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如何計(jì)算流水線激光打標(biāo)機(jī)在流水線操作時(shí)激光打碼的速度

我們選購激光打碼機(jī)的時(shí)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(jī)。

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(jī)的時(shí)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(diǎn)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(jī)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(huì)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。

激光打標(biāo)機(jī)焦距振鏡鏡頭
激光打標(biāo)機(jī)焦距振鏡鏡頭
激光打標(biāo)機(jī)焦距振鏡鏡頭
激光打標(biāo)機(jī)焦距振鏡鏡頭

另外,配置CO2激光打碼機(jī)的時(shí)候,還有一個(gè)擴(kuò)束鏡的問題,通常的擴(kuò)束鏡是2-8倍擴(kuò)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(diǎn)的話就選擇2倍的擴(kuò)束鏡,如果要求線條很細(xì)的話,選擇8倍擴(kuò)束鏡。通常CO2激光打碼機(jī)30瓦配備的是4倍擴(kuò)束鏡,如果有非常規(guī)需求,需要提前知會(huì)。

 

長焦距鏡頭
長焦距鏡頭

 

1、? 飲料瓶裝水流水線激光打標(biāo)機(jī)(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(shí),12000瓶—15000瓶/小時(shí),18000瓶/小時(shí),24000瓶/小時(shí),35000瓶/小時(shí),48000瓶/小時(shí)(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(jī)的時(shí)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(yùn)行。

流水線激光打標(biāo)機(jī)瓶裝水打標(biāo)
流水線激光打標(biāo)機(jī)瓶裝水打標(biāo)

(1)、70mm*8000瓶/小時(shí)=560000mm/小時(shí)=560米/小時(shí)=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(shí)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(shí)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(jī)器打碼時(shí)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(jī)器即可,但是,現(xiàn)在10瓦的激光器價(jià)格與30瓦的激光器的價(jià)格相差不大,建議選擇30瓦CO2機(jī)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(shí)=1260000mm/小時(shí)=1260米/小時(shí)=21米/分鐘

18000瓶/60分鐘=300瓶/分鐘=5瓶/秒=0.2秒/瓶的打碼時(shí)間

按照此速度計(jì)算的話,用30瓦CO2機(jī)器完全可以滿足要求;

(3)、70mm*24000瓶/小時(shí)=1680000mm/小時(shí)=1680米/小時(shí)=28米/分鐘

24000瓶/60分鐘=400瓶/分鐘=7瓶/秒=0.1秒/瓶的打碼時(shí)間

按照此速度計(jì)算的話,用30瓦CO2機(jī)器完全可以滿足要求,但是基本上達(dá)到30瓦設(shè)備的滿負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài);

(4)、70mm*35000瓶/小時(shí)=2450000mm/小時(shí)=2450米/小時(shí)=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(shí)間

按照此速度計(jì)算的話,用30瓦CO2機(jī)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(shí)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(shí)的線體,飲料線更慢一些;

(5)、70mm*48000瓶/小時(shí)=3360000mm/小時(shí)=3360米/小時(shí)=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(shí)間

按照此速度計(jì)算的話,必須選用50瓦以上的CO2激光器來進(jìn)行激光打碼,千萬不要給客戶吹噓30瓦的機(jī)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(jì)算方法,我們常用的是30瓦和55瓦的激光打碼機(jī)設(shè)備,如果你對計(jì)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(shí)10瓦現(xiàn)在已經(jīng)很少了
<2.4萬/小時(shí)30瓦
<4.8萬/小時(shí)55瓦

上面的是CO2機(jī)器的選擇方法,如果客戶有高端水線(例如百歲山),用紫外機(jī)器也可以,當(dāng)然紫外激光打碼機(jī)價(jià)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(diǎn)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(diǎn),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(shí)3瓦
<1.8萬瓶/小時(shí)5瓦
<2.4萬瓶/小時(shí)8瓦

 

2、??煙草行業(yè)流水線激光打標(biāo)機(jī)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(shí)現(xiàn)煙草專賣的形式,為杜絕假煙的銷售和實(shí)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(jī),但是,因現(xiàn)有市場的特點(diǎn),有部分煙草采用紫外激光打碼機(jī)的應(yīng)用,主要特點(diǎn)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(shí)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(dòng)分揀線,下面不再計(jì)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(shí)候用,我們計(jì)算速度是用長*寬,因從分揀線上豎著出來,我們計(jì)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(yùn)載的時(shí)候來計(jì)算打碼時(shí)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(shí)間即為:0.077秒,必須控制激光打碼時(shí)間在<0.077秒之內(nèi),大家可以測試一下打樣的具體時(shí)間。

32位煙草專賣號激光打標(biāo)機(jī)樣品
32位煙草專賣號激光打標(biāo)機(jī)樣品
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(shí)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(jī)(僅保留有在大紙箱上使用大字符噴墨機(jī)),但是,此行業(yè)的自動(dòng)包裝線均不會(huì)太快(產(chǎn)品特點(diǎn)決定),一般的產(chǎn)量是在700—1500瓶/小時(shí),但是,因包裝材料的自身特點(diǎn)(一般是塑料),要想打碼清楚,必須使用激光能量稍微大一點(diǎn)的激光功率,例如CO2激光打碼機(jī)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(shí)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(shí)間,再加上其它的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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(jī)的主流低速線的應(yīng)用。

