二维码激光标刻技术在钢管标识溯源中的应用研究

摘要

当前无缝钢管企业应用自动识别技术来实现钢管的逐支跟踪与信息溯源，是产品质量溯源追踪管理的发展方向之一。本文在调研比较各种无缝钢管逐支跟踪技术的特点基础上，提出了一种无缝钢管直接标刻技术与二维码技术相结合的方法解决无缝钢管的信息标识问题，即利用激光标刻机将具有钢管唯一性信息的Data Matrix二维条码标刻在钢管的管端内壁上，来实现钢管的逐支跟踪与信息追溯。本论文的研究，为无缝钢管的逐支跟踪与信息溯源提供了有效的技术手段。试验方法和实验结果为后续研究和工程应用打下了基础。本论文分为以下四章：
　　第一章介绍了无缝钢管标识技术的研究现状和关键技术，并介绍了二维条码技术的应用现状，分析了Data Matrix二维码在钢管标识中的可行性与优越性；最后阐述了本论文的研究背景、研究意义及研究内容。
　　第二章首先介绍了Data Matrix码的结构特性，并重点介绍了Data Matrix二维码图像预处理；以及改进的最大类间方差法，并在MATLAB平台上对这种改进算法进行仿真模拟；Data Matrix二维码图像定位方法；Data Matrix二维码的编码译码。在MATLAB平台上对Data Matrix二维码图像预处理算法、图像校正算法进行模拟仿真，验证了图像预处理算法的正确性和可靠性。
　　第三章首先介绍了激光标刻机与二维条码识别设备及Data Matrix二维条码的生成方法；并设计了无缝钢管激光标刻平台；对无缝钢管激光标刻工艺参数进行了试验研究。研究了不同直径的钢管、不同粗糙度的钢管表面以及不同的钢管表面颜色等因素对激光标刻质量影响，确定了标刻的工艺方法和工艺参数。并研究了激光标刻机的标刻参数：激光机标刻电流、激光机标刻频率、激光机标刻线间距、激光机标刻速度对二维码标刻质量的影响。同时也对钢管二维码表面质量对条码识别能力影响进行了试验研究，得出了条码尺寸、表面粗糙度和标刻深度对识别速度的影响趋势和取值范围。
　　第四章是全文的总结、创新点、展望，总结了论文的主要工作内容，并对后续的研究提出了自己的想法。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 论文背景及研究意义

1.2 钢管逐支跟踪及其关键技术研究现状

1.3 二维条码技术的研究及应用现状

1.4 论文的研究内容

第二章 Data Matrix二维码实现原理

2.1 Data Matrix二维条码结构特性及编码原理

2.2 Data Matrix二维码图像预处理算法及仿真

2.3 最大类间方差法的改进算法及仿真

2.4 Data Matrix二维码图像定位算法

2.5 Data Matrix二维码的译码

2.6 Data Matrix二维码图像预处理算法的研究和实现

2.7 本章小结

第三章 无缝钢管激光标刻实验研究

3.1 无缝钢管激光标刻机与识别设备的介绍

3.2 无缝钢管激光标刻试验平台的设计

3.3 不同性质的无缝钢管激光标刻工艺参数试验

3.4 激光机标刻参数对钢管二维码标刻工艺试验研究

3.5 钢管激光标刻对二维码识别的影响

3.6 本章小结

第四章 总结与展望

4.1 总结

4.2 主要创新点

4.3 展望

致谢

参考文献

附录