Maszyny pakujące OEM – systemy znakowania, etykietowania i kontroli kodów
Maszyny pakujące OEM mogą zostać wyposażone w zintegrowane drukarki, systemy znakowania laserowego, aplikatory etykiet i urządzenia do kontroli kodów. Moduł znakujący warto uwzględnić już podczas projektowania mechaniki, instalacji elektrycznej, programu PLC oraz interfejsu HMI.
Takie podejście pozwala producentowi urządzenia stworzyć spójny system, w którym operator wybiera recepturę na jednym panelu, a właściwy projekt nadruku, data przydatności, numer partii, numer seryjny lub kod logistyczny są automatycznie przekazywane do drukarki, lasera albo etykieciarki.
Rozwiązania są przeznaczone dla producentów i integratorów:
pakowarek flow-pack i HFFS,
pakowarek pionowych VFFS,
maszyn do saszetek i doypacków,
kartoniarek,
termoformierek,
pakowarek tackowych,
linii rozlewniczych,
maszyn zamykających,
etykieciarek,
case packerów,
owijarek,
paletyzatorów,
systemów Print & Apply,
kompletnych linii pakujących.
W zależności od rodzaju opakowania można zastosować drukarki termotransferowe, drukarki TIJ i CIJ, systemy Piezo i DOD, znakowanie laserowe CO₂, UV lub Fiber, a także automatyczne etykietowanie i kontrolę kodów kreskowych.
Nie istnieje jedna technologia odpowiednia do wszystkich maszyn pakujących. Innego rozwiązania wymaga folia opakowaniowa prowadzona w systemie flow-pack, innego gotowa butelka na linii rozlewniczej, a jeszcze innego karton zbiorczy albo paleta.
integracja
Systemy znakowania na maszynach pakujących – co obejmuje integracja?
Systemy znakowania montowane na maszynach pakujących powinny być traktowane jako integralna część urządzenia.
Kompletne rozwiązanie może obejmować:
głowicę drukującą,
drukarkę termotransferową,
znakowarkę laserową,
aplikator etykiet,
moduł Print & Apply,
sterownik w szafie elektrycznej,
czujnik produktu,
enkoder,
kamerę kontrolną,
urządzenie do weryfikacji kodów,
komunikację z PLC,
sterowanie z głównego HMI,
system odrzutu,
zapis wyników monitorowania produkcji.
Producent urządzenia może zaprojektować pełną funkcjonalność procesu: od wybrania receptury, przez wykonanie oznaczenia, aż po kontrolę oraz odrzucenie nieprawidłowo oznakowanego produktu.
Dane mogą pochodzić z:
receptury zapisanej w sterowniku,
systemu ERP,
systemu MES,
bazy serializacyjnej,
systemu magazynowego,
nadrzędnego systemu zarządzania produkcją.
Znakowanie na maszynach pakujących nie powinno wymagać ręcznego wybierania oddzielnego projektu na każdym urządzeniu. Właściwa integracja ogranicza ryzyko rozbieżności pomiędzy recepturą pakowania a treścią nadruku.
planowanie
Dlaczego znakowanie należy zaplanować już na etapie projektu?
Późniejszy montaż drukarki na gotowym urządzeniu często wymaga modyfikacji ramy, prowadzenia produktu, osłon albo instalacji elektrycznej.
Najczęstsze problemy to:
brak miejsca na głowicę,
niewłaściwy obszar roboczy,
zbyt duża odległość od podłoża,
niestabilna folia opakowaniowa,
kolizja głowicy z produktem,
brak przestrzeni na wymianę kartridża lub taśmy,
nadruk wykonywany w miejscu późniejszego zgrzewu,
za krótki czas schnięcia,
deformacja kodu po formowaniu opakowania,
brak miejsca na kamerę,
utrudniony dostęp serwisowy,
niewłaściwe prowadzenie przewodów,
brak sygnałów diagnostycznych w PLC.
System zaplanowany od początku może zostać dopasowany do unikalnych wymagań danej konstrukcji.
Pozwala to określić:
najlepszy punkt wykonania oznaczenia,
wymagane pole znakowania,
sposób podparcia materiału,
czas dostępny na nadruk,
sposób kontroli kodu,
reakcję linii na błąd,
miejsce na materiały eksploatacyjne,
warunki przezbrajania.
Drukarki przemysłowe na maszynach produkcyjnych – czy znasz te wyzwania?
Brak miejsca na zabudowę (Kompaktowość)
W maszynach doypack czy pionowych systemach VFFS każda przestrzeń jest na wagę złota. Standardowe drukarki często są zbyt duże, co wymusza kosztowne zmiany w konstrukcji ramy maszyny.
Trudności z integracją sterowania PLC
Integratorzy tracą setki roboczogodzin na próby skomunikowania drukarki z panelem HMI maszyny. Brak otwartych protokołów (XML, TCP/IP) to najczęstsza przyczyna opóźnień w uruchomieniu linii.
Problemy z przyczepnością na foliach (PE/PP)
Maszyny pakujące w folię termokurczliwą wymagają atramentów, które wyschną natychmiast, nie rozmażą się w tunelu grzewczym i będą trwale przylegać do niechłonnych powierzchni tworzyw sztucznych.
Serwisowanie i przestoje u klienta końcowego
Dla OEM-a awaryjna drukarka u klienta oznacza kosztowne wyjazdy serwisowe. Tradycyjne systemy Ink Jet wymagają częstych przeglądów, co obniża ogólną ocenę wydajności (OEE) dostarczonej maszyny.
Znakowanie przy ekstremalnych prędkościach
Liniom rozlewniczym i maszynom flow-pack trudno dobrać system znakowania, który zachowa rozdzielczość 600 dpi przy prędkościach przekraczających 100 metrów na minutę bez efektu „pływania” nadruku.
Globalne wsparcie techniczne dla maszyn na eksport
Polscy producenci maszyn eksportują urządzenia na cały świat. Brak lokalnego serwisu systemu znakowania w kraju odbiorcy (np. w USA czy Azji) bywa dyskwalifikujący w przetargach.
integracja
Integracja mechaniczna z linią produkcyjną
Projekt mechaniczny powinien uwzględniać więcej niż wymiary samej drukarki. Należy przeanalizować również sposób prowadzenia produktu, dostęp serwisowy oraz stabilność położenia głowicy względem znakowanej powierzchni.
