Systemy oznaczeń w przemyśle

-- wtorek, 15 maj 2012

Systemy oznaczeń odgrywają istotną rolę w procesie szybkiej identyfikacji wyrobów gotowych, półproduktów czy narzędzi. Wybrać można pomiędzy oznaczaniem trwałym a czasowym.

Systemy oznaczania wyrobów są szczególnie ważne w procesach produkcyjnych. Kluczowa pozostaje bowiem szybka i skuteczna identyfikacja materiałów, narzędzi, środków trwałych i wyrobów. Odpowiednio dobrany system znakowania powinien być ściśle dostosowany do konkretnej technologii produkcji. Określona technika oznaczania w pierwszej kolejności musi uwzględniać warunki przechowywania wyrobów.

Oferta rynkowa jest bardzo obszerna. Obejmuje ona bowiem tagi, przywieszki, znaczniki wsuwane i etykiety logistyczne. Oznacza się również środki trwałe. Przydatne są identyfikatory laboratoryjne, znaki informacyjne, etykiety obwodów drukowanych i komponentów elektronicznych, a także etykiety z kodami kreskowymi oraz identyfikatory dostępu. Warto zwrócić uwagę na oznaczenia, które są używane w instalacjach elektrycznych. Przede wszystkim chodzi o samolaminujące oznaczniki kabli i przewodów, oznaczenia listew zaciskowych oraz etykiety owijane.

Co i jak oznaczane

W przemyśle oznacza się przede wszystkim wyroby gotowe. Używa się do tego etykiet, w tym samoprzylepnych i termicznych, a także naklejek, graweru i kolorowych zawieszek. Niejednokrotnie są stosowane kody kreskowe. Informacje dotyczą najczęściej numerów seryjnych i parametrów pracy maszyny lub urządzenia. Etykiety bardzo często mają charakter oznaczenia trwałego, które jest jednocześnie plombą. Oznaczaniu poddaje się opakowania zbiorcze, używając przy tym etykiet, nadruków, tekstu, kodów kresowych, naklejek i zawieszek. W zakładach przemysłowych są oznaczane narzędzia poprzez nanoszenie numerów ewidencyjnych, danych o użytkownikach i terminach inspekcji. Przedstawiciele fabryk podają, że używa się przy tym etykiet, w tym samoprzylepnych, i graweru. Około 1/3 firm oznacza palety transportowe. Co jeszcze wymaga oznaczania w przemyśle? Środki trwałe, elementy instalacji oraz towar przekazywany do magazynu to kolejne przykłady. Procesowi oznaczania poddaje się półfabrykaty, urządzenia oraz maszyny i elementy podczas wdrażania 5S.

Największym uznaniem spośród metod oznaczania cieszą się kody kreskowe. Jako dostawców rozwiązań w tym zakresie wymieniono firmę Brady, Brother, Zebra Technologies, Marel, SKK i Jantar. Do oznaczania środków trwałych niejednokrotnie używa się rozwiązań w formie graweru mechanicznego i tabliczek znamionowych dostarczanych przez Brady, Brother, Makrem, SKK oraz Telesis. Około ¼ fabryk do bezpośredniego oznaczania produktów używa etykiet. Systemy przeznaczone do etykietowania dostarcza Zebra Technologies, Brady, SKK, Marel oraz Intermec.

Sterowanie systemem oznaczania najczęściej odbywa się za pomocą komputera PC lub sterownika PLC. Niejednokrotnie urządzenia oznaczające pracują samodzielnie. Interesującymi rozwiązaniami są aplikacje, gdzie system oznaczania zarządzany jest przez telefon komórkowy. Dla skutecznego działania systemu oznaczania niezbędna jest szybka i skuteczna identyfikacja. Odczyt może być wzrokowy lub automatyczny. W tym drugim przypadku uwzględnia się skanery, czytniki oraz kamery.

