|
Laser marking provides a fast, high contrast mark on a variety of surfaces. That’s easy if that surface is static; but what if it is moving rapidly past the laser? Andy Hales, Project Sales Engineer at Pryor Marking Technology explains how laser marking ‘on the fly’ can be integrated into a fast-moving production environment. Fast, accurate, high-contrast marking using specialist laser systems that apply, for example, two-dimensional Data Matrix codes on components, is widely deployed in industry for part or material identification. A clear, easily read mark is essential and nowhere more so than for industries that must achieve 100% traceability of manufactured parts or materials, such as aerospace, automotive and pharmaceuticals. Where the manufacturing process is of a stop-start nature or confined to a single assembly cell, components are easily marked in situ when they are in a stationary position. However, many manufacturing processes involve fast-moving production lines and in order to maintain product flow rates without interruption for marking, parts must instead be marked while they are in motion. This process of laser marking a component as it moves rapidly past a fixed laser is called ‘marking on the fly’, a technique that can avoid additional cycle time in the manufacturing process. The below video shows a demonstration production line with Integrated On-the-Fly Laser Marking: While clearly desirable for fast moving production lines, marking on the fly does require a special hardware configuration and appropriate software control. The static laser head needs to track the speed of the component in order to mark in the correct place without distortions arising from variations of line speed. The laser set-up is further complicated depending upon whether discrete components are being conveyed or raw material such as metal strip or extrusion is being continuously fed. Where discrete components are concerned, proximity sensors detect each component as it approaches the laser marking site. In order to establish the correct sequence of events, the sensor detects the leading edge of the component and, based upon the instantaneous conveyor speed, the software determines the moment the laser is fired to apply the mark correctly. For continuous raw materials, such as coiled steel strip, line speed must be tracked using an encoder fitted to the conveyor in the vicinity of the laser station. The control software will initiate marking at predetermined intervals based on line speed. Mark on the fly systems normally have a predefined marking ‘window’, which is an area of the component within which the mark, be it text or Data Matrix code, must be wholly contained. Pryor’s standard marking window, for example, is 100 square millimetres. The laser receives its marking initiation when the leading boundary of the window arrives; the marking must be completed before the trailing boundary of the window passes. In both cases, discrete component and continuous raw material, the rate at which the laser etches the mark will be synchronised with the line speed to ensure that there is no distortion of the mark. Line speeds vary enormously. The major part of Pryor’s work in this area has concentrated on the marking of metallic components and raw materials, the former passing the laser station at anything up to two parts per second (the marking