淺析激光噴碼技術(shù)在乳化炸藥包裝上的應(yīng)用

練清

摘 要：本文結(jié)合乳化車(chē)間包裝生產(chǎn)線，以及對(duì)激光噴碼，程序語(yǔ)言的認(rèn)識(shí)了解，針對(duì)乳化炸藥藥卷集中噴碼，噴碼機(jī)與工業(yè)系統(tǒng)信息傳輸問(wèn)題等，淺談乳化炸藥包裝產(chǎn)品激光噴碼解決問(wèn)題的技術(shù)可行性分析。

關(guān)鍵詞：激光噴碼；包裝；數(shù)據(jù)交互；系統(tǒng)框架

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ560.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）27-182-20 引言

在民爆行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)如此激烈，社會(huì)非法涉爆問(wèn)題此起彼伏的情況下，為了給企業(yè)創(chuàng)效創(chuàng)優(yōu)，為了給社會(huì)創(chuàng)造安定和諧的環(huán)境，研發(fā)乳化炸藥包裝產(chǎn)品內(nèi)外編碼一體化技術(shù)意義重大，而在未來(lái)的內(nèi)外編碼一體化進(jìn)程中，筆者認(rèn)為激光噴碼技術(shù)將起到至關(guān)重要的作用。

1 激光噴碼技術(shù)

1.1 激光噴碼的工作原理

其中氣體激光器相對(duì)于其他激光器來(lái)說(shuō)，以其造價(jià)低廉，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，光束質(zhì)量好，工作介質(zhì)均勻以及能長(zhǎng)時(shí)間較穩(wěn)定、安全、連續(xù)工作為其優(yōu)勢(shì)，目前保守估計(jì)市場(chǎng)占有率高達(dá)60%，是普遍使用最廣泛的一種激光器。

以CO2激光器為例，介紹CO2激光器的工作原理。CO2激光器會(huì)產(chǎn)生一種人眼觀察不到的紅外激光束，頻率為50Hz-20kHz，工作溫度為5℃-40℃，為了使激光束能夠更好地聚焦，第一步通過(guò)光束放大器 將光束放大，通過(guò)放大的激光束進(jìn)入打印頭，光束在兩面運(yùn)動(dòng)著的反射鏡折射下，被反射鏡通過(guò)設(shè)定的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行作業(yè)，坐標(biāo)分為具體的矢量X和Y坐標(biāo)， 通過(guò)坐標(biāo)的設(shè)定，使其在產(chǎn)品的表面形成軌跡進(jìn)行標(biāo)刻，其中控制板承擔(dān)矢量計(jì)算和對(duì)激光的控制。

1.2 激光噴碼的安全性討論

激光噴碼在乳化炸藥包裝上的應(yīng)用基本上處于空白領(lǐng)域，所以對(duì)于激光噴碼的應(yīng)用安全性能討論，甚至是實(shí)驗(yàn)都具有非常重要的意義，可能填補(bǔ)這一領(lǐng)域的空白。

首先對(duì)于激光噴碼的頻率問(wèn)題（以CO2激光器為例）：激光噴碼的穩(wěn)定性能高，噴碼器的頻率為50Hz-20kHz，衡量光波輻射安定性的指標(biāo)是光波的能量，根據(jù)斯特藩-波爾茲曼定理j*=εσΤ4可知道：光波輻射能量與其頻率的4次方成正比，對(duì)于工作頻率為50Hz-20kHz的激光其能量是很小的，相當(dāng)于手機(jī)輻射能（1900MHz）的十的二十次方分之一，所以理論上來(lái)說(shuō)激光噴碼的頻率是安全的。

其次對(duì)于激光噴碼的溫度問(wèn)題：作用在包裝表面的工作溫度為5℃-40℃，不管對(duì)于高溫敏化后的炸藥還是低溫敏化后的炸藥，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于乳化炸藥的裝藥溫度或者冷卻后的溫度，其作業(yè)環(huán)境也不處于密閉空間或者激烈摩擦中，所以理論上對(duì)于乳化炸藥的安全性能不造成威脅。綜合考慮激光噴碼技術(shù)在乳化炸藥包裝上的應(yīng)用理論上是屬于安全的，但是需要實(shí)際實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，可以深入研究討論。

1.3 激光噴碼的數(shù)據(jù)和信號(hào)處理

Advanced Controller Card（ACC）是激光噴碼系統(tǒng)的中央控制線路板，它有二個(gè)微處理器，通過(guò)微處理器對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制。PowerPC（PPC）：它可以調(diào)用主存儲(chǔ)器（128MB）以及部分接口，可以安裝運(yùn)行在電腦的Linux系統(tǒng)，Linux系統(tǒng)的Advanced Operating System（簡(jiǎn)稱(chēng)AOS）通過(guò)各種接口與控制器和各種動(dòng)作進(jìn)行交互協(xié)調(diào)。DSP是數(shù)字式信號(hào)微處理器，處理 AOS 傳來(lái)的信號(hào)并生成矢量坐標(biāo)，按照矢量坐標(biāo)控制激光束進(jìn)行運(yùn)動(dòng)工作，矢量坐標(biāo)被輸往FM線路板（fast move）并在那里轉(zhuǎn)變成反光鏡的運(yùn)動(dòng)進(jìn)而控制。

1.4 激光噴碼的優(yōu)勢(shì)

