Marquage laser et traçabilité dans l’industrie : code QR, DataMatrix et numéro de série

Dans la production industrielle, la traçabilité permet de préserver l’identité d’un produit ou d’une pièce tout au long du processus de production et d’en assurer le suivi rétrospectif lorsque cela est nécessaire. Les informations telles que le numéro de série, le code QR, le DataMatrix, le code-barres ou le code produit figurent parmi les éléments les plus importants de ce processus directement sur le produit physique.

La technologie de marquage laser peut permettre d’appliquer ces informations de manière permanente et sans contact sur la surface du produit. Le marquage laser et la traçabilité des produits peuvent être utilisés conjointement notamment dans les secteurs de l’automobile, de l’électronique, de la défense, du médical, de la mécanique, de l’électroménager et dans différents secteurs de production en série.

Cependant, le simple fait d’appliquer un code sur une pièce ne constitue pas à lui seul un système de traçabilité. Dans une véritable structure de traçabilité, le code physique présent sur le produit doit être associé aux données de production, il faut vérifier que la bonne information a été marquée sur le bon produit et il doit être possible d’accéder de nouveau à ces données lorsque cela est nécessaire.

Pour cette raison, les systèmes modernes de marquage laser peuvent faire partie de systèmes plus complets dans lesquels la machine de marquage, le logiciel, le PLC, la base de données, la connexion MES ou ERP, la vérification par caméra et les composants d’automatisation fonctionnent ensemble.

Comment assurer la traçabilité des produits grâce au marquage laser ?

Création d’une identité produit unique avec un numéro de série

Le numéro de série est l’une des méthodes d’identification les plus fondamentales permettant de distinguer un produit des autres. Même lorsque des milliers de produits d’un même modèle sont fabriqués, il est possible d’attribuer un numéro de série différent à chaque produit afin d’identifier chaque pièce de manière unique.

Un numéro de série ne doit pas nécessairement être composé uniquement de chiffres séquentiels. La date de production, le code de l’usine, le numéro de ligne, le modèle du produit, les informations de poste ou différents paramètres définis par l’entreprise peuvent être intégrés dans la structure du numéro de série.

Par exemple, grâce à un numéro de série créé selon un format spécifique, il peut être possible de déterminer le jour, la ligne ou le groupe de production dans lequel le produit a été fabriqué.

Le système de marquage laser peut incrémenter automatiquement les numéros de série ou recevoir les informations depuis une source de données centrale. Ainsi, l’opérateur n’a pas besoin de saisir manuellement les données pour chaque produit.

Marquage laser DataMatrix

Le DataMatrix est l’un des types de codes bidimensionnels fréquemment utilisés dans les applications de traçabilité industrielle. Sa capacité à contenir une grande quantité de données dans un espace réduit peut offrir un avantage important pour les pièces disposant d’une surface limitée.

Le code peut contenir un numéro de série, un numéro de produit, une date de production, des informations de lot ou différentes données définies par l’entreprise. Comme le DataMatrix peut être marqué directement au laser sur la surface du produit, l’utilisation d’une étiquette supplémentaire peut ne pas être nécessaire.

Les pièces automobiles, les composants électroniques, les pièces de dispositifs médicaux, les composants métalliques et différents produits nécessitant un niveau élevé de traçabilité figurent parmi les domaines d’utilisation courants du marquage DataMatrix.

Il ne suffit pas que le code soit simplement visible. Il doit également pouvoir être lu de manière fiable par une caméra ou un lecteur de codes. Pour cette raison, la taille des cellules, le contraste, la surface de marquage et les paramètres laser doivent être évalués ensemble.

Connexion entre le produit et les données avec un code QR

Les codes QR peuvent également être appliqués sur les produits à l’aide de systèmes de marquage laser. À l’instar du DataMatrix, les codes QR transportent des données bidimensionnelles et peuvent être privilégiés notamment dans des scénarios d’utilisation plus larges.

Un code QR peut contenir directement des informations sur le produit, mais il peut également rediriger vers une adresse web, une page d’enregistrement du produit, un document technique ou une source de données numérique.