Przedstawiciele fabryk chwalą firmy dostarczające systemy oznaczeń. Oferowane rozwiązania są profesjonalne i zapewniają szybkie, a zarazem pewne identyfikowanie produktów. Podkreśla się profesjonalizm doradców technicznych oraz możliwość negocjacji ceny. Jednak działają na rynku firmy, które co prawda dostarczają uniwersalne rozwiązania, ale już usługi serwisowe wypadają nieco gorzej. Od dostawców oczekuje się stałego i regularnego dostarczania materiałów oraz zapewnienia wsparcia technicznego.

W opinii użytkowników w procesie nanoszenia oznaczeń jest ważna przede wszystkim trwałość oznaczenia. Rozwiązania w tym zakresie powinny być odporne na ścieranie, wysokie temperatury oraz wilgoć, szczególnie podczas zimy. Bardzo często przy wyborze systemu oznaczeń uwzględnia się odporność na promienie UV i zmienne temperatury. W niektórych procesach przemysłowych oznaczenia muszą być odporne na uszkodzenia mechaniczne. Istotnym kryterium wyboru jest sposób nanoszenia oznaczeń – ręczny lub automatyczny. Zwraca się także uwagę na materiał znakowany. Przedstawiciele fabryk twierdzą, że wybierany system oznaczeń można dopasować do potrzeb konkretnej aplikacji przy zachowaniu wysokiego poziomu jakości i bezawaryjności. Są również oferowane rozwiązania dostosowane do wyjątkowo wymagających zastosowań.

RFID

Wiele interesujących rozwiązań pojawiło się w oznaczaniu produktów za pomocą technologii RFID. W systemach tego typu znakowanie odbywa się poprzez umieszczenie zewnętrznej etykiety samoprzylepnej z układem RFID, plomby RFID lub tagu RFID w odpornej obudowie. Montaż odbywa się poprzez przyklejenie lub przewiercenie. Decydując się na zastosowanie takiego rozwiązania, należy wziąć pod uwagę kilka dodatkowych czynników. Przede wszystkim istotne pozostaje środowisko, w którym oznaczenie będzie pracowało. Trzeba uwzględnić możliwość uszkodzenia mechanicznego i chemicznego. Kluczową rolę odrywa odległość, z jakiej oznaczenie będzie odczytywane. Odpowiednie urządzenia RFID są również dobierane w zależności od metody odczytu – ręcznej lub automatycznej. Coraz częściej kryterium wyboru stanowi stopień łatwości podrobienia oznaczenia.

Co nowego w oznaczeniach

Interesujące rozwiązanie stanowią przemysłowe drukarki atramentowe do małych znaków. Urządzenia tego typu są używane do nadruków na opakowaniach i produktach jednostkowych. W szczególności chodzi o zmienne dane, takie jak data ważności czy numer serii. W procesie oznaczania produktów zastosować można drukarki laserowe przeznaczone do estetycznych, a zarazem trwałych nadruków na różnego rodzaju podłożach. Są oferowane modele do oznaczania opakowań PET oraz folii PP i BOPP. Przydatne rozwiązanie stanowią drukarki używane do bezpośredniego nadruku na kartonach zbiorczych. W zależności od potrzeby wybrać można urządzenie o niskiej lub wysokiej rozdzielczości, również z dwustronnym drukowaniem. Oferuje się systemy drukująco-etykietujące, przeznaczone do drukowania i etykietowania opakowań zbiorczych, w tym palet, w czasie rzeczywistym. Niejednokrotnie są uwzględniane urządzenia przeznaczone do użytkowania w trudnych warunkach. Odpowiednią drukarkę nabyć można do aplikacji, gdzie liczy się szybkość nanoszenia oznaczeń.

