制造业的2D符号读者。．．.By Nello Zuech，主席，Vision Systems International，咨询

机器愿景现在被坚定地作为阅读大多数2D符号的方法。在这个国家，三种不同的2D符号已成为事实上标准。PDF-417，广泛用于运输和接收应用程序的纸张跟踪可追溯性的堆叠1D代码。光栅激光扫描仪最好读取它。Maxicode看起来像蜂窝中间的蜂窝，中间的靶心目标，广泛用于包裹分拣应用。基于机器视觉的扫描仪最好读取它。数据矩阵是一种类似棋盘的代码，由制造业最广泛采用。同样，基于机器视觉的扫描仪最好读取它。在日本，人们会发现QR码很受欢迎。该符号具有三个角落的定位器图案，也是由基于机器视觉系统的最佳读取。 All of these 2D symbol readers come in fixed mounted or hand held versions. This list is not meant to be a comprehensive list of all 2D symbols, just those most popular in this country.

除了较小的占地面积和更高的数据密度外，2D代码享有其他优点：它们没有取向限制和少量对比度。它们可以应用于许多不同的方式，并具有严格的纠错形式。许多人也具有内容内置于代码中的冗余，使得可以读取已被部分删除的代码。它们也是合理耐受性的扭曲。

工业应用正在推动2D代码的采用。从根本上说，2D代码读取器是数据采集系统，可以集成到管理信息系统中，优化生产效率和质量。它们被用于过程防错、在制品监测和后期制作跟踪。对于电信、汽车、半导体和其他电子制造商来说，特别是在需要部件单元可追溯性的地方，标记太小而无法使用传统条形码的组件的标准格式是至关重要的。这些行业已经建立了基于二维(2D)符号的空间限制标记标准。小型产品标记对医疗器械和制药行业也至关重要。在这种情况下，统一代码委员会(UCC)开发了一个多行业标准。

采用Data Matrix代码读取器的一个主要驱动因素是部分可跟踪性。因为数据矩阵代码可以打印为单个的正方形或点，它可以直接蚀刻，冲压，喷墨打印，激光刻或喷到金属，塑料和其他材料上。由于许多零件本身不便于标签附着，直接零件标记作为零件追踪的手段正变得越来越普遍。数据矩阵代码更受欢迎，因为它不占用太多空间，因此不会影响部件的功能、完整性或美学。

二维条形码读取器或矩阵码读取器通常包含与机器视觉应用程序相关的功能：查找例程来定位代码，增强例程以锐化标记，分析程序进行解码和读取代码。虽然存在用于读取矩阵码的手持读取器，但矩阵码读取器通常被设计用于在固定位置处的开销读数。

矩阵代码阅读器本质上是机器视觉系统和/或特定于应用程序的智能摄像机。这些系统将CCD区域成像仪、用于图像增强、“查找”和解码的图像处理硬件/软件，以及必要的照明和光学集成到一个单独的包中。基于机器视觉的2D符号读取器通常使用区域成像仪对整个符号进行拍照。典型的机器视觉算法用于增强图像，根据符号的基准定位符号，分割图像，并应用解码算法读取代码。

作为智能摄像机实现，它们在包装中具有相似，并用于其线性/激光等价物，现在达到相同的成本。作为机器视觉系统，有些具有同时执行OCR / OCV功能的能力，这在某些应用中是一个额外的优势。

直接部分标记已成为常规或法例规定的典型应用行业包括:

• 航空航天-发动机零件，涡轮叶片和其他制造零件和总成
• 半导体 - 晶片，包装
• 电子-裸和组装板
• 汽车发动机及其它装配件
• 医疗器械 - 医疗植入物，工具，医疗试剂盒，小瓶
• 药品-标签，容器，吸塑包装
• 安全-零件的识别，以防止伪造或篡改。

直接的零件标记可以跟踪产品直到它被废弃。当零件需要永久标记时，可以使用直接标记。通过一个零件跟踪数据库，可以保持零件的准确历史:何时和如何制造，在哪里制造，谁拥有它，有多长时间，等等。在半导体行业，除了生成每个组件的制造历史记录外，产品跟踪还提供了从加工到封装的整个制造过程的最优控制。就某些航空航天部件以及军事和医疗设备而言，法律要求直接进行部件标记。

