如何計算流水線激光打標(biāo)機在流水線操作時激光打碼的速度
我們選購激光打碼機的時候,通常需要給出如下數(shù)據(jù):流水線的高度,流水線的寬度,產(chǎn)品的尺寸,流水線的線速度等數(shù)據(jù),方便我們給客戶配多大激光功率的激光打碼機。
下面,我將主要激光打碼的應(yīng)用詳細(xì)列舉出來,供大家參考了解一下。
流水線的高度和寬度,主要考慮是我們配備激光打碼機的時候,需要配置的支架是否合適,可調(diào)節(jié)范圍是否足夠,這一點很簡單,自己量一下即可,需要把焦距考慮加上去即可。
通常我們選擇F160鏡頭(打標(biāo)范圍100mm*100mm)的焦距大致為182mm左右(此為長焦鏡頭,短焦鏡頭的大致焦距為145mm左右),如果配F254鏡頭(打標(biāo)范圍170mm*170mm)的焦距大致為290mm左右(此為長焦鏡頭,短焦鏡頭的大致焦距為220mm左右),這些焦距是要在產(chǎn)品表面到鏡頭邊緣的距離加上去的。
常用的鏡頭打標(biāo)范圍為:50mm*50mm、100mm*100mm、170mm*170mm、200mm*200mm、300mm*300mm、400mm*400mm,范圍越大,線條越粗,范圍越小,線條越細(xì),在同等功率的前提下,范圍越大,能量越小,范圍越小,能量越大,也就是越聚光效果要好。
長焦鏡頭與短焦鏡頭的區(qū)別在激光打碼機上的應(yīng)用區(qū)別不是太大,但是,對于要求光束質(zhì)量要求較高的區(qū)域,我們才會選擇長焦鏡頭與短焦鏡頭,CO2激光器本身光斑就大一些,而且基本上打標(biāo)在紙盒上、塑料上等因素,對鏡頭的要求不高。
另外,配置CO2激光打碼機的時候,還有一個擴束鏡的問題,通常的擴束鏡是2-8倍擴束鏡,倍數(shù)越高,在同樣鏡頭的范圍下,線條越細(xì),焦深越短。如果要求線條粗一點的話就選擇2倍的擴束鏡,如果要求線條很細(xì)的話,選擇8倍擴束鏡。通常CO2激光打碼機30瓦配備的是4倍擴束鏡,如果有非常規(guī)需求,需要提前知會。
1、? 飲料瓶裝水流水線激光打標(biāo)機(包含純凈水、蘇打水、各類飲料等),
目前的瓶裝純凈水的線速度(也指灌裝速度)基本上都在8000瓶/小時,12000瓶—15000瓶/小時,18000瓶/小時,24000瓶/小時,35000瓶/小時,48000瓶/小時(目前非常少),這些都是指的流水線的大產(chǎn)能,也就是我們目前配激光打碼機的時候,需要了解的重要參數(shù)。
假如瓶子的直徑是70mm(很少超過此直徑),也就是在滿產(chǎn)能的情況下,一瓶挨一瓶的出來在流水線上運行。
(1)、70mm*8000瓶/小時=560000mm/小時=560米/小時=9.33米/分鐘
8000瓶/60分鐘=134瓶/分鐘=2.24瓶/秒=0.45秒/瓶的打碼時間
水線一般打碼都是2行,第一行是生產(chǎn)日期,第二行是具體時間和班次,當(dāng)然也有打碼一行的,通常我們通過打樣可以確認(rèn)(10瓦CO2機器打碼時間不超過0.4秒),此類流水線的速度的話,我們選擇10瓦CO2機器即可,但是,現(xiàn)在10瓦的激光器價格與30瓦的激光器的價格相差不大,建議選擇30瓦CO2機器,這樣就算過幾年后激光器的功率有衰減,照樣不影響打碼速度和效果。
(2)、70mm*18000瓶/小時=1260000mm/小時=1260米/小時=21米/分鐘
18000瓶/60分鐘=300瓶/分鐘=5瓶/秒=0.2秒/瓶的打碼時間
按照此速度計算的話,用30瓦CO2機器完全可以滿足要求;
(3)、70mm*24000瓶/小時=1680000mm/小時=1680米/小時=28米/分鐘
24000瓶/60分鐘=400瓶/分鐘=7瓶/秒=0.1秒/瓶的打碼時間
按照此速度計算的話,用30瓦CO2機器完全可以滿足要求,但是基本上達到30瓦設(shè)備的滿負(fù)荷運行的狀態(tài);
(4)、70mm*35000瓶/小時=2450000mm/小時=2450米/小時=40.83米/分鐘
35000瓶/60分鐘=583瓶/分鐘=9.7瓶/秒=0.06秒/瓶的打碼時間
