專利名稱：一種用激光束在畜禽胴體體表灼刻的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用激光束灼刻的方法，具體是一種用激光束在畜 禽胴體體表灼刻的方法。
背景技術(shù)：
中國目前是世界上最大的畜禽肉類生產(chǎn)國和消費國，畜禽肉類質(zhì) 量安全問題尤為重要和緊迫。在畜禽肉類的生產(chǎn)、屠宰、流通、消費 四個環(huán)節(jié)中，均存在著不同程度的安全問題，如私刻檢疫章，偽造假 《動物檢疫合格證》， 一 "票"多畜禽肉等情況，近一段時間以來， 畜禽屠宰行業(yè)中私屠亂宰、注水畜禽肉、高溫畜禽肉、病死畜禽肉流 入巿場等現(xiàn)象十分突出。目前在屠宰后的畜禽胴體體表上標識印記， 主要是釆用加蓋圖章的方法，這種方式不美觀，對畜禽胴體體表污染 嚴重，影響產(chǎn)品的流通。所加蓋的標記只能是簡單重復(fù)的信息，不能 隨每一個個體變換信息內(nèi)容。這樣的標記不能真實的反映出被屠宰畜 禽胴體信息，現(xiàn)有巿場類似激光設(shè)備和激光灼刻方法，沒有專門設(shè)計 配套的激光灼刻方法在畜禽屠宰自動化流水線上的應(yīng)用，無法滿足屠 宰場生產(chǎn)線和生產(chǎn)工藝的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用激光東在畜禽胴體體表灼刻的方法， 用于畜禽胴體體表皮肉防偽、防串貨，使得畜禽胴體體表的相關(guān)信息 能夠和畜禽胴體體表緊密的聯(lián)系在一起，牢固捆綁在一起，永久不可 擦除，使用本發(fā)明方法可在畜禽胴體體表標刻品名、規(guī)格、生產(chǎn)曰期、 有效期、生產(chǎn)批號等內(nèi)容，更可與物流防偽數(shù)碼系統(tǒng)聯(lián)通，通過畜禽 胴體體表上標刻唯 一 防偽密碼，消費者可以視覺和觸覺識別畜禽胴體 體表相關(guān)信息，還可通過查詢終端、網(wǎng)絡(luò)、電話或短信進行信息查詢，該條信息被查詢后即刻廢止；保證信息的唯一性和準確性。整個系統(tǒng) 形成閉環(huán)控制，制假者無法實施批量假冒。百姓吃放心畜禽肉類，政 府便于管理、約東企業(yè)規(guī)范自律、杜絕不合格的畜禽肉類流入市場危 害百姓，讓消費者放心消費，穩(wěn)定畜禽胴體體表肉類市場秩序，規(guī)范 銷售環(huán)節(jié)，維護社會主義巿場經(jīng)濟秩序。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是釆用 一種用激光束在畜禽 胴體體表灼刻的方法，所述方法包括以下步驟
Sl:將灼刻信息輸入激光設(shè)備控制器中；
S2:將畜禽胴體靜置、或置于運行的生產(chǎn)流水線上，使畜禽胴體 體表朝向激光設(shè)備；
S3:在所述激光設(shè)備中裝有激光器、振鏡、傳感器、擴束鏡、自 動變焦裝置、聚焦鏡，所述激光設(shè)備由控制器控制；
S4:傳感器檢測到畜禽胴體進入激光標刻區(qū)域，輸出信號到控制
器；
S5:控制器控制激光器發(fā)出激光東，經(jīng)過擴束鏡進行擴束及模式
修正；
S6:由控制器控制，將擴束后的激光東于聚焦前或聚焦后照射到 振鏡上；
S7:由控制器控制振鏡擺動，激光束通過擺動的振鏡和聚焦鏡在 畜禽胴體體表聚焦、掃描，所述掃描的軌跡形成文字或圖形。
其中，所述激光束的波長范圍在紅外光區(qū)域，所述激光器的功率 范圍在200W以下。
其中，所述振鏡選用二維振鏡或三維動態(tài)聚焦振鏡。
其中，所述控制器包括中央處理器、控制卡，所述控制卡執(zhí)行專 用軟件程序。
