레이저 마킹을 통한 제품 추적성 향상
레이저는 여러 산업 분야의 제조업체가 점점 더 엄격해지는 추적성 및 규정 준수 표준을 충족할 수 있는 고품질 마크를 생성합니다.
2023년 3월 16일, Coherent
거의 모든 산업 분야의 제조업체들이 자사 제품에 대한 상세한 추적성 및 규정 준수 데이터를 제공해야 한다는 정부의 요구가 전 세계적으로 증가하고 있습니다. 또한 추적성은 제조업체 자체에도 이점이 있습니다. 즉, 품질 보증을 지원하고, 생산 수율을 개선하고, 브랜드 표준을 유지하는 데 도움을 줄 수 있고, 회사를 책임으로부터 보호할 수도 있습니다.
추적성이란 무엇입니까?
제품 추적성은 제품이 원료에서 완제품에 이르기까지 공급망을 통해 이동할 때 제품의 다양한 구성 요소를 식별하고 추적하는 기능입니다. (식품, 천연 재료 등과 달리) 공산품의 경우 가장 기본적인 추적 정보에는 제조업체의 이름과 위치, 제품에 대한 고유 식별자(예: 부품 번호 또는 SKU)가 포함됩니다.
추적성에는 제품 배치 또는 개별 단위가 생산된 조건에 대한 데이터도 포함될 수 있습니다. 예를 들어, 품목을 제작하는 데 사용된 특정 장비에 대한 상세한 정보와 당시의 정확한 작동 매개변수까지 포함할 수 있습니다. 또한 제품 검사 또는 테스트 방법에 대한 정보도 포함될 수 있습니다.
마킹은 추적성을 위한 핵심 도구입니다. 구체적으로 말하면, 이것은 데이터를 제공하거나 앞에서 언급한 종류의 정보를 포함하는 제조업체의 데이터베이스에 다시 연결하는 각각의 개별 장치에 고유한 마크를 배치하는 것을 의미합니다.
가장 간단한 마크는 영숫자 텍스트 또는 기존의 2D 바코드 형식으로 표시된 제품의 부품 번호 또는 일련 번호일 수 있습니다. 더 복잡한 마크에는 웹 링크, MAC ID 및 제품 위조 방지 기능이 포함될 수 있습니다.
레이저 마킹 솔루션
레이저로 마킹할 수 있는 재료의 경우(마킹할 수 없는 재료는 거의 없음), 이 기술은 생산 환경에서 추적성 마킹을 구현하는 가장 좋은 방법입니다. 여기에는 몇 가지 이유가 있습니다.
첫째, 레이저 마킹을 사용하면 특히 많은 양의 데이터를 포함하는 복잡한 마크를 생성할 수 있습니다. 또한 매우 작은 크기의 마크도 생성할 수 있습니다. 이는 대부분의 레이저 마킹 응용 분야에서 빔이 미크론 또는 수십 미크론 직경 범위까지 초점을 맞출 수 있기 때문입니다. 이러한 작은 "도구"로 마킹하면 매우 작은 범위에서도 쉽게 정교한 디테일을 렌더링하고 복잡한 패턴을 만들 수 있습니다.
또한 레이저 마킹을 사용하면 부품 위치, 방향 또는 모양의 변화를 쉽게 수용하여 정확한 위치에 마크를 일관되게 배치할 수 있습니다. 이를 통해 부품이 마킹 시스템에 표시되는 방식과 부품 자체의 치수 공차에서 생긴 실제 변화를 수정할 수 있습니다.
레이저 마킹은 일반적으로 검류계 미러를 기반으로 하는 일종의 스캐닝을 사용하여 구현되기 때문에 이 작업을 수행할 수 있습니다. 2차원 스캐닝을 사용하면 마크를 생성하기 위해 영역 위의 어느 지점으로든 빔을 빠르게 이동할 수 있습니다. 실제로 비전 시스템은 실제 부품 위치와 방향을 결정한 다음 시스템 소프트웨어가 자동으로 조정하여 올바른 위치에 마크를 배치합니다.
2차원 스캐너에 동적 초점 기능을 추가하면 곡면 또는 다단계 평면에 마킹할 수 있습니다. 소위 "3D 스캐닝"이라고 불리는 이 기능은 기술의 유용성을 크게 확장합니다.
