Systemy oznaczeń w przemyśle

-- niedziela, 15 grudzień 2013

Odpowiednio dobrane systemy oznaczeń odgrywają istotną rolę z punktu widzenia szybkości realizowania określonych procesów produkcyjnych. Na rynku oferuje się przynajmniej kilka technologii umożliwiających oznaczanie.

Zdania na temat używanych w fabrykach systemów oznaczeń są podzielone. Z jednej strony jako zalety wymienia się bowiem m.in. osiągnięcie wzrostu przeróbki materiału o ok. 15%, prostą obsługę i bezawaryjność, a także możliwość dostosowania do warunków użytkowania. W ramach krytyki mówi się jednak o nieautonomiczności systemów, czasami zawodności oraz o archaicznej konstrukcji.

Warunki pracy

W polskich fabrykach systemy oznaczeń bardzo często pracują w warunkach występowania olejów, a co za tym idzie – urządzenie znakujące musi np. naklejać etykiety na zatłuszczonych powierzchniach. Z kolei poziom wilgotności w miejscach, gdzie pracują systemy oznaczeń niejednokrotnie przekracza 80%. Trudne warunki pracy urządzeń odpowiedzialnych za oznaczanie obejmują również wysoką temperaturę oraz agresywną atmosferę. Zdarza się, że aplikacja znakująca musi pracować w warunkach zapylenia, kurzu, a nawet narażenia na umyślne uszkodzenie przez człowieka.

Przedstawiciele fabryk zapytani o czynniki brane pod uwagę przy wyborze kompleksowego systemu oznaczeń wymieniają przede wszystkim jakość produktu. Na drugiej pozycji znajduje się cena, potem parametry techniczne i marka. Niejednokrotnie stawia się na stałych dostawców. Na etapie wyboru analizuje się również serwis gwarancyjny oraz zastosowanie. Dla niektórych przedstawicieli fabryk najważniejszym kryterium wyboru są pozytywne doświadczenia z konkretnymi urządzeniami, a także niezawodność pracy w długim okresie czasu bez pogarszania parametrów. Istnieją również opinie, w których najważniejszym kryterium wyboru jest cena.

Dostawcy

W przypadku oznaczeń trwałych zastosowanie znajdują urządzenia firm Imaje, Videojet i Marhem. Jako urządzenia znakujące wymienia się również mikroudarową znakowarkę przenośną P-122 firmy Sic Marking, a jako najczęściej stosowane drukarki kodów kreskowych – produkty firmy Zebra. Fabryki, które stosują ręczne oznaczanie produktów, zazwyczaj korzystają z urządzeń firm Zebra, Bizerba, Dymo oraz CAB. Dostawców systemów oznaczeń do polskich fabryk jest wielu. W tym obszarze wymienia się bowiem firmy: Coleman, Magra, SKK, Gravotech, Trumpf, Technifor, Markator, CAB, Intrex oraz Eidos. Opinie przedstawicieli fabryk o tych dostawcach i producentach są pozytywne.

Procesowi oznaczania w przemyśle poddaje się przede wszystkim wyroby gotowe. W tym celu używa się kodów kreskowych 1D, etykiet, opisów za pomocą znakowarek grawerujących, numerów wybitych na produkcie, nadruków z drukarek atramentowych, a także pieczątek i naklejek. Niejednokrotnie zastosowanie znajdują również, szczególnie przy znakowaniu na metalu, znakowarki mikroudarowe. Istotną rolę odgrywają kody paskowe oraz opisy odręczne. Z kolei w procesie związanym z oznaczaniem palet zastosowanie znajdują etykiety, kody kreskowe i naklejki. Opakowania zbiorcze również znakuje się za pomocą etykiet i kodów kreskowych.