其中，所述聚焦是激光束照射到振鏡之前用聚焦鏡頭聚焦，或是 激光東從振鏡上反射后用聚焦鏡頭聚焦。其中，所述振鏡與驅(qū)動電機連接，所述驅(qū)動電機與驅(qū)動電路連接， 所述驅(qū)動電路與控制卡連接，所述驅(qū)動電機按照控制卡設(shè)定的軟件程 序驅(qū)動振鏡擺動，所述控制卡同時控制激光束的開或關(guān)，所述振鏡的 擺動用于激光東按照控制卡設(shè)定的軟件程序在畜禽胴體體表上掃描， 所述掃描軌跡在畜禽胴體體表留下文字或圖形刻痕。
其中，所述激光東在畜禽胴體體表掃描控制與激光器的開關(guān)控制 精密配合，所述配合由控制卡控制。
其中，所述自動變焦裝置安裝在激光設(shè)備內(nèi)，所述自動變焦裝置 由控制器控制，所述自動變焦裝置用于擴大激光東在畜禽胴體體表掃 描的有效面積。
本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于，在畜禽胴體體表留下不可擦涂的 痕跡，替代現(xiàn)有易涂改表皮的傳統(tǒng)標記方式，防止屠宰后畜禽產(chǎn)品非 法流入市場，促進屠宰企業(yè)自律。同時通過對刻灼信息的加密，配以 計算機數(shù)據(jù)庫查詢系統(tǒng)和相應(yīng)外設(shè)，可以實現(xiàn)防偽防串貨査詢，該方 法的推廣具有如下的意義
1. 保護消費者的身體健康有一定的作用；
2. 對經(jīng)營者的追溯有實際意義；
3. 加強政府的監(jiān)管；
4. 守法企業(yè)權(quán)益得到維護，企業(yè)成本的節(jié)約，經(jīng)濟效益上升；
5. 批發(fā)企業(yè)及聯(lián)合體管理更加有效，促進更大成面的企業(yè)自律；
6. 輔以必要的監(jiān)查措施，形成對非法者的強大威懾，預(yù)防違法行 為于未實施階段,.掐其源頭；
7. 老百姓可以非常直觀地分辨真假，極易實施自覺的維權(quán)行為；
8. 先進的數(shù)字化的管理，解決先前由于技術(shù)手段落后造成的管理 水平低下的難題；
9. 百姓吃放心肉，政府便于管理、約束企業(yè)規(guī)范自律、杜絕不合 格的畜禽胴體體表肉流入市場危害百姓。


圖l是本發(fā)明控制器專用軟件控制流程圖。
具體實施例方式
以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。 本發(fā)明的具體實施方式
是，將激光東應(yīng)用于畜禽胴體體表灼刻的
步驟包括
第一步將灼刻信息輸入激光設(shè)備控制器中；
第二步將畜禽胴體靜放、或放在運行的流水線上，使畜禽胴體 體表朝向激光設(shè)備；
第三步在所述激光設(shè)備中裝有激光器、振鏡、傳感器、擴束鏡、 自動變焦裝置、聚焦鏡，所述激光設(shè)備由控制器控制；
第四步傳感器檢測到畜禽胴體進入激光標刻區(qū)域，輸出信號到 控制器；
第五步控制器控制激光器發(fā)出激光束，經(jīng)過擴束鏡進行擴束及 模式修正；
第六步由控制器控制，將擴東后的激光東于聚焦前或聚焦后照 射到振鏡上；
第七步由控制器控制振鏡擺動，擺動的振鏡和聚焦的激光束在 畜禽胴體體表聚焦、掃描，所述掃描的軌跡形成文字或圖形。
在本發(fā)明中，激光束釆用紅外光區(qū)域的光波，所選用的激光器功 率范圍在200W以下之間。振鏡選用的是二維振鏡或三維動態(tài)聚焦振 鏡。所述控制器是激光設(shè)備中的控制卡，也可將控制卡通過總線與外 部計算機連接在一起，控制卡執(zhí)行專用的軟件程序。專用軟件程序如 圖1所示，圖中走筆指令-是激光器出光、振鏡運動指令，圖中空 筆指令-是激光器不出光、振鏡運動指令，圖中檢測信號-是檢 測傳感器的輸出信號。所述專用程序是需要在畜禽胴體體表皮表面 灼刻的具體內(nèi)容的程序，和具體對激光設(shè)備進行各種控制指令的程序。