按照此速度計算的話,用30瓦CO2機器已經(jīng)滿足不了要求了,推薦客戶選擇50瓦以上的CO2激光器,常用的是55瓦的設(shè)備,3.5萬瓶/小時的流水線,目前在河南基本上集中在康師傅的高速水線,CoCaCoLa和PePsi的水線是2.4萬瓶/小時的線體,飲料線更慢一些;
(5)、70mm*48000瓶/小時=3360000mm/小時=3360米/小時=56米/分鐘
48000瓶/60分鐘=800瓶/分鐘=13.3瓶/秒=0.045秒/瓶的打碼時間
按照此速度計算的話,必須選用50瓦以上的CO2激光器來進行激光打碼,千萬不要給客戶吹噓30瓦的機器可以滿足,這樣你就自己打臉自己了。
以上是傳統(tǒng)水線的激光打碼的計算方法,我們常用的是30瓦和55瓦的激光打碼機設(shè)備,如果你對計算公式不懂的話,請參照下表
水線速度(或者灌裝速度) | 建議選擇激光功率(CO2) | 備注 |
<8000瓶/小時 | 10瓦 | 現(xiàn)在已經(jīng)很少了 |
<2.4萬/小時 | 30瓦 | |
<4.8萬/小時 | 55瓦 |
上面的是CO2機器的選擇方法,如果客戶有高端水線(例如百歲山),用紫外機器也可以,當(dāng)然紫外激光打碼機價格要貴的多了,但是,此類水線很少有那么快的速度。
因紫外激光器自身的特點及激光功率的自衰減特性,要選擇激光功率適當(dāng)偏大一點,如下表
水線速度(或者灌裝速度) | 建議選擇激光功率(紫外) | 備注 |
<1.2萬瓶/小時 | 3瓦 | |
<1.8萬瓶/小時 | 5瓦 | |
<2.4萬瓶/小時 | 8瓦 |
2、??煙草行業(yè)流水線激光打標(biāo)機應(yīng)用(建議選擇設(shè)備參考)
河南省內(nèi)的卷煙銷售,全部實現(xiàn)煙草專賣的形式,為杜絕假煙的銷售和實現(xiàn)煙草的專賣及可追溯(一戶一碼),現(xiàn)有的是在整條煙上激光打碼32位煙草專賣號,目前主流的仍然是選用CO2激光打碼機,但是,因現(xiàn)有市場的特點,有部分煙草采用紫外激光打碼機的應(yīng)用,主要特點就是可以透過塑料包裝膜打碼32位煙草專賣號在紙盒上,從而實現(xiàn)更深一度的激光防偽,因近幾年的量太大,各煙草專賣已經(jīng)更新了幾次自動分揀線,下面不再計算速度,只給參考激光功率值,如下:
條煙的通用尺寸規(guī)格為280mm*90mm*48mm(長*寬*高),從分揀線上出來的每一條煙都是豎著在皮帶線上跑,高度只做測量焦距時候用,我們計算速度是用長*寬,因從分揀線上豎著出來,我們計算只需要參考寬度即可。
假如是現(xiàn)在市場主流的70米/分鐘的線(考慮條煙寬度90mm),我們就只需要按照滿負(fù)荷運載的時候來計算打碼時間,70米/分鐘=70000mm/分鐘,70000/90=778條煙/分鐘,778/60=12.96條煙/秒,留給我們的打碼時間即為:0.077秒,必須控制激光打碼時間在<0.077秒之內(nèi),大家可以測試一下打樣的具體時間。
分揀線速度 | 建議選擇激光功率(CO2) | 建議選擇激光功率(紫外) | 備注 |
<30米/分鐘 | 30瓦 | 5瓦 | |
<70米/分鐘 | 55瓦 | 8瓦 | |
<90米/分鐘 | 80瓦以上 | 15瓦 |
3、??白酒行業(yè)(包括罐頭、大桶桶裝水、食用油、利樂裝低溫奶制品、奶粉等低速線產(chǎn)品)
白酒行業(yè)近些年不管是在瓶身上還是外包裝紙盒上,已經(jīng)全部實現(xiàn)了激光打碼的功能,此行業(yè)已經(jīng)基本上不再使用油墨噴碼機(僅保留有在大紙箱上使用大字符噴墨機),但是,此行業(yè)的自動包裝線均不會太快(產(chǎn)品特點決定),一般的產(chǎn)量是在700—1500瓶/小時,但是,因包裝材料的自身特點(一般是塑料),要想打碼清楚,必須使用激光能量稍微大一點的激光功率,例如CO2激光打碼機30瓦。
白酒如此,罐頭也同樣如此,流水線快了的話,來不及填充產(chǎn)品入瓶;同理,大桶桶裝水,灌裝一桶需要5秒以上的時間,流水線速度也快不起來;再如,食用油,灌裝一桶油也需要5秒以上的時間,再加上其它的運轉(zhuǎn)時間,想快也快不起來;還有現(xiàn)在市場上賣的很火的利樂裝低溫奶制品,因酸奶中添加了一些水果顆粒,灌裝線快也得3秒。以上這些都是我們通常碰到的選擇激光打碼機的主流低速線的應(yīng)用。
