如何计算流水线激光打标机在流水线操作时激光打码的速度

我们选购激光打码机的时候,通常需要给出如下数据:流水线的高度,流水线的宽度,产品的尺寸,流水线的线速度等数据,方便我们给客户配多大激光功率的激光打码机。

下面,我将主要激光打码的应用详细列举出来,供大家参考了解一下。

流水线的高度和宽度,主要考虑是我们配备激光打码机的时候,需要配置的支架是否合适,可调节范围是否足够,这一点很简单,自己量一下即可,需要把焦距考虑加上去即可。

通常我们选择F160镜头(打标范围100mm*100mm)的焦距大致为182mm左右(此为长焦镜头,短焦镜头的大致焦距为145mm左右),如果配F254镜头(打标范围170mm*170mm)的焦距大致为290mm左右(此为长焦镜头,短焦镜头的大致焦距为220mm左右),这些焦距是要在产品表面到镜头边缘的距离加上去的。

常用的镜头打标范围为:50mm*50mm、100mm*100mm、170mm*170mm、200mm*200mm、300mm*300mm、400mm*400mm,范围越大,线条越粗,范围越小,线条越细,在同等功率的前提下,范围越大,能量越小,范围越小,能量越大,也就是越聚光效果要好。

长焦镜头与短焦镜头的区别在激光打码机上的应用区别不是太大,但是,对于要求光束质量要求较高的区域,我们才会选择长焦镜头与短焦镜头,CO2激光器本身光斑就大一些,而且基本上打标在纸盒上、塑料上等因素,对镜头的要求不高。

激光打标机焦距振镜镜头
激光打标机焦距振镜镜头
激光打标机焦距振镜镜头
激光打标机焦距振镜镜头

另外,配置CO2激光打码机的时候,还有一个扩束镜的问题,通常的扩束镜是2-8倍扩束镜,倍数越高,在同样镜头的范围下,线条越细,焦深越短。如果要求线条粗一点的话就选择2倍的扩束镜,如果要求线条很细的话,选择8倍扩束镜。通常CO2激光打码机30瓦配备的是4倍扩束镜,如果有非常规需求,需要提前知会。

 

长焦距镜头
长焦距镜头

 

1、  饮料瓶装水流水线激光打标机(包含纯净水、苏打水、各类饮料等),

目前的瓶装纯净水的线速度(也指灌装速度)基本上都在8000瓶/小时,12000瓶—15000瓶/小时,18000瓶/小时,24000瓶/小时,35000瓶/小时,48000瓶/小时(目前非常少),这些都是指的流水线的最大产能,也就是我们目前配激光打码机的时候,需要了解的重要参数

假如瓶子的直径是70mm(很少超过此直径),也就是在满产能的情况下,一瓶挨一瓶的出来在流水线上运行。

流水线激光打标机瓶装水打标
流水线激光打标机瓶装水打标

(1)、70mm*8000瓶/小时=560000mm/小时=560米/小时=9.33米/分钟

8000瓶/60分钟=134瓶/分钟=2.24瓶/秒=0.45秒/瓶的打码时间

水线一般打码都是2行,第一行是生产日期,第二行是具体时间和班次,当然也有打码一行的,通常我们通过打样可以确认(10瓦CO2机器打码时间绝对不超过0.4秒),此类流水线的速度的话,我们选择10瓦CO2机器即可,但是,现在10瓦的激光器价格与30瓦的激光器的价格相差不大,建议选择30瓦CO2机器,这样就算过几年后激光器的功率有衰减,照样不影响打码速度和效果。

(2)、70mm*18000瓶/小时=1260000mm/小时=1260米/小时=21米/分钟

18000瓶/60分钟=300瓶/分钟=5瓶/秒=0.2秒/瓶的打码时间

按照此速度计算的话,用30瓦CO2机器完全可以满足要求;