W nowoczesnych drukarkach zwraca się uwagę na rozwiązania energooszczędne. Stąd też urządzenia pobierają mniej energii, wytwarzają mniejszą ilość odpadów, a materiały wykonania są poddawane procesowi recyklingu. Oferuje się specjalne etykiety z podkładem nadającym się do odzysku. Podczas produkowania oznaczeń bardzo często liczy się mobilność urządzenia znakującego. Na przykład drukarki przenośne dla przemysłu typu RJ firmy Brother pomimo niewielkich rozmiarów zapewniają wysoką jakość i szybkość druku. Stopień ochrony drukarki wynosi IP 54. O uniwersalności zastosowania w dużej mierze decydują również szerokie możliwości w zakresie wymiany danych. Stąd też przewidziano interfejs USB, port szeregowy oraz technologię Bluetooth lub WiFi. W przypadku urządzeń firmy Brother warto również zwrócić uwagę na wyposażenie opcjonalne. Przydać może się więc czytnik kart magnetycznych, czy też uchwyt do montażu w pojeździe.

Etykiety i zawieszki

Nowoczesne etykiety niejednokrotnie zastępują tabliczki grawerowane. Produkty tego typu wykonuje się z laminatu pianki polietylenowej. Interesujące rozwiązanie stanowią specjalne taśmy przeznaczone do oznaczeń podłóg i posadzek. W tym przypadku jako materiał wykonania uwzględnia się poliester z bardzo mocnym klejem. Używa się także laminatu poliestrowego. Proces oznaczania w tym rozwiązaniu bazuje na trzech etapach, czyli wydrukowaniu etykiety, naklejeniu na powierzchni oraz pokryciu laminatem.

W zakresie etykiet i zawieszek na uwagę zasługują produkty przeznaczone do pracy w szerokim zakresie temperatur, mieszczących się pomiędzy -40°C a 1200°C. Są oferowane oznaczenia do ciężkich warunków pracy, które występują chociażby w przemyśle metalurgicznym, chemicznym i budowlanym. W rozwiązaniach tego typu postawiono na odporność na działanie czynników mechanicznych i niekorzystnych warunków atmosferycznych. Niejednokrotnie przewiduje się specjalną strukturę, dzięki której jest możliwy druk laserowy, termotransferowy, mozaikowy i atramentowy. Na rynku są oferowane etykiety zabezpieczające i tabliczki znamionowe pełniące zarówno funkcje informacyjne, jak i zabezpieczające. Interesujące rozwiązanie stanowią etykiety i szyldy do oznaczania magazynów.

Na przykład etykiety z oferty firmy Drescher

Euro-Label są ściśle dostosowane do określonych potrzeb aplikacji. Standardowe produkty bazują na arkuszach formatu A4. Zastosować można białe etykiety papierowe lub pokryte matową folią. W razie potrzeby uwzględnia się etykiety z folią poliestrową do lasera. Wersje papierowe są dostępne jako matowe, półbłyszczące i błyszczące. Przydać się mogą etykiety poliestrowe, winylowe, VOID oraz akrylowe.

Oznaczenia kabli i przewodów

Oznaczanie kabli i przewodów jest odrębnym i obszernym zagadnieniem. Warto przynajmniej krótko wspomnieć o oznacznikach jedno- i wieloznakowych, zarówno o konstrukcji zamkniętej, jak i zatrzaskowej. Są również używane modele otwarte z kieszonką na etykietę. Przy oznaczaniu przewodów używa się koszulek termokurczliwych i izolacyjnych. W przemyśle chemicznym niejednokrotnie zastosowanie znajdują systemy ze stali kwasoodpornej. Przydatne są oznaczniki aparatowe. Firma Partex oferuje z kolei grawerowane tabliczki. Mogą być wykonane z aluminium anodowanego, laminatu dwuwarstwowego lub ze stali nierdzewnej. Wybrać można również wydajne urządzenia przeznaczone do opisywania oznaczników na przewody, kable i komponenty. Niektóre modele pozwalają na opisywanie oznaczników z szybkością do 40 mm/s. Urządzenia takie są sterowane za pomocą komputera. W sposób automatyczny jest rozpoznawany rodzaj oznacznika. Maszyna samoczynnie pobiera pisak z podajnika, a po zakończeniu operacji umieszcza go w stacji bazowej. Po zamontowaniu specjalnej głowicy jest możliwe grawerowanie. Z oferty firmy Partex przydać się może przenośny ploter z interfejsem do PC. Urządzenie jest przeznaczone do opisywania oznaczników na żyły, a także kable, złączki i aparaty. Przydać może się drukarka: termotransferowa przemysłowa, do dwustronnego drukowania oznaczników oraz kolorowa termotransferowa do kart PFC. Firma Partex oferuje również zestawy do grawerowania oraz plotery A3. Odpowiednie urządzenie znakujące nabyć można w zależności od wymaganej wydajności.