Elementy wymagające zaplanowania
Należy określić:
sztywny punkt mocowania,
możliwość regulacji w kilku osiach,
odległość głowicy od powierzchni,
ochronę przed kolizją,
wpływ wibracji,
możliwość odsunięcia głowicy,
dostęp do wymiany kartridża, atramentu lub taśmy,
promień gięcia przewodów,
drogę prowadzenia produktu,
miejsce montażu czujnika,
przestrzeń na kamerę i oświetlenie.
Prawidłowe rozmieszczenie tych elementów wpływa na jakość nadruku, bezpieczeństwo urządzenia oraz wygodę obsługi i konserwacji.
Znakowanie płaskiej folii
Na płaskiej folii znaczenie ma odpowiednie podparcie materiału. Folia nie powinna falować ani zmieniać odległości od głowicy w trakcie procesu znakowania.
Niestabilne prowadzenie może powodować rozmycie nadruku, przesunięcie treści lub pogorszenie czytelności kodów.
Znakowanie gotowych opakowań
Na gotowych butelkach, puszkach lub workach można zastosować technologię tolerującą większe zmiany położenia powierzchni. Należy jednak zapewnić możliwie powtarzalne prowadzenie produktu oraz prawidłowy moment wyzwalania nadruku.
Wymagania dla systemu laserowego
W przypadku systemu laserowego trzeba dodatkowo zaplanować:
zamknięty obszar roboczy,
osłony,
blokady bezpieczeństwa,
drogę wiązki,
pole znakowania,
odciąg produktów procesu,
możliwość obserwacji i serwisowania stanowiska.
Projekt stanowiska powinien zapewniać bezpieczną pracę, skuteczne odprowadzanie zanieczyszczeń oraz łatwy dostęp podczas regulacji i czynności serwisowych.
integracja
Integracja elektryczna
System znakujący może wymagać:
- osobnego zasilania,
- zabezpieczenia obwodu,
- sygnału wyzwalającego,
- sygnału z enkodera,
- wejścia zmiany receptury,
- wyjścia gotowości,
- wyjścia ostrzegawczego,
- sygnału awarii,
- informacji o stanie materiałów eksploatacyjnych,
- komunikacji Ethernet,
- połączenia z systemem odrzutu.
Zakres sygnałów i połączeń należy ustalić już na etapie projektowania instalacji. Pozwala to prawidłowo zintegrować urządzenie znakujące z maszyną, sterownikiem PLC i pozostałymi elementami linii.
Reakcje na błędy i zakłócenia
Należy wcześniej ustalić, jak urządzenie ma zareagować na:
- brak gotowości drukarki,
- przerwę komunikacyjną,
- koniec taśmy barwiącej,
- pusty kartridż,
- brak etykiet,
- nieprawidłową temperaturę,
- błąd systemu laserowego,
- nieczytelny kod,
- zatrzymanie linii produkcyjnej.
Każdy stan powinien być odpowiednio rozpoznawany i przekazywany do systemu sterowania. Sposób reakcji zależy od wpływu błędu na jakość produktu, identyfikowalność oraz bezpieczeństwo procesu.
Możliwe reakcje systemu
W zależności od znaczenia oznaczenia reakcją może być:
- komunikat dla operatora,
- zatrzymanie podawania produktów,
- odrzut opakowania,
- zatrzymanie całej linii,
- blokada rozpoczęcia nowej partii.
W procesach krytycznych brak poprawnego oznaczenia powinien uniemożliwiać dalsze przetwarzanie lub wysyłkę produktu. Odpowiednia logika reakcji ogranicza ryzyko wprowadzenia do obrotu nieprawidłowo oznakowanych wyrobów.
Technologie dla branży maszyn OEM
Oferta REA to unikatowe na skalę światową połączenie technologii z jednego źródła.
REA JET
Drukarki przemysłowe REA JET
Precyzyjne znakowanie części, podzespołów i opakowań wspiera identyfikowalność produkcji oraz łatwą integrację systemu z maszynami OEM w każdym zakładzie przemysłowym.
Systemy etykietujące REA LABEL
Automatyczne etykietowanie komponentów i wyrobów usprawnia montaż, kontrolę jakości, magazynowanie oraz przepływ danych w zautomatyzowanej produkcji przemysłowej każdego dnia pracy.
REA LASER
Znakowarki laserowe REA LASER
Trwałe znakowanie laserowe części i obudów zapewnia wysoką precyzję, powtarzalność oraz bezproblemową integrację z nowoczesnymi maszynami produkcyjnymi OEM w zakładzie.
REA VERIFIER
Weryfikatory kodów kreskowych oraz 2D
Automatyczna weryfikacja kodów kontroluje poprawność oznaczeń, ogranicza błędy montażowe i wspiera pełną identyfikowalność komponentów w całym zakładowym procesie produkcji przemysłowej.
INTEGRACJA
Integracja programowa z PLC i HMI
Drukarki oraz systemy kontroli mogą być obsługiwane z głównego interfejsu maszyny.
Panel HMI może udostępniać:
wybór projektu,
zmianę receptury,
przesyłanie danych zmiennych,
podgląd statusu,
uruchomienie testowego nadruku,
zmianę numeru partii,
podgląd daty przydatności,
kontrolę materiałów eksploatacyjnych,
potwierdzanie alarmów,
dostęp do wyników kontroli.
W pełni zintegrowanym stanowisku operator nie musi obsługiwać kilku niezależnych paneli.
Zakres funkcji zależy jednak od:
modelu drukarki,
zastosowanego sterownika,
protokołu komunikacyjnego,
konfiguracji oprogramowania,
poziomu dostępu użytkownika.
Nie wszystkie drukarki udostępniają identyczne funkcjonalności. Interfejs należy dobrać do specyficznych wymagań producenta urządzenia.
integracja
Integracja procesowa
W procesie znakowania trzeba przeanalizować cały cykl pakowania.
Należy określić:
czy folia opakowaniowa jest płaska,
kiedy materiał pozostaje stabilny,
czy powierzchnia zostanie później rozciągnięta,
czy kod znajdzie się poza zgrzewem,
ile czasu pozostaje na wyschnięcie,
czy opakowanie trafi do tunelu,
czy oznaczenie będzie narażone na wysoką temperaturę,
czy produkt będzie chłodzony lub mrożony,
gdzie można wykonać kontrolę,
co stanie się z błędnie oznakowanym opakowaniem.
