Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7626:2019 (ISO/IEC 15416:2016) về Kĩ thuật phân định và thu nhận dữ liệu tự động - Yêu cầu kĩ thuật đối với kiểm tra chất lượng in mã vạch - Mã vạch một chiều quy định các phương pháp đo lường, đánh giá và phân cấp chất lượng in của mã vạch một chiều (1D). Tiêu chuẩn này đưa ra các hướng dẫn chi tiết về nguồn sáng, số lần quét tối thiểu, sự tương quan giữa các phương pháp đánh giá truyền thống với hiện đại, và các yêu cầu kiểm soát quá trình in ấn nhằm đảm bảo khả năng đọc mã vạch chính xác trong thực tế.

Phạm vi và đối tượng áp dụng: Tiêu chuẩn áp dụng cho các tổ chức, cá nhân thiết kế, in ấn, kiểm tra và sử dụng mã vạch một chiều. Nội dung tập trung vào việc xác định các thông số kỹ thuật của thiết bị kiểm tra, quy trình quét mẫu, phân tích đồ thị đặc tính phản xạ quét và kiểm soát chất lượng sản xuất.

Nguồn sáng và ảnh hưởng của bước sóng ánh sáng trong phép đo

• Yêu cầu chung về phép đo: Phép đo chất lượng mã vạch phải được thực hiện với bước sóng ánh sáng tương thích với môi trường quét thực tế. Nếu quy định kỹ thuật không chỉ rõ nguồn sáng, người thực hiện phải tự xác định bước sóng phù hợp nhất để đảm bảo tính hợp lệ và phản ánh đúng khả năng quét thực tế.
• Các nguồn sáng phổ biến: Nguồn sáng quét mã vạch chủ yếu nằm ở vùng ánh sáng nhìn thấy (bước sóng đỉnh từ 620 nm đến 700 nm, thường là màu đỏ) và vùng hồng ngoại (bước sóng đỉnh từ 720 nm đến 940 nm). Một số trường hợp đặc biệt có thể dùng tia cực tím cho mã vạch phát quang.
• Đặc trưng của các loại nguồn sáng thông dụng:
  • Laser Helium-neon: Phát ánh sáng đơn sắc ở bước sóng đỉnh 632,8 nm (làm tròn thành 633 nm) thuộc vùng đỏ nhìn thấy.
  • Điốt phát quang (LED): Trong vùng nhìn thấy thường hoạt động ở dải 620 nm đến 680 nm (phổ biến là 633/640 nm hoặc 660 nm). Trong vùng hồng ngoại, dải phổ biến nhất là từ 880 nm đến 940 nm.
  • Điốt laser bán dẫn: Thường hoạt động ở bước sóng 780 nm (hồng ngoại) hoặc 660 nm và 680 nm (ánh sáng nhìn thấy), phổ biến trong các thiết bị quét cầm tay và cố định.
  • Đèn dây đốt nóng (ánh sáng trắng): Phân bố công suất phủ gần hết vùng nhìn thấy và hồng ngoại. Đặc trưng quang học được quy định bằng nhiệt độ màu (thường là 2856°K). Khi kết hợp với bộ lọc Wratten 26, đặc trưng sáng tương tự nguồn sáng có bước sóng 620 nm đến 633 nm.
  • LED trắng: Phát ra tổ hợp bước sóng nổi bật trong vùng màu xanh và vàng, cần được xác định cụ thể theo từng ứng dụng.
• Hiệu ứng do sự thay đổi bước sóng: Hệ số phản xạ của nền và phần tử mã vạch thay đổi theo bước sóng ánh sáng tới. Vùng in màu đen, xanh dương hoặc xanh lá cây hấp thụ mạnh ánh sáng đỏ (hệ số phản xạ thấp), trong khi màu trắng, đỏ, da cam phản xạ phần lớn ánh sáng đỏ. Trong vùng hồng ngoại, hệ số phản xạ phụ thuộc vào bản chất sắc tố (như bột than đen) chứ không phụ thuộc vào màu sắc nhìn thấy bằng mắt thường. Sự khác biệt khi đo ở bước sóng 633 nm so với 660 nm hoặc 680 nm có thể làm thay đổi cấp phân cấp của mã vạch từ 1 đến 2 đơn vị mức, đặc biệt là trên giấy in nhiệt.

