產(chǎn)品一成不變的時(shí)代已經(jīng)過(guò)去了，消費(fèi)者需求正在推動(dòng)食品和飲料行業(yè)的多元化 – 更多的口味，更多的尺寸，更多的包裝選擇。隨著產(chǎn)品種類的激增，制造商需要頻繁更換生產(chǎn)線。這意味著每次更換時(shí)，將會(huì)帶來(lái)更長(zhǎng)的停機(jī)時(shí)間和潛在的人為操作錯(cuò)誤。
現(xiàn)代賦碼系統(tǒng)，包括集成到您的系統(tǒng)中的激光噴碼機(jī)（例如 MES、HMI、通過(guò) EtherNet IP 的 PLC），僅需按下按鈕就可以轉(zhuǎn)換生產(chǎn)線，并支持更大的自動(dòng)化工作。
激光賦碼并不是一項(xiàng)新技術(shù)，但在過(guò)去幾年中，該技術(shù)取得了幾個(gè)關(guān)鍵進(jìn)步，解決了以前的限制，應(yīng)用更加廣泛。在本白皮書中，我們將了解激光賦碼自問(wèn)世以來(lái)在質(zhì)量、可靠性和通用性方面是如何演變的。
早期的激光噴碼機(jī)技術(shù)
第一個(gè)激光打標(biāo)系統(tǒng)在大約30年前投入使用。這些早期的先驅(qū)者看到了激光在無(wú)需油墨和溶劑情況下，能夠靈活賦碼的潛力。許多早期的系統(tǒng)都是手工打造的，這些激光并不特別適合食品工業(yè)的惡劣環(huán)境。他們也不能全天候運(yùn)行。賦碼速度也不是非?？?，也不能能夠快速、準(zhǔn)確地控制激光的路徑。
隨著技術(shù)的進(jìn)步和完善，激光打碼開(kāi)始在一些領(lǐng)域得到普及。早期使用者包括產(chǎn)量較大的大型飲料公司。之后，醫(yī)藥和生命科學(xué)領(lǐng)域制造商在滿足序列化和可追溯性要求上看到了激光噴碼機(jī)的潛力。但是，這些早期的系統(tǒng)仍然有一些重大的限制，在大多數(shù)情況下，激光噴碼機(jī)只適用于特定領(lǐng)域。
成本– 當(dāng)激光產(chǎn)品首次問(wèn)世時(shí)，其成本通常高于其他賦碼技術(shù)（有時(shí)是兩倍多），這使得低利潤(rùn)行業(yè)難以進(jìn)行投資。
尺寸– 當(dāng)時(shí)產(chǎn)品尺寸大，這意味著將激光發(fā)生器和打碼頭（以及煙霧吸收凈化器和防護(hù)罩）安裝到包裝生產(chǎn)線中需要仔細(xì)規(guī)劃。
速度– 早期激光噴碼機(jī)無(wú)法在產(chǎn)品快速移動(dòng)下獲得穩(wěn)定的標(biāo)識(shí)質(zhì)量。
標(biāo)刻能力– 激光可以標(biāo)刻一行或兩行碼，但多行或更復(fù)雜時(shí)，標(biāo)識(shí)質(zhì)量可能會(huì)受到影響。
基材兼容性– 早期用戶發(fā)現(xiàn)激光在某些材料上標(biāo)刻的效果很好，而另一些卻不盡如人意。材料供應(yīng)商并不特別關(guān)心產(chǎn)品的激光兼容性，因此，在實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。
壽命– 早期激光噴碼機(jī)的壽命一般為四至五年，這使得投資激光的性價(jià)比不高。
激光噴碼機(jī)的功率很重要
自激光噴碼機(jī)問(wèn)世以來(lái)，一直通過(guò)激光功率（10W、30W、60W等）來(lái)進(jìn)行衡量。理論上，無(wú)論制造商如何，兩個(gè)10W的激光機(jī)都應(yīng)在同一基材上有同樣的表現(xiàn)。但實(shí)際上，結(jié)果可能有很大差異。這完全取決于實(shí)際多大功率被作用于材質(zhì)上。打個(gè)比方，兩輛具有相同 350HP 引擎的汽車的性能可能不同，具體取決于發(fā)動(dòng)機(jī)和車輪之間的變速器和差速齒輪。