強烈推薦CO2激光打碼機30瓦和紫外激光打碼機3瓦,目前幾乎所有的白酒廠、罐頭廠、食用油廠、大桶桶裝水廠等等,都是使用的同功率的設(shè)備。
4、??啤酒行業(yè)(全部高速流水線)
因啤酒行業(yè)的灌裝流水線已經(jīng)發(fā)展了N多年,各項灌裝技術(shù)已經(jīng)非常成熟,此行業(yè)要求速度非常快,起步均是40000瓶/小時的灌裝線(快的78000瓶/小時),且基本上激光打碼都是在綠色瓶蓋上激光打碼生產(chǎn)日期或者瓶身標(biāo)簽上激光打碼生產(chǎn)日期,要求非常簡單,就一個字的要求——快,所以,此行業(yè)配置激光打碼機起步即是55瓦的CO2激光器的功率了,60000瓶/小時的線,建議配置80瓦以上的CO2激光器功率,特別強調(diào)一點,如果你的自身振鏡跑不到8000mm/s的速度的話,就不要趟這個水了,還有需要配置高速響應(yīng)電源+高速控制卡,沒有自身技術(shù)儲備的話,啤酒行業(yè)激光打碼機慎行。
5、藥品包裝行業(yè)(各種盒類、塑料包裝類)
藥品行業(yè)近幾年的強監(jiān)管和召回制度,時刻牽動著我們每一個普通老百姓的心,前段時間發(fā)生的狂犬疫苗造假事件、百白破疫苗感染事件等等,都將這個行業(yè)推向了風(fēng)口浪尖,而激光打碼的特點就是可快速追溯及無法篡改、防偽的特點,相信未來在此行業(yè)也必將掀起激光打碼的普及風(fēng)暴。
各藥廠生產(chǎn)企業(yè),選擇激光打碼機的時候,普遍關(guān)注的是效率問題及環(huán)保問題,而典型的又分為裝藥前激光打碼和裝藥后激光打碼,還有就是覆膜藥盒和非覆膜藥盒。
市場上主流的CO2激光器波長為10.6um,而覆膜藥盒建議使用10.2um波長的激光器(打標(biāo)效果較10.6um波長的激光器要好),但是,10.2um波長的激光器是非主流激光器,一般交貨期要1個月之久及價格大幅上調(diào),性價比不是非常高,而有部分人甚至迷信及宣稱10.6um波長的激光器不能打出10.2um波長激光器的效果,在此需要特別強調(diào):10.6um波長的激光器放慢打標(biāo)速度,同樣可以打出10.2um波長的激光器效果。
關(guān)于環(huán)保問題,因激光自身的特點就是燒蝕原理,激光打碼在紙盒上,不可避免的會產(chǎn)生煙霧及粉塵顆粒,此時,可在激光打碼的區(qū)域,加裝激光煙霧凈化器即可(排出率基本上都在99.97%以上),且各藥廠的包裝車間都是允許和接受的,包裝車間非需要凈化車間標(biāo)準(zhǔn)。
激光煙霧凈化器一般為3級過濾,初級過濾,中級過濾,高級過濾,經(jīng)過過濾后的空氣,完全可以達到藥廠環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。初級過濾棉建議15天清理一次,1月更換一次;中級過濾網(wǎng)建議3個月高壓氣槍清理一次,6個月更換一次;高級復(fù)合碳濾芯,1年更換1個。(以上的更換頻次是8小時工作制的常規(guī)應(yīng)用,如產(chǎn)量加大,請縮短清理或者更換頻次)
以目前市場主流的5000盒/小時產(chǎn)量來計算,藥盒長*寬為150mm*80mm為例來計算產(chǎn)能及設(shè)備配置問題,激光打碼3行三期為例,字高3mm。
(1)、裝藥前激光打碼,首先需要客戶自己配置分頁機,方便放置藥盒及方便把藥盒一個一個整齊的分開并排列在皮帶線上,常用的分頁機有普通型(寬度300mm左右)和加寬型(寬度600mm左右)
假如滿負(fù)荷運行的話,5000盒/60分鐘=83.33盒/分鐘=1.38盒/秒,假如藥盒與藥盒間隔40mm,大致就是2盒/秒,激光打碼時間約為<0.5秒/個即可;
假如10000盒/小時的產(chǎn)量的話,同上計算方式,激光打碼時間約需要<0.25秒/個。
