등급으로 판정한다. 결과는 A~D 또는 F까지의 문자등급으로 표시하며, 여기서 A는 최고등급(독해안정성)이다.

 

종합판단(전체)

2디코딩 성공/실패(DEC)

디코딩(읽기) 가능 여부 평가

 

3세포 조영제(CC)

밝은 세포와 어두운 세포 사이의 평균 광도 값의 차이

4셀 변조(CM)

밝은 셀과 어두운 셀의 밝기 변화 평가

5반사율(RM)

CM(4)에 밝은 셀과 어두운 셀의 판정 정확도를 추가하여 평가.

 

6고정 패턴 손상(FPD)

고정 패턴 손상 정도(아래 그림 참조)

 

고정 패턴 손상(FPD)

7포맷정보훼손(FID)

QR코드의 형식정보 손상 정도(아래 그림 참조)

 

포맷정보훼손(FID)

8버전 정보 손상(VID)

QR 코드의 버전 정보 손상 정도(모델 2 버전 7 이상)

 

버전정보 훼손(VID)

9축방향 비균일성(AN)

코드의 세로 및 가로 크기의 왜곡 정도

 

축방향 비균일성(AN)

10그리드 비균일성(GN)

셀 위치 중 가장 큰 오정렬 평가

 

그리드 비균일성(GN)

11미사용 오류 수정(UEC)

디코딩에 사용되지 않는 오류 수정 비율

 

금속 표면의 직접 부품 마킹에서 CC, CM, RM 및 FPD는 대비를 얻을 수 없을 때 종종 더 낮습니다. 이러한 값이 감소하지 않도록 하는 것이 읽기 쉬운 마킹을 보장하는 목표입니다. 최근에는 대부분 C등급 이상을 요구하고 있습니다. 마킹 직후에 더 높은 점수를 얻는 것이 바람직합니다.

 

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3D 마킹 기능

흑색 셀과 백색 셀의 대비 차이는 2D 코드를 판단하는 데 중요합니다. 레이저 메이커는 화이트 마킹과 블랙 마킹의 마킹 조건을 변경하여 다른 색상을 만들어냅니다.

 

3D 마킹 기능

1. 흑색 소둔(산화) 마킹

마킹 대상에 레이저 빔을 조사하면 열만 전도되도록 초점이 이동합니다. 대상을 조각하지 않고 열을 가하면 표면에 산화막이 형성됩니다. 이 필름은 검게 보이며 블랙 마킹을 나타냅니다.

2. 화이트 에칭 마킹

레이저 빔은 초점에서 마킹 대상에 적용됩니다. 고르지 않은 표면을 노출시키기 위해 금속 표면을 약간 제거합니다. 이로 인해 빛이 불규칙하게 반사되어 하얗게 보이는 마킹이 생성됩니다.

가변 빔 스폿 크기

가변 빔 스폿 크기

설정된 좌표에서의 조명

2D 코드 마킹은 조각과 산화를 통해 흑과 백의 대비를 만듭니다. 핵심은 초점이 맞는 흰색 마킹과 초점이 ​​흐린 검은색 마킹을 사용하는 것입니다. 3D 마킹 기능의 가변 빔 스폿 크기는 효과적인 접근 방식입니다.

 

대비는 2D 코드 마킹에 중요합니다. 3D 보정은 전체 영역에 걸쳐 초점을 유지하는 효과적인 방법입니다.

 

3D 보정

문제없이 마킹 영역 중앙에 이상적인 마킹이 가능합니다. 3D 마킹 기능의 보정 없이는 흑과 백의 대비가 뚜렷한 마킹을 생성하기 어려워 등급이 낮아질 수 있습니다.

 

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초점 심도

레이저 빔에는 초점 심도가 있습니다. 초점이 어긋나면 마킹 품질이 떨어지고 2D 코드 판독에도 영향을 미칩니다.

 

초점 거리에 따른 2D 코드 등급 변경

초점 거리가 기준 위치에서 멀어질수록 마킹이 희미해지고 대비가 낮아져 등급이 낮아집니다. 허용되는 초점 심도는 레이저 발진 방식에 따라 다르지만 대상과 레이저 마커 사이의 일정한 초점 거리를 유지하거나 변위 센서를 사용하여 초점이 어긋나지 않도록 해야 합니다.

