Nie zapomnij o bezpieczeństwie!

ZALETY I WADY DRUKOWANIA CIJ

Ta cecha znakowanego materiału jest jednak istotna dla czytelności symboli. Jeżeli oddziaływanie lasera nie zmienia koloru oznaczonego miejsca, powierzchnie chropowate wymagają odpowiednio głębszego wypalenia. Inaczej oznaczenia mogą być, na tle podłoża, niewyraźne. Gładko wykończone materiały gwarantują natomiast dobrą widoczność symboli nawet przy bardzo płytkim wypaleniu. Warto dodać, że twardość materiału nie wpływa na pracę znakowarek laserowych.

Stosowane są także mniej inwazyjne metody znakowania produktów. Przykładem jest drukowanie. Najpopularniejsza w przemyśle jest metoda drukowania CIJ (Continous Ink-Jet). Zasada pracy drukarek tego typu jest prosta. Strumień kropli z dużą prędkością jest wyrzucany z dyszy. Część z nich zostaje naładowana elektrostatycznie, dzięki czemu można je, odchylając w polu elektrycznym, nakierować na produkt w taki sposób, żeby uformowały się na nim w zadany wzór. Niewykorzystane krople są z powrotem zasysane do zasobnika z tuszem.

Technologia CIJ, chociaż ma kilka zalet, nie jest pozbawiona wad. Jest ona szybka, umożliwia znakowanie powierzchni z różnych materiałów, o rozmaitych kształtach, w tym zakrzywionych, różnych teksturach i wymiarach. Istotnym ograniczeniem jest jednak to, że drukarki te najlepiej sprawdzają się w nanoszeniu wzorów o małych rozmiarach. Im większe znaki, tym drukowanie jest wolniejsze. Ponadto, aby utrzymać wymagane właściwości tuszu, trzeba stosować specjalne rozpuszczalniki. Te z czasem odparowują, co przekłada się na koszty.

Przykłady znakowarek

Znakowarka mikropunktowa Easy Marker Standard
Samodzielne stanowisko do znakowania metodą mikropunktową metali żelaznych i nieżelaznych, tworzyw sztucznych oraz wszelkich materiałów odkształcalnych. Pole znakowania: 100 × 100 mm, prędkość głowicy: do 100 mm/s, prędkość znakowania: do 4 znaków/s, dokładność pozycjonowania: 0,05 mm, częstotliwość znakowania: do 400 Hz, siła znakowania: do 100 N, maksymalna wysokość detalu: 300 mm, wymiary: 300 × 650 × 350 mm.
www.znakowanie.biz

Znakowniki z laserem CO₂ Markem-Imaje 7031
Prędkość linii produkcyjnej (maksymalna): 300 m/min, prędkość znakowania (maksymalna): 1 tys. znaków/sekundę, znakowanie: stacjonarne albo na produktach w ruchu, liczba linii tekstu: bez ograniczeń, wysokość znaków: od 1 do 100 mm, znaki: logo, grafika jedno- i dwuwymiarowe kody kreskowe (Datamatrix), czcionki: zestaw czcionek wektorowych, kompatybilnych z true type, znaki rozszerzone, specjalny zestaw czcionek dla cienkiego materiału, obszar znakowania i ogniskowa: soczewka 120 × 120 / 175 mm (w standardzie).
www.coleman.pl

Drukarka atramentowa CIJ Videojet 1220
Liczba głowic drukujących: 1, atramenty: barwnikowe, maksymalna liczba drukowanych wierszy: 5, maksymalna prędkość liniowa: 162 m/min, żywotność rdzenia: do 9000 godzin, długość przewodu zintegrowanego: 2 m (opcja: 3 m), pojemność pamięci nadruków: 100, system Smart Cartridge: w standardzie, moduły głowicy drukującej plug & play, USB, RS-232 (opcja).
www.videojet.pl

ETYKIETOWANIE I ZNACZNIKI RFID

Oprócz znakowania bezpośredniego (Direct Part Marking), czyli nanoszenia oznaczania wprost na produkt dowolną z przedstawionych metod, używa się również etykiet samoprzylepnych oraz, coraz powszechniej, znaczników (tagów) RFID.

Te ostatnie składają się z układu elektronicznego z pamięcią, w której zapisywane są informacje o produkcie oraz anten, nadawczej i odbiorczej. Elementy te są wbudowywane na przykład w płytkę wykonaną z tworzywa sztucznego mocowaną na lub w produkcie. Do odczytania danych ze znacznika wymagany jest specjalny czytnik. On też zasila (energią pola elektromagnetycznego) tagi pasywne, czyli te bez baterii. Znaczniki z tą ostatnią to tagi aktywne. Znaczniki pasywne są lżejsze, natomiast aktywne mają większy zasięg i są odporniejsze na interferencje.