激光噴碼機(jī)與油墨噴碼機(jī)等噴碼機(jī)相對(duì)比具有明顯的優(yōu)勢(shì)，特別是是激光噴碼機(jī)的打印頭工作體積小，多個(gè)打印頭并排能解決對(duì)乳化炸藥藥卷集中噴碼等問(wèn)題，激光噴碼系統(tǒng)中AOS（Advanced Operating System）能處理藥卷噴碼順序、循環(huán)噴碼及個(gè)別藥卷編碼錯(cuò)亂問(wèn)題，更能處理與包裝各系統(tǒng)之間的信息交互傳輸問(wèn)題。以下是激光噴碼與其他噴碼機(jī)相對(duì)比的幾大優(yōu)勢(shì)點(diǎn)。

1.4.1 可靠性好

激光噴碼機(jī)具有成熟的工業(yè)設(shè)計(jì)理念，溫度適應(yīng)范圍寬（5℃-40℃），理論上溫度及頻率對(duì)成品炸藥不造成安全隱患，穩(wěn)定好，故障率低，不容易磨損，其中可長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，免維護(hù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)2萬(wàn)小時(shí)以上，其平均工作時(shí)間可達(dá)10萬(wàn)小時(shí)。對(duì)于噴墨噴碼噴頭經(jīng)常行的維修造成無(wú)計(jì)劃的停產(chǎn)，激光噴碼能做到長(zhǎng)時(shí)間的免維護(hù)運(yùn)行，避免了經(jīng)常性的無(wú)計(jì)劃停產(chǎn)。

1.4.2 無(wú)須耗材，工作成本低

激光噴碼機(jī)相對(duì)于噴墨噴碼機(jī)，在消耗材料上面具有巨大優(yōu)勢(shì)，激光噴碼不需要任何耗材，設(shè)備運(yùn)行使用成本比噴墨噴碼大大降低。

1.4.3 效果好

激光噴碼機(jī)的噴碼效果具有時(shí)代意義，其噴碼內(nèi)容清晰，高保真，不可擦涂性使其具有高防偽能力，相對(duì)于噴墨噴碼經(jīng)常性的被異物擦拭導(dǎo)致模糊不清的情況有很大的改觀。

1.4.4 環(huán)保，節(jié)能

激光噴碼機(jī)是環(huán)保型高新技術(shù)產(chǎn)品，電源功率消耗極小，電光轉(zhuǎn)換效率高，不用任何耗材，不產(chǎn)生任何對(duì)環(huán)境和人體有害的化學(xué)物質(zhì)。

2 噴碼機(jī)與工業(yè)PLC系統(tǒng)等的信息交互問(wèn)題解決

系統(tǒng)之間的信息數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題，目前主流的一般有四種方法，而具體噴碼機(jī)與工業(yè)系統(tǒng)采用哪種交互方式則取決于他們之間的約定，與噴墨噴碼機(jī)相比較，激光噴碼系統(tǒng)有更多的數(shù)據(jù)交互方式與工業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

2.1 socket方式

Socket方式是最簡(jiǎn)單的交互方式，是典型才c/s交互模式，一臺(tái)客戶(hù)機(jī)，一臺(tái)服務(wù)器，服務(wù)器提供服務(wù)，通過(guò)ip地址和端口進(jìn)行服務(wù)訪問(wèn)，而客戶(hù)機(jī)通過(guò)連接服務(wù)器指定的端口進(jìn)行消息交互，其中傳輸協(xié)議可以是tcp/UDP協(xié)議，而服務(wù)器和約定了請(qǐng)求報(bào)文格式和響應(yīng)報(bào)文格式。

2.2 ftp/文件共享服務(wù)器方式

對(duì)于大數(shù)據(jù)量的交互，采用這種文件的交互方式最適合不過(guò)了，系統(tǒng)A和系統(tǒng)B約定文件服務(wù)器地址，文件命名規(guī)則，文件內(nèi)容格式等內(nèi)容，通過(guò)上傳文件到文件服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)共享數(shù)據(jù)方式

系統(tǒng)A和系統(tǒng)B通過(guò)連接同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的同一張表進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，當(dāng)系統(tǒng)A請(qǐng)求系統(tǒng)B處理數(shù)據(jù)的時(shí)候，系統(tǒng)A Insert一條數(shù)據(jù)，系統(tǒng)B select 系統(tǒng)A插入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

2.4 message方式

系統(tǒng)A和系統(tǒng)B通過(guò)一個(gè)消息服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，系統(tǒng)A發(fā)送消息到消息服務(wù)器，如果系統(tǒng)B訂閱系統(tǒng)A發(fā)送過(guò)來(lái)的消息，消息服務(wù)器會(huì)消息推送給B，雙方約定消息格式即可。

3 結(jié)論

在理論的狀態(tài)下進(jìn)行大膽的設(shè)想有許多不足之處，但筆者認(rèn)為激光噴碼技術(shù)在乳化炸藥的包裝產(chǎn)品上會(huì)發(fā)揮越來(lái)越大的作用，隨著時(shí)代的進(jìn)步，民爆行業(yè)的智能化、信息化發(fā)展大勢(shì)所趨，通過(guò)激光噴碼技術(shù)能解決乳化炸藥包裝線上噴墨噴碼技術(shù)所不能解決的問(wèn)題，進(jìn)而研究炸藥包裝內(nèi)外編碼一體化，有助于獲取炸藥產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息，提高企業(yè)的管理效率，并有力的掌控了炸藥的流向來(lái)源，有助于社會(huì)安定和諧，是政府和企業(yè)共同期盼的目標(biāo)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 曹長(zhǎng)應(yīng)，劉繼芳.激光原理與技術(shù)[M].北京科學(xué)出版社，2010.

[2] 陳佳壁.激光原理及應(yīng)用[M].北京電子工業(yè)出版社，2008：150-165.

[3] 常新巖，謝永言，鄭永芬.工業(yè)炸藥自動(dòng)包裝線的安全性探討[J].爆破器材，2009，38（1），8-10.