机器可读识别

简介

与几乎所有生产过程一样，电子线路板的组装过程也面临着唯一产品识别和跟踪的问题。此类标签必须记录在自动联机系统中。迄今为止，我们一直使用条形码，如 Code 39 或 Code 128。技术发展和质量管理要求几乎不可避免地会导致以下趋势：

• 由于必须跟踪具有不同加工过程的更多产品，导致数据量增加
• 电路板变得更小，配件密度更高
• 可用于编码的空间变得更小
• 必须降低标签的成本

特别是，前三点需要一种用显著更高的信息密度进行标记的方法。二维码（2D 码）的发展始于上世纪 80 年代末的美国，它在这一领域创造了许多可能性，使得“化圆作方”以及上述所有四个要求都成为可以实现的目标。

借助行业标准实现清晰性和可靠性

在上世纪 90 年代，人们尽情发挥创造力，设计了超过三十种不同的代码符号。与此同时，人们逐渐意识到，无论是必要技术设备（打印机、读取设备、软件等）的用户还是制造商都不能应对这种巨大的变化。为了实现清晰性和可靠性，标准化委员会针对这些二维码符号创建了一项“规范”。近两年来，这一领域再也没有开展过国家性活动 - 所有工作都集中由国际标准化组织的三个工作组（ISO/IEC JTC 1/SC3，WG 1-3）处理。大量基础工作使国家工作组得以创建起来，例如 DIN（德国）的信息技术规范委员会 N1 31。

从条到点 – 数据矩阵 ECC 200！

数据矩阵无疑是领先的代码之一。如今，这种代码符号是小型零件上的机器可读标签的优选。不仅 DIS 16022（国际标准草案）即将发布，与此同时，各种组织也宣布了他们对数据矩阵的建议（汽车工业行动小组 AIAG、电子工业协会 EIA、SEMI 和 EDIFICE）。

数据矩阵的优势显而易见：

• 高数据密度 = 更小的空间需求
• 几乎任何符号大小（可伸缩性）都能适应各种用途
• 适用于几乎所有打印过程（从胶版印刷到热转印，再到喷墨或激光打印机直接标记）
• 即使对比度很低，可读性也很好
• 360 度可读，无需特殊设备
• 字母数字和客户特定的数据设置均可编码
• 可进行电子数据传输
• 由于自动检错和纠错，读取可靠性高

正是这种高度灵活性和小空间需求的结合，吸引了许多电子产品制造商的兴趣。在这个领域，有两种方法在代码的创建方面相互竞争，即贴标签和直接刻印方法（使用喷墨和激光打印机）。

仍有一个问题：是贴标签还是直接刻印？

长期以来，标签一直是可使用的代码载体。但是，数据矩阵的结构（即单个单元形式的结构）也使直接标记方法的实施成为明显有利的选择。例如使用喷墨打印机和激光雕刻进行刻印。这两种方法显然各有利弊。下表列出了实质争论。对面的图表显示热转印到标签上没有直接的问题；但是，它会产生更大的空间需求和更高的成本。对于喷墨直接打印和激光雕刻，有许多条件需要考虑，这些条件对于实际的成功或失败具有决定性作用。

“规范”还是“不规范”，这就是问题所在！

在其图形描述中，数据矩阵码由 3 部分组成，每个部分都有特定的功能。

搜寻模式
定义代码的空间位置和总大小，并允许识别可能的失真。

数据区
包含数据，提供了一个纠错过程，可以识别某些限制范围内的故障并消除它们。

搜寻模式和交替模式首先由它们的功能决定。如果这里出现问题，则无法读码。如果符合标准要求，搜寻模式的 L 形必须由两条连接的直线构成，直线的边缘和宽度必须明确定义。交替模式应由按 50-50 网格排列的独立单元组成（从空白空间到单元）。

作为成功的保证，需要保持最低要求

作为实践中可能出现的偏差的示例，喷墨打印应显示如下。

数据区
单个单元明显偏离网格中心。它们在两个中心点中间的准确位置上的排列不再有任何逻辑。这会启动纠错。

改进的评估方法确保了数据矩阵符号以可读取的方式生成。然而，值得注意的是，即使代码受到外部灰尘或清洁的影响，纠错也能确保可读性和读取可靠性。但是需要比例得当的这种备份；为了能够解码一个符号，必须改进过程中的读取设备。这就是为什么应该定义保证功能备份保存的最低要求。

对面的图表描述了这个问题。它关注包含一个单元的区域。如果这个区域太小，将会缺乏传感器检测。如果太大，那么相邻的单元会被置为“1”。在这两种情况下，都会出现替换错误。

在图 2 中，我们看到了代码点从中心“迁移”。在极端情况下，该点正好位于两个中心之间。在此之后，将无法再在矩阵中的特定位置逻辑排列该点。

下面绘制的二次单元（图 3）是典型的理想单元。我们将这个模型作为参考。如果单元显示为点而不是样方（正方形），那么通常情况下，该区域更小。如果点的直径与样方边缘的长度相同，那么该区域就会小 20% 左右。这是可以容忍的。对于从中心“迁移”，不应超过 25% 的最大值。此后，考虑到所有其他公差，无法再保证逻辑上正确排列。ISO 工作组 SC 31 WG 3 正在起草关于这一主题的“符号打印质量指南”。到 1999 年底，应制定具体的建议。