噴碼機自動化改造探討

朱惠甫

摘要：傳統手工標記存在標記位置不精確、產品漏標、工作效率低等問題，已滿足不了客戶的需求，應使用噴碼機來替代手工操作。但是市場上的噴碼機送料和收料仍需要人工操作，做完噴碼后的產品還需用人工統一標注極性，工作效率不高。為了提高工作效率，對噴碼機進行了自動化改造。改造后的設備解決了存在的問題，提高了工作效率。

關鍵詞：噴碼機；電磁振動供料器；工件加磁；設備改造；自動化 文獻標識碼：A

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

1 噴碼機的功能和特點

噴碼機主要應用于制藥業、食品業、飲料業、化妝品業、文具業、汽車制造業、工業管材、化工、電子、電器工業等場合，具有真實時鐘，可噴印隨時間變化的信息，如日期、班次、文本、批號，還可噴印字符、產品名稱與圖案標志等。因為采用的是非接觸式噴碼技術，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，能以多種方向進行噴印，包括側噴、頂噴，更能在噴印的同時編輯新信息，提高生產率；具有圖案與日期編輯功能，可隨意編輯圖案與日期格式，功能強大。

2 噴碼機應用于磁性材料做標記存在的問題

（1）噴碼機無自動供料裝置，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，此時工件極性標記方向顛倒無序，后續需要人工對標記后的產品按極性要求進行排列，工作效率低，并且人工操作易使極性方向出錯。

3 噴碼機的設備工裝改造與配套設施改造

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

3.1 電磁振動供料器的改造

電磁振動供料器的工作原理：在電磁振動器作用下，料斗做扭轉式上下振動，使工件沿著螺旋轉道由低到高移動，并自動排列定向，直至上部出料口而進入輸料槽，然后由送料機構送至相應工位。但是由于被加工的工件是圓柱面上做噴碼標記（以Φ5×5.4mm圓柱產品為例），當工件從輸料槽移至輸送帶時，工件會因傳導的振動而震倒。對此，我們采用輸料槽分段來解決這個難題，將其中一段輸料槽固定在輸送機上，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，把電磁振動供料器傳導過來的振動隔離開來，從而有效地解決了工件被震倒的問題。

電磁振動供料器的工作過程：由于電磁鐵的吸引和支承彈簧的反向復位作用，使料槽產生高速高頻（50～100次/秒）、微幅（0.5～1mm）振動，使工件逐步向高處移動。電磁振動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。輸出振幅可根據工件移動的速度來調整旋鈕。

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；當料斗內的工件逐步減少，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出現一會兒密、一會兒稀的現象，這對噴碼標記的產量有一定的影響。為了解決這個問題，我們設計制作了一個緩存料斗，安裝在電磁振動料斗上方，緩存料斗口對準電磁振動料斗中心高度約20mm位置（高度可調，根據電磁振動料斗內工件量做調整）。工件加到緩存料斗內后，再由出口送入電磁振動料斗內，當電磁振動料斗內的工件達到一定量后，工件會頂住緩存料斗的出口，緩存料斗出口停止出料；當電磁振動料斗的工件減少后，緩存料斗又會自動向電磁振動料斗送料，使電磁振動料斗內工件始終保持一定的量，使電磁振動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、導料槽。導料槽由三塊2mm厚不銹鋼焊成5.5×6×300mmU字型槽，距導料進口50mm右側面處開1.5×40mm切口是用來撥盤旋轉時撥針撥動工件移動。

導料槽后2/3位置安裝加磁裝置，加磁裝置由兩塊高性能的強磁材料組成，分別安裝在導料槽上端和極性相對應的輸送帶下面。當工件經過導料槽時，在加磁裝置磁場的作用下，工件物質內的粒子自旋發生磁化，隨著磁場排列，形成磁性方向一致。當工件移出導料槽時，由于磁性材料異性相吸的原理，工件由徑向排列自動反轉成軸向排列，標記按統一極性排列成一致。

導料槽安裝呈倒U字型，固定在支架側面，緊貼輸送帶，當工件噴碼標記后，被輸送帶送入導料槽，當工件沿著導料槽經過加磁裝置，被磁化后的工件相互吸引停止前進，這時需要撥針來解決工件移動問題。

撥針由步進電機帶動，步進電機轉速可調。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，當撥針頂到工件時撥針后彈。防止撥針頂彎或頂碎工件，起到保護作用。

4 應用效果

通過設備自動化改造，噴碼機所加工的產品標記位置準確、規范、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，自動化改造使工作效率獲得了顯著的提高，一人可操作多臺，很大程度降低了勞動用工成本。另外因為有了加磁裝置，經過加工的產品極性方向排列一致，杜絕員工人為操作差錯。對后道工序提供了方便，降低了員工勞動強度，大大提高了工作效率，獲得了良好的經濟效益。

5 結語

隨著科技水平的不斷提高，永磁材料應用領域往縱深發展，擴大對高端磁性材料的規模需求，并且對磁性材料的極性標記規范要求越來越高。然而，現在人工勞動成本的不斷增長，對自動化設備的依賴程度越來越大，因此促使設備自動化改造迫切需求。本設備自動化的順利改造，提高了生產效率，降低了勞動用工成本，促進了生產技術水平提高，實現了一定的經濟價值。

（責任編輯：周 瓊）