(3)、70mm*24000瓶/小时=1680000mm/小时=1680米/小时=28米/分钟

24000瓶/60分钟=400瓶/分钟=7瓶/秒=0.1秒/瓶的打码时间

按照此速度计算的话,用30瓦CO2机器完全可以满足要求,但是基本上达到30瓦设备的满负荷运行的状态

(4)、70mm*35000瓶/小时=2450000mm/小时=2450米/小时=40.83米/分钟

35000瓶/60分钟=583瓶/分钟=9.7瓶/秒=0.06秒/瓶的打码时间

按照此速度计算的话,用30瓦CO2机器已经满足不了要求了,推荐客户选择50瓦以上的CO2激光器,常用的是55瓦的设备,3.5万瓶/小时的流水线,目前在河南基本上集中在康师傅的高速水线,CoCaCoLa和PePsi的水线是2.4万瓶/小时的线体,饮料线更慢一些;

(5)、70mm*48000瓶/小时=3360000mm/小时=3360米/小时=56米/分钟

48000瓶/60分钟=800瓶/分钟=13.3瓶/秒=0.045秒/瓶的打码时间

按照此速度计算的话,必须选用50瓦以上的CO2激光器来进行激光打码,千万不要给客户吹嘘30瓦的机器可以满足,这样你就自己打脸自己了。

 

以上是传统水线的激光打码的计算方法,我们常用的是30瓦和55瓦的激光打码机设备,如果你对计算公式不懂的话,请参照下表

水线速度(或者灌装速度)建议选择激光功率(CO2)备注
<8000瓶/小时10瓦现在已经很少了
<2.4万/小时30瓦
<4.8万/小时55瓦

上面的是CO2机器的选择方法,如果客户有高端水线(例如百岁山),用紫外机器也可以,当然紫外激光打码机价格要贵的多了,但是,此类水线很少有那么快的速度。

因紫外激光器自身的特点及激光功率的自衰减特性,要选择激光功率适当偏大一点,如下表

水线速度(或者灌装速度)建议选择激光功率(紫外)备注
<1.2万瓶/小时3瓦
<1.8万瓶/小时5瓦
<2.4万瓶/小时8瓦

 

2、  烟草行业流水线激光打标机应用(建议选择设备参考)

 

河南省内的卷烟 ,全部实现烟草专卖的形式,为杜绝假烟的 和实现烟草的专卖及可追溯(一户 ),现有的是在整条烟上激光打码32位烟草专卖号,目前主流的仍然是选用CO2激光打码机,但是,因现有市场的特点,有部分烟草采用紫外激光打码机的应用,主要特点就是可以透过塑料包装膜打码32位烟草专卖号在纸盒上,从而实现更深一度的激光防伪,因近几年的量太大,各烟草专卖已经更新了几次自动分拣线,下面不再计算速度,只给参考激光功率值,如下:

条烟的通用尺寸规格为280mm*90mm*48mm(长*宽*高),从分拣线上出来的每一条烟都是竖着在皮带线上跑,高度只做测量焦距时候用,我们计算速度是用长*宽,因从分拣线上竖着出来,我们计算只需要参考宽度即可。

假如是现在市场主流的70米/分钟的线(考虑条烟宽度90mm),我们就只需要按照满负荷运载的时候来计算打码时间,70米/分钟=70000mm/分钟,70000/90=778条烟/分钟,778/60=12.96条烟/秒,留给我们的打码时间即为:0.077秒,必须控制激光打码时间在<0.077秒之内,大家可以测试一下打样的具体时间。

32位烟草专卖号激光打标机样品
32位烟草专卖号激光打标机样品
分拣线速度建议选择激光功率(CO2)建议选择激光功率(紫外)备注
<30米/分钟30瓦5瓦
<70米/分钟55瓦8瓦
<90米/分钟80瓦以上15瓦

3、  白酒行业(包括罐头、大桶桶装水、食用油、利乐装低温奶制品、奶粉等低速线产品)

白酒行业近些年不管是在瓶身上还是外包装纸盒上,已经全部实现了激光打码的功能,此行业已经基本上不再使用油墨喷码机(仅保留有在大纸箱上使用大字符喷墨机),但是,此行业的自动包装线均不会太快(产品特点决定),一般的产量是在700—1500瓶/小时,但是,因包装材料的自身特点(一般是塑料),要想打码清楚,必须使用激光能量稍微大一点的激光功率,例如CO2激光打码机30瓦。