Technologia odpowiednia do znakowania płaskiej wstęgi nie zawsze będzie najlepsza po uformowaniu worka.
Podobnie trwały nadruk wykonany przed obkurczaniem może ulec deformacji, jeżeli kod zostanie umieszczony w obszarze silnej zmiany wymiaru folii.
informacje
Jakie informacje można nanosić na opakowania?
Drukarki i systemy znakowania mogą nanosić:
datę produkcji,
datę minimalnej trwałości,
datę przydatności,
numer partii,
numer seryjny,
kod produktu,
numer zlecenia,
nazwę wariantu,
identyfikator operatora,
kod linii,
licznik,
masę,
logo,
kody kreskowe,
Data Matrix,
kody QR,
GS1-128,
GS1 DataMatrix,
SSCC,
informacje logistyczne.
Stałe elementy mogą być zapisane w projekcie. Dane zmienne są pobierane z receptury, sterownika albo zewnętrznego systemu.
System drukujący nie powinien samodzielnie ustalać okresu trwałości, kolejnego numeru partii albo prawidłowej struktury danych. Jego zadaniem jest odwzorowanie zatwierdzonych informacji.
DOBÓR TECHNOLOGII
Dobór technologii do typu maszyny pakującej
Typ urządzenia | Typowe technologie |
|---|---|
Flow-pack / HFFS | Drukarki termotransferowe lub TIJ na podpartej folii, CIJ na gotowym opakowaniu, znakowanie laserowe po próbie |
VFFS | TTO albo TIJ na płaskiej wstędze, CIJ na uformowanym worku |
Maszyna do doypacków | TIJ na stabilnie prowadzonej saszetce, CIJ przy zmianach położenia, etykieta przy rozbudowanej treści |
Kartoniarka | TIJ, Piezo, znakowanie laserowe, aplikacja etykiet lub kontrola kodów |
Linia rozlewnicza | CIJ na butelce, puszce lub zakrętce, etykietowanie albo laser |
Pakowarka tackowa | Etykieta z góry lub od spodu, TIJ na kartoniku |
Case packer | Piezo, DOD albo Print & Apply |
Owijarka | Etykieta logistyczna lub nadruk na folii po próbie |
Paletyzator | Etykieta z SSCC, aplikacja na boku albo narożniku |
Maszyna specjalna | Technologia dobrana do materiału, geometrii i czasu cyklu |
Wybór nie powinien być oparty wyłącznie na maksymalnej prędkości katalogowej. Znaczenie mają również jakość kodu, stabilność podłoża, czas cyklu, dostępna przestrzeń i sposób kontroli.
Integracja znakowania w maszynie flow-pack – drukarka obsługiwana z głównego HMI
Projekt w skrócie
Producent maszyn pakujących typu flow-pack realizował projekt urządzenia do pakowania wyrobów piekarniczych w folię PP.
Klient końcowy wymagał wysokiej jakości druku kodów QR i danych dotyczących produktu oraz pełnego sterowania procesem znakowania z głównego panelu operatorskiego maszyny.
Problem
W kompaktowej konstrukcji flow-pack ilość miejsca na dodatkowe wyposażenie jest ograniczona. Klasyczna drukarka z osobnym terminalem wymagałaby dodatkowej przestrzeni montażowej i tworzyłaby drugi interfejs, którego operator musiałby się nauczyć.
Dla producenta OEM ważna była więc nie tylko jakość wydruku, ale także mechaniczna i programowa integracja systemu znakowania z projektowaną maszyną.
Założenia projektu
System miał:
- zmieścić się w ograniczonej przestrzeni maszyny,
- znakować folię PP,
- drukować daty i kody 2D w wysokiej rozdzielczości,
- być obsługiwany z głównego HMI,
- wymieniać dane z oprogramowaniem maszyny,
- nie wymagać osobnego terminala operatorskiego,
- umożliwić producentowi OEM standaryzację rozwiązania w kolejnych projektach.
Zastosowane rozwiązanie
W maszynie zastosowano REA JET HR 2.0 w technologii TIJ.
Kompaktową głowicę zamontowano bezpośrednio przed modułem zgrzewającym. Do powierzchni PP dobrano odpowiedni atrament przeznaczony do szybkiego znakowania niechłonnego podłoża.
Integracja z procesem produkcyjnym
Kluczowym elementem projektu była integracja programowa. Komunikacja w architekturze XML umożliwiła producentowi maszyny włączenie funkcji drukarki do własnego oprogramowania.
Operator może zarządzać procesem pakowania i znakowania z jednego ekranu. Z punktu widzenia OEM oznacza to spójny interfejs oraz brak konieczności instalowania kolejnego panelu.
W innych konstrukcjach ten sam sposób projektowania można rozszerzyć o systemy etykietujące REA LABEL, znakowanie laserowe lub kontrolę kodów.
Wyniki wdrożenia
Po integracji:
- wyeliminowano osobny terminal drukarki,
- zmniejszono ilość miejsca potrzebnego na system znakujący,
- ograniczono całkowity koszt wyposażenia maszyny,
- operator otrzymał jeden wspólny interfejs HMI,
- rozwiązanie stało się argumentem sprzedażowym przy kolejnych projektach producenta OEM.
Dlaczego zastosowano TIJ?
Kompaktowa głowica TIJ dobrze odpowiada aplikacjom OEM, w których miejsca jest mało, a nadruk obejmuje drobny tekst, daty, numery partii i kody 2D.
Równie ważna jest możliwość sterowania drukarką z systemu nadrzędnego. W maszynie OEM użytkownik powinien postrzegać znakowanie jako funkcję urządzenia, a nie jako niezależny system wymagający osobnej obsługi.
Wniosek
Najlepszy moment na zaprojektowanie systemu znakowania to etap konstrukcji maszyny. Wspólne zaplanowanie mechaniki, elektryki, PLC, HMI i komunikacji pozwala uniknąć późniejszych kompromisów związanych z miejscem, dostępem serwisowym i ergonomią.
drukarki
Drukarki termotransferowe w maszynach flow-pack i VFFS
Drukarki termotransferowe, określane również jako TTO, są powszechnie stosowane do nanoszenia danych zmiennych na elastyczne materiały opakowaniowe.