Jedną z głównych zalet użytkowych znakowania tagami RFID jest to, że bezpośrednia widoczność między znacznikiem a czytnikiem nie jest konieczna. Przekłada się to także na łatwość planowania położenia tagu oraz dowolność momentu jego zamocowania (pod obudową, na niej, w trakcie montażu, po nim, itp.). Znaczniki RFID są ponadto odporniejsze niż papierowe etykiety na zniszczenia i zatarcie. Niestety w obecności zaburzeń elektromagnetycznych, wilgoci i metali mogą nie działać prawidłowo. W przeciwieństwie do wybitych, wyżłobionych czy wytrawionych znaków informacje zapisane w tagu da się zaktualizować i można je wielokrotnie zmieniać. Pozwalają też zapisać więcej danych niż kody kreskowe. Informacje można również zaszyfrować.

W ramce zebraliśmy najważniejsze pytania, na które należy sobie odpowiedzieć przed zakupem znakowarki. Dotyczą one przede wszystkim zadania, jakie to urządzenie ma realizować.

ZNAKOWANIE ZAUTOMATYZOWANE

Oprócz tego trzeba także rozważyć szereg kwestii, które mogą zaważyć na jakości użytkowej i możliwości zintegrowania tej maszyny w obrębie zautomatyzowanej linii, na przykład produkcji, montażu lub pakowania.

To pierwsze to m.in. dostępność w komplecie oprogramowania do projektowania oznaczeń i sterowania znakowarką. Ważne parametry, od których zależy zdolność do współpracy tego urządzenia z innym wyposażeniem zautomatyzowanej linii, to szybkość i wydajność znakowania (etykietowania). Jeżeli urządzenie ma być sterowane za pośrednictwem nadrzędnego systemu, trzeba sprawdzić, czy jego kontroler dopuszcza taką możliwość. Podobnie należy się upewnić co do opcji diagnostyki. Dla łatwości integracji znakowarki w obrębie istniejącej infrastruktury zakładowej kluczową kwestią są interfejsy komunikacyjne, w jakie ją wyposażono.

Wielu producentów tych urządzeń, standardowo lub jako opcję dodatkową, oferuje systemy kontroli poprawności symboli. Przykład to skanery weryfikujące prawidłowość kodów kreskowych. Częścią linii znakowania powinien być również system, na przykład wizyjny, który będzie monitorował nie tylko to, czy w oznaczeniu nie ma błędów, ale i jakość jego wykonania.

Mateusz Janik

Pepperl+Fuchs

Jakie są sposoby znakowania i co oznaczane jest najczęściej?

Różnorodność znakowanych produktów jest ogromna. Mogą to być zwykłe zarówno opakowania do tabletek, palety czy przykładowo elementy karoserii. W przypadku nowych projektów zrozumiałym jest zapewnienie kompletnego systemu znakowania i identyfikacji. Szerokie wykorzystanie systemów identyfikacji często wiąże się też z wymianą lub modernizacją aktualnie używanych komponentów niż całego systemu. Wsparcie dla klienta przybiera przy tym różne formy - może być to zaszczepienie i zobrazowanie samej idei systemu, jak też szeroko rozumiane wsparcie techniczne połączone z testami aplikacji.

Obecnie głównymi metodami znakowania produktów jest wykorzystanie kodów jedno- i dwuwymiarowych oraz transponderów RFID. Wybór systemu identyfikacji jest ściśle powiązany z konkretnymi aplikacjami i znakowanymi produktami, aczkolwiek istnieją odstępstwa od tej reguły. W aplikacjach o sporym natężeniu materiałów i unormowanych warunkach otoczenia popularniejsze jest zastosowanie metody optycznej. Szybkie skanery w połączeniu z tanim kodami pozwalają na sprawną dystrybucję produktów. W przypadku aplikacji bardziej wymagających, gdzie nie można wykluczyć czynników takich jak na przykład silne zapylenie czy zwiększona temperatura otoczenia, lepszym rozwiązaniem jest system RFID. Transpondery mogą zostać dodatkowo nadpisane na konkretnym etapie produkcji, jak również wykorzystane ponownie w następnym cyklu.

Jaki jest rynek na tego typu produkty i systemy?

Wykorzystanie znakowania produktów jest normą w sektorze farmaceutycznym, motoryzacyjnym, wysokiego składowania, ale też wielu innych. Można wręcz pokusić się o stwierdzenie, że rynek dla systemów identyfikacji jest nieskończony. W przemyśle i nie tylko dąży się do kompletnego zautomatyzowania produkcji oraz dystrybucji materiałów z wyeliminowaniem czynnika ludzkiego. Tworzy to zdrową konkurencję i daje szerokie pole do popisu dostawcom systemów identyfikacji.

JAKOŚĆ ZNAKU, CZYLI CO?

Kontrolować powinno się m.in. szerokość linii symbolu. W metodzie mask marking zależy ona od wymiarów szablonu oraz jakości układu ogniskującego, a w znakowaniu wektorowym - głównie od średnicy plamki wiązki lasera. Wpływ na ten parametr mają również: szybkość znakowania, gęstość mocy promieniowania wypalającego i właściwości oznaczanej powierzchni. Rząd wielkości to w wypadku użycia szablonu nawet kilka mikrometrów, kontrola jakości wymaga zatem powiększenia symbolu. W drugiej metodzie jest to nawet kilkadziesiąt milimetrów.