Hướng dẫn về số lần quét đối với mỗi mã vạch

• Nguyên lý dư thừa thông tin: Mã vạch một chiều được thiết kế có sự dư thừa thông tin theo trục thẳng đứng. Các khuyết tật rải rác hoặc sự thay đổi đặc tính có thể xuất hiện theo chiều cao của mã vạch, làm thay đổi đồ thị đặc tính phản xạ quét (SRP) trên các đường quét khác nhau. Do đó, chất lượng tổng thể phải được đánh giá bằng cách lấy giá trị trung bình của các cấp phân cấp từ nhiều đường quét.
• Số lần quét tối thiểu: Thông thường là 10 lần quét hoặc bằng chiều cao của dải kiểm tra chia cho đường kính lỗ đo (khẩu độ đo), tùy theo giá trị nào nhỏ hơn.
• Giảm số lần quét: Trong quá trình sản xuất lặp lại, nếu kiểm soát tốt quy trình chất lượng theo tiêu chuẩn TCVN ISO 9000 và chứng minh được sản phẩm ít khuyết tật, số lần quét có thể được giảm bớt để đơn giản hóa việc đánh giá số lượng lớn sản phẩm.

Cấu trúc báo cáo kiểm tra xác nhận chất lượng mã vạch

Một báo cáo kiểm tra tiêu chuẩn (ví dụ sử dụng lỗ đo 0,250 mm và bước sóng 660 nm, cho ra kết quả phân cấp 3,3/10/660) bao gồm các thông tin cốt lõi sau:

• Thông tin chung: Ngày tháng năm, thời gian thực hiện, kích thước lỗ đo, bước sóng ánh sáng, loại mã vạch (ví dụ: Mã 39), dữ liệu giải mã, cấp phân cấp tổng thể của mã vạch (ví dụ: 3,3 hoặc điểm B), và số lần quét trung bình.
• Các thông số phân tích đồ thị đặc tính phản xạ quét:
  • Giải mã (Decode): Đánh giá Đạt/Không đạt (Cấp 4).
  • Rmax và Rmin: Hệ số phản xạ lớn nhất và nhỏ nhất của đồ thị.
  • Ngưỡng tổng quát (Global Threshold): Giá trị trung gian để phân biệt vạch và khoảng trống.
  • Độ tương phản của mã vạch (Symbol Contrast - SC): Hiệu số giữa Rmax và Rmin.
  • Độ tương phản tối thiểu của đường biên (ECmin): Độ chênh lệch phản xạ nhỏ nhất giữa vạch và khoảng trống liền kề.
  • Độ biểu điệu (Modulation - MOD): Tỷ số giữa ECmin và độ tương phản mã vạch.
  • Khuyết tật (Defects): Các vết bẩn hoặc khoảng trống không đều trên vạch/nền.
  • Độ giải mã (Decodability): Độ chính xác về kích thước của các phần tử so với quy chuẩn.
  • PCS (Print Contrast Signal): Độ tương phản của bản in.
  • Độ nở trung bình của vạch: Tỷ lệ phần trăm thay đổi chiều rộng của vạch so với kích thước danh định.

So sánh phương pháp truyền thống (PCS) và phương pháp hiện đại

• Các phương pháp truyền thống: Gồm việc đo độ rộng phần tử (độ lợi/mất mát kích thước vạch) và tính toán giá trị độ tương phản bản in (PCS) từ hệ số phản xạ nền (RL) và hệ số phản xạ vạch (RD). Các thông số này không được đưa vào hệ thống phân cấp chính thức của tiêu chuẩn mới vì chúng không phản ánh chính xác hoạt động của các hệ thống quét hiện đại, nhưng vẫn được giữ lại như thông số đo tùy chọn để kiểm soát quá trình sản xuất.
• Công thức tính PCS:

  PCS = (RL - RD) / RL

• Mối quan hệ giữa PCS và độ tương phản mã vạch (SC): Có thể thiết lập mối quan hệ gần đúng bằng cách giả định RL tương đương Rmax và RD tương đương Rmin:
  • PCS = SC / Rmax
  • SC = PCS x RL
  • Lưu ý hiệu lực: Nếu đồ thị đặc tính phản xạ quét có PCS < 0,50, mã vạch sẽ bị lỗi quá trình kiểm tra Rmin (do Rmin > 0,5 x Rmax), dẫn đến cấp phân cấp tổng thể bằng 0.
• Hướng dẫn phân cấp cho ứng dụng quy định PCS:
  • Đối với nền có hệ số phản xạ cao: Quy định cấp phân cấp tổng quát tối thiểu cho mã dựa trên giá trị PCS tối thiểu và phạm vi hệ số phản xạ nền thực tế.
  • Đối với nền có hệ số phản xạ thấp (Rmax < 45%): Quy định cấp phân cấp thấp nhất cho tất cả các thông số ngoại trừ độ tương phản mã vạch, và áp dụng một cấp phân cấp riêng (thấp hơn) cho độ tương phản mã vạch để bù đắp cho ảnh hưởng của độ tương phản thấp.

Các yêu cầu về kiểm soát quá trình sản xuất

• Mục đích kiểm soát: Sử dụng phân tích đồ thị đặc tính phản xạ quét để điều chỉnh các sai lệch trong chế bản và in ấn, chủ yếu là độ lợi/mất mát chiều rộng phần tử và độ tương phản mã vạch. Các thông số chính cần theo dõi gồm: độ tương phản mã, độ giải mã, sự biến điệu, độ nở/co của vạch.
• Kiểm soát quá trình in lặp lại: Nhà sản xuất cần quy định tần suất lấy mẫu, cỡ mẫu, cấp phân cấp tối thiểu chấp nhận được và số lần quét tối thiểu dựa trên tính ổn định của thiết bị in. Thiết bị đánh giá trực tuyến trên dây chuyền có thể quét ở nhiều vị trí trên nhiều mã sản xuất liên tục để thay thế cho việc quét nhiều lần trên cùng một mã.
• Tối ưu hóa số lần quét dựa trên cấp vượt trội: Số lần quét có thể giảm xuống (tối thiểu là 2 lần) nếu cấp phân cấp thực tế đạt được vượt trội rõ rệt so với cấp phân cấp tối thiểu chấp nhận được. Ngược lại, nếu cấp thực tế sát với mức tối thiểu, số lần quét phải tăng lên (tối đa 10 lần) để đảm bảo tính chính xác.
• Xác định sai lệch chiều rộng vạch (G):
  • Độ lợi/mất mát chiều rộng vạch trung bình (G) được tính bằng phần trăm của kích thước X (hoặc Z) theo công thức:

    G = 100 x (Tổng chiều rộng vạch đạt được - Tổng chiều rộng vạch danh định) / (X x Số vạch)

    (Giá trị G âm thể hiện sự mất mát chiều rộng vạch).
  • Đối với mã vạch hai độ rộng: Kích thước Z đạt được và tỷ lệ rộng/hẹp N được tính dựa trên độ rộng trung bình của vạch và khoảng trống hẹp/rộng (không tính khoảng trống giữa các ký tự).
  • Đối với mã vạch loại (n, k): Kích thước Z đạt được bằng chiều rộng trung bình của ký tự chia cho số mô-đun (n).
• Nguyên tắc tính trung bình các phân cấp: Việc tính trung bình các thông số riêng lẻ qua tất cả các lần quét giúp xác định xu hướng chất lượng tổng thể và loại bỏ các biến động cục bộ. Tuy nhiên, cấp phân cấp tổng thể của một lần quét luôn được quyết định bởi thông số có cấp thấp nhất trong lần quét đó, chứ không phải bằng giá trị trung bình của các thông số.