基于芯码一体化彩色烫金RFID标签制备方法与流程

本发明属于印刷标记与射频识别标签复合制备，具体涉及基于芯码一体化彩色烫金rfid标签制备方法。

背景技术：

1、射频识别技术通过无线射频信号实现对目标对象的自动识别与数据读写。uhf无源rfid标签具有批量读取能力和较远识别距离，已应用于物流追踪、供应链管理、零售结算、服装盘点和产品防伪溯源等场景。高端商品包装和防伪标识还需要醒目的视觉识别效果，彩色烫金工艺能够在标签表面形成金属光泽、颜色层次和品牌识别图案，因此逐渐与rfid标签产品结合。

2、现有rfid标签制备通常包括面材印刷、芯片或rfid inlay复合、覆膜保护、模切成型、芯片写码和成品检测等环节。多个环节由不同设备或不同工位完成时，材料走带速度、张力波动、工位偏移、视觉检测误差和人工转运都会影响物理标签单元的一致性。彩色烫金层引入金属箔转移区域后，还会带来烫金外观保护、施胶贴合位置避让以及射频天线区域避让等问题。若仅把彩色印刷、烫金、rfid inlay复合和模切进行顺序串联，虽然可以提高工艺集成度，但仍难以保证二维码视觉码、rfid芯片中的epc码和实际物理标签单元在连续生产过程中始终保持一一对应。

3、在常规制备方式中，可变二维码往往由喷码设备依据批次或序列号生成，rfid写码又由读写器依据另一套编码规则写入芯片。若喷码和写码之间缺乏贯穿工位的物理位置基准，材料在分条、覆膜、贴合和模切过程中的微小偏移会导致二维码数据与epc码错配。错配标签在外观上可能仍然合格，在rfid读取上也可能单独合格，但消费者扫描二维码、仓储系统读取epc码或后台追溯系统比对数据时会出现错码、漏码、重码或者追溯断链。

4、此外，连续卷对卷制备过程中的张力波动会使柔性连续标签卷材在相邻工位之间产生微小弹性伸缩。固定工位偏移只能补偿设备安装距离，难以补偿材料在实时走带状态下由张力变化引起的位置误差。在线写码工位的射频天线还具有一定辐射覆盖范围，当相邻物理标签单元因连续标签卷材收缩而中心距变小时，相邻rfid inlay可能同时进入较高场强区域，增加误读、误写和串码风险。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于芯码一体化彩色烫金rfid标签制备方法，解决了彩色烫金视觉效果与rfid射频功能在连续制备中难以同步集成、二维码数据与epc码分工序生成导致匹配可靠性不足、动态张力形变引起工位定位漂移以及相邻物理标签单元串码的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、基于芯码一体化彩色烫金rfid标签制备方法，包括如下步骤：

4、形成带有彩色烫金外观层的连续标签卷材；

5、依据连续标签卷材的走带位置生成标签位置索引，并按照标签位置索引生成和喷印可变二维码数据；

6、在避让彩色烫金外观层的rfid inlay贴合区域施加贴合胶，并按照标签位置索引贴合rfid inlay；

7、按照标签位置索引完成模切成型和epc码写入，使可变二维码数据、epc码与物理标签单元形成芯码关联信息；

8、读取可变二维码数据和epc码，并结合射频性能校验结果向主控系统输出合格收卷指令、异常处置指令或节拍调整指令。

9、作为本发明的一个优选技术方案，标签位置索引由连续标签卷材的编码器坐标、喷码工位偏移、贴合工位偏移、模切工位偏移、写码工位偏移和视觉定位偏差共同形成，标签位置索引在相邻工位之间传递时同步更新目标工位触发位置。

10、作为本发明的一个优选技术方案，可变二维码数据包含标签唯一序列号、生产批次信息、喷码工位位置信息和校验字段，主控系统在喷印可变二维码数据时同步建立可变二维码数据与标签位置索引之间的对应关系。

11、作为本发明的一个优选技术方案，彩色烫金外观层通过冷烫印刷和紫外固化形成，透明保护膜覆盖彩色烫金外观层和可变二维码数据所在区域，并在rfid inlay贴合区域形成避让窗口。

12、作为本发明的一个优选技术方案，rfid inlay贴合区域通过定量供胶机构形成贴合胶层，视觉定位系统采集彩色烫金外观层边缘、定位标记或可变二维码数据位置，并将贴合位置偏差反馈至主控系统修正标签位置索引。

13、作为本发明的一个优选技术方案，模切成型时根据标签位置索引确定模切线与rfid inlay、天线区域和可变二维码数据区域之间的避让关系，并将模切后的物理标签单元位置传递至在线写码工位。

14、作为本发明的一个优选技术方案，epc码由可变二维码数据中的标签唯一序列号映射生成，在线写码工位根据标签位置索引读取待写入物理标签单元的可变二维码数据，并在写入后读取epc码进行一致性校验。

15、作为本发明的一个优选技术方案，芯码关联信息包含标签位置索引、可变二维码数据、epc码、写码时间戳、贴合位置偏差、模切位置偏差和校验状态，芯码关联信息存储于主控系统的关联数据库中。

16、作为本发明的一个优选技术方案，射频性能校验结果由读取距离、读取成功率和解码灵敏度形成，主控系统将芯码匹配状态与射频性能校验结果组合判定标签状态。

17、作为本发明的一个优选技术方案，主控系统在连续多个物理标签单元的异常比例达到预设异常比例阈值时，降低连续标签卷材的走带速度、暂停对应工位或触发报警，并将异常标签标记、剔除或隔离。

18、作为本发明的一个优选技术方案，彩色烫金外观层的版面数据与rfid inlay的天线区域数据共同形成禁布区域，主控系统根据禁布区域限制金属箔转移区域，使金属箔转移区域避开rfid inlay的主要辐射区域。