Wybór

Na etapie wyboru systemu oznaczeń uwzględnia się wiele parametrów i właściwości poszczególnych elementów systemu. Przede wszystkim istotną rolę odgrywa trwałość oznaczenia. W tym zakresie preferuje się trwałość przez cały cykl życia produktu, do zakończenia montażu u klienta, oraz odpowiednią głębokość trwałego znakowania w metalu. Dla klientów ważna jest również szybkość oznaczania oraz technologia oznaczania, która powinna być dostosowana do potrzeb lub po prostu najtańsza. Nie bez znaczenia są przy tym niskie koszty eksploatacji systemu oznaczania oraz odporność na oddziaływanie skrajnych warunków otoczenia, takich jak działanie wody, kontakt ze smarem, wysoki poziom wilgotności, niska temperatura, ścieranie i zabrudzenie, a także atmosfera korozyjna.

Systemy oznaczeń pracują niejednokrotnie w procesach lakierowania, szlifowania, bejcowania czy frezowania. W opinii Małgorzaty Korczak z firmy ax RFID przy wyborze oznaczeń trzeba kierować się przede wszystkim gwarantowanym poziomem bezpieczeństwa systemu. Należy bowiem wybrać rozwiązanie, które minimalizuje ryzyko podrobienia. Nie bez znaczenia jest przy tym trwałość znaczników, mierzona poziomem rotacji znakowanych elementów. Kluczowe miejsce na etapie wyboru zajmuje specyfika otoczenia (środowiska i skali), w którym system będzie funkcjonował. – Chodzi przede wszystkim o wysoką temperaturę, obecność środków chemicznych, strefy zagrożenia wybuchem czy też obecność elementów metalowych – dodaje Małgorzata Korczak.

Odczyt oznaczeń

Interesujące wydają się urządzenia, za pomocą których weryfikuje się i odczytuje naniesione oznaczenia. Rozwiązań w tym zakresie jest wiele. Używa się w tym celu skanerów ręcznych, a nieco rzadziej – automatycznych. W sporadycznych przypadkach oznaczenia odczytywane są przez człowieka. Z kolei w sterowaniu urządzeniami systemu oznaczeń zastosowanie najczęściej znajduje PC. W takich rozwiązaniach zazwyczaj wzór etykiety jest stały, a zmieniają się na niej parametry. W procesie związanym ze sterowaniem niejednokrotnie, przede wszystkim ze względów ekonomicznych, znajduje zastosowanie istniejący sterownik PLC. W wielu aplikacjach stawia się jednak na autonomiczne sterowanie.

Co na rynku

Firma Brady oferuje etykiety do płytek PCB i komponentów, które zaprojektowano do identyfikacji na liniach produkcyjnych elektroniki. Za podstawę tej oferty można uznać etykiety przeznaczone do wyposażenia elektronicznego oraz etykiety serwisowe. Zapewniają one zastosowanie etykiet do identyfikacji wyposażenia elektronicznego. Chodzi np. o etykiety kalibracyjne, serwisowe i testowe. Warto zwrócić uwagę na strzałki inspekcyjne i oznaczenia Quik-Dots. Przy użyciu strzałek inspekcyjnych można precyzyjnie oznaczać wymagające korekty obszary płytek z obwodami drukowanymi. Płótno winylowe ściśle przylega do podłoża, można je jednak łatwo usunąć bez pozostawiania śladów w postaci kleju.

Interesujące rozwiązanie stanowią maski lutownicze przeznaczone do zabezpieczania cennych komponentów i części podczas procesu produkcji. Opracowane z myślą o wymaganiach linii produkcyjnych maski są dostępne w postaci rolki, karty lub pojedynczej podklejki. Firma Brady oferuje również etykiety ostrzegające przed ładunkami elektrostatycznymi. Dostępne są one w postaci rolki lub karty czarno-żółtej albo czarno-pomarańczowej. Etykiety ostrzegają operatorów i użytkowników urządzeń elektronicznych przed zagrożeniem w postaci uszkodzeń wywołanych przez ładunki elektrostatyczne.