Technologia wykorzystuje:
termiczną głowicę drukującą,
taśmę barwiącą,
kontrolowany docisk,
podpartą folię opakowaniową.
Drukarki termotransferowe mogą pracować:
w trybie ciągłym,
w trybie start-stop,
przed modułem formowania opakowania,
na maszynach flow-pack,
na pakowarkach pionowych,
na maszynach do saszetek.
TTO umożliwia wykonywanie nadruków wysokiej rozdzielczości, takich jak:
daty,
numery partii,
kody kreskowe,
kody QR,
Data Matrix,
logo,
teksty wielowierszowe,
składniki albo instrukcje.
Drukarki termotransferowe są szczególnie skuteczne, gdy folia pozostaje płaska i dobrze podparta. Wymagają jednak miejsca na kasetę z taśmą, jej wymianę oraz prawidłowe prowadzenie materiału.
W procesie projektowania należy uwzględnić:
szerokość głowicy,
pole nadruku,
długość projektu,
kierunek ruchu folii,
zużycie taśmy,
dostęp serwisowy,
możliwość szybkiego przezbrojenia.
Drukarki termotransferowe wykorzystują materiały eksploatacyjne w postaci taśmy barwiącej. Opłacalność należy więc analizować z uwzględnieniem długości nadruku, pokrycia projektu i częstotliwości wymiany rolki.
Nie należy deklarować jednej maksymalnej prędkości dla wszystkich systemów TTO. Wydajność zależy od trybu pracy, szerokości projektu, konfiguracji głowicy i konstrukcji urządzenia.
DRUKARKI PRZEMYSŁOWE
TIJ w maszynach pakujących
Technologia TIJ wykorzystuje kartridż zawierający atrament i głowicę drukującą.
Jej zalety to:
niewielkie rozmiary głowicy,
wysoka jakość tekstu,
łatwa zmiana danych,
możliwość drukowania kodów kreskowych i 2D,
prosta wymiana wkładu,
możliwość integracji z HMI.
TIJ może pracować na:
kartonikach,
etykietach,
papierze,
podpartej folii,
płaskich powierzchniach z tworzyw sztucznych,
wybranych materiałach powlekanych.
Na maszynach pakujących TIJ wymaga:
małej odległości od podłoża,
stabilnego prowadzenia,
ograniczenia wibracji,
ochrony przed uderzeniem produktu,
atramentu dobranego do powierzchni.
Technologia wysokiej rozdzielczości jest dobrym rozwiązaniem, gdy wymagane są drobne oznaczenia, zmienne kody lub personalizacja kolejnych opakowań.
Kartridż zawiera element drukujący, co upraszcza obsługę. Nie oznacza to jednak, że cały system nie wymaga czyszczenia czujników, uchwytów i obszaru prowadzenia materiału.
DRUKARKI PRZEMYSŁOWE
REA JET HR pro OEM
REA JET HR pro OEM został zaprojektowany do pełnej integracji z maszynami oraz liniami pakującymi.
Może być stosowany w:
flow-pack,
HFFS,
VFFS,
kartoniarkach,
systemach serializacyjnych,
maszynach etykietujących,
liniach produkcji opakowań.
Sterownik może zostać umieszczony w szafie elektrycznej, a głowice w obszarze prowadzenia materiału.
System może wykonywać:
teksty wysokiej rozdzielczości,
kody kreskowe,
Data Matrix,
kody QR,
grafiki,
numery seryjne,
dane pobierane z receptury.
Możliwość pracy z kilkoma głowicami pozwala tworzyć większe pole nadruku. Ostateczna wydajność zależy od konfiguracji, ilości danych, rozdzielczości i prędkości podłoża.
drukarki przemysłowe
REA JET HR 2.0
REA JET HR 2.0 może być stosowany jako niezależny moduł w nowym urządzeniu albo podczas modernizacji istniejącej linii produkcyjnej.
Technologia znajduje zastosowanie przy:
kartonikach,
etykietach,
opakowaniach papierowych,
stabilnie prowadzonej folii,
powierzchniach powlekanych,
produktach wymagających częstych zmian projektu.
Wymiana kartridża nie zastępuje kontroli całego stanowiska. Stabilność mocowania, czystość obszaru roboczego i prawidłowe prowadzenie produktów nadal wpływają na niezawodność procesu.
DRUKARKI PRZEMYSŁOWE
Drukarki CIJ do gotowych opakowań
CIJ wykonuje nadruk bezkontaktowo i z większej odległości niż TIJ.
Technologia może być stosowana na:
butelkach,
puszkach,
słoikach,
zakrętkach,
wieczkach,
gotowych workach,
tackach,
opakowaniach o zakrzywionej powierzchni.
CIJ jest dobrym rozwiązaniem, gdy:
produkt porusza się z dużą prędkością,
jego położenie nie jest idealnie powtarzalne,
wymagany jest mały nadruk,
znakowanie odbywa się po uformowaniu opakowania.
Drukarka może nanosić:
datę przydatności,
numer partii,
kod linii,
licznik,
krótki tekst,
podstawowe kody kreskowe i 2D.
Atrament należy dobrać do:
materiału,
napięcia powierzchniowego,
czasu schnięcia,
chłodzenia,
mrożenia,
obkurczania,
sterylizacji,
ścierania.
Nie można ogólnie stwierdzić, że CIJ zawsze pracuje szybciej niż drukarki termotransferowe. Zakres wydajności zależy od konkretnej aplikacji i ilości nanoszonych danych.
Znakowanie FOLII
Znakowanie folii opakowaniowej
Folia opakowaniowa może być wykonana między innymi z:
PE,
PP,
PET,
laminatów wielowarstwowych,
materiałów metalizowanych,
tworzyw termokurczliwych.
Niskie napięcie powierzchniowe części tworzyw sztucznych może ograniczać przyczepność atramentu.
Przed wyborem technologii trzeba sprawdzić:
rodzaj polimeru,
dodatki poślizgowe,
stronę poddaną obróbce powierzchniowej,
lakier,
nadruk bazowy,
warstwy laminatu,
kierunek zwijania,
miejsce zgrzewu,
temperaturę procesu.
Folia opakowaniowa może być znakowana:
za pomocą TTO,
technologią TIJ,
technologią CIJ,
systemem laserowym,
na etykiecie.