Dans les applications industrielles, le code QR peut être utilisé pour l’identification du produit, l’historique de maintenance, l’accès à la documentation technique ou l’association d’un produit présent sur le terrain avec son enregistrement numérique.

Cependant, la zone dans laquelle le code QR sera utilisé, la taille du code et la distance de lecture doivent être prises en compte lors de la conception du système. Le DataMatrix peut être plus adapté aux très petites surfaces, tandis que le code QR peut être privilégié dans les applications où l’utilisateur final doit le lire avec un téléphone.

Transfert des données de production vers le système laser

L’une des étapes importantes d’un système de traçabilité consiste à transmettre les bonnes données au bon produit. Les données à traiter sur la ligne de production peuvent être saisies manuellement par l’opérateur ou reçues à partir de systèmes automatisés.

Le logiciel de marquage laser peut communiquer avec un PLC, un MES, un ERP, une base de données ou un système de gestion de production afin de recevoir les informations nécessaires. Ainsi, lorsque le produit atteint la station de marquage sur la ligne, le système peut déterminer automatiquement quelles informations doivent être appliquées.

Par exemple, lorsqu’une pièce automobile arrive à la station, le système peut détecter le type de produit, récupérer son numéro de série unique depuis la source de données centrale et générer un DataMatrix à partir de cette information.

Une fois le marquage terminé, le résultat du processus peut être renvoyé au système de production. Cette approche permet d’établir une connexion entre le produit physique et l’enregistrement numérique de production.

Vérification des codes et contrôle qualité par caméra

L’ajout d’une intégration caméra au système de marquage laser peut transformer le processus de traçabilité en une structure qui ne se limite pas au marquage, mais inclut également l’étape de vérification.

Après le marquage, la caméra peut lire le code QR ou le DataMatrix présent sur le produit. Il est ainsi possible de vérifier si le code est présent, s’il contient les bonnes données et s’il peut être détecté par le lecteur.

Dans certains systèmes, la qualité du code peut également être évaluée selon certains paramètres. Des problèmes tels qu’un faible contraste, une structure de cellules dégradée ou un marquage incomplet peuvent être détectés pendant la production.

Ce contrôle peut être particulièrement important dans la production à haut volume afin d’éviter qu’un produit défectueux ne passe au processus suivant.

Quels critères prendre en compte lors de la conception de systèmes de traçabilité industrielle ?

Choix de la technologie laser appropriée

Même si le code utilisé dans une application de traçabilité est correctement conçu, il peut être difficile d’obtenir un marquage lisible et permanent si la technologie laser n’est pas adaptée au matériau.

Les systèmes laser à fibre peuvent être largement utilisés sur les surfaces métalliques. Les lasers CO₂ peuvent être privilégiés sur certaines surfaces plastiques et organiques, tandis que les lasers UV peuvent être envisagés pour les plastiques sensibles ou les produits pour lesquels un faible effet thermique est important.

Les revêtements de surface, la peinture, l’anodisation ou les additifs du matériau peuvent également influencer le résultat du marquage laser.

Pour cette raison, lors du choix d’un système parmi les machines de marquage laser Venox, il faut prendre en compte non seulement le type de code, mais également les caractéristiques du matériau à marquer.

Marquage permanent et durée de vie du produit

L’objectif d’un système de traçabilité n’est pas uniquement d’identifier le produit au moment de sa fabrication. Dans de nombreuses applications, il est attendu que le marquage reste lisible pendant toute la durée de vie du produit.

Le produit peut être exposé à l’huile, aux produits chimiques, à la température, au frottement, aux conditions extérieures ou à différents effets mécaniques. Pour cette raison, la durabilité du marquage doit être évaluée en fonction des conditions réelles d’utilisation.

Dans certaines applications, un contraste de surface peut être suffisant, tandis qu’une utilisation industrielle intensive peut nécessiter un marquage plus profond ou plus résistant.

Lors des tests sur échantillons, il convient de tenir compte non seulement de l’apparence initiale du marquage, mais également des conditions environnementales auxquelles le produit sera exposé.

Vitesse de production et temps de cycle

Le système de traçabilité ne doit pas réduire la capacité de production. En particulier sur les lignes de production à haut volume, il est important que les processus de marquage laser et de vérification par caméra soient compatibles avec le temps de cycle existant.

