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    如何計算流水線激光打標機在流水線操作時激光打碼的速度

    我們選購激光打碼機的時候,通常需要給出如下數據:流水線的高度,流水線的寬度,產品的尺寸,流水線的線速度等數據,方便我們給客戶配多大激光功率的激光打碼機。

    下面,我將主要激光打碼的應用詳細列舉出來,供大家參考了解一下。

    流水線的高度和寬度,主要考慮是我們配備激光打碼機的時候,需要配置的支架是否合適,可調節范圍是否足夠,這一點很簡單,自己量一下即可,需要把焦距考慮加上去即可。

    通常我們選擇F160鏡頭(打標范圍100mm*100mm)的焦距大致為182mm左右(此為長焦鏡頭,短焦鏡頭的大致焦距為145mm左右),如果配F254鏡頭(打標范圍170mm*170mm)的焦距大致為290mm左右(此為長焦鏡頭,短焦鏡頭的大致焦距為220mm左右),這些焦距是要在產品表面到鏡頭邊緣的距離加上去的。

    常用的鏡頭打標范圍為:50mm*50mm、100mm*100mm、170mm*170mm、200mm*200mm、300mm*300mm、400mm*400mm,范圍越大,線條越粗,范圍越小,線條越細,在同等功率的前提下,范圍越大,能量越小,范圍越小,能量越大,也就是越聚光效果要好。

    長焦鏡頭與短焦鏡頭的區別在激光打碼機上的應用區別不是太大,但是,對于要求光束質量要求較高的區域,我們才會選擇長焦鏡頭與短焦鏡頭,CO2激光器本身光斑就大一些,而且基本上打標在紙盒上、塑料上等因素,對鏡頭的要求不高。

    激光打標機焦距振鏡鏡頭
    激光打標機焦距振鏡鏡頭
    激光打標機焦距振鏡鏡頭
    激光打標機焦距振鏡鏡頭

    另外,配置CO2激光打碼機的時候,還有一個擴束鏡的問題,通常的擴束鏡是2-8倍擴束鏡,倍數越高,在同樣鏡頭的范圍下,線條越細,焦深越短。如果要求線條粗一點的話就選擇2倍的擴束鏡,如果要求線條很細的話,選擇8倍擴束鏡。通常CO2激光打碼機30瓦配備的是4倍擴束鏡,如果有非常規需求,需要提前知會。

     

    長焦距鏡頭
    長焦距鏡頭

     

    1、? 飲料瓶裝水流水線激光打標機(包含純凈水、蘇打水、各類飲料等),

    目前的瓶裝純凈水的線速度(也指灌裝速度)基本上都在8000瓶/小時,12000瓶—15000瓶/小時,18000瓶/小時,24000瓶/小時,35000瓶/小時,48000瓶/小時(目前非常少),這些都是指的流水線的大產能,也就是我們目前配激光打碼機的時候,需要了解的重要參數。

    假如瓶子的直徑是70mm(很少超過此直徑),也就是在滿產能的情況下,一瓶挨一瓶的出來在流水線上運行。

    流水線激光打標機瓶裝水打標
    流水線激光打標機瓶裝水打標

    (1)、70mm*8000瓶/小時=560000mm/小時=560米/小時=9.33米/分鐘

    8000瓶/60分鐘=134瓶/分鐘=2.24瓶/秒=0.45秒/瓶的打碼時間

    水線一般打碼都是2行,第一行是生產日期,第二行是具體時間和班次,當然也有打碼一行的,通常我們通過打樣可以確認(10瓦CO2機器打碼時間不超過0.4秒),此類流水線的速度的話,我們選擇10瓦CO2機器即可,但是,現在10瓦的激光器價格與30瓦的激光器的價格相差不大,建議選擇30瓦CO2機器,這樣就算過幾年后激光器的功率有衰減,照樣不影響打碼速度和效果。

    (2)、70mm*18000瓶/小時=1260000mm/小時=1260米/小時=21米/分鐘

    18000瓶/60分鐘=300瓶/分鐘=5瓶/秒=0.2秒/瓶的打碼時間

    按照此速度計算的話,用30瓦CO2機器完全可以滿足要求;

    (3)、70mm*24000瓶/小時=1680000mm/小時=1680米/小時=28米/分鐘

    24000瓶/60分鐘=400瓶/分鐘=7瓶/秒=0.1秒/瓶的打碼時間

    按照此速度計算的話,用30瓦CO2機器完全可以滿足要求,但是基本上達到30瓦設備的滿負荷運行的狀態;