白酒如此,罐头也同样如此,流水线快了的话,来不及填充产品入瓶;同理,大桶桶装水,灌装一桶需要5秒以上的时间,流水线速度也快不起来;再如,食用油,灌装一桶油也需要5秒以上的时间,再加上其它的运转时间,想快也快不起来;还有现在市场上卖的很火的利乐装低温奶制品,因酸奶中添加了一些水果颗粒,灌装线最快也得3秒。以上这些都是我们通常碰到的选择激光打码机的主流低速线的应用。

如何计算流水线激光打标机在流水线操作时激光打码的速度

如何计算流水线激光打标机在流水线操作时激光打码的速度

强烈推荐CO2激光打码机30瓦和紫外激光打码机3,目前几乎所有的白酒厂、罐头厂、食用油厂、大桶桶装水厂等等,都是使用的同功率的设备。

4、  啤酒行业(全部高速流水线)

因啤酒行业的灌装流水线已经发展了N多年,各项灌装技术已经非常成熟,此行业要求速度非常快,起步均是40000瓶/小时的灌装线(最快的78000瓶/小时),且基本上激光打码都是在绿色瓶盖上激光打码生产日期或者瓶身标签上激光打码生产日期,要求非常简单,就一个字的要求——快,所以,此行业配置激光打码机起步即是55瓦的CO2激光器的功率了,60000瓶/小时的线,建议配置80瓦以上的CO2激光器功率,特别强调一点,如果你的自身振镜跑不到8000mm/s的速度的话,就不要趟这个水了,还有需要配置高速响应电源+高速控制卡,没有自身技术储备的话,啤酒行业激光打码机慎行。

啤酒瓶盖激光打标样品展示
啤酒瓶盖激光打标样品展示

如何计算流水线激光打标机在流水线操作时激光打码的速度

5、药品包装行业(各种盒类、塑料包装类)

药品行业近几年的强监管和召回制度,时刻牵动着我们每一个普通老百姓的心,前段时间发生的狂犬 造假事件、百白破 感染事件等等,都将这个行业推向了风口浪尖,而激光打码的特点就是可快速追溯及无法篡改、防伪的特点,相信未来在此行业也必将掀起激光打码的普及风暴。

药品激光打标样品展示
药品激光打标样品展示

各药厂生产企业,选择激光打码机的时候,普遍关注的是效率问题及环保问题,而最典型的又分为装药前激光打码和装药后激光打码,还有就是覆膜药盒和非覆膜药盒

市场上主流的CO2激光器波长为10.6um,而覆膜药盒建议使用10.2um波长的激光器(打标效果较10.6um波长的激光器要好),但是,10.2um波长的激光器是非主流激光器,一般交货期要1个月之久及价格大幅上调,性价比不是非常高,而有部分人甚至 及宣称10.6um波长的激光器不能打出10.2um波长激光器的效果,在此需要特别强调:10.6um波长的激光器放慢打标速度,同样可以打出10.2um波长的激光器效果

关于环保问题,因激光自身的特点就是烧蚀原理,激光打码在纸盒上,不可避免的会产生烟雾及粉尘颗粒,此时,可在激光打码的区域,加装激光烟雾净化器即可(排出率基本上都在99.97%以上),且各药厂的包装车间都是允许和接受的,包装车间非需要净化车间标准。

激光烟雾净化器一般为3级过滤,初级过滤,中级过滤,高级过滤,经过过滤后的空气,完全可以达到药厂环保标准。初级过滤棉建议15天清理一次,1月更换一次;中级过滤网建议3个月高压 清理一次,6个月更换一次;高级复合碳滤芯,1年更换1个。(以上的更换频次是8小时工作制的常规应用,如产量加大,请缩短清理或者更换频次)

以目前市场主流的5000盒/小时产量来计算,药盒长*宽为150mm*80mm为例来计算产能及设备配置问题,激光打码3行三期为例,字高3mm。

(1)、装药前激光打码,首先需要客户自己配置分页机,方便放置药盒及方便把药盒一个一个整齐的分开并排列在皮带线上,常用的分页机有普通型(宽度300mm左右)和加宽型(宽度600mm左右)

