Znakowanie produktów etykietą w procesach o niższej wydajności, a ekonomiczny pneumatyczny P&A

Wiele przedsiębiorstw stawia na rozwój i nieustanne poszukiwanie rozwiązań udoskonalających jakość lub obniżających koszty. Do takich z pewnością należą inwestycje w automatyzację. Zastępowanie pracy ludzkiej robotem praktykowane jest w wielu obszarach działalności przedsiębiorstw, nie omijając także procesu znakowania produktów. Dowiedzmy się, dlaczego na automatyzację etykietowania warto zdecydować się nawet wtedy, gdy nie zależy nam na dużej wydajności znakowania. Również – dlaczego warto zdecydować się wówczas na znakowanie metodą pneumatyczną.

Dlaczego znakowanie produktów warto zautomatyzować?

Wielu przedsiębiorców wychodzi z założenia, że skoro realizowany w zakładzie proces znakowania produktów nie wymaga wysokiej wydajności, to z zadaniem poradzą sobie pracownicy. Co więcej, zastąpienie pracy ludzkiej maszyną wydaje im się wręcz nieopłacalnym rozwiązaniem. Biorą wówczas pod uwagę koszty, jakie trzeba ponieść na zakup sprzętu drukująco-aplikującego. Zwłaszcza jeśli wiąże się to z koniecznością stworzenia dedykowanego urządzenia, a nie skorzystania z „gotowca”. Do tego dochodzi konieczność nauki jego obsługi. Także obawa o to, że błąd w tym zakresie może skutkować problematycznymi błędami w znakowaniu.

Wszystkie powyższe założenia są oczywiście błędne. W rzeczywistości znakowanie produktów z użyciem pneumatycznego urządzenia drukująco-aplikującego to rozwiązanie ekonomiczne. Jednorazowy wydatek ponoszony na jego zakup jest nieporównywalnie mniejszy z tym, jaki musimy przeznaczyć na wynagrodzenie pracownika, któremu powierzamy zadanie znakowania. Pozbywamy się też problemu związanego z jego nieobecnością spowodowaną urlopem czy przebywaniem na zwolnieniu chorobowym. Co więcej, maszyna jest w stanie pracować w trybie 24/7/365. Zatem sumarycznie jej wydajność jest większa niż wydajność pracownika, co stwarza możliwości do zwiększenia zysków z prowadzonej działalności.

Nie sposób pominąć też korzyści jaka wynika z mniejszej liczby błędów w znakowaniu. Maszyna, w przeciwieństwie do człowieka, każdego dnia będzie tak samo skupiona na pracy. Nie dopuści więc do sytuacji, w której produkt zostanie przeoczony w procesie znakowania. Do tego sam fakt generowania danych do etykiet bezpośrednio z systemu ERP również ogranicza liczbę błędów w druku. Tym samym samym straty materiałów eksploatacyjnych i ilość odpadów. Trzeba też pamiętać, że błędna etykieta lub jej brak to problem, który skutkuje wydłużeniem czasu obsługi klienta końcowego. To niejednokrotnie także konieczność dokonywania zwrotów towaru, co nie tylko generuje koszty, ale i negatywnie wpływa na postrzeganie firmy.

Automatyzacja znakowania produktów a wydajność

Procesy, w których znakowanie produktów etykietą odbywa się z niższą wydajnością mogą być z powodzeniem realizowane z użyciem ekonomicznych pneumatycznych urządzeń drukująco-aplikujących. Bazują one na przemysłowych lub półprzemysłowych drukarkach termotransferowych wyposażonych w port aplikatora. Taki port posiada wejścia i wyjścia cyfrowe pozwalające na sterowanie drukarką za pomocą sygnałów zewnętrznych np.  przez sterownik PLC lub inny system automatyki przemysłowej.

Powodem niższej wydajności aplikacji etykiet w aplikatorach opartych na drukarkach termotransferowych jest odległość między głowicą drukującą, czyli miejscem z którego wysuwana jest etykieta, a dolną krawędzią drukarki. Jest ona dużo większa w porównaniu z taką samą odległością w dedykowanych modułach drukujących stosowanych w urządzeniach P&A. Niestety, ma to wpływ na czas jaki jest potrzebny od odebrania wydrukowanej etykiety do momentu jej naklejenia na produkt. Dłuższy wysuw siłownika z etykietą w kierunku znakowanej powierzchni skutkuje obniżoną wydajnością znakowania.