聚焦是激光束照射到振鏡之前用聚焦鏡頭聚焦，或是激光束從振 鏡上反射后用聚焦鏡頭聚焦。所述振鏡與驅(qū)動電機連接，所述驅(qū)動電 機與伺服驅(qū)動電路連接，所述伺服驅(qū)動電路與控制卡連接，所述驅(qū)動 電機按照控制卡設(shè)定的軟件程序驅(qū)動振鏡擺動，所述控制卡同時控制 激光束的開或關(guān)，所述振鏡的擺動用于激光東按照控制卡專用的軟件 程序在畜禽胴體體表上掃描，掃描軌跡在畜禽胴體體表留下文字或圖 形刻痕。激光東在畜禽胴體體表掃描控制與激光器的開關(guān)控制有專用 程序的控制使其能夠達到精密配合效果，所述的配合是由控制卡來控 制的。自動變焦裝置安裝在激光設(shè)備內(nèi)，自動變焦裝置也是由控制器 控制，自動變焦裝置是用于改變激光束在畜禽胴體體表掃描的有效面 積。
激光能夠在畜禽胴體體表作用形成不可擦除的原理是 激光打標工藝是廣泛應(yīng)用的新技術(shù)，它是利用適當能量密度的、 聚焦在工件表面的激光光東對目標表面掃描，使材料發(fā)生物理或化學
變化，在表面上形成痕跡，從而形成標記的過程。它具有應(yīng)用范圍廣、 打標速度快、性能穩(wěn)定、質(zhì)量高、運行成本低、環(huán)境污染小、易于用 計算機控制等優(yōu)點，已經(jīng)成為激光重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。利用激光經(jīng) 過擴束，掃描聚焦的方式將聚焦的激光作用于畜禽胴體體表上，通過 畜禽胴體體表和激光束的相對移動，由于聚焦的激光的瞬間高能量作
用，使得畜禽胴體體表瞬間高溫氣化或者是呈現(xiàn)熔融狀態(tài)，留下凹痕 或者是突起的痕跡，從而實現(xiàn)永久刻痕。同時通過計算機智能軟件控 制硬件控制卡，控制卡發(fā)出指令控制振鏡，使得激光能夠在一定的范 圍內(nèi)刻下文字圖形等信息，并且將信息永久保留在畜禽胴體體表上， 實現(xiàn)畜禽胴體體表肉或者是食品的防偽、防串貨。
激光具有四個特點，即高亮度、干涉性好、方向性好、單色性好; 在能量光電子應(yīng)用方面，能量在l瓦到幾十瓦甚至于百瓦級的激光， 波長為紅外光區(qū)域的激光都可應(yīng)用于激光標記。其主要原理是通過激光匯聚在物質(zhì)表面，利用激光的瞬時高能量，在表面形成瞬時高溫， 使得表面物質(zhì)蒸發(fā)露出深層物質(zhì)，或者是能導(dǎo)致表層物質(zhì)的化學物理 變化而"刻"出痕跡，或者是通過光能燒掉部分物質(zhì)，顯示所需刻蝕 的圖形、文字。畜禽胴體體表屬于非金屬蛋白質(zhì)以及膠質(zhì)物質(zhì)，通過 激光的瞬時高溫，同時激光束與畜禽胴體體表表皮的相對運動，使得 畜禽胴體體表表皮物質(zhì)瞬時氣化蒸發(fā)，形成凹痕或者是呈現(xiàn)熔融狀態(tài) 而顯現(xiàn)出與激光未作用部分的顏色或者是表面深淺不一樣，能夠通過 視覺作用清晰的分辨出所灼刻的信息。由于產(chǎn)生的刻痕清晰，同時由 于作用的原理形成的刻痕不是涂敷的方法，也不是機械的雕刻，所以 在不破壞畜禽胴體體表的情況下不可涂改或者是擦除，真正地實現(xiàn)了 信息和畜禽胴體體表的結(jié)合，不可擦除，永久保留。 四種典型的運動灼刻方式的描述
第一種、激光灼刻系統(tǒng)靜止，畜禽胴體體表靜止。這種方式相當 于激光器靜止，畜禽胴體體表也靜止，激光和畜禽胴體體表之間的相 對運動是依靠大幅面掃描振鏡在控制系統(tǒng)的控制下掃描，使得激光東 的運動形成信息灼刻。
第二種、激光灼刻系統(tǒng)運動，畜禽胴體體表靜止。該方式是采用 激光器的功率比較小，振鏡掃描的面積也小，但是激光器和振鏡系統(tǒng) 被裝載在自動間歇運動的機械裝置上，當小范圍的振鏡掃描完一小塊 面積后，機械裝置運動一個相應(yīng)的位置，激光器和掃描系統(tǒng)再進行掃 描，直至該畜禽胴體體表所有面積完全被激光灼刻。