如何计算流水线激光打标机在流水线操作时激光打码的速度

假如满负荷运行的话,5000盒/60分钟=83.33盒/分钟=1.38盒/秒,假如药盒与药盒间隔40mm,大致就是2盒/秒,激光打码时间约为<0.5秒/个即可;

假如10000盒/小时的产量的话,同上计算方式,激光打码时间约需要<0.25秒/个。

因是打三期,在有颜色的区域打码的话,激光打码速度很快,效率高,有对比度的话就很清晰,但是,假如客户是直接在白板纸上打码的话,要想得到一个比较清晰的效果,就需要加大激光能量将白板纸烧到发黄或发黑的效果,此时的产量至少下降20%以上,可做此参考。

(2)、装药后激光打码,是将激光打码机配置在客户流水线上,每过来一个药盒打码一次,此时的产量主要决定地点在包装机上的速度,假如包装机速度提不起来,成产的瓶颈就在此。

下面表格是15mm*80mm的药盒为例进行的大致参考,如果药盒加大,请成比例减小产量,如果药盒减小,请成比例加大产量

预估产量带色块白板纸建议的激光功率
<5000盒/小时(非覆膜)<5000<500030瓦
<5000盒/小时(覆膜)<5000<500030瓦
<8000盒/小时(非覆膜)<8000<800030瓦
<8000盒/小时(覆膜)<8000<800030瓦
>10000盒/小时(非覆膜)>10000>1000055
>8000盒/小时(覆膜)>8000>800055
>15000盒/小时(非覆膜)>15000>1500080
>12000盒/小时(覆膜)>12000>1200080

而例如其它的各种包装盒类(例如速溶咖啡、脆脆鲨、化妆品等包装盒),只要参考包装盒的长*宽及速度,我们即可计算出来满负荷运行时候需要配置的激光功率。

6、线缆管材激光打码(此类属于超长距离打标的范畴)

针对线缆管材,此行业现在绝对是取代未来油墨喷码机的一个大行业,传统的加工方式是油墨机直接在线喷印,但是,随着激光打码机的设备价格下探及无需耗材的特点,这个行业现在也是处于正在替代传统的一个高效行业。

线缆管材激光打码
线缆管材激光打码

 

线缆管材行业的共同特点就是需要计米功能和超长距离打标(1米或者更长才能完成一次完整打标),现在甚至要求可以快速切换线缆管材打标内容的特殊要求,以此来实现生产的无缝对接和对终端客户的产品定制。

计米功能主要是靠测速轮的脉冲来进行测定,建议选择欧姆龙的2000脉冲以上的测速轮,以提高计米的准确性。

线缆管材行业的材料比较复杂,可以配YLP光纤激光器、CO2激光器、UV紫外激光器,每种材料的特点差别非常大,下面仅作典型建议。

以线径3.5mm,CO2激光器选择30瓦,YLP激光器选择30瓦,UV紫外激光器选择5瓦为例进行简单对比。

材料适用的激光器适用的速度(线径3.5mm)备注
PVC(聚录乙烯)CO2<150米/分钟软、硬
PE(聚乙烯)YLP、UV<150米/分钟
XLPE(交联聚乙烯)YLP、UV<70米/分钟
PP(聚丙烯)CO2、UV<70米/分钟
PPR(无轨共聚聚丙烯)UV、YLP<100米/分钟

线缆管材行业的塑料成分太复杂,选择激光器之前必须打样,以最终确认的效果最好的为准。

7、其它在线激光打码的应用,主要就是:

(1)、药品电子监管码的应用;

(2)、兽药包装袋激光打标二维码的应用;

(3)、瓶盖内部激光打标二维码的应用;

(4)、日化行业包装瓶及包装袋激光打码的应用;

(5)、胶囊药品的激光打码的应用;

(6)、冰糕棒激光打码的应用;

8、UV紫外激光打码机的应用在本文中未做详尽阐述,但是,现在对于如火如荼的食品包装袋行业及日化行业的普及风暴已经开始,如果您有此需要详尽了解的,也请咨询。

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