Ekonomiczne urządzenie drukująco-aplikujące można zbudować na bazie drukarki TT różnych producentów np. Zebra, Toshiba, Printronix lub TSC. Wybór zależy od indywidualnych wymagań lub przyjętych rekomendowanych standardów w przedsiębiorstwie.

Sposób sterowania takim aplikatorem można zrealizować za pomocą sieci PROFINET lub wejść/wyjść cyfrowych. Ekonomiczne pneumatyczne urządzenia drukująco-aplikujące można wyposażyć w tak samo funkcjonalne dodatkowe akcesoria jak aplikatory oparte na przemysłowych mechanizmach drukujących. Etykiety aplikuje się na górę, bok lub spód produktu w trakcie jego zatrzymania lub podczas ruchu na transporterze. Składy etykiet do wydrukowania przesyłane są przez Ethernet z systemu informatycznego lub z PLC bezpośrednio na port drukarki.

Znakowanie produktów może być dokonywane różnymi sposobami. Dużą popularnością cieszy się metoda pneumatyczna, określana inaczej jako Tamp Blow albo metoda bezkontaktowa. Nie występują przy niej specyficzne wymagania. Np. dotyczące synchronizacji tempa pracy aplikatora z prędkością linii transportującej produkty w przypadku znakowania w trakcie zatrzymania. To metoda, którą z powodzeniem możemy zastosować wszędzie tam, gdzie wydajność znakowania nie musi być wysoka.

Jak przebiega znakowanie metodą pneumatyczną? To proces dwuetapowy. W pierwszym kroku stempel z regulowanym skokiem wysuwany jest na odpowiednią odległość od produktu. Z kolei w drugim etapie główną rolę odgrywa sprężone powietrze. Przy jego pomocy etykieta niejako nadmuchiwana jest na powierzchnię produktu lub opakowania produktowego. Zwykle nadmuch ten sprawia, że zostaje do niego odpowiednio mocno przyklejona. Dodatkowe dociśnięcie etykiety konieczne jest tylko w niektórych sytuacjach. Np. gdy aplikacja odbywa się w niesprzyjających warunkach (np. duże zapylenie) lub gdy wymaga tego powierzchnia przedmiotu, z uwagi na słabą przyczepność lub nieregularny kształt (np. tuby). Co ważne, w momencie aplikacji etykiety linii transportującej produkty wcale nie trzeba zatrzymywać. Faktem jest jednak, że aplikacja na nieruchomym produkcie może być precyzyjniejsza niż wtedy, gdy znajduje się on w ruchu.

Metoda pneumatyczne pozwala na to, aby etykietowanie odbywało się bezpośrednio na linii produkcyjnej. Nie ma więc potrzeby przenoszenia produktów ani obracania ich w przypadku, gdy chcemy, aby etykieta naklejona została po dwóch stronach opakowania.

Pneumatyczne urządzenia P&A – kiedy znajdują zastosowanie?

Prym w wykorzystaniu metody pneumatycznej do znakowania produktów wiedzie branża spożywcza. Stosowane tam etykiety często muszą zawierać informacje o wadze produktu. Urządzenia P&A, z racji możliwości integracji z wagą dynamiczną, świetnie radzą sobie ze stworzeniem tego typu etykiet. W opisywany sposób powszechnie etykietuje się jednak produkty o regularnych kształtach. W przypadku słoików, butelek czy puszek odpowiedniejszą metodą znakowania wydaje się metoda Wipe on.

Drugą branżą, w której metoda Tamp Blow również znajduje zastosowanie, jest branża automotive. Tutaj z kolei na etykiecie muszą znaleźć się informacje jak data i godzina produkcji, numer seryjny czy numer partii produkcyjnej. Zatem etykiety nie można przygotować z wyprzedzeniem, lecz tuż przed aplikacją. Nie można zapominać, że znakowanie metodą pneumatyczną może obejmować także etykiety RFID (więcej o RFID). To daje szerokie spektrum możliwości zastosowania jej w wielu innych branżach.

