一種用于鋼鐵冷加工過程的二維碼標識系統

方木云 黃清 吳輝冬 仇禎

摘 ?要：二維碼具有信息量大、糾錯能力強、易被掃描設備快速識別等優點，常被粘貼在物品的表面作為物品的唯一性標識。但是對于反復冷加工的鋼鐵工件來說，在加工的過程中難以粘貼二維碼。為此提出一種磁性二維碼標識系統，在堆放的時候，二維碼標識盒靠磁性粘貼在加工件的端面來標識;在加工的時候，取下二維碼標識盒，從而解決了標識和加工這對矛盾。掃描二維碼可以得到工件材質和每道工序的加工內容、加工時間和加工者等基本信息。

關鍵詞：二維碼;鋼鐵冷加工;標識系統

中圖分類號：TP311 ? ? 文獻標識碼：A

Abstract： The two-dimensional code is often pasted on the surface of the item as the unique identification of the item as it has several advantages， such as large amount of information， strong error correction ability， and easy recognition by the scanning devices. However， for steel parts that are repeatedly cold-processed， it is difficult to paste a two-dimensional code during the processing. Therefore， a magnetic two-dimensional code identification system is proposed. When stacked， the steel parts can be identified by the two-dimensional code identification box which is magnetically pasted on the end surface of the processed par. During processing， the two-dimensional code identification box is removed， so the contradiction between identification and processing is solved. The basic information of steel parts， such as the material of parts， processing content， processing time and processor of each process， are all available， when the two-dimensional code is canned.

Keywords： two-dimensional code; cold processing of iron and steel; marking system

1 ? 引言（Introduction）

在某一應用范圍內，二維碼是標注物品唯一性的重要方法，它們往往是粘貼、噴印或者刻錄在相應的物品表面上。如超市里面的商品貼有二維碼、工廠里面的成品噴印有二維碼或者刻錄了激光碼，這些二維碼記錄商品或成品的大量信息，作為唯一性標識伴隨著物品進行流通[1，2]。然而，在現實世界中有很多物品需要標識唯一性，以便記錄它們的生產過程，為后續的工作量考核和質量追溯提供依據。但在它們一系列的加工過程中，如果采用傳統的粘貼、噴印或者刻錄的方式來固定二維碼，就成為不可能。這有兩個原因：一是在進一步的加工過程中會導致二維碼損壞，如搬運過程中碰落掉或直接被加工掉等;二是在加工過程中還需要不斷增加二維碼的信息，如新工序的加工開始時間和結束時間、加工內容、加工者等信息。因此，在加工生產線中，如何利用二維碼來標識出加工件的唯一性，同時保證二維碼不被多次加工損壞掉，以及還需要不斷補充二維碼的信息，成為一個需要解決的棘手問題，解決好這一問題具有非常重要的實用價值。特別是鋼鐵行業，我國鋼鐵產量占據全世界第一的位置，大量的鋼鐵產品需要進行冷加工，從而生產出生活中需要的產品。各種冷加工工序多，當對工件進行二維碼標識，為后續的工作量考核和質量追溯提供依據時，就存在上面所述的問題。

2 ? 二維碼標識系統的簡介（Introduction to two-dimensional code technology）

二維碼技術最早于20世紀40年代，但得到實際應用和迅速發展還是在近10年間，國外對二維碼技術的應用開始于20世紀80年代，在二維碼符號表示技術研究方面，已經得出了很多種碼制，常見的有PDF417、two-dimensional、Code One等[3，4]。二維碼是通過利用垂直方向的尺寸來提高條碼的信息密度，通常情況下其密度是一維碼的幾十到幾百倍，這樣我們就可以把產品信息全部存儲在一個二維碼中，要查看產品信息，只要用識讀設備掃描二維碼就可以得到;其次就是二維碼抗損抗干擾和糾錯能力強，二維碼在形成過程中加入了在污損、錯位情況下的替代運算，使得二維碼具有錯誤校驗能力和錯誤糾正能力;最后，二維碼可實現信息自動“快速傳遞”，極大提高了信息錄入的速度，減少人為失誤，提高工作效率，實現管理上的自動識別和跟蹤監管。隨著無線移動網絡的出現，手機掃描二維碼成為現實，二維碼技術廣泛應用在移動支付、視覺定位和智能制造等各個方面[2-8]。

2.1 ? 二維碼結構

本二維碼目的在于解決鋼鐵生產過程中，鋼鐵加工變形與二維碼標識固定的沖突問題，提供了一種用于鋼鐵冷加工過程的二維碼標識器及標識系統，能夠在鋼鐵加工過程中移動和保護二維碼，并隨著鋼鐵加工信息的變化靈活更新二維碼信息。

下面對二維碼標識器進行形式化描述：結合圖1，本實施例的一種用于鋼鐵冷加工過程的二維碼標識器，規格為40mm（長）×40mm（寬）×10mm（高），包括保護殼1、封蓋2和吸附件3，所述的吸附件3內部設置有磁鐵，保護殼1與吸附件3相連，該標識器充分利用了鋼鐵自身具有磁性的特點，可通過磁鐵吸附于加工完的鋼鐵產品的端面上，而在進行加工時，能靈活的將該標識器取下，保護其存放的鋼鐵相關信息在加工過程中不被損壞。另外，工作人員可通過其透明保護殼1直接掃描，快速獲得鋼鐵加工過程中的信息。同時，該標識器具有可重復使用的特點，結合其保護作用，二維碼標簽頁5可以不采用樹脂等比較貴的材質，直接使用A4紙打印制作，每道工序僅消耗價格低廉的A4紙，降低生產成本。