第三種、激光灼刻系統(tǒng)靜止，畜禽胴體體表運動。該方式屬于在 線式飛行標記方式，其原理是畜禽胴體體表在運動時，在飛行激光標 刻系統(tǒng)的控制下，激光掃描振鏡也按照相同的速度運動，同時再加上 文字圖形的運動信息的掃描運動，形成不變形的飛行灼刻。
第四種、激光灼刻系統(tǒng)運動，畜禽胴體體表運動。該方式的運行 類似于第二第三種方式只是激光器和振鏡系統(tǒng)在掃描運動時加上畜禽胴體體表的運動速度偏移即可。
在本發(fā)明中二維激光掃描振鏡工作原理，利用鏡面對光的反射原 理，依據(jù)反射角和入射角相等的定理，通過鏡片的角度改變使得入射 在鏡片上的激光改變位置，同時用高精度的伺服電機和鏡片連接在一 起，通過軟件和精密控制板卡控制伺服電機，實現(xiàn)對激光的控制，同 時利用兩軸系統(tǒng)控制的來回振動，實現(xiàn)激光在XY方向的運動，即實 現(xiàn)XY平面一定范圍內(nèi)任意點的定位掃描。
三維動態(tài)聚焦系該系統(tǒng)使得激光在大面積平面內(nèi)，激光在平面每 一點進行實時調(diào)整，每一點都能夠在焦平面加工，保證激光加工的均 勻和聚焦。
由于輸出鏡頭的成本和大小限制以及二軸偏轉(zhuǎn)單元的光束孔徑 限制，這種限制有礙于在中等大小掃描范圍內(nèi)產(chǎn)生較小光斑的功能。 三軸子系統(tǒng)滿足對于小光斑尺寸大加工范圍的應(yīng)用要求，并允許使用 相同偏轉(zhuǎn)單元改變工作距離、范圍和光斑大小。三軸技術(shù)也適用于針 對移動目標的動態(tài)應(yīng)用，因為在三維應(yīng)用中，相應(yīng)的激光設(shè)備能夠加 工非平面部件或不光滑表面。
在沒有焦點校正的子系統(tǒng)中，向任一軸向移動工作范圍中心聚焦 的激光光斑時，都會劃出一個弧形，在工作范圍上方產(chǎn)生一個聚焦點 的球面。在遠離工作范圍中心的位置，激光光束沒有聚焦。這是因為 當掃描器將光束向遠離工作范圍中心的方向引導(dǎo)時，從鏡頭到物體的 距離增加了。
在三軸掃描單元中，激光東首先進入移動鏡頭。透過移動鏡頭之 后，光東快速分散，直到進入一個或兩個聚焦鏡頭。現(xiàn)在會聚的光東
穿過鏡頭，并由一組X和Y鏡片(這些鏡片由振鏡式掃描器移動) 引導(dǎo)。X和Y鏡片呈直角排列，向下引導(dǎo)光束，覆蓋工作范圍的長和寬。
在三軸系統(tǒng)中，通過微調(diào)移動鏡頭和聚集鏡頭之間的距離來實現(xiàn)
10聚焦補償，由于掃描器通過第三個移動軸一 "Z"軸在整個工作范圍 內(nèi)引導(dǎo)光束，故而得名"3軸系統(tǒng)"
稱Z軸為直線模塊，它是用來將激光光斑沿光軸向下移動的光 學機械組件。因此，激光束子系統(tǒng)能夠裝入不同的偏轉(zhuǎn)單元。激光束 子系統(tǒng)的聚焦屬性由直線模塊決定，直線模塊裝有一個或兩個聚焦鏡 頭。
在物件運動時，激光掃描振鏡在該物體運動方向上的一軸振鏡， 在靜態(tài)打標掃描的基礎(chǔ)上同時加上與物件運動方向和速度一致的速 度和偏移，這樣就能保證標刻出來的標記與靜態(tài)標記一致。
以上為本發(fā)明的最佳實施方式，依據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員能夠顯而易見地想到的一些雷同、替代方案，均應(yīng)落 入本發(fā)明保護的范圍。
1權(quán)利要求