duration being 0.2 seconds or less), and the latter ranging in the hundreds of metres per second. For much faster line speeds, the marking window can be enlarged, a higher power laser deployed or multiple lasers to make alternating marks. Pryor’s marking on the fly stations use fibre lasers as the preferred option because of their relative simplicity, controllability and precision. As with all marking systems, static or on the fly, it is essential to verify the format and quality of the mark, as soon as it has been applied. Pryor offers a solution in the form of a dedicated verification system called VeriSmart 2.0, which can be integrated with the marking equipment or positioned downstream of the marking station. This operates on a similar principle to conventional code reading systems, but instead of a Data Matrix reader it uses a high resolution imaging camera in combination with a controllable lighting arrangement. In addition to checking that the correct data has been marked on the part, these systems also ensure compliance with international marking standards; and they can do all that within the cycle time of up to two parts per second. One of the biggest challenges, however, is getting the lighting intensity and colour right. Modern verification systems such as VeriSmart can adjust their lighting and calibration settings automatically to provide a robust reading for every part. Other than the basic hardware, there is no ‘off-the-shelf’ solution to satisfy all marking on the fly needs. Each application is unique, often requiring close integration into existing production lines and control systems. In such cases the advice of an experienced supplier (like Traceability Solutions Asia) can be an invaluable aid to successful implementation. To find out how Laser marking for fast moving production lines can be beneficial to your organization
Contact Us Find out more about Pryor Marking Technology
1 Comment
 แปลจากบทความ Marked, read, tracked จาก Machinery, August 2017
ผู้เขียน Alastair Morris, Sales Director at Pryor Marking Technology การสืบค้นติดตามในห่วงโซ่อุปทาน (supply chain) ของอุตสาหกรรมอากาศยานมีส่วนช่วยเสริมด้านคุณภาพและประสิทธิภาพ อีกทั้งช่วยให้การบำรุรักษาเป็นเรื่องง่าย Alastair Morris - Sales Director at Pryor Marking Technology ได้อธิบายไว้ว่า ในอุตสาหกรรมที่มีข้อกำหนดที่เข้มงวด และความปลอดภัยถือเป็นเรื่องสำคัญสูงสุดอย่าง อุตสาหกรรมอากาศยาน คุณภาพคือสิ่งที่ถูกหยิบยกขึ้นเป็นความสำคัญอันดับต้น ซึ่งผู้ผลิตอากาศยานกำหนดให้มีการทำอัตลักษณ์ลงบนทุกชิ้นส่วน เพื่อให้สามารถสอบกลับและติดตามหาต้นตอของปัญหาได้ ที่ผ่านมาในอดีตการทำอัตลักษณ์บนชิ้นงานเป็นเรื่องซับซ้น และมีต้นทุนสูง อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบัน ที่แนวโน้มการสอบกลับและติดตามมีมากขึ้น รวมถึงความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่ช่วยให้เกิดความคุ้มค่ามากยิ่งขึ้น ทำให้ทุกองค์กรธุรกิจไม่ว่าขนาดใหญ่หรือเล็กสามารถมีระบบสอบกลับและติดตามที่เที่ยงตรงแม่นยำ ทั้งในการผลิต การขนส่ง และการสนับสนุนต่าง ๆ ในราคาที่จับต้องได้ การที่ระบบสอบกลับและติดตามจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพนั้น สิ่งที่สำคัญคือ การทำอัตลักษณ์ ซึ่งมีหลากหลายรูปแบบ ทั้งการทำรหัสตัวเลขตัวอักษร และป้ายสติกเกอร์ เป็นต้น อย่างไรก็ดี การทำอัตลักษณ์บางรูปแบบมีข้อจำกัดด้านปริมาณข้อมูล เช่น บาร์โค้ดแบบแท่ง หรือ 1D Barcode รูปแบบบาร์โค้ดใหม่ๆ จึงเกิดขึ้น เช่น Data Matrix หรือ QR Code ที่สามารถบรรจุข้อมูลได้มากขึ้น ทำให้ได้รับความนิยมมากขึ้น การทำข้อมูลซ้ำใน Data Matrix บาร์โค้ดแบบ Data Matrix มีการทำข้อมูลซ้ำในตัว ทำให้เมื่อเกิดรอยขูด ขีด จนบาร์โค้ดบางส่วนลบเลือนก็ยังสามารถอ่านข้อมูลที่ต้องการได้ทั้งหมดเช่นเดิม ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับชิ้นส่วนที่ต้องเคลื่อนย้าย หรืออยู่ในสภาวะแวดล้อมที่ใช้งานหนักหรือใช้นอกสถานที่ โดยปกติ Data Matrix เหมาะที่จะทำลงบนชิ้นส่วนโดยตรง เนื่องด้วยเพราะมีขนาดที่เล็ก จึงสามารถทำบนพื้นที่ที่จำกัดได้ ซึ่งในอุตสาหกรรมอากาศยานนิยมทำ Data Matrix ด้วยระบบ Dot peen สาเหตุเพราะเป็นระบบที่สร้างความเครียดต่อวัสดุต่ำ (Low Stress) และสามารถกำหนดแรงที่กระทำอย่างสม่ำเสมอได้ หลายบริษัทได้นำระบบสอบกลับและติดตามมาใช้ ทั้งนี้เพื่อสร้างความมั่นใจแก่ลูกค้า ที่ต้องการให้ระบุอัตลักษณ์ชิ้นส่วน เพื่อความรวดเร็วในการซ่อมบำรุง และแยกแยะหากประสบปัญหาได้อย่างสะดวกรวดเร็ว ซึ่งช่วยใหเกิดการพัฒนากระบวนการผลิตและพัฒนาระบบควบคุมคุณภาพตามมา ตัวอย่างเช่น หากชิ้นส่วนได้มีการระบุอัตลักษณ์ไว้เมื่อเริ่มกระบวนการ ชิ้นส่วนนั้นจะถูกเก็บข้อมูลในทุกขั้นตอนการผลิต ซึ่งข้อมูลที่เก็บไว้ สามารถนำมาวิเคราะห์เพื่อประโยชน์ในการพัฒนาต่อไป เช่น การเพิ่มผลผลิต การลดต้นทุน การลดของเสีย รวมถึงใช้คาดการณ์แนวโน้มของปัญหาต่าง ๆ ก่อนที่จะเกิดขึ้นได้ ทำให้ระบบสอบกลับและติดตาม เป็นได้มากกว่าการตรวจสอบเพื่อติดตามเรียกคืน หรือแสดงว่าชิ้นส่วนนั้นอยู่ที่ไหน นอกจากนี้ อาจกล่าวได้ว่า ระบบสอบกลับและติดตามไม่ได้ทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้น ด้วยเหตุผลที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น คือ ต้นทุนการผลิตและของเสียลดลง การพัฒนาด้านคุณภาพเพิ่มขึ้น ลูกค้ามีความพึงพอใจมากขึ้น ซึ่งทั้งหมดนี้ นำไปสู่ผลกำไรที่มากขึ้นนั้นเอง ปัจจุบันนี้ระบบสอบกลับและติดตาม มีประสิทธิภาพมากขึ้น มีความน่าเชื่อถือมากขึ้น และมีการติดตั้งใช้งานที่ง่ายขึ้นกว่าในอดีต โดยในปัจจุบันนี้ระบบสอบกลับและติดตาม ได้ควบรวมการทำอัตลักษณ์ (Marking) การควบคุมด้วยภาพ (Vision) และการบริหารจัดการข้อมูล (Data Management) เข้าด้วยกันเป็นหนึ่งเดียว จึงไม่ต้องลงหลายโปรแกรมเพื่อทำงานที่กล่าวทั้งหมด อย่างเช่น Pryor ที่โปรแกรมสามารถสั่งงานเครื่องเลเซอร์เพื่อทำงาน อ่านข้อมูล สั่งการกล้องบันทึกภาพ และบันทึกข้อมูลต่าง ๆ โดยควบรวมอยู่ในระบบสอบกลับและติดตามเพียงระบบเดียว ด้วยเทคโนโลยี iIoT (industrial internet of things) ทำให้การเชื่อมต่อสื่อสารระหว่างระบบสอบกลับและติดตาม กับเทคโนโลยีอื่นในโรงงานเป็นไปได้โดยสะดวกง่ายดาย เช่น การช่วยระบบควบคุมเครื่องจักรทำการปรับแต่งค่าต่าง ๆ ของเครื่องตามชิ้นงานที่รับเข้ามาโดยอัตโนมัติ หรือ การเชื่อมต่อกับส่วนข้อมูลกลางเพื่อให้แน่ใจว่าชิ้นงานทั้งหมดได้รับข้อมูลและได้รับการทำอัตลักษณ์ที่ถูกต้อง ไม่ซ้ำซ้อน เพื่อให้การสอบกลับและติดตามเป็นไปอย่างสมบูรณ์ นอกจากนี้ ระบบสอบกลับและติดตามได้ควบรวมระบบเฝ้าสังเกตการผลิต ที่สามารถแจ้งเตือนผู้ที่เกี่ยวข้องแบบ ณ เวลาปัจจุบัน (real time) เพื่อป้องกันปัญหาที่อาจเกิดขึ้น เช่น การแจ้งถึงแนวโน้มปัญหาคอขวดในการผลิตที่จะส่งต่อการผลิตโดยรวมได้ การทำงานแบบเครือข่ายทั่วโลก ไม่เพียงแค่การเชื่อมต่อสื่อสารภายในโรงงานเดียว ระบบสอบกลับและติดตามยังสามารถเชื่อมต่อสื่อสารกับโรงงานอื่น ๆ ได้ทั่วโลก เพื่อแลกเปลี่ยนความรู้ด้านการผลิต รวมถึงหากเกิดปัญหาไม่ว่าทั้งในระหว่างผลิตหรือหลังจากที่ผลิต ระบบจะสืบค้นในเชิงลึกเพื่อหาว่าชิ้นส่วนที่เป็นปัญหาอยู่ที่ใดบ้าง เพื่อให้สามารถดำเนินการขั้นตอนอื่นใดได้เร็วขึ้น ระบบสอบกลับและติดตามไม่เพียงให้ประโยชน์แก่ผู้บริโภคเท่านั้น แต่ยังให้ประโยชน์แก่บริษัทต่าง ๆ ในห่วงโซ่อุปทาน (supply chain) ของทุกภาคอุตสาหกรรม ทำให้การสืบค้นติดตามเป็นไปด้วยความง่ายดาย สะดวก รวดเร็ว ลดความผิดพลาด ลดของเสีย และยังช่วยให้การประกอบธุรกิจมีประสิทธิภาพเพิ่มมากขึ้น |
AuthorJackrapong Siripaiboon Archives
July 2022
Categories
All
|
RSS Feed