    (4)、70mm*35000瓶/小時=2450000mm/小時=2450米/小時=40.83米/分鐘

    35000瓶/60分鐘=583瓶/分鐘=9.7瓶/秒=0.06秒/瓶的打碼時間

    按照此速度計算的話,用30瓦CO2機器已經滿足不了要求了,推薦客戶選擇50瓦以上的CO2激光器,常用的是55瓦的設備,3.5萬瓶/小時的流水線,目前在河南基本上集中在康師傅的高速水線,CoCaCoLa和PePsi的水線是2.4萬瓶/小時的線體,飲料線更慢一些;

    (5)、70mm*48000瓶/小時=3360000mm/小時=3360米/小時=56米/分鐘

    48000瓶/60分鐘=800瓶/分鐘=13.3瓶/秒=0.045秒/瓶的打碼時間

    按照此速度計算的話,必須選用50瓦以上的CO2激光器來進行激光打碼,千萬不要給客戶吹噓30瓦的機器可以滿足,這樣你就自己打臉自己了。

     

    以上是傳統水線的激光打碼的計算方法,我們常用的是30瓦和55瓦的激光打碼機設備,如果你對計算公式不懂的話,請參照下表

    水線速度(或者灌裝速度)建議選擇激光功率(CO2)備注
    <8000瓶/小時10瓦現在已經很少了
    <2.4萬/小時30瓦
    <4.8萬/小時55瓦

    上面的是CO2機器的選擇方法,如果客戶有高端水線(例如百歲山),用紫外機器也可以,當然紫外激光打碼機價格要貴的多了,但是,此類水線很少有那么快的速度。

    因紫外激光器自身的特點及激光功率的自衰減特性,要選擇激光功率適當偏大一點,如下表

    水線速度(或者灌裝速度)建議選擇激光功率(紫外)備注
    <1.2萬瓶/小時3瓦
    <1.8萬瓶/小時5瓦
    <2.4萬瓶/小時8瓦

     

    2、??煙草行業流水線激光打標機應用(建議選擇設備參考)

     

    河南省內的卷煙銷售,全部實現煙草專賣的形式,為杜絕假煙的銷售和實現煙草的專賣及可追溯(一戶一碼),現有的是在整條煙上激光打碼32位煙草專賣號,目前主流的仍然是選用CO2激光打碼機,但是,因現有市場的特點,有部分煙草采用紫外激光打碼機的應用,主要特點就是可以透過塑料包裝膜打碼32位煙草專賣號在紙盒上,從而實現更深一度的激光防偽,因近幾年的量太大,各煙草專賣已經更新了幾次自動分揀線,下面不再計算速度,只給參考激光功率值,如下:

    條煙的通用尺寸規格為280mm*90mm*48mm(長*寬*高),從分揀線上出來的每一條煙都是豎著在皮帶線上跑,高度只做測量焦距時候用,我們計算速度是用長*寬,因從分揀線上豎著出來,我們計算只需要參考寬度即可。

    假如是現在市場主流的70米/分鐘的線(考慮條煙寬度90mm),我們就只需要按照滿負荷運載的時候來計算打碼時間,70米/分鐘=70000mm/分鐘,70000/90=778條煙/分鐘,778/60=12.96條煙/秒,留給我們的打碼時間即為:0.077秒,必須控制激光打碼時間在<0.077秒之內,大家可以測試一下打樣的具體時間。

    32位煙草專賣號激光打標機樣品
    32位煙草專賣號激光打標機樣品
    分揀線速度建議選擇激光功率(CO2)建議選擇激光功率(紫外)備注
    <30米/分鐘30瓦5瓦
    <70米/分鐘55瓦8瓦
    <90米/分鐘80瓦以上15瓦

    3、??白酒行業(包括罐頭、大桶桶裝水、食用油、利樂裝低溫奶制品、奶粉等低速線產品)

    白酒行業近些年不管是在瓶身上還是外包裝紙盒上,已經全部實現了激光打碼的功能,此行業已經基本上不再使用油墨噴碼機(僅保留有在大紙箱上使用大字符噴墨機),但是,此行業的自動包裝線均不會太快(產品特點決定),一般的產量是在700—1500瓶/小時,但是,因包裝材料的自身特點(一般是塑料),要想打碼清楚,必須使用激光能量稍微大一點的激光功率,例如CO2激光打碼機30瓦。