TTO i TIJ najczęściej wymagają stabilnego podparcia. CIJ może drukować na gotowym opakowaniu. Znakowanie laserowe wymaga oceny reakcji materiału.
Folia opakowaniowa może ulec rozciągnięciu lub skurczeniu. Kod należy umieścić poza obszarem największej deformacji.
Trwały nadruk na folii nie powinien oznaczać wyłącznie dobrej przyczepności bezpośrednio po wykonaniu. Trzeba również sprawdzić:
zwijanie,
zgrzewanie,
kontakt z prowadnicami,
chłodzenie,
tunel termiczny,
transport,
warunki magazynowania.
drukarki
Drukarki termotransferowe czy TIJ?
Obie technologie mogą wykonywać oznaczenia wysokiej rozdzielczości, ale różnią się wymaganiami dotyczącymi podłoża, sposobu prowadzenia materiału oraz integracji z maszyną. Wybór powinien być dopasowany do formatu nadruku i warunków pracy linii.
Kiedy wybrać drukarkę termotransferową
Drukarki termotransferowe warto rozważyć, gdy:
- folia opakowaniowa jest płaska,
- materiał jest stabilnie podparty,
- urządzenie pracuje w trybie ciągłym lub start-stop,
- wymagane jest większe pole druku,
- zastosowanie taśmy barwiącej jest akceptowalne.
Technologia ta dobrze sprawdza się przy drukowaniu większych treści, kodów oraz grafik na foliach opakowaniowych prowadzonych w kontrolowany sposób.
Kiedy wybrać TIJ
TIJ warto rozważyć, gdy:
- potrzebna jest bardzo kompaktowa głowica,
- zakres nadruku jest mniejszy,
- dane zmieniają się często,
- system ma być łatwo zintegrowany z HMI,
- dostępna jest folia lub powierzchnia odpowiednia dla atramentu.
Rozwiązanie TIJ ułatwia wykonywanie precyzyjnych tekstów i kodów w miejscach, w których dostępna przestrzeń montażowa jest ograniczona.
Kryteria ostatecznego wyboru
Wybór powinien uwzględniać materiały eksploatacyjne, koszty przezbrojenia, dostępność miejsca i wymaganą elastyczność. Ważne są również prędkość maszyny, wielkość pola druku oraz zgodność atramentu lub taśmy barwiącej z wykorzystywanym materiałem.
znakowarki laserowe
Systemy znakowania laserowego
Systemy znakowania laserowego wykonują oznaczenia bez mechanicznego kontaktu z opakowaniem. Wiązka lasera powoduje kontrolowaną zmianę powierzchni, usunięcie powłoki, odbarwienie albo grawerowanie.
Znakowanie laserowe nie wykorzystuje atramentu ani taśmy barwiącej. Eliminuje również zużycie mechanicznego narzędzia znakującego, ale nie oznacza całkowitego braku obsługi urządzenia.
Systemy znakowania laserowego wymagają:
energii elektrycznej,
właściwego chłodzenia lub wentylacji,
ochrony optyki,
odciągu,
czyszczenia,
serwisu,
osłoniętego obszaru roboczego.
Znakowanie laserowe może tworzyć trwałe oznaczenia, ale odporność na ścieranie, wysoką temperaturę i czynniki chemiczne zależy od reakcji konkretnego materiału.
Nie każda powierzchnia pozwala uzyskać trwały nadruk o wysokim kontraście. Przed wdrożeniem konieczna jest próba.
ZNAKOWARKI LASEROWE
Znakowanie laserowe CO₂
Lasery CO₂ są często stosowane do znakowania:
papieru,
kartonu,
etykiet,
wybranych tworzyw sztucznych,
materiałów organicznych,
folii,
powłok i lakierów.
Znakowanie laserowe CO₂ może powodować:
zmianę koloru,
usunięcie nadrukowanej warstwy,
miejscowe odbarwienie,
zmianę struktury powierzchni.
Systemy znakowania laserowego CO₂ mogą być integrowane z:
maszynami flow-pack,
kartoniarkami,
liniami produkcji opakowań,
maszynami etykietującymi,
liniami dla przemysłu spożywczego.
Materiały organiczne, takie jak papier albo karton, często dobrze reagują na długość fali lasera CO₂. Nie oznacza to jednak, że każdy materiał organiczny może być znakowany przy tych samych parametrach.
Znakowanie laserowe na folii opakowaniowej musi zostać ocenione pod kątem:
barierowości,
perforacji,
osłabienia struktury,
wysokiej temperatury procesu,
kontrastu,
późniejszej deformacji.
ZNAKOWARKI LASEROWE
Znakowanie laserowe UV
Lasery UV mogą wykonywać oznaczenia na wybranych:
tworzywach sztucznych,
foliach,
etykietach,
komponentach elektronicznych,
materiałach wrażliwych na ciepło.
Znakowanie laserowe UV jest często wybierane, gdy wymagany jest niewielki wpływ termiczny oraz precyzyjne pole znakowania.
Systemy znakowania laserowego UV mogą tworzyć oznaczenia o wysokim kontraście na niektórych tworzywach sztucznych, ale reakcja zależy od pigmentów, dodatków i konstrukcji materiału.
W branży spożywczej i medycznej znakowanie laserowe UV może być stosowane po potwierdzeniu zgodności materiału i procesu z wymaganiami aplikacji.
ZNAKOWARKI LASEROWE
Lasery światłowodowe
Lasery światłowodowe, czyli Fiber, pracują zwykle w bliskiej podczerwieni, z długością fali około 1 µm.
Są przeznaczone przede wszystkim do:
metali,
tabliczek znamionowych,
komponentów maszyn,
wybranych tworzyw sztucznych,
numerów seryjnych,
kodów Data Matrix.
Lasery światłowodowe mogą być zintegrowane z urządzeniem pakującym, gdy konieczne jest znakowanie metalowego elementu, zakrętki, komponentu technicznego albo opakowania reagującego na tę długość fali.
Lasery światłowodowe nie są podstawowym rozwiązaniem do każdej folii opakowaniowej. Dobór źródła powinien wynikać z materiału, oczekiwanego efektu i prób.
ZNAKOWARKI LASEROWE
Systemy znakowania laserowego a trwałość
Określenie „trwałe oznaczenia” powinno zawsze odnosić się do konkretnych warunków.
Na rezultat mogą wpływać:
ścieranie,
zginanie,
rozciąganie,
obkurczanie,
promieniowanie,
wilgoć,
substancje chemiczne,
wysoka temperatura,
uszkodzenie powierzchni.
Znakowanie laserowe może być odporne na ścieranie, jeżeli oznaczenie powstaje w materiale, a nie na oddzielnej warstwie. Nie daje to jednak automatycznej odporności na wszystkie procesy.
Trwały nadruk należy oceniać po wykonaniu całego cyklu pakowania, a nie wyłącznie bezpośrednio po znakowaniu.
drukarki przemysłowe
Piezo do kartonów i dużych pól nadruku
Systemy Piezo umożliwiają wykonywanie:
tekstów wielowierszowych,
grafik,
kodów kreskowych,
kodów 2D,
dużych informacji logistycznych.
Mogą być integrowane z:
kartoniarkami,
case packerami,
systemami transportu kartonów,
liniami produkcji opakowań,
urządzeniami przygotowującymi przesyłki.
Technologia może pracować na powierzchniach:
chłonnych,
papierowych,
kartonowych,
powlekanych, po dobraniu właściwego atramentu i sposobu utrwalenia.
System Piezo może ograniczyć liczbę gotowych wariantów kartonów lub etykiet. Ekonomiczne uzasadnienie zależy jednak od liczby produktów, projektu i wymaganej jakości.
drukarki przemysłowe
DOD do dużych oznaczeń
Systemy DOD nanoszą duże znaki i mogą być używane na:
kartonach,
skrzyniach,
paletach,
workach przemysłowych,
dużych opakowaniach transportowych.
DOD jest dobrym rozwiązaniem, gdy:
powierzchnia jest chropowata,
odległość od głowicy może się zmieniać,
wymagany jest duży tekst,
oznaczenie ma być widoczne z większej odległości.
Technologia może nanosić:
nazwę produktu,
logo,
numer partii,
dane klienta,
kierunek transportu,
proste kody,
oznaczenia magazynowe.
Nie jest natomiast podstawowym wyborem do drobnych dat i niewielkich kodów wysokiej rozdzielczości.
ETYKIETOWANIE
Zintegrowane etykietowanie
Etykietowanie może być integralną częścią urządzenia, a nie oddzielnym modułem dodanym po zakończeniu projektu.
System można zintegrować z:
kartoniarką,
pakowarką tackową,
linią do butelek,
case packerem,
owijarką,
paletyzatorem,
linią do worków,
stanowiskiem robotycznym.
Etykieta może być aplikowana:
z góry,
z boku,
od spodu,
z przodu,
na narożniku,
na dwóch powierzchniach.
Montaż powinien uwzględniać:
wymianę rolki,
dostęp serwisowy,
pozycję produktu,
tolerancję aplikacji,
wykrywanie obecności etykiety,
reakcję na brak materiału.
Technologie etykietowania sprawdzają się szczególnie wtedy, gdy wymagane są duże ilości informacji, jednolite tło albo odłączalny nośnik danych.
ETYKIETOWANIE
Print & Apply
System Print & Apply drukuje dane zmienne na etykiecie i automatycznie nanosi ją na produkt, karton lub paletę. Pozwala połączyć przygotowanie oznaczenia z jego precyzyjną aplikacją bez udziału operatora.
Zakres danych na etykiecie
Etykieta może zawierać:
nazwę produktu,
kod klienta,
numer zamówienia,
GTIN,
kod GS1-128,
numer SSCC,
numer partii,
datę,
dane wysyłkowe.
Zakres informacji może być automatycznie pobierany z systemu ERP, WMS lub innego źródła danych.
Sposoby aplikacji etykiety
W zależności od konfiguracji aplikacja może odbywać się na:
boku kartonu,
górnej powierzchni,
narożniku,
dwóch bokach palety.
Sposób nanoszenia etykiety należy dopasować do kształtu produktu, jego położenia oraz wymagań logistycznych odbiorcy.
Kontrola poprawności procesu
Układ powinien również wykrywać:
brak etykiety,
koniec rolki,
zacięcie materiału,
nieprawidłową pozycję,
błąd kodu.
Wykryte nieprawidłowości mogą powodować alarm, odrzut produktu lub zatrzymanie procesu. Pozwala to ograniczyć ryzyko wysyłki kartonu albo palety z brakującym lub nieczytelnym oznaczeniem.
KONTROLA
Kontrola kodów kreskowych i oznaczeń
System wizyjny może kontrolować:
obecność nadruku,
położenie oznaczenia,
tekst,
datę przydatności,
numer partii,
numer seryjny,
kody kreskowe,
kody QR,
kody Data Matrix,
obecność etykiety,
zgodność danych z wybraną recepturą.
Zakres kontroli należy dopasować do rodzaju produktu, znaczenia oznaczenia oraz wymagań jakościowych procesu.
Poziomy kontroli oznaczenia
Należy rozróżnić:
wykrycie obecności oznaczenia,
odczyt treści,
porównanie odczytanej wartości z wartością oczekiwaną,
ocenę jakości kodu.
Każdy z tych poziomów wymaga innej konfiguracji systemu i nie powinien być traktowany jako równoważny.
Odczyt a ocena jakości kodu
Samo odczytanie kodu przez kamerę nie oznacza automatycznie formalnej oceny jego parametrów. Weryfikacja jakości może wymagać osobnej funkcji lub dedykowanego urządzenia zgodnego z przyjętymi wymaganiami.
Reakcja systemu na błąd
W przypadku wykrycia nieprawidłowości system może:
wyświetlić alarm,
zapisać zdarzenie w bazie danych,
uruchomić mechanizm odrzutu,
zatrzymać podawanie produktów,
zatrzymać całą linię produkcyjną.
Sposób reakcji powinien zależeć od znaczenia błędu oraz ryzyka związanego z dalszym przetwarzaniem produktu.
Opis funkcjonalny urządzenia
Oczekiwaną reakcję na każdy rodzaj błędu należy ustalić w opisie funkcjonalnym urządzenia. Dokument powinien określać między innymi warunki alarmu, zasady odrzutu oraz sposób komunikacji z linią produkcyjną.
kodowanie
Receptury, kodowanie i dane zmienne
Receptura może zawierać:
identyfikator projektu,
nazwę produktu,
numer partii,
datę,
okres trwałości,
format kodu,
język,
dane klienta,
pozycję oznaczenia,
parametry kontroli.
Po zmianie produktu system może:
załadować odpowiedni projekt;
przesłać dane zmienne;
ustawić parametry kodowania;
skonfigurować kontrolę;
potwierdzić gotowość;
zezwolić na uruchomienie produkcji.
Dobrą praktyką jest zablokowanie startu, jeżeli system znakowania albo kamera nie potwierdziły prawidłowej receptury.
SERIALIZACJA
Serializacja i personalizacja opakowań
Serializacja polega na nadawaniu unikalnego numeru seryjnego każdemu produktowi.
Może wspierać:
identyfikację,
traceability,
ochronę przed podrabianiem,
obsługę zwrotów,
rejestrowanie historii produktu,
kontrolę dystrybucji.
System musi obsługiwać:
generowanie albo pobieranie numerów seryjnych,
zapobieganie duplikatom,
potwierdzanie wykonania nadruku,
obsługę odrzutów,
zarządzanie niewykorzystanymi numerami,
zapis historii.
Personalizacja może obejmować również:
zmianę języka,
dane odbiorcy,
wariant graficzny,
indywidualny kod QR,
krótkie serie promocyjne.
W bardziej rozbudowanych systemach serializacja może zostać połączona z agregacją opakowań jednostkowych do kartonu i palety.
PRZEMYSŁ
Przemysł spożywczy
W przemyśle spożywczym maszyny pakujące obsługują między innymi:
pieczywo,
słodycze,
produkty mleczne,
mięso,
mrożonki,
przekąski,
produkty sypkie.
Na takich liniach szczególne znaczenie mają:
data przydatności,
numer partii,
szybkie znakowanie,
częste zmiany produktów,
wilgoć,
niska temperatura,
kontrola kodów.
W branży spożywczej powszechnie stosowane są drukarki termotransferowe, TIJ, CIJ, etykietowanie i znakowanie laserowe.
Technologia musi zostać dobrana do folii opakowaniowej, kartonika, butelki albo tacki, a nie tylko do prędkości urządzenia.
PRZEMYSŁ
Farmacja, kosmetyki i chemia gospodarcza
W przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym systemy mogą nanosić:
- numery seryjne,
- numery partii,
- daty,
- kody Data Matrix,
- oznaczenia na kartonikach,
- dane na etykietach.
Zakres znakowania zależy od rodzaju produktu, opakowania oraz wymagań dotyczących identyfikowalności i kontroli procesu.
Znakowanie w chemii gospodarczej
W chemii gospodarczej znakowanie może dotyczyć:
- butelek,
- kanistrów,
- zamknięć,
- kartonów,
- worków z proszkiem.
Technologia powinna być dopasowana do materiału opakowania, jego kształtu oraz warunków panujących na linii produkcyjnej.
Kryteria doboru technologii
Przy wyborze atramentu lub znakowania laserowego trzeba uwzględnić:
- rodzaj tworzywa sztucznego,
- substancje znajdujące się w opakowaniu,
- temperaturę procesu i otoczenia,
- możliwość kontaktu oznaczenia z chemią,
- sposób transportu produktu.
Czynniki te wpływają na przyczepność, czytelność i trwałość oznaczenia. Ostateczny wybór powinien zostać potwierdzony próbami na docelowym opakowaniu.
przemysł
Eksport urządzeń i zdalna diagnostyka
Producent eksportujący swoje urządzenia powinien wcześniej ustalić:
dostępność serwisu,
dostępność materiałów eksploatacyjnych,
język dokumentacji,
możliwość zdalnego dostępu,
sposób aktualizacji oprogramowania,
archiwizację konfiguracji,
listę zalecanych części zapasowych.
Zdalna diagnostyka może skrócić czas rozpoznania błędu, ale nie zastępuje:
prawidłowej konstrukcji,
lokalnego dostępu serwisowego,
dokumentacji,
szkolenia operatorów.
Zakres odpowiedzialności producenta urządzenia, dostawcy systemu znakowania i użytkownika końcowego powinien zostać uzgodniony przed realizacją projektu.
BEZPIECZEŃSTWO
Bezpieczeństwo kompletnego urządzenia
Po zintegrowaniu drukarki, lasera lub etykieciarki moduł staje się częścią kompletnego urządzenia.
Producent powinien uwzględnić go w:
ocenie ryzyka,
projekcie osłon,
sterowaniu,
dokumentacji technicznej,
instrukcji obsługi,
schematach elektrycznych,
procedurach czyszczenia,
dostępie serwisowym,
analizie zatrzymania awaryjnego.
W przypadku systemów znakowania laserowego trzeba dodatkowo uwzględnić:
drogę wiązki,
osłony,
blokady,
odciąg,
ochronę przed promieniowaniem,
otwieranie stanowiska,
dostęp do obszaru roboczego.
Dostawca modułu może przekazać dokumentację oraz informacje wymagane do integracji. Odpowiedzialność za zgodność kompletnego urządzenia pozostaje jednak po stronie jego producenta.
SYSTEMY ZNAKOWANIA
FAT i SAT systemu znakowania
Test odbiorowy nie powinien ograniczać się do sprawdzenia, czy powstał widoczny nadruk.
FAT
Test u producenta może obejmować:
komunikację z PLC,
zmianę receptur,
poprawność danych,
sygnały gotowości,
alarmy,
pracę przy prędkości projektowej,
kontrolę kodów kreskowych,
odrzut,
zatrzymanie i wznowienie,
tryb awaryjny.
SAT
Test u użytkownika powinien obejmować:
rzeczywiste produkty,
docelowy materiał,
folię z aktualnej produkcji,
temperaturę,
wilgotność,
prędkość linii,
zmianę formatu,
czyszczenie,
warunki magazynowania.
Jeżeli opakowanie przechodzi przez tunel, chłodzenie, mrożenie lub sterylizację, wynik należy ocenić po całym procesie.
INTEGRACJA
Przykładowa integracja w maszynie flow-pack
Przykładowa architektura może obejmować drukarkę TIJ albo TTO zamontowaną nad podpartą folią przed modułem formującym.
