Znakowanie produktów w zautomatyzowanej produkcji

Czyli jak roboty i drukarki współpracują na jednej linii... Znakowanie produktu w nowoczesnej fabryce coraz rzadziej jest pojedynczą operacją wykonywaną niezależnie od pozostałych etapów produkcji. Drukarka przemysłowa może być częścią zautomatyzowanej linii, w której robot pobiera produkt, system wizyjny sprawdza jego położenie lub jakość, a dane dotyczące partii i oznaczenia są przekazywane bezpośrednio do urządzenia znakującego. Dzięki temu robotyzacja i znakowanie mogą tworzyć jeden spójny proces, zamiast funkcjonować jako dwa oddzielne obszary automatyki.

Dlaczego robot i drukarka powinny „rozumieć” ten sam proces?

Na pierwszy rzut oka robot przemysłowy i drukarka wydają się odpowiadać za zupełnie różne zadania. Robot manipuluje produktem, natomiast drukarka nanosi na niego określone informacje.

W praktyce oba urządzenia pracują jednak na tym samym obiekcie i w ramach tego samego procesu. Robot musi przekazać produkt w odpowiednim miejscu i czasie, a drukarka powinna otrzymać właściwe dane do nadruku.

Może to wyglądać następująco:

podanie produktu → pobranie przez robota → pozycjonowanie → znakowanie → kontrola nadruku → dalszy transport lub pakowanie.

Jeżeli któryś z elementów nie jest odpowiednio zsynchronizowany, problem może wpłynąć na całą linię.

Robotyzacja procesu

Robotyzacja pozwala zautomatyzować powtarzalne czynności związane z przemieszczaniem, odkładaniem, pakowaniem czy paletyzacją produktów. W zależności od aplikacji robot może pobierać elementy z przenośnika, przekazywać je między stanowiskami albo układać gotowe opakowania.

Na etapie projektowania trzeba jednak uwzględnić również to, co dzieje się przed i po pracy robota. Znaczenie mają między innymi sposób podawania produktów, zastosowany chwytak, wymagane tempo pracy oraz komunikacja z urządzeniami znajdującymi się na dalszym odcinku linii.

Właśnie dlatego rozwiązania robotyczne dla produkcji obejmują nie tylko samą manipulację produktami, ale także takie zastosowania jak pick&place, paletyzacja, depaletyzacja, pakowanie czy współpraca z systemami wizyjnymi. Informacje dostępne w serwisie Hitmark Robotics pokazują również znaczenie etapu analizy potrzeb i parametrów konkretnego procesu przed przygotowaniem rozwiązania.

Robot może przygotować produkt do znakowania

Przykładowo robot może pobrać produkt z transportera i ustawić go w określonej pozycji względem głowicy drukującej. Ma to szczególne znaczenie wtedy, gdy miejsce nadruku musi być powtarzalne.

W bardziej rozbudowanych aplikacjach pozycjonowanie produktu może być wspierane przez system wizyjny. Kamera rozpoznaje położenie lub orientację elementu, a informacja trafia do sterowania robota. Dzięki temu system może reagować na zmienną pozycję produktu zamiast wymagać ręcznego ustawiania każdego elementu.

Znakowanie produktu

Kiedy produkt znajduje się we właściwym miejscu, drukarka może nanieść informacje potrzebne do jego identyfikacji. W zależności od branży mogą to być między innymi data produkcji, numer partii, kod kreskowy, kod 2D, oznaczenie produktu lub inne dane zmienne.

Wybór technologii znakowania zależy między innymi od materiału, prędkości linii, miejsca nanoszenia nadruku oraz wymaganej treści. Przemysłowe drukarki CIJ mogą być wykorzystywane do bezkontaktowego znakowania różnych powierzchni, natomiast urządzenia wysokiej rozdzielczości pozwalają nanosić m.in. teksty, grafiki i kody na opakowaniach.

Zgodnie z informacjami dostępnymi na stornie Hitmark, drukarki przemysłowe do znakowania powinny być dobierane z uwzględnieniem rzeczywistych parametrów linii, a nie wyłącznie rodzaju produktu. Istotne są także możliwości integracji z automatyką i systemami informatycznymi.

Dane do nadruku mogą pochodzić z systemu produkcyjnego

W zautomatyzowanej produkcji operator nie powinien za każdym razem ręcznie przepisywać numeru partii czy zmieniać treści nadruku. Dane mogą być przekazywane do drukarki z systemu sterowania lub innych systemów wykorzystywanych w zakładzie.