在航空航天行业的情况下，美国航空运输协会已在其ATA规范文件中发出了指导方针（第9章）。In summary they suggest that permanent parts identification ‘‘allow for ‘cradle-to-grave’ tracking of serialized parts and to facilitate the use of automated processes in parts handling, this specification allows the use of multiple bar code symbology to permanently mark an aircraft part. The model for this specification was the license plate concept for registration. License plates are simply pointers to a database of unlimited fields of tracked information. Similarly, the part number and serial number uniquely identify aircraft parts and become the pointer. Airlines use part numbers and serial numbers of repairable components in many daily business activities. These include provisioning, processing warranty claims, tracking part flight hours and landings, tracking part installation and removal time, and monitoring regulatory agency compliance.’‘ It is projected that marks will be on every single component in an airplane by 2005.

在汽车行业中，汽车行业行动组支持数据矩阵代码。他们已经发布了一个规范，要求所有汽车部件的标记都需要数据矩阵。他们还最终确定了支持2D编码的第二代运输标签标准。组件供应商正在使用2D来跟踪无钥匙进入系统、无线电组件、气囊系统组件、活塞、扭矩转换器、喷油器等。

(EIA)引入了一个标准(ANSI/EIA-706)，规定了DataMatrix ECC200协议在所有行业间组件标记中的使用。EIA的556B标准还规定了使用PDF 417和MaxiCode作为运输标签。在生产运行的开始用2D代码标记印刷电路板，可以在整个生产运行过程中跟踪和监控部件。在组装操作中，自动取放机可以读取2D代码并设置机器程序，将正确的芯片放置到电路板上。自动分拣机可以使用2D标记将组装好的电路板传送到正确的测试站。经过检查和测试，文件可以使用2D代码跟踪通过或不通过的板。

半导体行业正在迅速用数据矩阵码取代一维条码，因为随着它们生产的图形化晶圆的价值增加(更大的晶圆直径和更细的线宽导致更密集的图形化晶圆)，晶圆上的空间变得更有价值。一个SEMI标准是SEMI T70997 -带二维矩阵代码符号的双面抛光晶圆的背面监测规范。

作为侧面的数据矩阵代码为0.1''可以在整个制造过程以及整个包装操作中携带5或6位数值并允许晶片可追溯性。在包装中，可以在条带，晶片或模具本身上找到2D代码。支撑芯片跟踪的包装设备是这些工具，这些工具通过现场处理，例如模具安装和检查，铅粘接和检测，激光标记和检测和测试处理程序。模级迹线允许制造商将半导体Fab和后端测试系在一起。包装后，测试结果可以与晶片上的特定部位相关联。此外，独特的产品标记和产品可追溯性可以快速导致识别伪造，被盗或误标记的副本。

在制药行业，健康产业商务交流委员会批准了数据矩阵符号的2D应用规范。同样，选择它是因为它节省空间，比任何其他条形码更适合小包装。采用条形码的想法是为了立即进行产品验证，并最终确保药房和医院配药时的患者安全。
2D符号阅读器的应用可能与其他机器视觉系统的应用一样棘手。“打印”代码的各种方法产生的图像质量大不相同。其中一些需要特殊的照明安排来规范背景和/或增强代码的存在。在某些应用中，景深可能成为一个考虑因素。因此，一些应用可能受益于远心光学安排的使用。值得注意的是，机器视觉行业精通使2D阅读器可靠的“诀窍”，即使面对高光和低对比度的应用。

基于机器视觉的数据矩阵代码阅读器与直接零件标记应用程序的结合，在许多制造业中变得越来越普遍。除了“从摇篮到坟墓的部件跟踪”之外，这样的系统对于在制品库存管理和可追溯性，以及对类似部件进行分类以实现自动化和运输准确性，都是非常宝贵的工具。人们现在可以发现，并将继续看到在整个制造业中2D代码的使用增加。

一些公司提供的数据矩阵2D符号读取器用于直接零件标记应用，包括: