基于打碼機(jī)的宣鋼物料全壽命周期管理系統(tǒng)分析

吳 睿

（河鋼宣鋼設(shè)備能源部，河北 宣化 075100）

為了杜絕物料收發(fā)等流程過(guò)程中的漏洞，提高物料全流程管理水平，宣鋼推行了物料全壽命周期系統(tǒng)物料打碼系統(tǒng)，對(duì)物料進(jìn)行集中質(zhì)量檢驗(yàn)，增設(shè)了物料打碼環(huán)節(jié)，利用現(xiàn)有庫(kù)房安裝有多臺(tái)一體式、分體式固定激光打碼機(jī)，手持式、龍門架移動(dòng)激光打碼機(jī)，二氧化碳打碼機(jī)，以及相關(guān)配套設(shè)施；同時(shí)進(jìn)行軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)了物料掃碼程序，能進(jìn)行打碼物料查詢、入庫(kù)、出庫(kù)、備用、安裝、下線、維修、報(bào)廢操作，其后臺(tái)系統(tǒng)跟現(xiàn)有ERP系統(tǒng)匹配。

1 硬件系統(tǒng)

宣鋼物料全壽命周期管理系統(tǒng)的主要設(shè)備為打碼機(jī)。打碼機(jī)具體分類很多，下面以在鋼鐵行業(yè)應(yīng)用較多的、適應(yīng)性較強(qiáng)的二氧化碳激光打碼機(jī)為例具體介紹系統(tǒng)組成。

系統(tǒng)硬件設(shè)備包括三個(gè)主要部分：主控柜、光學(xué)主梁和一體式風(fēng)冷系統(tǒng)。整機(jī)控制部分集中在主控柜內(nèi)部，整機(jī)光學(xué)元件通過(guò)完整的光路設(shè)計(jì)集中在光學(xué)主梁及方頭內(nèi)部，一體式風(fēng)冷系統(tǒng)提供整機(jī)正常工作的風(fēng)冷循環(huán)系統(tǒng)，整機(jī)工作原理框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)工作原理流程圖

激光加工原理：激光打碼是用激光束在各種不同物質(zhì)表面上打上永久標(biāo)記，打碼效應(yīng)是通過(guò)表層物質(zhì)的蒸發(fā)露出深層物質(zhì)，或者是通過(guò)光能使表層物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)刻出痕跡，或者是通過(guò)光能燒掉部分物質(zhì)，顯示所需刻蝕的圖形、文字。

2 控制軟件系統(tǒng)

基于打碼機(jī)的宣鋼物料全壽命周期管理系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)打碼系統(tǒng)專用接口板和打碼軟件。計(jì)算機(jī)打碼系統(tǒng)專用接口板的作用：將計(jì)算機(jī)發(fā)出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)或直接將計(jì)算機(jī)的數(shù)字信號(hào)發(fā)出，驅(qū)動(dòng)X軸、Y軸兩個(gè)振鏡，使激光束在空間運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生同步Q開(kāi)關(guān)調(diào)制信號(hào)，發(fā)出脈沖激光，使要打的物料二維碼圖形內(nèi)容精確地、完整的蝕在物料表面。

在基于打碼機(jī)的宣鋼物料全壽命周期管理系統(tǒng)，打碼控制軟件是各種打碼機(jī)的關(guān)鍵，它決定了打碼機(jī)的功能。打碼軟件和打碼整機(jī)的關(guān)系見(jiàn)圖2。

圖2 軟件和整機(jī)的關(guān)系圖

3 系統(tǒng)物料打碼管理

3.1 系統(tǒng)物料打碼原則

可進(jìn)行激光打碼物料必須進(jìn)行激光打碼，二維碼位置要選在物料非工作面上，打碼面積保證在可打碼平面內(nèi)為最大二維碼，并清晰可讀；不能進(jìn)行激光打碼物料，采用貼紙碼操作（紙碼指二維碼有打印機(jī)直接打印到不干膠防水打印紙上形成的），紙碼要貼在物料本體上；因物料計(jì)量單位、體積小、數(shù)量大金額小的原因無(wú)法激光打碼的物料，進(jìn)行打包貼紙碼操作。

非打碼物料與打紙碼物料的區(qū)別。非打碼物料范圍：因物料本身材質(zhì)和到貨數(shù)量大無(wú)法打碼主要有油脂類、砂石類、電纜類、陶瓷纖維類、勞保用品等。因在廠外收貨或者直送現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法打碼物料有鋼材、氣體、鐵路器材等。因生產(chǎn)特點(diǎn)供貨方式及業(yè)務(wù)流程不同無(wú)法打碼的有各類包線物料、各類直送現(xiàn)場(chǎng)化學(xué)藥劑等。數(shù)量帶小數(shù)點(diǎn)的物料，因?yàn)榇虼a軟件數(shù)量輸入只能是整數(shù)，打碼軟件有缺陷，無(wú)法輸入帶小數(shù)的數(shù)值。

3.2 系統(tǒng)激光打碼要求

1）打碼要求：表面材質(zhì)是金屬、塑料的硬質(zhì)物料；打碼位置選取物料非工作面；打碼面積設(shè)置為所選取打碼平面上最大碼。保證二維碼清晰可讀。

2）打碼參數(shù)：根據(jù)物料表面材質(zhì)，設(shè)定準(zhǔn)確的打碼參數(shù)，相同材質(zhì)的物料將打碼效果最好的參數(shù)進(jìn)行保存，同一種物料保存的參數(shù)要固定，每次打碼直接選擇固定參數(shù)進(jìn)行打碼。

3）注意事項(xiàng)：不能進(jìn)行激光打碼的物品：易燃易爆物品、壓力容器、含有腐蝕性藥劑的物料、集成度較高或懼高溫的模塊、對(duì)表面精度要求高的儀器儀表、生產(chǎn)用的精密物料等。進(jìn)行激光打碼前要做好防護(hù)措施，佩戴護(hù)目鏡和口罩，確保打碼間通風(fēng)良好；打碼過(guò)程中所有人員要與激光器保持安全距離，與打碼工作無(wú)關(guān)人員禁止進(jìn)入打碼工作間；激光器在不使用的時(shí)候要進(jìn)行固定，鏡頭不得隨意擺動(dòng)，對(duì)照人員或物品；操作打碼機(jī)要按照操作規(guī)程規(guī)范操作。

4）二維碼保護(hù)：涉及物料全壽命周期管理工作的所有環(huán)節(jié)、人員均有保護(hù)二維碼的責(zé)任和義務(wù)。打完的二維碼要采取相應(yīng)的保護(hù)措施，防止運(yùn)輸途中摩擦損壞二維碼，或者放置期間二維碼被腐蝕。嚴(yán)格把控好貼紙碼物料的管理規(guī)范工作，單件物品在完全無(wú)法滿足激光打碼時(shí)，才可以進(jìn)行貼紙碼操作；紙碼必須貼在物料本體上，并且要確保粘貼牢固；打出來(lái)的紙碼必須立即粘貼。對(duì)于消耗類物料，在物料使用前的任何時(shí)候禁止物、碼分離，進(jìn)行掃碼使用后，要將二維碼進(jìn)行銷毀，防止使用過(guò)程中二維碼脫落；貼碼的材料備件類物料，在物料報(bào)廢前都要保證碼的完好無(wú)損，隨時(shí)可進(jìn)行掃描操作。

3.3 系統(tǒng)打包貼碼

1）打包貼碼范圍：計(jì)量單位為“百個(gè)”“百條”“米”“千米”“千克”“噸”等的物料，可以進(jìn)行打包貼碼操作；到貨數(shù)量巨大、單個(gè)體積較小的物料，如“焊釘”“刀頭”“刀桿”等物料，可以進(jìn)行打包貼碼操作。

2）打包貼碼要求打包貼碼的散件物料如焊釘、螺絲、螺母等，要求包裝要規(guī)范，每包數(shù)量要一致，保裝的表面要滿足貼紙碼的要求，并且要牢固；按照訂單上需求單位進(jìn)行分行打包；打印紙碼時(shí)設(shè)定打包數(shù)量要準(zhǔn)確，保證打印出來(lái)的紙碼所包含的數(shù)量與訂單一致。

3）貼紙碼管理：對(duì)打包貼碼物料的確定要嚴(yán)格，打包貼紙碼要保證貼碼要牢固，杜絕物、碼分離，消耗完的物料，紙碼要馬上進(jìn)行銷毀。

4 系統(tǒng)優(yōu)化改造措施

1）給激光打碼機(jī)增加整體穩(wěn)壓電源，如果系統(tǒng)電壓穩(wěn)定就無(wú)需增設(shè)穩(wěn)壓電源；手持式激光頭保護(hù)光纖的波紋管不適合低溫和頻繁移動(dòng)，北方冬季氣溫低，波紋管容易折斷；二氧化碳打碼機(jī)激光頭上電就工作，存在安全隱患，更改工作模式，杜絕隱患。

2）激光打碼機(jī)增設(shè)紅光、定位系統(tǒng)；打碼界面增設(shè)入庫(kù)狀態(tài)；實(shí)現(xiàn)小數(shù)打包打紙碼；打碼機(jī)功率選擇設(shè)定上限90%，保護(hù)打碼機(jī)，同時(shí)打碼時(shí)避免對(duì)物料表面損傷嚴(yán)重，尤其操作不熟練的時(shí)候；激光頭框架前端較大，物料平面較小的物料打碼困難，改成圓形或小的正方形，同時(shí)微調(diào)形式改為三點(diǎn)或者四點(diǎn)定位。

3）手持式打碼機(jī)增設(shè)可調(diào)整支座。大型物料無(wú)框架激光打碼操作法：龍門架打碼機(jī)可升降橫梁上增設(shè)帶微調(diào)支架，該支架能很好的固定激光頭，又能方便激光頭拆卸，帶有微調(diào)升降機(jī)構(gòu)，調(diào)整激光頭的高低，進(jìn)行激光對(duì)焦，同時(shí)打大型物料時(shí)該支架還能方便從橫梁上拆下。

5 結(jié)語(yǔ)

由于物料激光打碼是新生事物，有學(xué)習(xí)、適應(yīng)過(guò)程，在鋼鐵冶金行業(yè)有很高的應(yīng)用價(jià)值。熟練掌握各類打碼機(jī)的性能和相關(guān)操作，熟悉相關(guān)物料打碼參數(shù)選取，做到所打出的二維碼清晰、靈敏度高，便于手持掃碼機(jī)或手機(jī)掃碼操作，便于物料收、發(fā)、用的管理，使物料全壽命周期系統(tǒng)得以可靠運(yùn)行。