近年來(lái)激光賦碼技術(shù)的最大進(jìn)步之一是在功率集中方面。能夠更精確地控制光束如何擊中基材。這包括減小激光的光斑，提升激光的強(qiáng)度。例如，激光點(diǎn)尺寸減少 25% 意味著所傳遞的能量增加 100%。
激光噴碼機(jī)能量更大，會(huì)帶來(lái)以下好處：
1.更可靠，并持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間
2.低功率（即更小、更低成本）的激光機(jī)可以應(yīng)用在特定的領(lǐng)域
3.更快的賦碼和更多的賦碼內(nèi)容
4.可以標(biāo)記更難標(biāo)刻的材質(zhì)
找到合適的選擇
激光標(biāo)刻是使用以下三種方法之一完成的，來(lái)創(chuàng)建人或機(jī)器可讀碼所需的對(duì)比度：
- 從表面去除涂層，以露出下面的基材
- 去除一些基材本身（例如蝕刻）
- 通過(guò)熱力變化來(lái)獲得對(duì)比度
所有這些方法都取決于激光向基材提供足夠的能量，從而在不損壞包裝或內(nèi)裝物的情況下提高溫度，從而影響變化。由此產(chǎn)生的溫度是兩個(gè)因素的產(chǎn)物：功率集中和基材的吸收特性。
每種材料都有獨(dú)特的吸收光譜，即它更容易吸收的光波長(zhǎng)，以及它傾向于反射的光波長(zhǎng)。此圖表顯示了 PET 瓶的吸收光譜。
圖中的峰值顯示了特定波長(zhǎng)更容易被吸收的”熱點(diǎn)”，因此將激光噴碼機(jī)與這些頻率相匹配，將會(huì)產(chǎn)生更好的標(biāo)記，使用更少的能量。
由于吸收光譜區(qū)別很大，因此了解賦碼材料的特性非常重要。
材料之間也存在差異，看起來(lái)與肉眼相同。此圖表顯示了不同類型的紙板之間可能發(fā)生的變化。
因此，這不只是簡(jiǎn)單的說(shuō)”激光對(duì)X有用，對(duì)Y沒(méi)用”，而是理解為什么激光會(huì)對(duì)一種材料起作用，并調(diào)整激光或材料以找到匹配項(xiàng)。
在賦碼領(lǐng)域引入光纖激光機(jī)增加了可用的波長(zhǎng)，這意味著激光適用于更多基材。
而且，隨著激光賦碼的日益普及，制造商正在推動(dòng)材料供應(yīng)商創(chuàng)造更有利于激光的選擇，特別是在快消品領(lǐng)域越來(lái)越受歡迎的薄膜包裝材料。
一些可用于激光賦碼的材料類型包括：
●PET
●聚丙烯
●紙板
●鋁材
●玻璃
激光的優(yōu)勢(shì)
隨著功率集中的發(fā)展應(yīng)用和基材可用性的提高，激光賦碼很多限制已經(jīng)消除，一些優(yōu)勢(shì)正在顯現(xiàn)。與幾年前的系統(tǒng)相比，激光賦碼已經(jīng)走過(guò)了漫長(zhǎng)的道路。以下是今天需要關(guān)注激光賦碼的幾個(gè)原因。
標(biāo)識(shí)質(zhì)量
激光賦碼可生成清晰、銳利、一致且永久的標(biāo)識(shí)。沒(méi)有墨水或溶劑需要維護(hù)，因此標(biāo)刻質(zhì)量始終如一。這意味著更少的準(zhǔn)備工作。此外，隨著機(jī)器可讀標(biāo)識(shí)的需求越來(lái)越廣泛，標(biāo)識(shí)質(zhì)量在未來(lái)幾年將變得越來(lái)越重要。
集成和自動(dòng)轉(zhuǎn)換