1、一種用激光束在畜禽胴體體表灼刻的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟S1將灼刻信息輸入激光設(shè)備控制器中；S2將畜禽胴體靜置、或置于運動的生產(chǎn)流水線上，使畜禽胴體體表朝向激光設(shè)備；S3在所述激光設(shè)備中裝有激光器、振鏡、傳感器、擴束鏡、自動變焦裝置、聚焦鏡，所述激光設(shè)備由控制器控制；S4傳感器檢測到畜禽胴體進入激光標刻區(qū)域，輸出信號到控制器；S5控制器控制激光器發(fā)出激光束，經(jīng)過擴束鏡進行擴束及模式修正；S6由控制器控制，將擴束后的激光束于聚焦前或聚焦后照射到振鏡上；S7由控制器控制振鏡擺動，激光束通過擺動的振鏡和聚焦鏡在畜禽胴體體表聚焦、掃描，所述掃描的軌跡形成文字或圖形。
2、 如權(quán)利要求1所述的用激光東在畜禽胴體體表灼刻的方法， 其特征在于，所述激光東的波長范圍在紅外光區(qū)域，所述激光器的功 率范圍在200W以下。
3、 如權(quán)利要求1所述的用激光束在畜禽胴體體表灼刻的方法， 其特征在于，所述振鏡選用二維振鏡或三維動態(tài)聚焦振鏡。
4、 如權(quán)利要求1所述的用激光東在畜禽胴體體表灼刻的方法， 其特征在于，所述控制器包括中央處理器、控制卡，所述控制卡執(zhí)行 專用軟件程序。
5、 如權(quán)利要求1所述的用激光束在畜禽胴體體表灼刻的方法， 其特征在于，所述聚焦是激光束照射到振鏡之前用聚焦鏡頭聚焦，或 是激光束從振鏡上反射后用聚焦鏡頭聚焦。
6、 如權(quán)利要求1或4所述的用激光束在畜禽胴體體表灼刻的方 法，其特征在于，所述振鏡與驅(qū)動電機連接，所述驅(qū)動電機與驅(qū)動電 路連接，所述驅(qū)動電路與控制卡連接，所述驅(qū)動電機按照控制卡設(shè)定 的軟件程序驅(qū)動振鏡擺動，所述控制卡同時控制激光束的開或關(guān)，所 述振鏡的擺動用于激光束按照控制卡設(shè)定的軟件程序在畜禽胴體體 表上掃描，所述掃描軌跡在畜禽胴體體表留下文字或圖形刻痕。
7、 如權(quán)利要求6所述的用激光東在畜禽胴體體表灼刻的方法， 其特征在于，所述激光束在畜禽胴體體表掃描控制與激光器的開關(guān)控 制精密配合，所述配合由控制卡控制。
8、 如權(quán)利要求1所述的用激光束在畜禽胴體體表灼刻的方法，其特征在于，所述自動變焦裝置安裝在激光設(shè)備內(nèi)，所述自動變焦裝 置由控制器控制，所述自動變焦裝置用于擴大激光束在畜禽胴體體表 掃描的有效面積。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用激光束在畜禽胴體體表灼刻的方法。包括將灼刻信息輸入激光設(shè)備控制器中，畜禽胴體靜置、或置于運動的流水線上，畜禽胴體體表朝向激光設(shè)備，激光設(shè)備中裝有激光器、振鏡、傳感器、擴束鏡、自動變焦裝置、聚焦鏡，激光設(shè)備由控制器控制，傳感器檢測到畜禽胴體進入激光標刻區(qū)域，輸出信號到控制器，控制器控制激光器發(fā)出激光束，經(jīng)過擴束鏡擴束，擴束后的激光束于聚焦前或聚焦后照射到振鏡上，控制器控制振鏡擺動，激光束經(jīng)過擺動的振鏡和聚焦鏡在畜禽胴體體表聚焦、掃描，軌跡形成文字或圖形。本發(fā)明的優(yōu)點在于，在畜禽胴體體表留下不可擦涂的痕跡，替代傳統(tǒng)畜禽胴體體表標記方式，防止非法畜禽產(chǎn)品流入市場，促進屠宰企業(yè)自律。
文檔編號A22C21/00GK101496533SQ20081005749
公開日2009年8月5日 申請日期2008年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月2日
發(fā)明者鵬 原, 呂光華, 吳政敏, 平 周, 李小剛, 李文祥, 愷 王, 杰 章, 袁慧斌, 剛 賀, 強 趙 申請人:北京志恒達科技有限公司