Ma to szczególne znaczenie przy częstych zmianach asortymentu. Jeżeli produkowana jest kolejna partia, system może przekazać odpowiednią informację do urządzenia znakującego, a robot i pozostałe elementy linii mogą kontynuować pracę według właściwego programu.

Hitmark opisuje m.in. integrację komunikacji ERP/MES z maszynami i drukarkami CIJ oraz projektowanie znakowania jako elementu całego systemu produkcyjnego.

Kontrola jakości i identyfikowalność

Samo wykonanie nadruku nie oznacza jeszcze, że produkt został prawidłowo oznakowany. W praktyce warto rozważyć jego automatyczną weryfikację.

System wizyjny może sprawdzić między innymi obecność nadruku, jego położenie lub określone cechy kodu. Jeżeli produkt nie spełnia ustalonych kryteriów, automatyka może skierować go do odrzutu zamiast pozwolić mu przejść do kolejnego etapu.

To właśnie w tym miejscu robotyzacja i znakowanie szczególnie mocno się łączą. Robot może odpowiadać za transport i sortowanie produktów, drukarka za naniesienie danych, a system wizyjny za ich weryfikację.

Takie rozwiązanie wspiera również identyfikowalność produktu (traceability). Odpowiednie oznaczenie pozwala powiązać produkt lub opakowanie z konkretną partią i informacjami dotyczącymi procesu. Hitmark opisuje znakowanie właśnie jako jeden z elementów systemu identyfikowalności produktów.

Co dzieje się po znakowaniu?

Po pozytywnej kontroli produkt może trafić do kolejnego etapu – na przykład pakowania lub paletyzacji. Robot może odbierać oznakowane produkty i układać je w opakowania zbiorcze, a następnie przekazywać je do dalszej części linii.

W przypadku paletyzacji proces może wyglądać jeszcze szerzej: produkty są pakowane, grupowane, znakowane, kontrolowane, a następnie robot układa je na palecie według ustalonego wzoru.

Takie połączenie pozwala uniknąć sytuacji, w której znakowanie zostaje potraktowane jako niezależny etap dodany dopiero po zaprojektowaniu pozostałej części linii.

Monitoring pozwala ocenić działanie całego układu

Ostatnim elementem jest zbieranie danych z produkcji. W zależności od konfiguracji mogą być monitorowane między innymi liczba cykli, przestoje, wyniki kontroli, odrzuty czy stan urządzeń.

Dzięki temu można analizować nie tylko pracę robota albo samej drukarki, lecz cały przepływ produktu. Przykładowo częste odrzuty mogą wskazywać na problem z pozycjonowaniem produktu, parametrami nadruku lub kontrolą wizyjną.

Monitoring może być więc źródłem informacji potrzebnych do dalszej optymalizacji procesu. W ofercie Hitmark Robotics znajdują się również narzędzia do monitorowania produkcji (hitmark.pl/monitorowanie-produkcji), natomiast Hitmark rozwija rozwiązania związane z monitorowaniem urządzeń znakujących.

Jak zaprojektować współpracę robota i drukarki?

Najważniejsze jest rozpoczęcie projektu od całego procesu, a nie od wyboru pojedynczego urządzenia. Przed integracją warto określić:

• gdzie produkt jest pobierany i jak jest pozycjonowany,
• jaka jest prędkość linii,
• gdzie ma zostać naniesiony nadruk,
• jakie informacje mają być drukowane,
• skąd będą pochodzić dane do znakowania,
• w jaki sposób będzie kontrolowana jakość nadruku,
• co ma się stać z produktem niespełniającym kryteriów,
• jakie dane z procesu powinny być rejestrowane.

Takie podejście pozwala dobrać zarówno robota, jak i technologię znakowania do rzeczywistych warunków pracy.

Robotyzacja i znakowanie jako jeden system

W nowoczesnej linii produkcyjnej robot i drukarka nie muszą być odrębnymi urządzeniami realizującymi przypadkowo następujące po sobie operacje. Mogą tworzyć część jednego, zsynchronizowanego procesu.

Robot pobiera i pozycjonuje produkt, drukarka nanosi właściwe informacje, system wizyjny sprawdza rezultat, a automatyka decyduje o dalszym przepływie. Na końcu dane z poszczególnych etapów mogą zostać wykorzystane do monitorowania produkcji.

Najważniejsza jest więc nie automatyzacja pojedynczego stanowiska, ale prawidłowe połączenie wszystkich operacji – od pobrania produktu aż po jego identyfikację i kontrolę.