Przyjmuje się, że znakowanie produktów metodą Tamp Blow to dobry pomysł w przypadku:

• znakowania palet,
• znakowania opakowań kartonowych i innego rodzaju opakowań zbiorczych,
• tworzenia etykiet, na których musi znaleźć się informacja o wadze bądź wyniku pomiaru,
• konieczności aplikacji etykiety w trudnodostępne miejsce, np. w zagłębienie na obudowie albo na wewnętrzną powierzchnię produktu,
• chęci precyzyjnego, powtarzalnego znakowania ze średnią wydajnością.

Z możliwości etykietowania metodą pneumatyczną nie są wyłączone również produkty o małych średnicach. Faktem jest, że w takich przypadkach konieczne jest wsparcie dodatkowych systemów doklejających, np. dedykowanych głowic rotacyjnych. To one odpowiadają wówczas za dociśnięcie etykiety na całej długości obwodu lub za obracanie produktu z jednoczesnym dociśnięciem. Udział głowic potrzebny jest także w przypadku aplikowania etykiet dłuższych niż standardowe. Oczywiście siła docisku podlega regulacji. Dzięki temu rozwiązanie może sprawdzić się również w przypadku znakowania produktów delikatnych, np. szklanych czy papierowych.

Znakowanie produktów metodą typu Tamp Blow nie rekomenduje się jedynie dla branż, w których produkcja ma charakter seryjny. Każda aplikowana etykieta ma bowiem wówczas identyczny zadruk, wymiary produktu nie są zmienne i są one powtarzalnie pozycjonowany. Istotne znaczenie mają wówczas parametry wydajnościowe, a pod tym względem metoda pneumatyczna ma lepszych od siebie.

Automatyczne znakowanie produktów – koszty inwestycji

Koszt inwestycji poniesionej w ramach automatyzacji procesu takiego jak znakowanie produktów etykietą zależny jest od kilku czynników:

• możliwości użycia rozwiązania standardowego „z półki” lub konieczności budowy dedykowanego urządzenia
• wymagania dotyczącego wydajności znakowania
• kryterium powtarzalności aplikacji etykiet, czyli precyzji z jaką nakładana jest etykieta na produkt.

Budowa dedykowanego urządzenia często wymaga bardzo kompleksowego podejścia. Mowa tutaj o przypadkach, w których trzeba wdrożyć również szereg akcesoriów podnoszących skuteczność znakowania. Mogą być to np. głowice rotacyjne odpowiedzialne za doklejanie etykiet na okrągłych powierzchniach. To także systemy, które oczyszczą powierzchnię produktu z pyłów czy oleju, aby zapewnić dobrą przyczepność etykiety. Oczywiście koszt całej inwestycji będzie wówczas większy, w zależności od liczby i zaawansowania dodatkowych akcesoriów.

Należy jednak pamiętać, że inwestycja w automatyzację znakowania to także koszt wdrożenia całego rozwiązania w zakładzie klienta. Oprócz zainstalowania nowego urządzenia i akcesoriów, obejmuje on demontaż dotychczas używanych urządzeń. To także przeszkolenie pracowników w zakresie obsługi nowego systemu znakowania. W większości przypadków wdrożenie udaje się zrealizować w ciągu jednego dnia. Tym samym nie powoduje ono dodatkowych kosztów ani dużego zaburzenia w ciągłości procesów realizowanych w zakładzie.

Znakowanie produktów etykietą: jak nie przepłacać?

W mniej wydajnych procesach (do 15 szt/min) niezasadne jest przepłacanie za urządzenie. Zwłaszcza gdy nie ma możliwości wykorzystania szybkiego nakładania etykiet. Wystarczający jest zakup i instalacja urządzenia drukująco-aplikującego etykiety opartego na standardowej drukarce termotransferowej. Rozwiązania takie z powodzeniem znajdą zastosowanie na mniej wydajnych liniach produkcyjnych i logistycznych. Ze względu na mniejsze gabaryty urządzeń oraz dzięki zainstalowanemu wewnętrznemu odwijakowi rolki etykiet i nawijakowi podkładu można je  wkomponować w gniazda produkcyjne. Także w obrotowe stoły montażowe i testujące do znakowania etykietami z dedykowanymi danymi. Dobrym rozwiązaniem jest również implementacja takiej jednostki w klatce bezpieczeństwa z ramieniem robotycznym. Jednym z etapów procesu jest aplikacja wydrukowanej etykiety.

