噴碼機(jī)自動(dòng)化改造探討

朱惠甫

摘要：傳統(tǒng)手工標(biāo)記存在標(biāo)記位置不精確、產(chǎn)品漏標(biāo)、工作效率低等問題，已滿足不了客戶的需求，應(yīng)使用噴碼機(jī)來替代手工操作。但是市場上的噴碼機(jī)送料和收料仍需要人工操作，做完噴碼后的產(chǎn)品還需用人工統(tǒng)一標(biāo)注極性，工作效率不高。為了提高工作效率，對噴碼機(jī)進(jìn)行了自動(dòng)化改造。改造后的設(shè)備解決了存在的問題，提高了工作效率。

關(guān)鍵詞：噴碼機(jī)；電磁振動(dòng)供料器；工件加磁；設(shè)備改造；自動(dòng)化 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TP273 文章編號(hào)：1009-2374（2015）25-0030-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.25.015

1 噴碼機(jī)的功能和特點(diǎn)

噴碼機(jī)主要應(yīng)用于制藥業(yè)、食品業(yè)、飲料業(yè)、化妝品業(yè)、文具業(yè)、汽車制造業(yè)、工業(yè)管材、化工、電子、電器工業(yè)等場合，具有真實(shí)時(shí)鐘，可噴印隨時(shí)間變化的信息，如日期、班次、文本、批號(hào)，還可噴印字符、產(chǎn)品名稱與圖案標(biāo)志等。因?yàn)椴捎玫氖欠墙佑|式噴碼技術(shù)，所以幾乎能在任意形狀的物體上噴碼，并可以在多種材料上噴印而不受尺寸與質(zhì)地的限制，包括玻璃、塑料、橡膠、PVC電纜及管道、多種金屬、磁性材料等。

噴碼機(jī)采用多種語言編程，可選用多種操作語言，使用全中文操作界面，用起來更方便，能以多種方向進(jìn)行噴印，包括側(cè)噴、頂噴，更能在噴印的同時(shí)編輯新信息，提高生產(chǎn)率；具有圖案與日期編輯功能，可隨意編輯圖案與日期格式，功能強(qiáng)大。

2 噴碼機(jī)應(yīng)用于磁性材料做標(biāo)記存在的問題

（1）噴碼機(jī)無自動(dòng)供料裝置，需要依靠人工排放工件，擺放速度慢，工作效率低；（2）工件噴碼后被輸送帶送入裝料盒，此時(shí)工件極性標(biāo)記方向顛倒無序，后續(xù)需要人工對標(biāo)記后的產(chǎn)品按極性要求進(jìn)行排列，工作效率低，并且人工操作易使極性方向出錯(cuò)。

3 噴碼機(jī)的設(shè)備工裝改造與配套設(shè)施改造

基于以上存在的問題，我們對電磁振動(dòng)供料器進(jìn)行改裝，用于自動(dòng)供料，并對噴碼機(jī)標(biāo)記后的工件進(jìn)行加磁處置，使工件極性標(biāo)記排列一致，便于后道工序操作，提高工作效率。

3.1 電磁振動(dòng)供料器的改造

電磁振動(dòng)供料器的工作原理：在電磁振動(dòng)器作用下，料斗做扭轉(zhuǎn)式上下振動(dòng)，使工件沿著螺旋轉(zhuǎn)道由低到高移動(dòng)，并自動(dòng)排列定向，直至上部出料口而進(jìn)入輸料槽，然后由送料機(jī)構(gòu)送至相應(yīng)工位。但是由于被加工的工件是圓柱面上做噴碼標(biāo)記（以Φ5×5.4mm圓柱產(chǎn)品為例），當(dāng)工件從輸料槽移至輸送帶時(shí)，工件會(huì)因傳導(dǎo)的振動(dòng)而震倒。對此，我們采用輸料槽分段來解決這個(gè)難題，將其中一段輸料槽固定在輸送機(jī)上，與輸送帶平行。另一段輸料槽槽口對著前一段槽口，并隔開約1mm空間，把電磁振動(dòng)供料器傳導(dǎo)過來的振動(dòng)隔離開來，從而有效地解決了工件被震倒的問題。

電磁振動(dòng)供料器的工作過程：由于電磁鐵的吸引和支承彈簧的反向復(fù)位作用，使料槽產(chǎn)生高速高頻（50～100次/秒）、微幅（0.5～1mm）振動(dòng)，使工件逐步向高處移動(dòng)。電磁振動(dòng)供料器的工作電壓為交流220V，輸入頻率為50/60Hz。輸出電壓波形選擇為全波、半波。輸出振幅可根據(jù)工件移動(dòng)的速度來調(diào)整旋鈕。