制造和包裝生產(chǎn)線上的設(shè)備集成正在為運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)帶來(lái)新的生產(chǎn)力和可視性。最基礎(chǔ)的，激光賦碼可與讀取器/視覺(jué)系統(tǒng)配對(duì)，以確保標(biāo)識(shí)的完整性，從而有助于確保高質(zhì)量并減少重復(fù)工作。
在更高級(jí)的方面，激光噴碼機(jī)可以通過(guò)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議（如以太網(wǎng) IP）連接到更大的 ERP、MES 或 SCADA 系統(tǒng)。此集成級(jí)別可支持實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線轉(zhuǎn)換自動(dòng)化、提高工作效率和減少人為操作失誤，同時(shí)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，推動(dòng)日常決策和長(zhǎng)期資源規(guī)劃。
事實(shí)上，集成能力本身是升級(jí)賦碼設(shè)備的好理由，因?yàn)楹锰幨橇⒏鸵?jiàn)影的。
可追溯性/序列化
制藥和生命科學(xué)行業(yè)多年來(lái)一直在研究可追溯性和序列化過(guò)程?，F(xiàn)在，面對(duì)召回和加強(qiáng)食品安全舉措，越來(lái)越多食品行業(yè)也關(guān)注起這方面的信息。制造商必須考慮在他們的產(chǎn)品上賦更多可變信息，并且該信息可能需要機(jī)器可讀。如今的激光噴碼機(jī)已經(jīng)能夠滿足這些需求，這要?dú)w功于光束控制的進(jìn)步，能夠輕松打印多行和二維碼。
生產(chǎn)力
生產(chǎn)線運(yùn)行的速度受限于產(chǎn)線上最慢的機(jī)器。而且，現(xiàn)在食品行業(yè)屬于快消品。幸運(yùn)的是，激光技術(shù)能夠跟上時(shí)代的步伐，能高速提供高質(zhì)量的標(biāo)識(shí)。
激光關(guān)閉重啟速度也快很多，無(wú)論是夜間還是周末或假日生產(chǎn)線維護(hù)。更快的啟動(dòng)意味著生產(chǎn)線運(yùn)行得更快。
雖然沒(méi)有一臺(tái)機(jī)器是真正的”免維護(hù)”，但今天的激光噴碼機(jī)可以盡可能接近。技術(shù)人員處理賦碼設(shè)備的時(shí)間越短，他們就能處理更多事情。
環(huán)境
處理油墨和溶劑意味著處理工作場(chǎng)所中的有害物質(zhì)，以及所有需要的運(yùn)輸、安全處理和儲(chǔ)存的培訓(xùn)以及處置成本。使用激光噴碼機(jī)消除了管理油墨所有的麻煩，有利于環(huán)保，同時(shí)降低耗材成本。
您應(yīng)該向激光供應(yīng)商提的問(wèn)題
充分利用激光賦碼解決方案，首先需要找到適合您特定需求的。市面上有很多選擇，因此，預(yù)先了解一些信息很重要。您可能需要向潛在合作伙伴詢問(wèn)的一些事項(xiàng)包括：
1.是什么讓您的解決方案更好？這聽(tīng)起來(lái)可能很簡(jiǎn)單，但提供商應(yīng)該要具體描述（并帶有證據(jù)支持）是什么使他們的解決方案與眾不同。這是讓工程師參與進(jìn)來(lái)的好時(shí)機(jī)。
2.解決方案中包含哪些內(nèi)容？一個(gè)裝有激光機(jī)的箱子出現(xiàn)在你門口？或者，供應(yīng)商會(huì)協(xié)助您優(yōu)化放置方位、安裝煙霧吸收器和保護(hù)罩、將設(shè)備與任何現(xiàn)有系統(tǒng)集成，以及任何其他可能提高性能的方法？
3.可靠性統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是什么？詢問(wèn)供應(yīng)商的最高工作溫度是多少。然后詢問(wèn)在100%占空比狀態(tài)下溫度是多少。有時(shí)，當(dāng)制造商聲稱工作溫度較低時(shí)，其產(chǎn)量就會(huì)降低。此外，索取第三方認(rèn)證，認(rèn)證灰塵/濕氣入侵的 IP 等級(jí)。
4.未來(lái)的生產(chǎn)力水平？如果未來(lái)需要提高生產(chǎn)線速度，建議的解決方案能否滿足您的需求？如果是，要多少錢？
5.要求提供案例研究和參考資料。制造商在類似情況下提供解決方案了嗎？結(jié)果如何？
激光賦碼解決方案供應(yīng)商應(yīng)詢問(wèn)的問(wèn)題
為了提供最佳解決方案，賦碼供應(yīng)商應(yīng)努力了解您的獨(dú)特需求。
1.您試圖用激光賦碼解決哪些挑戰(zhàn)？激光噴碼機(jī)是令人驚異的機(jī)器，在過(guò)去幾年中飛速發(fā)展，但它們并不總是最佳解決方案。在建議任何賦碼技術(shù)之前，好的制造商會(huì)想知道您試圖滿足哪些特定需求，以及您希望實(shí)現(xiàn)哪些目標(biāo)。
2.您將在哪些材料上標(biāo)記？樣品和測(cè)試是必須的。您需要了解解決方案在您的基材上如何盡可能接近您的實(shí)際制造條件。供應(yīng)商還應(yīng)詢問(wèn)您更換基材的可能性，或者您是否經(jīng)常更換供應(yīng)商。
3.具體應(yīng)用是什么？什么間距，速度，停機(jī)時(shí)間？同樣，這是讓工程師參與進(jìn)來(lái)的好時(shí)機(jī)。
4.標(biāo)識(shí)清晰度有哪些要求？您需要達(dá)到什么水平？現(xiàn)在需要機(jī)器可讀嗎？
5.操作環(huán)境如何？是高溫還是寒冷環(huán)境？干燥還是潮濕？塵土飛揚(yáng)？所有這些因素都會(huì)影響機(jī)器性能，在推薦解決方案時(shí)應(yīng)考慮這些因素。
6.在產(chǎn)線上的安裝位置？上游和下游是什么？需要什么樣的安裝裝置？煙霧吸收和防護(hù)呢？
7.你的勞動(dòng)力是什么樣的？他們技術(shù)熟練嗎？人員流動(dòng)大嗎？你如何培訓(xùn)？
8.您多久調(diào)整一次產(chǎn)線？需要多長(zhǎng)時(shí)間？您是否將調(diào)整時(shí)間作為生產(chǎn)時(shí)間的一部分進(jìn)行考慮？
9.您正在尋找什么樣的集成？您當(dāng)前是否正在機(jī)器上手動(dòng)輸入信息？機(jī)器是否連接到視覺(jué)系統(tǒng)或 ERP/MES/SCADA？
10.您目前如何識(shí)別和管理賦碼錯(cuò)誤？當(dāng)您賦碼錯(cuò)誤時(shí)，會(huì)發(fā)生什么情況？
是時(shí)候考慮激光賦碼了
今天的激光機(jī)經(jīng)歷了長(zhǎng)期的發(fā)展。它們快速、敏捷、靈活，隨時(shí)可以連接到工業(yè)4.0世界。
找到正確的解決方案意味著與真正了解您當(dāng)前需求和增長(zhǎng)計(jì)劃的供應(yīng)商合作。
合肥依瑪一直基于客戶實(shí)際制造情況來(lái)設(shè)計(jì)激光解決方案，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)更高的效率和生產(chǎn)力。這種協(xié)作方法可確保在每一步期望都得到滿足。我們?cè)诩す赓x碼技術(shù)方面擁有廣泛的專業(yè)知識(shí)，并能夠測(cè)試基材的兼容性。
我們還可以幫助您集成自動(dòng)化賦碼系統(tǒng)，使您的產(chǎn)線更高效、更可靠。