La quantité de données contenue dans le code, la taille du marquage, la densité de remplissage, la puissance laser et la structure du matériau peuvent influencer le temps de traitement.

De plus, le positionnement du produit dans la station, le marquage du code, sa lecture par caméra et la sortie du produit de la ligne font tous partie du temps de cycle total.

Pour cette raison, lors de la conception du système, il convient d’évaluer non seulement la vitesse théorique de marquage laser, mais également le cycle de production réel de la station.

Prévention de l’application d’un mauvais code sur le mauvais produit

L’un des risques les plus critiques dans les systèmes de traçabilité est l’application d’un code au bon format sur le mauvais produit. Même si le code est techniquement lisible, le système de traçabilité perd sa fiabilité s’il ne correspond pas au produit.

Pour réduire ce risque, le type de produit peut être vérifié à l’aide d’un capteur, d’un lecteur de codes-barres, d’un RFID, d’une caméra ou d’un PLC. Le système peut activer la recette de marquage correspondante uniquement lorsque le produit attendu arrive.

Dans les applications où l’opérateur doit sélectionner manuellement le produit, des mesures supplémentaires telles que l’autorisation utilisateur et le contrôle des recettes peuvent être utilisées.

À mesure que le niveau d’automatisation augmente, la correspondance entre le produit et les données de marquage peut être transformée en une structure plus contrôlée.

Enregistrement des données et consultation rétrospective

La présence d’un numéro de série sur le produit peut ne pas suffire pour permettre une consultation rétrospective. Il est nécessaire d’enregistrer les informations auxquelles le numéro de série est associé dans le système de production.

L’heure de production, la machine utilisée, la ligne de production, l’opérateur, le numéro de lot, le résultat du test ou les informations qualité peuvent être associés au numéro de série.

Si un problème de qualité concernant le produit apparaît ultérieurement, l’enregistrement de production correspondant peut être retrouvé à l’aide du numéro de série.

Cette structure peut être utilisée dans de nombreux domaines différents, depuis les processus de garantie et l’analyse qualité jusqu’aux opérations de rappel et à l’amélioration des processus.

Applications de traçabilité dans différents secteurs

Les besoins en marquage laser et en traçabilité peuvent varier selon les secteurs. Dans l’industrie automobile, les applications de DataMatrix et de numéros de série au niveau des pièces se distinguent, tandis que dans le secteur électronique, il peut être nécessaire de marquer de très petits composants avec une haute résolution.

Dans les produits médicaux, l’association entre l’identité du produit et l’enregistrement de production peut être importante. Dans le secteur de la mécanique, les numéros de pièce, les numéros de série et les informations techniques peuvent être marqués de manière permanente sur le produit.

Des systèmes similaires peuvent également être adaptés à la structure de production dans les secteurs de l’électroménager, de la défense, de l’électricité-électronique, du travail des métaux et dans différents secteurs de production en série.

Pour cette raison, un système de traçabilité ne doit pas être considéré comme un produit standard, mais comme un processus qui doit être conçu en fonction du flux de données et de production de l’entreprise.

Solutions de marquage laser et de traçabilité avec Venox

Les solutions de marquage laser Venox peuvent également être envisagées dans les projets où les données de production doivent être associées au produit physique, au-delà de la simple application d’informations visuelles sur sa surface.

Selon les besoins de l’application, les technologies laser fibre, CO₂ ou UV peuvent être configurées avec des dispositifs de fixation spécifiques, des capteurs, une communication PLC, des systèmes de vision et différents composants d’automatisation.

La réception depuis des systèmes centraux de données variables telles que les numéros de série, les codes QR ou les DataMatrix, ainsi que l’exécution automatique du marquage, peuvent réduire les opérations manuelles sur la ligne de production.

Pour évaluer comment un système de marquage laser peut être intégré à votre ligne de production existante, vous pouvez consulter les solutions de machines et systèmes de marquage laser.

Pour les applications de découpe et différents procédés laser, vous pouvez consulter la page des systèmes de découpe laser ; pour obtenir une évaluation technique concernant votre projet de traçabilité par code QR, DataMatrix, numéro de série ou ligne de production, vous pouvez contacter Venox.