    白酒如此,罐頭也同樣如此,流水線快了的話,來不及填充產品入瓶;同理,大桶桶裝水,灌裝一桶需要5秒以上的時間,流水線速度也快不起來;再如,食用油,灌裝一桶油也需要5秒以上的時間,再加上其它的運轉時間,想快也快不起來;還有現在市場上賣的很火的利樂裝低溫奶制品,因酸奶中添加了一些水果顆粒,灌裝線快也得3秒。以上這些都是我們通常碰到的選擇激光打碼機的主流低速線的應用。

    如何計算流水線激光打標機在流水線操作時激光打碼的速度

    如何計算流水線激光打標機在流水線操作時激光打碼的速度

    強烈推薦CO2激光打碼機30瓦和紫外激光打碼機3,目前幾乎所有的白酒廠、罐頭廠、食用油廠、大桶桶裝水廠等等,都是使用的同功率的設備。

    4、??啤酒行業(全部高速流水線)

    因啤酒行業的灌裝流水線已經發展了N多年,各項灌裝技術已經非常成熟,此行業要求速度非???,起步均是40000瓶/小時的灌裝線(快的78000瓶/小時),且基本上激光打碼都是在綠色瓶蓋上激光打碼生產日期或者瓶身標簽上激光打碼生產日期,要求非常簡單,就一個字的要求——快,所以,此行業配置激光打碼機起步即是55瓦的CO2激光器的功率了,60000瓶/小時的線,建議配置80瓦以上的CO2激光器功率,特別強調一點,如果你的自身振鏡跑不到8000mm/s的速度的話,就不要趟這個水了,還有需要配置高速響應電源+高速控制卡,沒有自身技術儲備的話,啤酒行業激光打碼機慎行。

    啤酒瓶蓋激光打標樣品展示
    啤酒瓶蓋激光打標樣品展示

    如何計算流水線激光打標機在流水線操作時激光打碼的速度

    5、藥品包裝行業(各種盒類、塑料包裝類)

    藥品行業近幾年的強監管和召回制度,時刻牽動著我們每一個普通老百姓的心,前段時間發生的狂犬疫苗造假事件、百白破疫苗感染事件等等,都將這個行業推向了風口浪尖,而激光打碼的特點就是可快速追溯及無法篡改、防偽的特點,相信未來在此行業也必將掀起激光打碼的普及風暴。

    藥品激光打標樣品展示
    藥品激光打標樣品展示

    各藥廠生產企業,選擇激光打碼機的時候,普遍關注的是效率問題及環保問題,而典型的又分為裝藥前激光打碼和裝藥后激光打碼,還有就是覆膜藥盒和非覆膜藥盒。

    市場上主流的CO2激光器波長為10.6um,而覆膜藥盒建議使用10.2um波長的激光器(打標效果較10.6um波長的激光器要好),但是,10.2um波長的激光器是非主流激光器,一般交貨期要1個月之久及價格大幅上調,性價比不是非常高,而有部分人甚至迷信及宣稱10.6um波長的激光器不能打出10.2um波長激光器的效果,在此需要特別強調:10.6um波長的激光器放慢打標速度,同樣可以打出10.2um波長的激光器效果。

    關于環保問題,因激光自身的特點就是燒蝕原理,激光打碼在紙盒上,不可避免的會產生煙霧及粉塵顆粒,此時,可在激光打碼的區域,加裝激光煙霧凈化器即可(排出率基本上都在99.97%以上),且各藥廠的包裝車間都是允許和接受的,包裝車間非需要凈化車間標準。

    激光煙霧凈化器一般為3級過濾,初級過濾,中級過濾,高級過濾,經過過濾后的空氣,完全可以達到藥廠環保標準。初級過濾棉建議15天清理一次,1月更換一次;中級過濾網建議3個月高壓氣槍清理一次,6個月更換一次;高級復合碳濾芯,1年更換1個。(以上的更換頻次是8小時工作制的常規應用,如產量加大,請縮短清理或者更換頻次)

    以目前市場主流的5000盒/小時產量來計算,藥盒長*寬為150mm*80mm為例來計算產能及設備配置問題,激光打碼3行三期為例,字高3mm。

    (1)、裝藥前激光打碼,首先需要客戶自己配置分頁機,方便放置藥盒及方便把藥盒一個一個整齊的分開并排列在皮帶線上,常用的分頁機有普通型(寬度300mm左右)和加寬型(寬度600mm左右)