레이저 마킹의 또 다른 장점은 거의 모든 재료에 외관상 매력적인 마크를 생성한다는 것입니다. 마크의 외관은 소비재에서 특히 중요할 수 있습니다. 또한 레이저 마크는 내구성이 뛰어나며, 번지거나 얼룩지거나 지워지지 않습니다.
레이저가 재료를 가열하여 마크를 생성하더라도, 집적 회로와 같이 섬세하거나 열에 민감한 부품에서 공정을 수행할 수 있습니다. 열 영향을 받는 영역을 최소화하도록 레이저 파장과 펄스 지속 시간을 선택할 수 있습니다. 예를 들어 Q 스위치 레이저(예: Coherent PowerLine E 및 PowerLine F 시리즈)의 나노초 펄스 지속 시간은 마킹 중의 열 노출을 10분의 몇 밀리미터로 제한합니다. 그 이상의 온도는 본질적으로 변하지 않습니다.
Coherent PowerLine 시리즈 레이저 마킹 엔진은 레이저 소스, 스캐닝 및 빔 전달 광학 장치, 그리고 필요한 모든 제어 전자 장치 및 소프트웨어를 통합합니다. 다양한 레이저와 함께 사용할 수 있어 금속, 반도체, 폴리머, 유리 등 거의 모든 유형의 재료에 대한 마킹을 지원합니다.
또한 레이저 마킹은 빠릅니다. 전체 레이저 마킹 공정을 단 몇 초만에 완료할 수 있습니다. 여기에는 부품 위치, 마킹 공정 자체, 공정 후 검사 및 검증 단계를 측정하고 수정하는 비전 작업이 포함됩니다.
인쇄 또는 다른 기계적 방법과 관련된 마킹 기술은 이와 동일한 이점을 제공하지 않습니다. 또한 레이저 마킹에는 소모품이 없습니다. 반면 기존 인쇄 방법에 따른 잉크 비용은 대량 적용 분야에서 중요한 요인이 될 수 있습니다. 이러한 이유로 레이저 마킹은 다양한 산업 분야에서 매우 인기가 높습니다.
추적성 마킹을 위한 프레임워크
소위 "디지털 공장"이라고 불리는 최첨단 제조 환경에서 레이저 마커는 전사적 생산 자동화 시스템과 완전히 통합됩니다. 이를 통해 다른 생산 장비와 함께 원활하게 작동할 수 있으며 완전한 추적성에 필요한 모든 기능을 제공할 수도 있습니다.
예를 들어 마킹 시스템은 부품 취급 장비와 소통하여 부품을 수령할 준비가 된 시점을 표시할 수 있습니다. 그런 다음 임베디드 비전을 사용하여 부품을 육안으로 검사하고 올바른 부품이 공급되었음을 시스템에 알릴 수 있습니다.
다음으로 생산 제어 시스템과 연결하여 일련 번호 및 기타 부품별 데이터를 가져올 수 있습니다. 마킹 후에는 공정에 대한 정보를 다시 전송할 수 있습니다. 여기에는 공정 매개변수, 마크가 검증되었음을 보여주는 데이터, 마크의 품질 평가 등이 포함될 수 있습니다.
Laser FrameWork는 광범위한 머신 비전 기능을 제공합니다. 마킹하기 전에 부품을 검사하여 형상을 자동으로 찾거나 부품 위치 및 방향을 결정할 수 있습니다. 또한 마킹 후 검사도 수행할 수 있습니다.
Coherent는 이러한 종류의 디지털 제조 환경을 지원하기 위해 Laser FrameWork 소프트웨어 패키지를 개발했습니다. 비전을 포함하여 새로운 레이저 마킹 작업을 생성한 다음 생산에서 실행할 수 있는 모든 기능을 제공합니다. 또한 다른 생산 자동화 시스템과 인터페이스하는 데 필요한 특정 루틴을 개발하고 구현하기 위한 "프레임워크"(소프트웨어 플랫폼)를 제공합니다. Coherent Laser FrameWork는 개봉 즉시 레이저 마킹을 디지털 공장의 일부로 만들 준비가 되어 있습니다.
추적성은 제품을 더 안전하게 만들고 제조업체로 하여금 비용을 절감하고 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 힘을 가지고 있습니다. 제품 마킹은 많은 제조업체에 대한 추적성 구현의 핵심입니다. 또한 Coherent Laser FrameWork로 구동되는 레이저 마킹은 디지털 제조 환경에서 레이저 마킹을 구현할 수 있는 쉬운 경로를 제공합니다.
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