Proces może wyglądać następująco:
operator wybiera produkt na HMI;
PLC przesyła projekt i dane;
system potwierdza gotowość;
enkoder mierzy prędkość folii;
drukarka wykonuje nadruk;
kamera kontroluje kod;
wynik trafia do sterownika;
błędne opakowanie jest odrzucane.
Taka konfiguracja ogranicza konieczność ręcznego wybierania projektu na dodatkowym panelu.
Przed odbiorem należy potwierdzić:
przyczepność do folii,
położenie poza zgrzewem,
brak deformacji,
czytelność kodów,
trwałość po wszystkich operacjach.
wspÓłpraca
Jak rozpocząć współpracę projektową?
Proces współpracy może obejmować:
analizę typu urządzenia;
ocenę materiału opakowania;
określenie zawartości nadruku;
wybór miejsca aplikacji;
dobór technologii;
test na materiale;
przygotowanie koncepcji mechanicznej;
ustalenie komunikacji;
integrację programową;
FAT;
SAT;
szkolenie i wsparcie.
Do przygotowania koncepcji potrzebne są:
rysunek albo model urządzenia,
rodzaj produktu,
próbki materiału,
rodzaj folii opakowaniowej,
prędkość,
czas cyklu,
rozmiar pola nadruku,
treść kodu,
sposób sterowania,
kraj docelowy.
REA JET Polska pomaga dobrać drukarki, systemy znakowania laserowego, aplikatory etykiet, weryfikatory kodów i sposób komunikacji z PLC oraz HMI.
Umów bezpłatną konsultację i prześlij podstawowe dane projektowe.
PODSUMOWANIE
Podsumowanie
System znakowania powinien być projektowany jako integralna część maszyny pakującej i całej linii produkcyjnej.
Drukarki termotransferowe sprawdzają się na płaskiej, podpartej folii w systemach flow-pack i VFFS. TIJ umożliwia nanoszenie tekstów i kodów wysokiej rozdzielczości przy użyciu kompaktowej głowicy, a CIJ znakowanie gotowych opakowań o mniej stabilnym położeniu.
Systemy znakowania laserowego CO₂, UV oraz lasery światłowodowe należy dobierać do reakcji konkretnego materiału. Znakowanie laserowe może tworzyć trwałe oznaczenia bez atramentu, ale wymaga osłon, odciągu, serwisu i próby na docelowym podłożu.
Piezo i DOD umożliwiają drukowanie większych projektów na kartonach oraz opakowaniach zbiorczych. Zintegrowane etykietowanie i Print & Apply obsługują produkty, kartony i palety.
Systemy kontroli sprawdzają treść, daty, numery seryjne, kody kreskowe i obecność etykiet. Integracja z PLC, HMI, ERP i MES umożliwia automatyczną zmianę danych wraz z recepturą.
Najlepszy rezultat wymaga wspólnego zaplanowania mechaniki, elektryki, oprogramowania, procesu, bezpieczeństwa i testów odbiorowych.
















REA JET HR 2.0Pobierz prospekt drukarki kartridżowej HR 2.0
Pobierz prospekt drukarki kartridżowej HR 2.0
Katalog REAPobierz katalog produktów REA
Pobierz katalog produktów REA
FAQ: Najczęściej zadawane pytania
Co oznacza system znakowania OEM?
Jest to moduł drukujący, laserowy, etykietujący lub kontrolny przeznaczony do mechanicznej, elektrycznej i programowej integracji z urządzeniem.
Czy drukarką można sterować z głównego HMI?
Tak, jeżeli wybrany model i interfejs obsługują taką integrację. Zakres dostępnych funkcji zależy od konfiguracji.
Jaka drukarka nadaje się do flow-pack?
Na płaskiej, podpartej folii można zastosować drukarki termotransferowe albo TIJ. Na gotowym opakowaniu można rozważyć CIJ. Znakowanie laserowe wymaga próby materiałowej.
Czym różni się TTO od TIJ?
TTO wykorzystuje taśmę barwiącą i docisk termicznej głowicy do podpartej folii. TIJ wykorzystuje kartridż z atramentem i wykonuje bezkontaktowy nadruk z niewielkiej odległości.
Czy drukarki termotransferowe pracują w ruchu ciągłym?
Tak, dostępne są konfiguracje do pracy ciągłej i start-stop. Tryb musi zostać dopasowany do konstrukcji pakowarki.
Czy TIJ jest całkowicie bezobsługowy?
Nie. Wymiana kartridża zastępuje element drukujący, ale czyszczenia nadal mogą wymagać czujniki, uchwyty i otoczenie głowicy.
Czy CIJ nadaje się do folii?
Tak, w wybranych aplikacjach. Trzeba dobrać atrament do folii, napięcia powierzchniowego i kolejnych procesów.
Czy znakowanie laserowe jest zawsze trwałe?
Nie w każdych warunkach. Trwałość zależy od materiału, rodzaju zmiany powierzchni oraz późniejszego ścierania, rozciągania i temperatury.
Czy laser CO₂ nadaje się do tworzyw sztucznych?
Do wybranych tworzyw sztucznych tak. Reakcja zależy od polimeru, pigmentu, dodatków oraz warstw materiału.
Czy lasery światłowodowe nadają się do folii?
Nie są podstawowym rozwiązaniem do większości folii. Są wykorzystywane głównie do metalu i wybranych tworzyw technicznych.
Czy system może automatycznie zmieniać datę i partię?
Tak. Dane mogą być pobierane z receptury, ERP albo MES. System nie powinien jednak samodzielnie ustalać okresu trwałości.
Czy lasery światłowodowe nadają się do folii?
Nie są podstawowym rozwiązaniem do większości folii. Są wykorzystywane głównie do metalu i wybranych tworzyw technicznych.
Czy można drukować indywidualny kod na każdym produkcie?
Tak, jeżeli system obsługuje serializację, kontrolę duplikatów i prawidłową obsługę produktów odrzuconych.
Czy kamera może kontrolować kody kreskowe?
Tak. Może sprawdzać obecność, treść, położenie oraz wybrane parametry jakościowe, zależnie od konfiguracji.
Kto odpowiada za zgodność kompletnego urządzenia?
Producent kompletnego urządzenia. Dostawca modułu przekazuje dane potrzebne do jego prawidłowej integracji.
Dobierzmy technologię znakowania do Twojej produkcji
Umów się na bezpłatną konsultację z naszym ekspertem.