基于打码机的宣钢物料全寿命周期管理系统分析

吴 睿

（河钢宣钢设备能源部，河北 宣化 075100）

为了杜绝物料收发等流程过程中的漏洞，提高物料全流程管理水平，宣钢推行了物料全寿命周期系统物料打码系统，对物料进行集中质量检验，增设了物料打码环节，利用现有库房安装有多台一体式、分体式固定激光打码机，手持式、龙门架移动激光打码机，二氧化碳打码机，以及相关配套设施；同时进行软件系统开发，开发了物料扫码程序，能进行打码物料查询、入库、出库、备用、安装、下线、维修、报废操作，其后台系统跟现有ERP系统匹配。

1 硬件系统

宣钢物料全寿命周期管理系统的主要设备为打码机。打码机具体分类很多，下面以在钢铁行业应用较多的、适应性较强的二氧化碳激光打码机为例具体介绍系统组成。

系统硬件设备包括三个主要部分：主控柜、光学主梁和一体式风冷系统。整机控制部分集中在主控柜内部，整机光学元件通过完整的光路设计集中在光学主梁及方头内部，一体式风冷系统提供整机正常工作的风冷循环系统，整机工作原理框图如图1所示。

图1 系统工作原理流程图

激光加工原理：激光打码是用激光束在各种不同物质表面上打上永久标记，打码效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质，或者是通过光能使表层物质发生化学反应刻出痕迹，或者是通过光能烧掉部分物质，显示所需刻蚀的图形、文字。

2 控制软件系统

基于打码机的宣钢物料全寿命周期管理系统包括计算机、计算机打码系统专用接口板和打码软件。计算机打码系统专用接口板的作用：将计算机发出的数字信号转换为模拟信号或直接将计算机的数字信号发出，驱动X轴、Y轴两个振镜，使激光束在空间运动，产生同步Q开关调制信号，发出脉冲激光，使要打的物料二维码图形内容精确地、完整的蚀在物料表面。

在基于打码机的宣钢物料全寿命周期管理系统，打码控制软件是各种打码机的关键，它决定了打码机的功能。打码软件和打码整机的关系见图2。

图2 软件和整机的关系图

3 系统物料打码管理

3.1 系统物料打码原则

可进行激光打码物料必须进行激光打码，二维码位置要选在物料非工作面上，打码面积保证在可打码平面内为最大二维码，并清晰可读；不能进行激光打码物料，采用贴纸码操作（纸码指二维码有打印机直接打印到不干胶防水打印纸上形成的），纸码要贴在物料本体上；因物料计量单位、体积小、数量大金额小的原因无法激光打码的物料，进行打包贴纸码操作。

非打码物料与打纸码物料的区别。非打码物料范围：因物料本身材质和到货数量大无法打码主要有油脂类、砂石类、电缆类、陶瓷纤维类、劳保用品等。因在厂外收货或者直送现场无法打码物料有钢材、气体、铁路器材等。因生产特点供货方式及业务流程不同无法打码的有各类包线物料、各类直送现场化学药剂等。数量带小数点的物料，因为打码软件数量输入只能是整数，打码软件有缺陷，无法输入带小数的数值。

3.2 系统激光打码要求

1）打码要求：表面材质是金属、塑料的硬质物料；打码位置选取物料非工作面；打码面积设置为所选取打码平面上最大码。保证二维码清晰可读。

2）打码参数：根据物料表面材质，设定准确的打码参数，相同材质的物料将打码效果最好的参数进行保存，同一种物料保存的参数要固定，每次打码直接选择固定参数进行打码。

3）注意事项：不能进行激光打码的物品：易燃易爆物品、压力容器、含有腐蚀性药剂的物料、集成度较高或惧高温的模块、对表面精度要求高的仪器仪表、生产用的精密物料等。进行激光打码前要做好防护措施，佩戴护目镜和口罩，确保打码间通风良好；打码过程中所有人员要与激光器保持安全距离，与打码工作无关人员禁止进入打码工作间；激光器在不使用的时候要进行固定，镜头不得随意摆动，对照人员或物品；操作打码机要按照操作规程规范操作。

4）二维码保护：涉及物料全寿命周期管理工作的所有环节、人员均有保护二维码的责任和义务。打完的二维码要采取相应的保护措施，防止运输途中摩擦损坏二维码，或者放置期间二维码被腐蚀。严格把控好贴纸码物料的管理规范工作，单件物品在完全无法满足激光打码时，才可以进行贴纸码操作；纸码必须贴在物料本体上，并且要确保粘贴牢固；打出来的纸码必须立即粘贴。对于消耗类物料，在物料使用前的任何时候禁止物、码分离，进行扫码使用后，要将二维码进行销毁，防止使用过程中二维码脱落；贴码的材料备件类物料，在物料报废前都要保证码的完好无损，随时可进行扫描操作。

3.3 系统打包贴码

1）打包贴码范围：计量单位为“百个”“百条”“米”“千米”“千克”“吨”等的物料，可以进行打包贴码操作；到货数量巨大、单个体积较小的物料，如“焊钉”“刀头”“刀杆”等物料，可以进行打包贴码操作。

2）打包贴码要求打包贴码的散件物料如焊钉、螺丝、螺母等，要求包装要规范，每包数量要一致，保装的表面要满足贴纸码的要求，并且要牢固；按照订单上需求单位进行分行打包；打印纸码时设定打包数量要准确，保证打印出来的纸码所包含的数量与订单一致。

3）贴纸码管理：对打包贴码物料的确定要严格，打包贴纸码要保证贴码要牢固，杜绝物、码分离，消耗完的物料，纸码要马上进行销毁。

4 系统优化改造措施

1）给激光打码机增加整体稳压电源，如果系统电压稳定就无需增设稳压电源；手持式激光头保护光纤的波纹管不适合低温和频繁移动，北方冬季气温低，波纹管容易折断；二氧化碳打码机激光头上电就工作，存在安全隐患，更改工作模式，杜绝隐患。

2）激光打码机增设红光、定位系统；打码界面增设入库状态；实现小数打包打纸码；打码机功率选择设定上限90%，保护打码机，同时打码时避免对物料表面损伤严重，尤其操作不熟练的时候；激光头框架前端较大，物料平面较小的物料打码困难，改成圆形或小的正方形，同时微调形式改为三点或者四点定位。

3）手持式打码机增设可调整支座。大型物料无框架激光打码操作法：龙门架打码机可升降横梁上增设带微调支架，该支架能很好的固定激光头，又能方便激光头拆卸，带有微调升降机构，调整激光头的高低，进行激光对焦，同时打大型物料时该支架还能方便从横梁上拆下。

5 结语

由于物料激光打码是新生事物，有学习、适应过程，在钢铁冶金行业有很高的应用价值。熟练掌握各类打码机的性能和相关操作，熟悉相关物料打码参数选取，做到所打出的二维码清晰、灵敏度高，便于手持扫码机或手机扫码操作，便于物料收、发、用的管理，使物料全寿命周期系统得以可靠运行。