19、作为本发明的一个优选技术方案，基于芯码一体化彩色烫金rfid标签用于高端商品包装防伪标签、服装吊牌、供应链追溯标签或零售批量盘点标签，物理标签单元在出厂前同时具有彩色烫金视觉识别入口和rfid射频识别入口。

20、另外，本发明还公开了基于芯码一体化彩色烫金rfid标签制备系统，包括彩色烫金制备模块、喷码模块、覆膜模块、rfid inlay贴合模块、模切模块、在线写码模块、数据校验模块和主控系统；彩色烫金制备模块向喷码模块输出带有彩色烫金外观层的连续标签卷材；喷码模块接收来自主控系统的标签位置索引和可变二维码数据，并向覆膜模块输出已喷印连续标签卷材；覆膜模块接收已喷印连续标签卷材并向rfid inlay贴合模块输出具有避让窗口的覆膜卷材；rfid inlay贴合模块接收具有避让窗口的覆膜卷材和来自主控系统的标签位置索引，将rfid inlay贴合至预定贴合区域并向模切模块输出复合卷材；模切模块按照标签位置索引对复合卷材进行模切并向在线写码模块输出物理标签单元；在线写码模块接收物理标签单元、可变二维码数据和epc码，将epc码写入rfid inlay并向数据校验模块输出芯码关联信息；数据校验模块读取可变二维码数据和epc码并向主控系统输出校验状态；主控系统根据校验状态输出合格收卷指令、异常处置指令或节拍调整指令。

21、作为本发明的一个优选技术方案，标签位置索引在相邻工位之间传递时同步更新目标工位触发位置的过程中，贴合工位偏移、模切工位偏移和写码工位偏移中包含动态张力应变补偿量；动态张力应变补偿量依据连续标签卷材在源工位与目标工位之间的实时走带张力、连续标签卷材的弹性模量以及连续标签卷材的截面积计算得出，动态张力应变补偿量为：

22、；

23、其中，为动态张力应变补偿量，单位为mm；为连续标签卷材在源工位与目标工位之间的实时走带张力，单位为n；为连续标签卷材的基准标定张力，单位为n；为连续标签卷材的截面积，单位为mm²；为连续标签卷材的弹性模量，单位为mpa；为源工位与目标工位之间的物理基准跨距，单位为mm；主控系统将动态张力应变补偿量叠加至贴合工位偏移、模切工位偏移和写码工位偏移中，以修正目标工位触发位置。

24、作为本发明的一个优选技术方案，在线写码工位根据更新后的目标工位触发位置和动态张力应变补偿量动态调整射频天线的发射功率；主控系统计算相邻两个物理标签单元的实际中心距，实际中心距在设计节距基础上叠加后一物理标签单元在在线写码工位对应的动态张力应变补偿量并扣除前一物理标签单元在在线写码工位对应的动态张力应变补偿量；当实际中心距小于设计节距时，主控系统按照功率衰减关系降低射频天线的发射功率，调整后的发射功率线性值为：

25、；

26、其中，为调整后的发射功率线性值，单位为mw；为基准发射功率线性值，单位为mw；为天线辐射场型调整系数，无量纲；为连续标签卷材的设计节距，单位为mm；为相邻两个物理标签单元的实际中心距，单位为mm；主控系统将调整后的发射功率线性值换算为dbm控制值后向待写入物理标签单元发射读写射频信号，并使调整后的发射功率线性值不低于待写入物理标签单元完成epc码写入所需的最小发射功率线性值，以降低向相邻物理标签单元误写入epc码的风险。

27、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

28、本发明通过标签位置索引贯穿喷码工位、rfid inlay贴合工位、模切工位、在线写码工位和数据校验工位，使同一物理标签单元在连续制备过程中的视觉码位置、rfidinlay位置、模切边界和epc写入对象保持一致，从数据来源、加工位置和最终读写结果多个层面确认芯码一致性，从而降低二维码数据与epc码错配风险。标签位置索引在相邻工位之间传递时同步更新目标工位触发位置，使喷码触发、施胶贴合触发、模切触发和写码触发均以同一物理标签单元为对象，减少因设备空间距离、视觉定位偏差和材料走带波动引起的跨工位对象错位。

29、本发明通过动态张力应变补偿量把连续标签卷材在源工位与目标工位之间因张力变化产生的弹性伸缩纳入标签位置索引，使贴合工位、模切工位和写码工位的目标触发位置不再仅依赖编码器刚性计数。动态张力应变补偿量与视觉定位偏差反馈配合后，能够降低张力波动造成的rfid inlay贴合偏移、模切边界偏移和写码对象偏移，从而提升复合定位精度。

30、本发明通过实际中心距推算和射频天线发射功率动态调整，使在线写码工位能够在相邻物理标签单元间距缩短时收缩有效写码范围。在线写码工位根据更新后的目标工位触发位置和动态张力应变补偿量调整射频天线的发射功率，待写入物理标签单元仍能完成epc码写入，相邻物理标签单元被误激活的风险降低，从而抑制串码和误写入。

31、本发明通过覆膜避让窗口和rfid inlay贴合区域协同设计，使彩色烫金外观层和可变二维码数据获得透明保护膜的物理保护，同时避免透明保护膜影响贴合胶施加和rfidinlay贴合强度。通过版面禁布区域限制金属箔转移区域，使金属箔转移区域避开rfidinlay主要辐射区域，兼顾彩色烫金视觉效果与rfid射频性能。主控系统根据芯码匹配状态和射频性能校验结果输出合格收卷指令、异常处置指令或节拍调整指令，使异常标签在连续生产过程中的扩散得到抑制，提高成品出卷可靠性。