棉包自動(dòng)刷嘜技術(shù)的發(fā)展與優(yōu)勢(shì)

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〔北京智棉科技有限公司，北京 100089〕

為了進(jìn)一步推進(jìn)棉花質(zhì)量檢驗(yàn)體制改革，國(guó)家要求纖檢機(jī)構(gòu)統(tǒng)一對(duì)全國(guó)成包皮棉逐包編碼（即棉包條形碼），作為每包棉花身份和質(zhì)量狀況的信息載體，促進(jìn)棉花的信息化流通和管理。同時(shí)，在最新的GB 6975—2013《棉花包裝》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中強(qiáng)制要求在棉包兩端進(jìn)行刷嘜標(biāo)識(shí)，刷嘜標(biāo)識(shí)中的棉花產(chǎn)地（省、自治區(qū)、直轄市和縣）、棉花加工單位、棉花質(zhì)量標(biāo)識(shí)、批號(hào)、包號(hào)、毛重、異性纖維含量代號(hào)、生產(chǎn)日期等信息必須與棉包條形碼內(nèi)容一致。自動(dòng)刷嘜技術(shù)正是在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生，通過獲取棉包信息化條碼采集系統(tǒng)內(nèi)的成包條形碼數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)的棉包嘜頭版面，在棉花加工生產(chǎn)線上即可完成棉包嘜頭的噴印。

一、人工刷嘜方式

當(dāng)前，在我國(guó)棉花加工環(huán)節(jié)，嘜頭通常是由人工利用鏤板、油墨將棉包的條形碼信息刷到棉包兩端。作業(yè)時(shí)必須先用大鏤板刷上固定信息，然后比對(duì)成包條形碼用小板二次補(bǔ)刷包號(hào)、重量、批號(hào)、日期、異性纖維含量等變化的信息。此種刷嘜方式主要在室外貨場(chǎng)作業(yè)，易受室外環(huán)境的影響，在雨雪天氣或低溫條件下，不利于該項(xiàng)工作的開展。而且人工在對(duì)成包條形碼進(jìn)行刷嘜時(shí)極易出錯(cuò)，不易修改，還存在墨水浸透棉布污染棉花的風(fēng)險(xiǎn)。人工刷嘜整體勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，存在刷嘜版面外觀模糊、不整潔、易褪色等問題。嘜頭鏤板及效果見圖1、圖2。

圖1 棉包印刷鏤板

圖2 棉包鏤板刷嘜效果

二、目前國(guó)內(nèi)自動(dòng)刷嘜技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

目前我國(guó)從事棉包自動(dòng)刷嘜技術(shù)研究的企業(yè)不多，市場(chǎng)上以自動(dòng)刷嘜機(jī)為主，其主要機(jī)型及性能特點(diǎn)如下。

2012年北京智棉科技有限公司（原北京中棉機(jī)械成套設(shè)備有限公司）研制了MSM-D型棉包在線自動(dòng)刷嘜機(jī)（見圖3），將16點(diǎn)陣大字符噴碼技術(shù)引入到棉包自動(dòng)刷嘜領(lǐng)域，在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了棉包在線自動(dòng)刷嘜功能。該設(shè)備由微電腦噴印控制器和機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，微電腦噴印控制器可以獲取條碼信息，自動(dòng)完成嘜頭排版，給與之相連的16點(diǎn)陣打印噴頭發(fā)送打印指令，16點(diǎn)陣打印頭安裝在機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以控制打印噴頭完成上下、左右、旋轉(zhuǎn)和貼近棉包等的運(yùn)動(dòng)，從而配合微電腦噴印控制器完成棉包噴碼作業(yè)。MSM-D型自動(dòng)刷嘜機(jī)安裝在原棉花加工生產(chǎn)線的電子秤和輸送帶之間，安裝時(shí)僅需改造推包器和輸包帶的電機(jī)啟停裝置。通過控制推包器和輸送帶來完成棉包前、后兩面的定位，利用機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)噴頭貼近棉包完成兩端嘜頭的噴印。因該設(shè)備無法噴印企業(yè)商標(biāo)，且無法滿足超過30包/h棉花加工生產(chǎn)線的需要，目前已逐步被市場(chǎng)淘汰。

圖3 MSM-D型棉包在線自動(dòng)刷嘜機(jī)