Głębokość znaku zależy z kolei głównie od gęstości energii wiązki, rodzaju powierzchni oraz czasu wypalania. Typowo w metodzie mask marking wynosi ona kilka-kilkanaście mikrometrów, a w wektorowej nawet do kilkudziesięciu milimetrów.

Kolejna ważna cecha symbolu to kontrast. Sprawdza się go w specjalnym oprogramowaniu do analizy obrazów na podstawie histogramu poziomów szarości. Na ten parametr ma wpływ ostrość krawędzi znaku, zwłaszcza w wypadku kodów kreskowych. Możną ją poprawić, m.in. zwiększając gęstość mocy wiązki. W ramce zestawiamy metody oznaczania i znakowane powierzchnie, dla których oczekiwać można dużego, średniego lub małego kontrastu.

Bogdan Krasuski

Omron Electronics

Jak i co znakuje się najczęściej?

Obecnie znakowana jest większość produktów i towarów dostępnych na rynku. Konieczność dostępu do takich informacji, jak data i miejsce produkcji, termin ważności, rodzaj, ilość i przeznaczenie produktu, itp. w procesach magazynowania i dalszej dystrybucji powoduje, że najczęściej znakowanie jest wykonywane już na etapie produkcji.

O dłuższego czasu jedną z najpopularniejszych metod znakowania są kody paskowe lub 2D pozwalające na zawarcie dużej ilości informacji na stosunkowo malej powierzchni. Łatwość i niskie koszty stosowania tego rodzaju oznaczeń sprawiają, że są one dużo popularniejsze niż inne techniki. Wybór innych rozwiązań (np. RFID) jest podyktowany najczęściej względami technicznymi procesu produkcji (np. obróbka mechaniczna w silnie zaoliwionym środowisku uniemożliwiająca stosowanie tradycyjnych czytników kodów).

Na rynku można znaleźć szeroką ofertę urządzeń znakujących i czytających wielu firm do konkretnych zastosowań i obecnie użytkownik nie ma większego problemu w doborze najbardziej optymalnych rozwiązań. Producenci razem z urządzeniami dostarczają często oprogramowanie pozwalające użytkownikowi na ich obsługę i zaadaptowanie do istniejącego systemu nadzorującego bez konieczności korzystania z dodatkowego wsparcia technicznego.

Jakiego rodzaju wsparcia wymagają klienci w doborze i uruchamianiu urządzeń?

Problemami wymagającymi dodatkowej pomocy w zakresie technicznej, jakie najczęściej spotykamy w naszej firmie, jest szybkość działania czytnika kodów. Niektóre aplikacje wymagają bardzo szybkiego procesu odczytu. Przykładem może być proces paczkowania w przemyśle tytoniowym gdzie wymagane jest kontrola ponad 10 tys. kodów na minutę. W takich przypadkach znalezienie odpowiedniego czytnika nie jest już takie proste i niewielu producentów może pochwalić się rozwiązaniami pozwalającymi na realizacje takiej aplikacji. W tych przypadkach nie bez znaczenia jest też doświadczenie i wiedza pracowników producenta. Pomoc w wyborze odpowiedniego rodzaju metody odczytu, oświetlenia i ustawienie urządzeń, pozwala nawet na kilkukrotne skrócenie czasu odczytu znakowania i przyspieszenie procesu.

Wparcie techniczne w procesie integracji nieodzowne jest także najczęściej w aplikacjach w których oprócz prostego zapisu, odczytu znakowania produktów wymagane są jeszcze powiązane procesy. Znakowanie, odczyt i proces układania przypadkowo położonych na transporterze książek lub paczek, proces archiwizacji, kontroli i obsługi baz danych zgodnie z wymaganymi procedurami w przemyśle farmaceutycznym czy np. wybór odpowiednich elementów w procesie montażu urządzeń elektronicznych to przykłady aplikacji, w których klienci oprócz doboru odpowiedniego sprzętu wymagają pomocy, wsparcia i asysty ze strony producenta.

NIE ZAPOMNIJ O BEZPIECZEŃSTWIE!

Jakość wypalonych znaków zależy również od obecności mikropęknięć, które powstają w wyniku naprężeń termicznych generowanych podczas nanoszenia symboli. Wpływają one też negatywnie na wytrzymałość znakowanego materiału, a w przyszłości mogą sprzyjać rozwojowi korozji. Można je wykryć, przeprowadzając badania wykorzystujące zjawisko emisji akustycznej. Następny istotny parametr to ciągłość linii symbolu. Zależy ona m.in. od prędkości znakowania i typu lasera.

Ponadto dostęp do stanowiska ze znakowarką powinien być odpowiednio zabezpieczony. W wypadku metod takich jak wybijanie, wytłaczanie i żłobienie można w ten sposób zapobiec okaleczeniom kończyn górnych. W znakowaniu laserowym pamiętać trzeba natomiast przede wszystkim o skutkach narażenia na bezpośrednie oddziaływanie promieniowania na narząd wzroku. Wyjaśniamy to w ramce.

Monika Jaworowska