如何計(jì)算流水線激光打標(biāo)機(jī)在流水線操作時(shí)激光打碼的速度

如何計(jì)算流水線激光打標(biāo)機(jī)在流水線操作時(shí)激光打碼的速度

強(qiáng)烈推薦CO2激光打碼機(jī)30瓦和紫外激光打碼機(jī)3,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(xiàng)灌裝技術(shù)已經(jīng)非常成熟,此行業(yè)要求速度非??欤鸩骄?0000瓶/小時(shí)的灌裝線(快的78000瓶/小時(shí)),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(gè)字的要求——快,所以,此行業(yè)配置激光打碼機(jī)起步即是55瓦的CO2激光器的功率了,60000瓶/小時(shí)的線,建議配置80瓦以上的CO2激光器功率,特別強(qiáng)調(diào)一點(diǎn),如果你的自身振鏡跑不到8000mm/s的速度的話,就不要趟這個(gè)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(chǔ)備的話,啤酒行業(yè)激光打碼機(jī)慎行。

啤酒瓶蓋激光打標(biāo)樣品展示
啤酒瓶蓋激光打標(biāo)樣品展示

如何計(jì)算流水線激光打標(biāo)機(jī)在流水線操作時(shí)激光打碼的速度

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(qiáng)監(jiān)管和召回制度,時(shí)刻牽動(dòng)著我們每一個(gè)普通老百姓的心,前段時(shí)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(gè)行業(yè)推向了風(fēng)口浪尖,而激光打碼的特點(diǎn)就是可快速追溯及無法篡改、防偽的特點(diǎn),相信未來在此行業(yè)也必將掀起激光打碼的普及風(fēng)暴。

藥品激光打標(biāo)樣品展示
藥品激光打標(biāo)樣品展示

各藥廠生產(chǎn)企業(yè),選擇激光打碼機(jī)的時(shí)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(gè)月之久及價(jià)格大幅上調(diào),性價(jià)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(qiáng)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(diǎn)就是燒蝕原理,激光打碼在紙盒上,不可避免的會(huì)產(chǎn)生煙霧及粉塵顆粒,此時(shí),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(dá)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(gè)月高壓氣槍清理一次,6個(gè)月更換一次;高級復(fù)合碳濾芯,1年更換1個(gè)。(以上的更換頻次是8小時(shí)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(shí)產(chǎn)量來計(jì)算,藥盒長*寬為150mm*80mm為例來計(jì)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(jī),方便放置藥盒及方便把藥盒一個(gè)一個(gè)整齊的分開并排列在皮帶線上,常用的分頁機(jī)有普通型(寬度300mm左右)和加寬型(寬度600mm左右)

如何計(jì)算流水線激光打標(biāo)機(jī)在流水線操作時(shí)激光打碼的速度

假如滿負(fù)荷運(yùn)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(shí)間約為<0.5秒/個(gè)即可;

假如10000盒/小時(shí)的產(chǎn)量的話,同上計(jì)算方式,激光打碼時(shí)間約需要<0.25秒/個(gè)。

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(gè)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(shí)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(jī)配置在客戶流水線上,每過來一個(gè)藥盒打碼一次,此時(shí)的產(chǎn)量主要決定地點(diǎn)在包裝機(jī)上的速度,假如包裝機(jī)速度提不起來,成產(chǎn)的瓶頸就在此。

下面表格是15mm*80mm的藥盒為例進(jìn)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(shí)(非覆膜)<5000<500030瓦
<5000盒/小時(shí)(覆膜)<5000<500030瓦
<8000盒/小時(shí)(非覆膜)<8000<800030瓦
<8000盒/小時(shí)(覆膜)<8000<800030瓦
>10000盒/小時(shí)(非覆膜)>10000>1000055
>8000盒/小時(shí)(覆膜)>8000>800055
>15000盒/小時(shí)(非覆膜)>15000>1500080
>12000盒/小時(shí)(覆膜)>12000>1200080

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(jì)算出來滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)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(jī)的一個(gè)大行業(yè),傳統(tǒng)的加工方式是油墨機(jī)直接在線噴印,但是,隨著激光打碼機(jī)的設(shè)備價(jià)格下探及無需耗材的特點(diǎn),這個(gè)行業(yè)現(xiàn)在也是處于正在替代傳統(tǒng)的一個(gè)高效行業(yè)。

線纜管材激光打碼
線纜管材激光打碼

 

線纜管材行業(yè)的共同特點(diǎn)就是需要計(jì)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(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的無縫對接和對終端客戶的產(chǎn)品定制。

計(jì)米功能主要是靠測速輪的脈沖來進(jìn)行測定,建議選擇歐姆龍的2000脈沖以上的測速輪,以提高計(jì)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(diǎn)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(jìn)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(jī)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。

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