Co na rynku

Urządzenie PAM3600 z oferty firmy Brady jest aplikatorem druku termotransferowego o rozdzielczości od 300 do 600 dpi. Dzięki zastosowaniu specjalnej funkcji można skrócić czas druku i aplikowania etykiety nawet o połowę. Niepoprawnie wydrukowane etykiety mogą być wprowadzane do ponownego druku nawet trzykrotnie. Urządzenie jest w stanie pracować z etykietami o maksymalnej szerokości do 115 mm. Komfort użytkowania urządzenia poprawi wyświetlacz LCD.

Model MDX-650 firmy Roland jest profesjonalną frezarką CNC klasy przemysłowej. Dzięki niej jest możliwe przecinanie metali oraz tworzenie trójwymiarowych grawerowanych oznaczeń. Urządzenie może współpracować z systemem automatycznej wymiany narzędzi oraz obrotową głowicą osi. W konstrukcji maszyny przewidziano cyfrowy, bezszczotkowy serwomotor prądu przemiennego, który precyzyjnie obsługuje osie X, Y, Z. W urządzeniu istotną rolę odgrywa specjalistyczne oprogramowanie sterujące. Stąd też aplikacja CAM zapewnia równomierne skalowanie 3D. Oprogramowanie pozwala na wybór kierunków frezowania oraz automatyczne tworzenie i wyświetlanie ścieżki narzędzia. Interesujące rozwiązanie stanowi możliwość symulacji końcowego efektu grawerowania. Jest możliwe oszacowanie czasu obróbki. Informacje mogą być importowane z plików w formacie CSV.

Model TP601 Mectec z oferty firmy SKK pozwala na automatyczne, dwustronne etykietowanie palet. Urządzenie można zintegrować z istniejącym systemem transportu. Drukarka jest przystosowana do pracy ciągłej, a wytrzymała obudowa sprawdzi się w trudnych warunkach. Za nadruk odpowiada 6-calowa drukarka termotransferowa. Pracę urządzenia nadzoruje sterownik PCU III. Operator jest informowany o małej liczbie etykiet oraz o kończącej się taśmie barwiącej. W konstrukcji urządzenia przewidziano również regulator przepływu powietrza oraz zawór miękkiego rozruchu.

Model Intermec EasyCoder PD41 jest uniwersalną drukarką etykiet i przywieszek. Urządzenie zaprojektowano z myślą o średnich obciążeniach i pracy w warunkach przemysłowych. Drukowanie może się odbywać również na dużych rolkach (do 203 mm). Dzięki zastosowaniu długiej taśmy barwiącej redukuje się konieczność częstego uzupełniania. Dla uproszczenia obsługi przewidziano jeden duży przycisk i 4 diody, które informują o funkcjach realizowanych przez urządzenie. Przy wymianie danych można uwzględnić kartę sieciową. Oprócz tego przewidziano port szeregowy RS232 oraz złącze USB. Na uwagę zasługuje możliwość rozbudowy urządzenia. Chodzi o takie elementy, jak na przykład nóż tnący, nawijak czy mechanizm samoodklejania.