2014年該公司又研發(fā)出了MSMZ-GT型全自動(dòng)高解析刷嘜一體機(jī)設(shè)備（見圖4）。該設(shè)備使用惠普公司的HP51645a黑色墨盒作為噴印終端，具有高分辨率、墨盒免維護(hù)、速干、無污染棉花等特點(diǎn)。MSMZ-GT型刷嘜機(jī)為一體化設(shè)計(jì)，主要由噴碼控制系統(tǒng)、噴頭升降機(jī)構(gòu)和棉包運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)組成。噴碼控制系統(tǒng)獲取到棉包條碼信息后，利用計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)生成可預(yù)覽的嘜頭版面，并下發(fā)給打印噴頭。噴頭升降機(jī)構(gòu)為沉入式結(jié)構(gòu)，可精準(zhǔn)控制打印噴頭作升降和橫向水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)。棉包運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)可以精準(zhǔn)控制棉包的輸送和180°旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，保證棉包每次都停止在合適的位置。該一體機(jī)刷嘜工作時(shí)，分別通過對(duì)噴頭和棉包的精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)控制，使噴頭和棉包端面貼緊，噴頭沿棉包自上至下逐行完成嘜頭的噴印，一面完成后棉包將旋轉(zhuǎn)180°，完成另一面的噴印。此設(shè)備占地面積小，安裝時(shí)不影響原有的棉包生產(chǎn)工藝，適用于0～40包/h生產(chǎn)線的要求，能夠滿足我國(guó)主產(chǎn)棉區(qū)棉花加工企業(yè)生產(chǎn)工藝的需要。2019年該型設(shè)備又引入了連續(xù)供墨技術(shù)，進(jìn)一步降低了耗材的使用成本。目前，MSMZ-GT型刷嘜機(jī)已經(jīng)成為棉花加工企業(yè)中的主流機(jī)型。

圖4 全自動(dòng)高解析刷嘜一體機(jī)

三、自動(dòng)刷嘜技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

棉包自動(dòng)刷嘜機(jī)直接與棉包條碼信息采集系統(tǒng)相連，棉包條碼信息采集系統(tǒng)每采集一個(gè)成包條碼，便會(huì)將該條碼數(shù)據(jù)發(fā)送給自動(dòng)刷嘜機(jī)。因?yàn)樽詣?dòng)刷嘜機(jī)的數(shù)據(jù)直接來自于棉包條碼信息采集系統(tǒng)，具有實(shí)時(shí)性和高可靠性兩大優(yōu)勢(shì)，嚴(yán)格保證棉包嘜頭內(nèi)容不會(huì)因人為干擾而出錯(cuò)。噴印控制系統(tǒng)可以做到對(duì)噴印內(nèi)容的實(shí)時(shí)預(yù)覽，能夠進(jìn)一步預(yù)防噴印出錯(cuò)。棉包進(jìn)入自動(dòng)刷嘜機(jī)后，工作過程全自動(dòng)執(zhí)行，無需人工值守，兩端嘜頭噴印完畢后會(huì)自動(dòng)將棉包輸送走。通過一次性噴印完成棉包產(chǎn)地、加工單位、包號(hào)、流水批號(hào)、生產(chǎn)日期、異性纖維含量等信息，不受加工速度的影響，使棉包出車間后即可直接組批入庫(kù)，省去了繁瑣的人工刷嘜過程，節(jié)省組批時(shí)間和場(chǎng)地，促進(jìn)了棉花加工生產(chǎn)線的自動(dòng)化生產(chǎn)和管理體制的建立。

四、自動(dòng)刷嘜技術(shù)的成本優(yōu)勢(shì)

現(xiàn)階段我國(guó)“招工難”的問題逐漸凸顯，人工成本逐年上漲，棉花加工行業(yè)也存在同樣的問題。在我國(guó)棉花主產(chǎn)區(qū)新疆，多數(shù)加工企業(yè)自每年9月開始生產(chǎn)，至次年1月結(jié)束，持續(xù)約5個(gè)月，季節(jié)性強(qiáng)、作業(yè)環(huán)境差、短期雇工難找，人工成本持續(xù)上漲。目前，人工刷嘜成本普遍在每人每天180元以上，還需提供食宿，對(duì)于具有一定規(guī)模的加工企業(yè)，人工刷嘜每年支出的費(fèi)用超過30 000元。如果需要多人同時(shí)作業(yè)，人工刷嘜費(fèi)用還會(huì)成倍增加?，F(xiàn)在使用自動(dòng)刷嘜系統(tǒng)，設(shè)備費(fèi)用為一次性投資，中間無需人工值守操作，每包的耗材成本較低，按年加工量30 000包來算，自動(dòng)刷嘜較人工刷嘜節(jié)約費(fèi)用60%以上，成本優(yōu)勢(shì)明顯。

五、自動(dòng)刷嘜技術(shù)有助于提升企業(yè)形象

近年來，我國(guó)棉花主產(chǎn)區(qū)的加工企業(yè)逐漸走向往規(guī)?；l(fā)展的道路，涌現(xiàn)出了一批產(chǎn)銷一條龍的優(yōu)秀企業(yè)。對(duì)于這些企業(yè)，統(tǒng)一整潔的包裝可以進(jìn)一步提升產(chǎn)品形象，促進(jìn)品牌化運(yùn)營(yíng)。自動(dòng)刷嘜利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過統(tǒng)一排版在加工時(shí)即將成包嘜頭進(jìn)行規(guī)范化噴印，保證所噴印棉包的嘜頭版面一致，信息準(zhǔn)確無誤，有助于提高產(chǎn)品的品牌和形象。

經(jīng)過幾年的發(fā)展，自動(dòng)刷嘜技術(shù)已逐漸成熟，整機(jī)安裝方便，操作簡(jiǎn)單，能夠滿足棉花快速加工生產(chǎn)線的需要。利用速干噴墨打印技術(shù)，在節(jié)省人工、降低返工、提升棉包包裝形象等方面為企業(yè)帶來了切身利益，逐步成為棉花加工自動(dòng)化發(fā)展的重要一環(huán)?！?/p>