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水泥包装袋喷码技术的应用

0 引言

公司水泥袋印码经历了人工打印、油墨滚印等阶段。但都存在数码不清、保存时间不长、在搬运过程中容易掉落等缺点。大字符喷码技术的应用，可解决水泥袋上喷码的问题。根据我们的考察，大字符喷码技术在纸箱上应用比较广泛，因为纸箱喷印面是平整的，环境是干净的。而水泥包装袋喷印面是凹凸弧形，生产环境处在粉尘中，喷印面粘附着水快开泥灰。有些水泥厂曾试用过大字符喷码机，但均因粉尘大，喷头容易堵塞而告失败。因此，即使用先进的大字符喷码机，要实现在包装水泥袋上喷印出厂日期、批号、班次等数码，还存在许多技术难题。

经过不断的探索考察，我们于2000年，试用了美国Squid公司、英国Willett公司、英国Domino公司等3家的产品。经过反复试验，解决了安装环境粉尘、包装袋上水泥灰、喷头安装位置、光感应器的选择、辅助风等技术问题,使水泥袋印码变得容易,且效果好。

1 喷码机系统的构成

1.1 控制系统

由计算机控制系统构成的主机，主要包括CPU中央处理器、EPROM存储器、键盘编程器等。由光电感应器接收产品移动信号，控制微型电磁阀式的喷头，对产品进行无接触式喷印。

1.2 气路、墨路系统

气路系统有外供气和自供气两种方式：外供气的气路是由气源→墨水桶→喷头，自供气的气路是由墨水桶→微型水泵→喷头形成。Willett公司的产品是外供气方式，它需要用户外接压缩空气。Squid公司产品在主机内有一个微型电磁泵，它的气路是外供气方式，可以外接压缩空气，用户可方便的根据现场情况，选择供气方式。Domino公司产品则是自供气方式，它是由微型水泵抽取墨水至喷头，其气路和电路系统比较复杂，对环境要求比较高，如果粉尘混合到墨水中，对微型水泵和喷头会有损害，而影响喷印。

墨水主要采用酮基、醇基快干型。

2 喷印工作原理

喷头是由7个电磁阀式喷孔组成，通过主机控制阀的开关，喷出点阵字符。图1所示为喷头喷印数字“7”的工作过程。字符由7行5列墨点组成，当“7”字符结束时，有一空列为字间符，下一个字符再开始按命令打出字母或数字。当好了一条信息，例如：“\16∶40”,喷头不利于对实验带的疲惫寿数做出精确评估就会按图1所示的原理喷出数码。信息的数码可以是时间、班次、喷印数量，并且可自动增数。还可通过机器喷印出条形码。

3 应用经验

3.1 系统的布局

我们对Squid、Willett和Domino 3家公司的产品进行了比较，最后确定采用美国Squid公司SQ/2产品。3种产品的软件功能和操作功能相同,而SQ/2型具有电路和墨路简单的特点，还可根据现场情况，决定是否采用外接压缩空气的方法。其布局见图2。

3.2 系统的安装

3.2.1 电路

必须提供良好的电源(220V，50Hz±5％)，并有可靠的地线。不能从重负载设备的电源处引线，因为电源的波动会影响喷码机工作。

3.2.2 气路

如果采用外供气，必须提供干净、干燥、无油的压缩空气给墨水系统，并安装调节阀，调节压力在20～50kPa范围。如果使用SQ/2本机气源，则必须从包装机房外接一管道，引入干净的自然空气，并接过滤器再与控制器的气泵入口相连，从而保证空气的质量。

3.2.3 挡板的设计安装

图2中的挡板也民间组织可称作导板，它的作用是让水泥袋经过喷头系统时，能满足喷码机工作的技术要求。一般喷头与产品喷印面的垂直距离 6mm时，喷印效果最佳。最大距离应≤20mm，才能保证喷印字符清晰、美观。挡板的作用，就是让水泥袋从包装机落到皮带后，尽量引导其靠近将要经过的喷印系统，而当到达喷印系统附近时，阻挡、引导其平稳的以最近的距离经过感应器、喷头，从而获得较佳的喷印效果。

3.3 应解决的几个问题

3.3.1 粉尘问题

我们在装包机出口的第一级皮带机的尾部，喷印装置前的部位增加一个收尘点。并在此部位皮带架上安装清扫装置，使包装袋喷印面尽量少附着水泥，以达到最佳的喷印效果。

选用油性、渗透性强的高性能进口墨水，具有快干、吸附力强的优点，加上大字符喷码机具有合适的喷射力度，墨水能快速地渗透水泥袋面附着的少量灰尘，吸附在水泥包装袋喷印面，不易擦掉。

