喷码机自动化改造探讨

朱惠甫

摘要：传统手工标记存在标记位置不精确、产品漏标、工作效率低等问题，已满足不了客户的需求，应使用喷码机来替代手工操作。但是市场上的喷码机送料和收料仍需要人工操作，做完喷码后的产品还需用人工统一标注极性，工作效率不高。为了提高工作效率，对喷码机进行了自动化改造。改造后的设备解决了存在的问题，提高了工作效率。

关键词：喷码机；电磁振动供料器；工件加磁；设备改造；自动化 文献标识码：A

中图分类号：TP273 文章编号：1009-2374（2015）25-0030-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.25.015

1 喷码机的功能和特点

喷码机主要应用于制药业、食品业、饮料业、化妆品业、文具业、汽车制造业、工业管材、化工、电子、电器工业等场合，具有真实时钟，可喷印随时间变化的信息，如日期、班次、文本、批号，还可喷印字符、产品名称与图案标志等。因为采用的是非接触式喷码技术，所以几乎能在任意形状的物体上喷码，并可以在多种材料上喷印而不受尺寸与质地的限制，包括玻璃、塑料、橡胶、PVC电缆及管道、多种金属、磁性材料等。

喷码机采用多种语言编程，可选用多种操作语言，使用全中文操作界面，用起来更方便，能以多种方向进行喷印，包括侧喷、顶喷，更能在喷印的同时编辑新信息，提高生产率；具有图案与日期编辑功能，可随意编辑图案与日期格式，功能强大。

2 喷码机应用于磁性材料做标记存在的问题

（1）喷码机无自动供料装置，需要依靠人工排放工件，摆放速度慢，工作效率低；（2）工件喷码后被输送带送入装料盒，此时工件极性标记方向颠倒无序，后续需要人工对标记后的产品按极性要求进行排列，工作效率低，并且人工操作易使极性方向出错。

3 喷码机的设备工装改造与配套设施改造

基于以上存在的问题，我们对电磁振动供料器进行改装，用于自动供料，并对喷码机标记后的工件进行加磁处置，使工件极性标记排列一致，便于后道工序操作，提高工作效率。

3.1 电磁振动供料器的改造

电磁振动供料器的工作原理：在电磁振动器作用下，料斗做扭转式上下振动，使工件沿着螺旋转道由低到高移动，并自动排列定向，直至上部出料口而进入输料槽，然后由送料机构送至相应工位。但是由于被加工的工件是圆柱面上做喷码标记（以Φ5×5.4mm圆柱产品为例），当工件从输料槽移至输送带时，工件会因传导的振动而震倒。对此，我们采用输料槽分段来解决这个难题，将其中一段输料槽固定在输送机上，与输送带平行。另一段输料槽槽口对着前一段槽口，并隔开约1mm空间，把电磁振动供料器传导过来的振动隔离开来，从而有效地解决了工件被震倒的问题。

电磁振动供料器的工作过程：由于电磁铁的吸引和支承弹簧的反向复位作用，使料槽产生高速高频（50～100次/秒）、微幅（0.5～1mm）振动，使工件逐步向高处移动。电磁振动供料器的工作电压为交流220V，输入频率为50/60Hz。输出电压波形选择为全波、半波。输出振幅可根据工件移动的速度来调整旋钮。

钐钴磁性材料密度高、份量重，料斗加料后支承弹簧被挤压振幅变小，供料速度也随之变慢；当料斗内的工件逐步减少，振幅变大，供料速度也随之变快。因此输送带上的工件排列密度会出现一会儿密、一会儿稀的现象，这对喷码标记的产量有一定的影响。为了解决这个问题，我们设计制作了一个缓存料斗，安装在电磁振动料斗上方，缓存料斗口对准电磁振动料斗中心高度约20mm位置（高度可调，根据电磁振动料斗内工件量做调整）。工件加到缓存料斗内后，再由出口送入电磁振动料斗内，当电磁振动料斗内的工件达到一定量后，工件会顶住缓存料斗的出口，缓存料斗出口停止出料；当电磁振动料斗的工件减少后，缓存料斗又会自动向电磁振动料斗送料，使电磁振动料斗内工件始终保持一定的量，使电磁振动料斗的振幅始终保持一致，从而解决输送带上工件排列密度不匀的问题。

3.2 加磁装置

加磁装置由固定支架、导料槽、拨盘、拨针、加磁装置组成，固定支架是用来固定拨盘电机、导料槽。导料槽由三块2mm厚不锈钢焊成5.5×6×300mmU字型槽，距导料进口50mm右侧面处开1.5×40mm切口是用来拨盘旋转时拨针拨动工件移动。

导料槽后2/3位置安装加磁装置，加磁装置由两块高性能的强磁材料组成，分别安装在导料槽上端和极性相对应的输送带下面。当工件经过导料槽时，在加磁装置磁场的作用下，工件物质内的粒子自旋发生磁化，随着磁场排列，形成磁性方向一致。当工件移出导料槽时，由于磁性材料异性相吸的原理，工件由径向排列自动反转成轴向排列，标记按统一极性排列成一致。

导料槽安装呈倒U字型，固定在支架侧面，紧贴输送带，当工件喷码标记后，被输送带送入导料槽，当工件沿着导料槽经过加磁装置，被磁化后的工件相互吸引停止前进，这时需要拨针来解决工件移动问题。

拨针由步进电机带动，步进电机转速可调。拨盘端面四等分并开四条宽0.8mm槽，分别安装四根弹性拨针，用端盖固定拨针。拨针制作成弯曲形状，形成后座弹性，当拨针顶到工件时拨针后弹。防止拨针顶弯或顶碎工件，起到保护作用。

4 应用效果

通过设备自动化改造，喷码机所加工的产品标记位置准确、规范、形状大小一致，获得了良好的外观效果，满足了客户的要求。同时，自动化改造使工作效率获得了显著的提高，一人可操作多台，很大程度降低了劳动用工成本。另外因为有了加磁装置，经过加工的产品极性方向排列一致，杜绝员工人为操作差错。对后道工序提供了方便，降低了员工劳动强度，大大提高了工作效率，获得了良好的经济效益。

5 结语

随着科技水平的不断提高，永磁材料应用领域往纵深发展，扩大对高端磁性材料的规模需求，并且对磁性材料的极性标记规范要求越来越高。然而，现在人工劳动成本的不断增长，对自动化设备的依赖程度越来越大，因此促使设备自动化改造迫切需求。本设备自动化的顺利改造，提高了生产效率，降低了劳动用工成本，促进了生产技术水平提高，实现了一定的经济价值。

（责任编辑：周 琼）