2.2 ? 二維碼盒結構

為了在加工過程中，保護二維碼不被損壞，二維碼放置在二維碼盒里。結合圖2，這是一種用于鋼鐵冷加工過程的二維碼盒，結構基本同圖1所述，所述的吸附件3包括外盒31，外盒31內部設置有電池33、導線34和電磁鐵35，電池33通過導線34與電磁鐵35相連;外盒31外部設置有開關32控制電磁鐵35，當需要更換二維碼標簽頁5時，按動開關32使電磁鐵35斷電，方便工作人員自鋼鐵上取下標識器，不會出現吸附過緊不易取下的問題;外盒31上還開設有盒蓋36，能通過該盒蓋36更換電池33，保證電磁鐵35的吸附能力。

結合圖3和圖4，所述的插槽11兩端設置有滑槽12，該標識器還包括抽拉件4，該抽拉件4為一面敞開的盒體結構，其內部能容納二維碼標簽頁5;抽拉件4的兩側面設置有卡塊43，抽拉件4能夠通過卡塊43與滑槽12的配合，在保護殼1內往復移動，可順利的將紙質的二維碼標簽頁5自保護殼1中放入、取出，不會使紙質二維碼標簽頁5卷邊、折疊。所述的抽拉件4上通過軸連接有助拉件42，抽拉件4對應助拉件42設置位置的側板41上設置有凹槽，在封蓋2與吸附件3吸附時，助拉件42能夠置于該凹槽內，且側板41和助拉件42均為薄板，不會影響封蓋2的正常閉合;需要更換二維碼標簽頁5，可通過助拉件42將抽拉件4取出，便于工作人員的操作。

2.3 ? 鋼鐵冷加工過程的二維碼標識系統

開發一套用于鋼鐵冷加工過程的二維碼標識系統，該系統包括多個工位，每個工位均設置掃描儀、計算機、打印機、傳送帶;計算機分別與掃描儀、打印機相連，二維碼標識器能夠吸附于鋼鐵產品上，掃描儀掃描標識器中二維碼標簽頁5上二維碼信息，并輸送給計算機;計算機通過打印機打印更新后二維碼標簽頁5;攜帶標識器的鋼鐵產品通過傳送帶輸送至下一工位。

具體標識過程包括以下步驟：

步驟1：加工前，掃描儀掃描標識器中二維碼標簽頁5，掃描界面如圖1所示，此時可得到鋼鐵產品的基本信息，如產品的材質和來源等和一些歷史加工信息，又如工序的加工開始時間和結束時間、加工內容、加工者等信息，這些信息會輸送給計算機，并在信息系統中顯示，如表1所示。

步驟2：將二維碼標識器自鋼鐵產品上取下，為鋼鐵產品的加工做準備。

步驟3：加工完成后，在計算機中錄入新的加工信息，并通過打印機打印更新后二維碼標簽頁5，工作人員將舊的二維碼標簽頁5自標識器中取出，放入新的二維碼標簽頁5，再將該標識器重新吸附在鋼鐵產品上，通過傳送帶輸送至下一工位。

3 ? 整體加工流程（Overall processing flow）

在堆放的鋼鐵表面裝上二維碼識別盒，在冷加工鋼鐵加工件之前，先使用掃描設備掃描本二維碼識別器盒中的二維碼，在PC端會顯示該冷加工鋼鐵加工件的材質和來源等基礎信息和一些歷史加工信息，如工序的加工者身份、加工的開始時間和結束時間，加工內容及工序操作等信息。

準備加工之前，將二維碼標識器從鋼鐵加工件上取下，對其進行相應的冷加工，等鋼鐵加工件加工完成之后，在PC端錄入新的加工信息，并通過打印機更新二維碼標簽，將新二維碼替換前一工序的二維碼，可實現信息自動“快速傳遞”，極大提高了信息錄入的速度，減少人為失誤，提高工作效率，實現管理上的自動識別和跟蹤監管;再將標識器盒吸附在已經經過加工的鋼鐵端面，通過傳送帶運輸至下一工位;最終掃描入庫存檔。整個鋼鐵冷加工過程的二維碼標識器及標識系統如圖5所示。

4 ? 結論（Conclusion）

本文的目的是在于解決鋼鐵生產過程中，鋼鐵加工變形與二維碼標識固定的沖突問題，提供了一種用于鋼鐵冷加工過程的二維碼標識器及標識系統，解決了傳統固定碼無法標識加工過程中的工件唯一性問題。本文的二維碼標識盒能夠在鋼鐵加工過程中移動和保護二維碼，并隨著鋼鐵加工信息的變化靈活更新二維碼信息，便于加工者工作量考核量和鋼鐵加工件質量的跟蹤。

參考文獻（References）

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[8] 王俊，王子涵.基于二維碼高速賦碼與視覺技術在智能制造中的研究與應用[J].電子世界，2020（08）：190-191.

作者簡介：

方木云（1968-），男，博士，教授.研究領域：軟件工程，信息系統.

黃 ? 清（1995-），男，碩士生.研究領域：軟件工程.

吳輝冬（1995-），男，碩士生.研究領域：軟件工程.

仇 ? 禎（1993-），男，碩士生.研究領域：軟件工程.