粉尘对光感应器准确传感产品移动信号也有很大的影响，必须接入辅助风，对光感应器的感应面进行吹灰。

3.3.2 喷头安装位置

喷印质量与喷头安装的位置、角度有关。喷头最适宜装在挡板尾端（按水泥袋移动方向），使水泥袋经挡板引导后，其距离最佳，如图3所示。

3.3.3 光感应器的选择和安装

与PLLA相比 由于水泥袋表面的不规则性，选择光感应器的感应灵敏度要高，范围以不超过皮带宽度的1/2为宜。我们选择感应范围为500mm，可记忆调整的光感应器。按喷码机产品安装要求，光感应器可以贴在喷头侧面。现场实验证明离喷头近时，喷墨的雾点容易附在感应器发光面，影响感应灵敏度。因此，正确的安装位置是离开喷头300mm左右（见图3），同时，接入辅助风对感应器发光面吹灰，以确保准确传感产品移动信号，不产生漏印、重印。

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4 结论

2000年7月开始我们在7台包装机生产线上采用了美国Squid公司的大字符喷码机，运行使用1年多，效果良好。实现了全自动喷码，减轻了工人劳动强度，提高了劳动生产率。可以自动记数，为产品的分类、批号、统计提供了依据，有利于质量管理。水泥袋上的数码清楚，可长时间保存。为出厂水泥质量的防伪、打假提供了鉴别的依据。

适用于各种塑胶制品的喷码技术应用

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标识技术的应用正逐步深入每一个角落，大至重型机器，小至一根电线，都离不开产品标识。这一技术在塑胶包装容器、塑胶薄膜、塑胶管材、电线电缆、塑胶零件等制品中的应用市场也非常广泛。

喷码技术的种类

目前，喷码技术主要包括喷墨列印技术和镭射喷码技术。

喷墨列印技术

喷墨列印技术又称为非接触式印刷，根据喷码机的工作原理不同，可分为连续喷射式喷码机和按需供墨式喷码机。

连续喷射式喷码机简称为CIJ式，是把墨水通过压力从单一喷嘴不断喷出，经晶体震荡後发生断裂形成墨点；墨点经充电、高压偏转後在运动的物体表面扫描成字。大多数工业喷墨系统使用CIJ技术，其速度可达到每分钟1000英尺，比按需供墨式喷码机快得多，但是图像的质量也比应用後一技术要低。Domino、Videojet等CIJ列印设备制造商是该领域的领导者。

按需供墨式喷码机简称为DOD式，供墨系统喷头由多个高精密阀门组成，在喷字时，字型相对应的阀门迅速启闭，墨水依靠内部恒定压力喷出，在运动的表面形成字元或图形。一个数位信号在纸上产生的是一滴墨，而不是一条墨流，它可以产生接近照相质量的效果。DOD的印刷速度在每分钟100英尺到300英尺之间。目前许多公司都在研制可用於包装用途的高速DOD列印设备。

镭射喷码技术

相对於油墨喷码技术而言，镭射喷码技术是一种更先进的技术。这种技术主要通过烧灼和刻蚀来实现喷码。烧灼，即镭射发出足够的能量将塑胶材料的表层，如砾石印刷包装表面的油墨除去。刻蚀，即运用适当的镭射能量使塑胶材料表面部分融化，形成一个凹槽。聚焦後的极细的镭射光速如同刀具，可将物体表面材料逐点去除，不会产生机械挤压或机械应力，因此不会损坏被加工物品。

除了普通资讯标注功能外，镭射喷码技术的防伪功能较为显着。镭射喷码技术在中国市场上的应用还刚开始，但因其可靠性高、运行成本低廉、安装操作简便和条码印制精密的特点，将赢得更加广阔的市场。

在该领域内，深圳大族镭射科技股份有限公司是国内走在前列的少数企业之一。目前该公司生产的镭射打标机主要有YAG系列和CO2系列，适应於ABS料、环氧树脂、聚氯乙烯、防弹胶、聚氨脂、玻璃等多种材料的打标。

在塑胶行业中的应用

与移印或丝印等普通的印刷方式相比，喷码机具有非接触式喷印、高速高效、低成本、即时喷印、可编程及可随时改变喷印内容等优点，越来越受到塑胶制品供应商的青睐。

包装材料

现今，塑胶已经成为主要的包装材料之一，被广泛地用於食品、饮料、烟草和化妆品等产品的包装中。而这些塑胶材料多为PVC、PE和PET，也就是喷码机在包装领域内主要的喷印物件。

包装材料要求喷码效果不仅清晰，而且要美观。非接触式喷墨机和镭射机由於在喷码过程中不用接触产品表面，所以无论是规则或是不规则的物体滑块质量：200g（规范）表面，无论是圆形、方形还是崎岖不平的表面，喷码机都可以出色地完成任务。另外，塑胶薄膜在产品的包装中使用量较大。如果遭受挤施肥机压，薄膜会受到一定程度的损害，直接影响包装的美观程度。而使用非接触式的喷码技术，则无此後顾之忧。例如，大族镭射的半导体泵浦镭射打标机（DP-R75），可透过香烟外包装的塑胶膜，直接进行标记，不会伤

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