Firma Coleman oferuje aplikatory etykiet Avery Dennison – ALS, przeznaczone do automatycznego etykietowania na liniach produkcyjnych (etykieciarki), gdzie liczy się prędkość i precyzja. Urządzenia tego typu cechuje prędkość do 60 m/min i do 1000 etykiet na minutę. Istotne jest dostosowanie tempa nakładania etykiety do prędkości linii produkcyjnej. Na uwagę zasługuje wysoki poziom precyzji nakładania etykiety, dzięki systemowi docisku etykiety. Zwraca się uwagę na rozbudowane możliwości komunikacyjne, zapewniające zdalną edycję parametrów. Urządzenie jest w stanie pracować w trudnych warunkach eksploatacyjnych, obejmujących wysoki poziom zawilgocenia i zapylenia. Przydatne rozwiązanie stanowi monitorowanie zużycia materiałów eksploatacyjnych.

Etykietowanie może odbywać się z góry, z boku, od przodu – za pomocą etykiet samoprzylepnych na butelkach, produktach w puszkach, a także produktach higienicznych, kosmetycznych, środkach czystości oraz produktach przemysłu elektronicznego, chemicznego i wielu innych.

Firma Videojet oferuje przemysłowe drukarki termotransferowe. Urządzenia tego typu zaprojektowano z myślą o bezpośrednim znakowaniu elastycznych i giętkich powierzchni opakowań. Istotną rolę odgrywa wysoki stopień ochrony, wynoszący IP65. Urządzenie można nabyć w wersji 53 mm i 107 mm, przy rozdzielczości nadruku wynoszącej 300 dpi. Jest przy tym możliwy nadruk na opakowaniach zbiorczych oraz produktach zarówno nieruchomych, jak i będących w ruchu.

Z oferty firmy HTS-Polska wybrać można m.in. stacjonarne drukarki etykiet BBP33. Są to urządzenia podłączane do komputera, umożliwiające drukowanie oznaczeń i etykiet o maksymalnej szerokości 101,6 mm. W zależności od potrzeb drukarki można używać do drukowania ponad 600 rodzajów etykiet wykonanych z 40 różnych materiałów. Drukarka obsługuje pełną gamę etykiet bezpieczeństwa i użytkowych, jak również etykiet ciętych do znakowania przewodów, produktów oraz próbek laboratoryjnych. Z kolei drukarka BBP1 to niewielkie kompaktowe urządzenie biurowe, które zapewnia druk termotransferowy wysokiej jakości, przy niskich kosztach inwestycyjnych i eksploatacyjnych. Urządzenie umożliwia sporządzenie tabliczek znamionowych i etykiet logistycznych, etykiet do oznakowania kabli i rozdzielnic, zwłaszcza do zastąpienia grawerowanych tabliczek EPREP oraz etykiet przeznaczonych do znaków laboratoryjnych oraz do wielu innych aplikacji przemysłowych. Z kolei drukarka znaków i etykiet BBP31 zapewnia drukowanie znaków i etykiety do 4” szerokości. W urządzeniu przewidziano duży ekran dotykowy z funkcją „przeciągnij i upuść”, przeznaczony do projektowania etykiet, oraz intuicyjny ekran główny, zapewniający tworzenie etykiet w zaledwie dwóch krokach.

Firma HellermannTyton oferuje urządzenie o nazwie M-BOSS Lite – do tłoczenia oznaczeń na szyldach ze stali nierdzewnej. Ten rodzaj oznaczeń jest przeznaczony głównie do stosowania w obszarach o ekstremalnych warunkach środowiskowych, np. w miejscach, gdzie występuje wysoka/niska temperatura i/lub szkodliwe substancje chemiczne.

M-BOSS Lite – dzięki kompaktowej budowie i obniżonej masie do 35 kg – łatwo transportować. Urządzenie może więc pracować zarówno jako stacjonarne, jak też quasi-mobilne, np. na budowie. Drukarka jest sterowana za pomocą komputera. Odpowiednie oznaczenia są łatwo generowane przez oprogramowanie dostarczane z urządzeniem. Istnieje możliwość importowania danych, np. z Excela. Do drukarki przeznaczone są szyldy ze stali nierdzewnej, kwasoodpornej typu 316 (ASTM) w czterech wielkościach, które mocuje się za pomocą opasek kablowych o szerokości 4,6 mm lub za pomocą śrub czy nitów.

Firma Rea Jet oferuje drukarki woskowe o wysokiej rozdzielczości, stosowane głównie do znakowania na folii opakowaniowej, różnego rodzaju tworzywach sztucznych, papierze woskowym oraz wodoodpornej powierzchni. Urządzenie jest wyposażone we własny sterownik, dzięki czemu system może działać jako niezależny. Regulacja wysokości nadruku odbywa się przez obracanie głowicy drukującej. Z kolei system Rea Jet Spray Technology zapewnia kodowanie, znakowanie, nadruk kropek, punktów, kresek oraz linii na produktach. W przemysłowych warunkach systemy Rea Jet zapewniają nadruk znaków w różnorodnych kolorach. Podstawowe ich zastosowanie obejmuje m.in. nadruk kropki na wadliwym produkcie, nadruk znaczka na produkcie, który przeszedł proces kontroli, znakowanie punktu potwierdzające jakość, nadruk kropek w różnych kolorach w zależności od asortymentu, a także nadruk kreski i przerywanej linii oraz ciągłej linii.

Systemy tego typu sprawdzają się przede wszystkim przy znakowaniu braków, wadliwych produktów kolorem czerwonym oraz przy wskaźnikach przejścia kontroli jakości oznaczonych kolorem zielonym. Zastosowanie obejmuje również nadruk linii na rurach, wężach i profilach, a także wielokolorowe znakowanie punktów i linii w celu rozróżnienia rodzajów. Z kolei Andrzej Strzeszewski jako nowatorskie rozwiązania i technologie uwzględniane w systemach oznaczeń oferowanych przez firmę Etykat wymienia druk wypukły, druk Braille'a oraz druk UV wygrzewany lodowo.

Lockout/Tagout

Mówiąc o oznaczeniach warto zwrócić uwagę na systemy, które są stosowane w procesach odpowiedzialnych za bezpieczeństwo, takie jak Lock-out/Tagout. Istotną cechą systemu jest zagwarantowanie unieruchomienia urządzenia, dopóki nie zostanie usunięta blokada odcinająca dopływ energii (Lockout). Dlatego podstawę systemu stanowią elementy blokujące, takie jak kłódki LOTO, blokady zaworu, zamki, linki. Z kolei Tagout polega na umieszczeniu, zgodnie z przyjętymi procedurami, odpowiedniego oznaczenia na blokadzie założonej na źródło energii. Ważne jest, aby oznaczenie informowało o celu zablokowania oraz o tym, że żaden element czy urządzenie, do którego jest dostarczana energia, nie może być przywrócone do eksploatacji przed zdjęciem blokad i oznaczeń.

Szereg produktów, należących do systemu Lockout/Tagout, oferuje się z myślą o pracach elektrycznych. Dlatego za podstawę w tym zakresie można uznać uniwersalne blokady wyłączników wielobiegunowych. Współpracują one z większością wyłączników wyposażonych w cięgno. Elementy tego typu zazwyczaj wykonuje się z wytrzymałego nylonu odpornego na udary. Najczęściej maksymalna średnica kabłąka kłódki wynosi 7 mm, a minimalny luz dla kabłąka to 20 mm. Prace elektryczne nie obejdą się również bez blokad wyłączników jednobiegunowych. Są one przystosowane do wyłączników, które wyposażono w otwory w dźwigience. Montaż elementu jest bardzo szybki, sprowadza się bowiem jedynie do wsunięcia blokady w odpowiednie miejsce i założenia kłódki. Dwa otwory o różnej wielkości zapewniają stosowanie elementu z różnymi dźwigienkami.

Raport powstał w oparciu o dane uzyskane z ankiety przeprowadzonej w listopadzie 2013 r. wśród czytelników miesięcznika Inżynieria i Utrzymanie Ruchu Zakładów Przemysłowych. Oprócz tego przy tworzeniu raportu wykorzystano informacje pochodzące od producentów i dostawców systemów oznaczeń. Raport nie jest pełnym obrazem rynku.

UR

Autor: Damian Żabicki