 

KEYENCE 파이버 레이저 마커

KEYENCE 파이버 레이저 마커

KEYENCE YVO4 레이저 마커

KEYENCE YVO4 레이저 마커

레이저 발진방식과 초점심도

빔 전력 분포 비교

 

파이버 레이저

파이버 레이저

YVO4 레이저(엔드 펌핑 방식)

YVO4 레이저 

(엔드 펌핑 방식)

오른쪽 그림은 YVO4 레이저와 파이버 레이저의 마킹 품질을 비교한 것입니다. YVO4 레이저는 피크 출력이 높고 펄스가 짧은 레이저를 생성합니다. 이를 통해 레이저는 단시간에 이상적인 강도와 높은 에너지 밀도로 부품을 조사할 수 있습니다. 타깃의 움직임이나 제품의 공차로 인해 초점이 어긋나도 화이버에 비해 마킹 품질이 안정적입니다. 마킹 영역의 가장자리와 같이 입사각의 영향을 받는 마킹의 경우 YVO4 레이저는 변색 없이 안정적인 마킹 품질을 달성합니다.

 

자동 초점 기능

자동 초점 기능의 메커니즘

 

자동 초점 기능의 메커니즘

KEYENCE의 MD-X 시리즈 레이저 마커에는 카메라가 내장되어 있어 외부 장치 없이 자동으로 초점을 조정합니다. 초점 거리가 불안정하여 기존 마킹이 어려웠던 대상에도 높은 마킹 품질을 유지합니다. 또한, 제품 유형 변경 시 전환 시간이 더 이상 필요하지 않아 노동 시간을 크게 줄이고 설비를 단순화하며 생산성을 향상시킵니다.

 

내장 카메라는 길이 측정 레이저 포인터를 모니터링하는 데 사용됩니다. 초점 거리는 포인터 위치에서 계산되며 자동 초점에 사용됩니다. 대상 물체의 재질, 모양, 표면 상태에 따라 측정이 불가능할 수 있습니다.

 

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마킹 패턴

여러 종류의 2차원 코드 마킹 패턴을 제공하여 다양한 조건에 따라 최적의 마킹이 가능합니다. 다음 예는 특정 조건에 따른 최적의 마킹 방법을 소개합니다.

 

다양한 마킹 패턴 선택 가능

마킹 패턴 11종

마킹 패턴 11종

6가지 기본 패턴

6가지 기본 패턴

명확한 2D 코드 마킹

일부 타겟의 경우 가는 금속 표면의 영향으로 판독이 불안정할 수 있습니다. 2D 코드나 베이스의 마킹 패턴을 변경하는 것만으로도 판독률이 향상될 수 있습니다.

 

가는선 금속 표면을 가진 표적

가는선 금속 표면을 가진 표적

 

기본 처리에 가로 래스터를 사용하면 잔선이 남아있어 읽기가 불안정합니다.

기본 처리에 가로 래스터를 사용하면 잔선이 남아있어 읽기가 불안정합니다.

 

베이스 처리에 각진 크로스 래스터를 사용하면 가는선이 보이지 않고 읽기가 안정됩니다.

베이스 처리에 각진 크로스 래스터를 사용하면 가는선이 보이지 않고 읽기가 안정됩니다.

 

가장 빠른 2D 코드 마킹

마킹 시간은 생산량에 따라 제한될 수 있습니다. 최적의 마킹 패턴을 선택하면 마킹 시간이 단축되고 생산성이 향상됩니다.

 

패턴 B

패턴 B

셀을 왼쪽에서 오른쪽으로 하나씩 표시하는 표준 표시

마킹 시간: 637ms

전체 패턴 2

전체 패턴 2

한 번의 스트로크로 전체 2D 코드를 마킹하는 효율적인 패턴

마킹 시간: 342ms

기존 방식 대비 47% 절감

시간은 셀 크기가 0.3mm인 16 × 16 DataMatrix의 마킹 예제로 계산되었습니다. 위의 평가는 전형적인 경우입니다. 대상물의 재질과 표면 상태, 마킹 상태에 따라 결과가 달라집니다.

 

2D 코드 카빙

마킹 후 도금이나 경화를 하는 경우 조각이 필요할 수 있습니다. 짧은 시간에 균일한 양의 조각이나 깊은 조각이 가능하도록 조각 패턴을 제공합니다.