釤鈷磁性材料密度高、份量重，料斗加料后支承彈簧被擠壓振幅變小，供料速度也隨之變慢；當(dāng)料斗內(nèi)的工件逐步減少，振幅變大，供料速度也隨之變快。因此輸送帶上的工件排列密度會(huì)出現(xiàn)一會(huì)兒密、一會(huì)兒稀的現(xiàn)象，這對噴碼標(biāo)記的產(chǎn)量有一定的影響。為了解決這個(gè)問題，我們設(shè)計(jì)制作了一個(gè)緩存料斗，安裝在電磁振動(dòng)料斗上方，緩存料斗口對準(zhǔn)電磁振動(dòng)料斗中心高度約20mm位置（高度可調(diào)，根據(jù)電磁振動(dòng)料斗內(nèi)工件量做調(diào)整）。工件加到緩存料斗內(nèi)后，再由出口送入電磁振動(dòng)料斗內(nèi)，當(dāng)電磁振動(dòng)料斗內(nèi)的工件達(dá)到一定量后，工件會(huì)頂住緩存料斗的出口，緩存料斗出口停止出料；當(dāng)電磁振動(dòng)料斗的工件減少后，緩存料斗又會(huì)自動(dòng)向電磁振動(dòng)料斗送料，使電磁振動(dòng)料斗內(nèi)工件始終保持一定的量，使電磁振動(dòng)料斗的振幅始終保持一致，從而解決輸送帶上工件排列密度不勻的問題。

3.2 加磁裝置

加磁裝置由固定支架、導(dǎo)料槽、撥盤、撥針、加磁裝置組成，固定支架是用來固定撥盤電機(jī)、導(dǎo)料槽。導(dǎo)料槽由三塊2mm厚不銹鋼焊成5.5×6×300mmU字型槽，距導(dǎo)料進(jìn)口50mm右側(cè)面處開1.5×40mm切口是用來撥盤旋轉(zhuǎn)時(shí)撥針撥動(dòng)工件移動(dòng)。

導(dǎo)料槽后2/3位置安裝加磁裝置，加磁裝置由兩塊高性能的強(qiáng)磁材料組成，分別安裝在導(dǎo)料槽上端和極性相對應(yīng)的輸送帶下面。當(dāng)工件經(jīng)過導(dǎo)料槽時(shí)，在加磁裝置磁場的作用下，工件物質(zhì)內(nèi)的粒子自旋發(fā)生磁化，隨著磁場排列，形成磁性方向一致。當(dāng)工件移出導(dǎo)料槽時(shí)，由于磁性材料異性相吸的原理，工件由徑向排列自動(dòng)反轉(zhuǎn)成軸向排列，標(biāo)記按統(tǒng)一極性排列成一致。

導(dǎo)料槽安裝呈倒U字型，固定在支架側(cè)面，緊貼輸送帶，當(dāng)工件噴碼標(biāo)記后，被輸送帶送入導(dǎo)料槽，當(dāng)工件沿著導(dǎo)料槽經(jīng)過加磁裝置，被磁化后的工件相互吸引停止前進(jìn)，這時(shí)需要撥針來解決工件移動(dòng)問題。

撥針由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)。撥盤端面四等分并開四條寬0.8mm槽，分別安裝四根彈性撥針，用端蓋固定撥針。撥針制作成彎曲形狀，形成后座彈性，當(dāng)撥針頂?shù)焦ぜr(shí)撥針后彈。防止撥針頂彎或頂碎工件，起到保護(hù)作用。

4 應(yīng)用效果

通過設(shè)備自動(dòng)化改造，噴碼機(jī)所加工的產(chǎn)品標(biāo)記位置準(zhǔn)確、規(guī)范、形狀大小一致，獲得了良好的外觀效果，滿足了客戶的要求。同時(shí)，自動(dòng)化改造使工作效率獲得了顯著的提高，一人可操作多臺(tái)，很大程度降低了勞動(dòng)用工成本。另外因?yàn)橛辛思哟叛b置，經(jīng)過加工的產(chǎn)品極性方向排列一致，杜絕員工人為操作差錯(cuò)。對后道工序提供了方便，降低了員工勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了工作效率，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

隨著科技水平的不斷提高，永磁材料應(yīng)用領(lǐng)域往縱深發(fā)展，擴(kuò)大對高端磁性材料的規(guī)模需求，并且對磁性材料的極性標(biāo)記規(guī)范要求越來越高。然而，現(xiàn)在人工勞動(dòng)成本的不斷增長，對自動(dòng)化設(shè)備的依賴程度越來越大，因此促使設(shè)備自動(dòng)化改造迫切需求。本設(shè)備自動(dòng)化的順利改造，提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)用工成本，促進(jìn)了生產(chǎn)技術(shù)水平提高，實(shí)現(xiàn)了一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

（責(zé)任編輯：周 瓊）