Z myślą o utrzymaniu ruchu

Na rynku są oferowane oznaczenia, które powstały z myślą o utrzymaniu ruchu. Stąd też jest możliwe szybkie, a zarazem skuteczne ewidencjonowanie maszyn, urządzeń i narzędzi. Na etykietach najczęściej są umieszczane informacje, takie jak numer ewidencyjny, nazwa lub kod kreskowy. Tym sposobem opisuje się także rozdzielnie i szafy elektryczne. Na przykład drukarka BMP71 z oferty firmy High-Tech Solutions Polska pozwala na wydruk na ponad 30 materiałach z szybkością 38 mm/s przy rozdzielczości 300 dpi. Komfort użytkowania zapewniono dzięki dużemu, graficznemu ekranowi LCD. Pozwala on na wyświetlanie całej etykiety na ekranie, co zapewnia wygodne projektowanie układu etykiety. Do dyspozycji użytkownika pozostają informacje na temat rodzaju etykiety, a także jej rozmiaru i koloru. Są również wyświetlane dane o ilości pozostałego materiału, stanie naładowania akumulatora, statusie etykiety i obszarze wydruku, a także bieżącym rozmiarze czcionki i obrotu.

Co jeszcze

W oprogramowaniu firmy Cognex, przeznaczonym do odczytywania kodów kreskowych, przewidziano technologię IDMax oraz dwa skuteczne algorytmy: 1DMax i 2DMax. Zaletą takiego rozwiązania jest przede wszystkim odczytywanie niemal każdej symboliki kodów kreskowych. Pewność odczytanych danych uzyskuje się nawet w przypadku kodów o niskiej jakości. Bladość, niska jakość druku, zakrzywione powierzchnie oraz gruby, uszkodzony lub zniekształcony druk czy ekstremalna perspektywa to tylko kilka przykładów. Druk z kodami może być również nieostry, zarysowany lub zamazany.

Ręczny czytnik znaczników RFID MC9090-G firmy Motorola pozwala na rejestrowanie szerokiego zestawu danych, począwszy od znaczników RFID poprzez kody kreskowe, kończąc na obrazach. Urządzenie pozwala na odczyt danych w miejscach, które są nieosiągalne dla stacjonarnych czytników. Czytnik jest wielofunkcyjny, stąd też można skanować kody 1- i 2-wymiarowe. Urządzenie obsługuje EPC Gen 2 i tryb DRM, co umożliwia łatwe włączenie w łańcuch dostaw. Na uwagę zasługuje kombinacja wskazówek dźwiękowych i wzrokowych łatwo prowadzących pracowników do konkretnego przedmiotu. W momencie gdy urządzenie zbliża się do danego elementu, rośnie częstotliwość i głośność sygnału dźwiękowego oraz rozmiar paska graficznego.

Pryor YF10 i YF20 z oferty firmy HDF to maszyny laserowe przeznaczone do znakowania bezpośredniego. Wybrać można wersję kompaktową oraz jednostkę stojącą na podstawie lub na podłodze. Podkreśla się niskie koszty eksploatacji urządzenia, bowiem zapotrzebowanie lasera na moc wynosi poniżej 200 W. Długość fali osiąga 1,06 mikrona. Inteligentny kontroler laserowy jest w stanie pracować w niezależnym trybie podstawowym lub za pomocą wbudowanego łącznika TCP/IP. Widoczna wiązka światła wskazuje miejsce znakowania, co umożliwia szybsze i dokładniejsze ustawienie urządzenia. Druga wiązka światła wskazuje z kolei aktualne miejsce skupienia głowicy lasera.

Raport powstał w oparciu o dane uzyskane z ankiety przeprowadzonej w marcu 2012 r. wśród czytelników miesięcznika Inżynieria i Utrzymanie Ruchu Zakładów Przemysłowych. Oprócz tego przy tworzeniu raportu użyto informacji pochodzących od producentów i dostawców systemów oznaczeń. Raport nie jest pełnym obrazem rynku.

Autor: Damian Żabicki