Pamiętajmy, aby przy wyborze urządzenia kierować się nie tylko bieżącymi potrzebami. Warto wziąć pod uwagę również i te, które mogą wystąpić w przyszłości. Przykładowo, jeżeli firma zakłada możliwość zwiększenia produkcji, prawdopodobnie będzie wiązało się to z koniecznością zwiększenia wydajności etykietowania. Zatem od razu warto postawić na sprzęt, który również wtedy dobrze spełni swoją rolę.

O ile czasem nie warto przepłacać za urządzenie do automatycznego etykietowania, o tyle niską ceną nie warto kierować się przy wyborze firmy, która zajmie się jego montażem oraz konfiguracją. Trzeba bowiem wiedzieć, że nie tylko jakość urządzenia, ale i jego dobór względem specyfiki działalności klienta oraz wymagań samej aplikacji, a także prawidłowość wdrożenia ma ogromny wpływ na rezultaty wydajnościowe i jakościowe, jakie będziemy osiągać w ramach automatycznego znakowania produktów. Warto zatem postawić na znaną i sprawdzoną firmę z wieloletnim doświadczeniem we wdrażaniu podobnych rozwiązań w innym firmach. Trzeba też zwrócić uwagę, czy wybierana firma zapewnia gwarancyjne oraz pogwarancyjne wsparcie serwisowe. Jednym z najlepszych podmiotów, jakim można powierzyć przedsięwzięcie zautomatyzowania znakowania w swoim zakładzie, jest firma Etisoft.

Aplikator do pneumatycznego znakowania produktów

Na rynku istnieje szereg gotowych rozwiązań, które wystarczy wdrożyć do firmy, aby proces znakowania produktów mógł odbywać się automatycznie. Jedną z ciekawszych propozycji jest aplikator Label-Aire 3138NV od Etisoft. To maszyna przeznaczona do zastosowań przemysłowych, która cechuje się dużym poziomem niezawodności, funkcjonalności oraz precyzji aplikacji. Jest w stanie współpracować z nowszymi modułami drukującymi Zebra serii 5X1. Także z modułem drukującym takich producentów jak SATO, CAB, Avery i Datamax. Bez problemu zintegrujemy ją również z wagą dynamiczną czy z robotem przenoszącym opakowania. Oznacza to, że proces znakowania można uczynić w pełni zautomatyzowanym. Rola pracownika ograniczy się jedynie do wyboru etykiety na panelu oraz do wymiany materiałów eksploatacyjnych, gdy poprzednie ulegną wykorzystaniu.

Choć prezentowany aplikator sprawdza się przy znakowaniu o średniej wydajności, jego możliwości w zakresie tempa pracy wcale nie są słabe. Wykorzystując go możemy bowiem dokonywać nawet do 100 aplikacji na minutę, a precyzyjność naklejania etykiet wynosi aż ± 0,8 mm. W kwestii szybkości wiele zależy też od modułu drukującego, z którym połączymy aplikator. Poszczególne modele charakteryzują się różnymi parametrami prędkości druku. Np. moduł Zebra ZE511 umożliwia drukowanie z prędkością do 18 cali na sekundę w rozdzielczości 200dpi lub 6 cali na sekundę w rozdzielczości 600 dpi.

Aplikator Label-Aire to przykład urządzenia, które nie tylko nie narzuca ograniczeń co do miejsca naklejenia etykiety (dowolny bok opakowania, spód, wierzch, narożnik, powierzchnia wypukła, wklęsła). Nadaje się nawet do podwójnego znakowania bez konieczności obracania produktu czy palety z produktami. Silnik krokowy, w który wyposażona jest maszyna, charakteryzuje się długą żywotnością i bezawaryjnością. Niewątpliwą zaletą jest także wielofunkcyjny, przyjazny użytkownikowi panel operatora. Poprzez niego bezproblemowo i szybko można sparametryzować maszynę względem konkretnych potrzeb znakowania. Wszystko to sprawia, że urządzenie to chętnie wybierane bywa przez podmioty realizujące procesy znakowania produktów jednostkowych i zbiorczych.

Masz pytania, chcesz wiedzieć jak wdrożyć automatyczne znakowanie w swoim przedsiębiorstwie i nie ponosić w związku z tym zbędnych kosztów? Skontaktuj się z nami!

Zapytanie