因是打三期,在有顏色的區(qū)域打碼的話,激光打碼速度很快,效率高,有對比度的話就很清晰,但是,假如客戶是直接在白板紙上打碼的話,要想得到一個比較清晰的效果,就需要加大激光能量將白板紙燒到發(fā)黃或發(fā)黑的效果,此時的產(chǎn)量至少下降20%以上,可做此參考。
(2)、裝藥后激光打碼,是將激光打碼機配置在客戶流水線上,每過來一個藥盒打碼一次,此時的產(chǎn)量主要決定地點在包裝機上的速度,假如包裝機速度提不起來,成產(chǎn)的瓶頸就在此。
下面表格是以15mm*80mm的藥盒為例進行的大致參考,如果藥盒加大,請成比例減小產(chǎn)量,如果藥盒減小,請成比例加大產(chǎn)量
預(yù)估產(chǎn)量 | 帶色塊 | 白板紙 | 建議的激光功率 |
<5000盒/小時(非覆膜) | <5000 | <5000 | 30瓦 |
<5000盒/小時(覆膜) | <5000 | <5000 | 30瓦 |
<8000盒/小時(非覆膜) | <8000 | <8000 | 30瓦 |
<8000盒/小時(覆膜) | <8000 | <8000 | 30瓦 |
>10000盒/小時(非覆膜) | >10000 | >10000 | 55瓦 |
>8000盒/小時(覆膜) | >8000 | >8000 | 55瓦 |
>15000盒/小時(非覆膜) | >15000 | >15000 | 80瓦 |
>12000盒/小時(覆膜) | >12000 | >12000 | 80瓦 |
而例如其它的各種包裝盒類(例如速溶咖啡、脆脆鯊、化妝品等包裝盒),只要參考包裝盒的長*寬及速度,我們即可計算出來滿負(fù)荷運行時候需要配置的激光功率。
6、線纜管材激光打碼(此類屬于超長距離打標(biāo)的范疇)
針對線纜管材,此行業(yè)現(xiàn)在是取代未來油墨噴碼機的一個大行業(yè),傳統(tǒng)的加工方式是油墨機直接在線噴印,但是,隨著激光打碼機的設(shè)備價格下探及無需耗材的特點,這個行業(yè)現(xiàn)在也是處于正在替代傳統(tǒng)的一個高效行業(yè)。
線纜管材行業(yè)的共同特點就是需要計米功能和超長距離打標(biāo)(1米或者更長才能完成一次完整打標(biāo)),現(xiàn)在甚至要求可以快速切換線纜管材打標(biāo)內(nèi)容的特殊要求,以此來實現(xiàn)生產(chǎn)的無縫對接和對終端客戶的產(chǎn)品定制。
計米功能主要是靠測速輪的脈沖來進行測定,建議選擇歐姆龍的2000脈沖以上的測速輪,以提高計米的準(zhǔn)確性。
線纜管材行業(yè)的材料比較復(fù)雜,可以配YLP光纖激光器、CO2激光器、UV紫外激光器,每種材料的特點差別非常大,下面僅作典型建議。
以線徑3.5mm,CO2激光器選擇30瓦,YLP激光器選擇30瓦,UV紫外激光器選擇5瓦為例進行簡單對比。
材料 | 適用的激光器 | 適用的速度(線徑3.5mm) | 備注 |
PVC(聚錄乙烯) | CO2 | <150米/分鐘 | 軟、硬 |
PE(聚乙烯) | YLP、UV | <150米/分鐘 | |
XLPE(交聯(lián)聚乙烯) | YLP、UV | <70米/分鐘 | |
PP(聚丙烯) | CO2、UV | <70米/分鐘 | |
PPR(無軌共聚聚丙烯) | UV、YLP | <100米/分鐘 |
線纜管材行業(yè)的塑料成分太復(fù)雜,選擇激光器之前必須打樣,以終確認(rèn)的效果好的為準(zhǔn)。
7、其它在線激光打碼的應(yīng)用,主要就是:
(1)、藥品電子監(jiān)管碼的應(yīng)用;
(2)、獸藥包裝袋激光打標(biāo)二維碼的應(yīng)用;
(3)、瓶蓋內(nèi)部激光打標(biāo)二維碼的應(yīng)用;
(4)、日化行業(yè)包裝瓶及包裝袋激光打碼的應(yīng)用;
(5)、膠囊藥品的激光打碼的應(yīng)用;
(6)、冰糕棒激光打碼的應(yīng)用;
8、UV紫外激光打碼機的應(yīng)用在本文中未做詳盡闡述,但是,現(xiàn)在對于如火如荼的食品包裝袋行業(yè)及日化行業(yè)的普及風(fēng)暴已經(jīng)開始,如果您有此需要詳盡了解的,也請咨詢。