    如何計算流水線激光打標機在流水線操作時激光打碼的速度

    假如滿負荷運行的話,5000盒/60分鐘=83.33盒/分鐘=1.38盒/秒,假如藥盒與藥盒間隔40mm,大致就是2盒/秒,激光打碼時間約為<0.5秒/個即可;

    假如10000盒/小時的產量的話,同上計算方式,激光打碼時間約需要<0.25秒/個。

    因是打三期,在有顏色的區域打碼的話,激光打碼速度很快,效率高,有對比度的話就很清晰,但是,假如客戶是直接在白板紙上打碼的話,要想得到一個比較清晰的效果,就需要加大激光能量將白板紙燒到發黃或發黑的效果,此時的產量至少下降20%以上,可做此參考。

    (2)、裝藥后激光打碼,是將激光打碼機配置在客戶流水線上,每過來一個藥盒打碼一次,此時的產量主要決定地點在包裝機上的速度,假如包裝機速度提不起來,成產的瓶頸就在此。

    下面表格是15mm*80mm的藥盒為例進行的大致參考,如果藥盒加大,請成比例減小產量,如果藥盒減小,請成比例加大產量

    預估產量帶色塊白板紙建議的激光功率
    <5000盒/小時(非覆膜)<5000<500030瓦
    <5000盒/小時(覆膜)<5000<500030瓦
    <8000盒/小時(非覆膜)<8000<800030瓦
    <8000盒/小時(覆膜)<8000<800030瓦
    >10000盒/小時(非覆膜)>10000>1000055
    >8000盒/小時(覆膜)>8000>800055
    >15000盒/小時(非覆膜)>15000>1500080
    >12000盒/小時(覆膜)>12000>1200080

    而例如其它的各種包裝盒類(例如速溶咖啡、脆脆鯊、化妝品等包裝盒),只要參考包裝盒的長*寬及速度,我們即可計算出來滿負荷運行時候需要配置的激光功率。

    6、線纜管材激光打碼(此類屬于超長距離打標的范疇)

    針對線纜管材,此行業現在是取代未來油墨噴碼機的一個大行業,傳統的加工方式是油墨機直接在線噴印,但是,隨著激光打碼機的設備價格下探及無需耗材的特點,這個行業現在也是處于正在替代傳統的一個高效行業。

    線纜管材激光打碼
    線纜管材激光打碼

     

    線纜管材行業的共同特點就是需要計米功能和超長距離打標(1米或者更長才能完成一次完整打標),現在甚至要求可以快速切換線纜管材打標內容的特殊要求,以此來實現生產的無縫對接和對終端客戶的產品定制。

    計米功能主要是靠測速輪的脈沖來進行測定,建議選擇歐姆龍的2000脈沖以上的測速輪,以提高計米的準確性。

    線纜管材行業的材料比較復雜,可以配YLP光纖激光器、CO2激光器、UV紫外激光器,每種材料的特點差別非常大,下面僅作典型建議。

    以線徑3.5mm,CO2激光器選擇30瓦,YLP激光器選擇30瓦,UV紫外激光器選擇5瓦為例進行簡單對比。

    材料適用的激光器適用的速度(線徑3.5mm)備注
    PVC(聚錄乙烯)CO2<150米/分鐘軟、硬
    PE(聚乙烯)YLP、UV<150米/分鐘
    XLPE(交聯聚乙烯)YLP、UV<70米/分鐘
    PP(聚丙烯)CO2、UV<70米/分鐘
    PPR(無軌共聚聚丙烯)UV、YLP<100米/分鐘

    線纜管材行業的塑料成分太復雜,選擇激光器之前必須打樣,以終確認的效果好的為準。

    7、其它在線激光打碼的應用,主要就是:

    (1)、藥品電子監管碼的應用;

    (2)、獸藥包裝袋激光打標二維碼的應用;

    (3)、瓶蓋內部激光打標二維碼的應用;

    (4)、日化行業包裝瓶及包裝袋激光打碼的應用;

    (5)、膠囊藥品的激光打碼的應用;

    (6)、冰糕棒激光打碼的應用;

    8、UV紫外激光打碼機的應用在本文中未做詳盡闡述,但是,現在對于如火如荼的食品包裝袋行業及日化行業的普及風暴已經開始,如果您有此需要詳盡了解的,也請咨詢。

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