Merkintäjärjestelmän vaatimusmäärittelyyn tarvitaan tiedot merkittävästä kappaleesta, merkinnän sisällöstä ja pysyvyysvaatimuksista, tuotanto-olosuhteista ja linjan nopeudesta sekä automaatio- ja tietojärjestelmärajapinnoista. Ilman näitä tietoja teknologiavalinta perustuu arvauksiin. Käymme alla läpi, mitä kukin osa-alue sisältää ja miten tiedot kirjataan niin, että suunnittelu voi alkaa.
Mitkä merkittävän kappaleen tiedot ratkaisevat teknologiavalinnan?
Teknologiavalinnan ratkaisevat kappaleen materiaali, pinnan laatu, geometria ja mitat sekä merkintäalueen koko. Nämä tiedot kertovat, soveltuuko pistemerkintä, lasermerkintä vai mustesuihku. Materiaali on tärkein yksittäinen tekijä, koska jokainen teknologia toimii eri materiaaleilla eri tavalla.
Kirjaa määrittelyyn seuraavat tiedot:
- materiaali ja sen laatu, esimerkiksi hiiliteräs, ruostumaton teräs tai karkaistu teräs
- pinnan tila: valssattu, maalattu, öljyinen, kuumasinkitty tai karhea
- kappaleen muoto ja mitat, kuten coil, levy, profiili tai valssattu tuote
- merkintäalueen koko ja sen saavutettavuus
- kappaleen paino ja asemointi merkinnän aikana
- pinnan lämpötila merkintähetkellä
Karkaistun teräksen kovuus vaikuttaa suoraan pistemerkintälaitteen valintaan. Esimerkiksi MARKATOR-akkukäyttöiset pistemerkintälaitteet soveltuvat valmistajan mukaan myös karkaistulle teräkselle 63 HRC:hen asti. Epätasaisella pinnalla pistemerkintä toimii luotettavasti, koska pinni seuraa pintaa ja iskee merkinnän materiaaliin. Lasermerkintä taas edellyttää tasaisempaa pintaa ja tarkkaa kohdistusta.
Merkintäalue rajaa laitevaihtoehdot nopeasti. Pienen tyyppikilven merkintään riittää kompakti pöytämalli, kun taas suurempi kirjasinkoko tai pitkä sarjanumero vaatii laajemman merkintäalueen. Valitsemme teknologian aina materiaalin ja käyttökohteen mukaan, emme laitteen mukaan. Siksi teemme koemerkinnän asiakkaan omalle materiaalille ennen hankintapäätöstä.
Millaisia merkinnän sisältö- ja pysyvyysvaatimuksia on kartoitettava?
Kartoitettavia asioita ovat merkinnän sisältö, koodityyppi, merkkikorkeus, luettavuusetäisyys ja vaadittu pysyvyys. Pysyvyysvaatimus tulee yleensä standardista tai asiakkaan laatuvaatimuksesta, ja se ratkaisee, riittääkö esimerkiksi mustesuihkumerkintä vai tarvitaanko materiaaliin syntyvä merkintä.
Merkinnän sisältö ja koodit
Kirjaa tarkasti, mitä kappaleeseen merkitään. Terästeollisuudessa sisältö on usein sulatusnumero, eränumero, materiaalilaatu, mitat ja sarjanumero. Lisäksi tarvitaan usein päivämäärä, kellonaika ja automaattinen numerointi. Jos kappale tunnistetaan koneellisesti, määrittele 2D-koodin tyyppi, esimerkiksi Data Matrix, sekä vaadittu lukutarkkuus ja lukijan etäisyys.
Selvitä myös, onko sisältö vakio vai muuttuuko se kappaleittain. Muuttuva sisältö, kuten sarjanumerointi tai tietojärjestelmästä haettu eränumero, vaikuttaa ohjelmistovalintaan ja rajapintoihin.
Pysyvyys ja standardivaatimukset
Jäljitettävyys terästeollisuudessa edellyttää, että merkintä säilyy tuotteen koko elinkaaren ajan. Standardi EN 10204 ja siihen liittyvät materiaalitodistukset asettavat vaatimuksia merkinnän pysyvyydelle: merkinnän tulee olla leimattu, kaiverrettu tai muuten pysyvä, koska maali-, liitu- ja rasvajäljet voidaan pyyhkiä pois. Tämä rajaa pois tilapäiset merkintätavat silloin, kun merkintä toimii materiaalin tunnisteena.
Kirjaa määrittelyyn, mihin standardiin tai asiakasvaatimukseen merkintä perustuu, kestääkö merkintä jälkikäsittelyn kuten maalauksen, kuumasinkityksen tai lämpökäsittelyn ja kuinka kauan sen on pysyttävä luettavana. Pistemerkintä on metallikomponenteille kestävä ratkaisu, koska merkintä syntyy materiaalin sisään eikä kulu pois mekaanisessa rasituksessa.
Mitkä tuotanto-olosuhteet ja linjatiedot on selvitettävä etukäteen?
Etukäteen on selvitettävä linjan nopeus, kappaleiden syöttötapa, ympäristön lämpötila ja epäpuhtaudet, käytettävissä olevat syötöt sekä merkintäasema tai asennustila. Nämä tiedot määrittävät, kestääkö laite olosuhteet ja riittääkö sen merkintänopeus linjan tahtiin.
Metalli- ja terästeollisuudessa olosuhteet ovat usein vaativat. Selvitä seuraavat asiat:
- kappaleen pintalämpötila merkintähetkellä, koska kuuma kappale rajaa teknologiavaihtoehtoja
- pöly, öljy, vesi ja hilsepartikkelit merkintäpisteessä sekä tarve suojata laite lialta
- värinä ja mekaaninen rasitus linjalla
- linjan tahtiaika, kappaleen liikkuminen merkinnän aikana ja sallittu merkintäaika
- käytettävissä oleva paineilma, sähkö ja tila
- merkintäsuunta ja pääsy merkintäkohtaan
Merkintänopeus on laskettava todellisesta tahtiajasta. Jos kappale liikkuu merkinnän aikana, tarvitaan merkintä lennosta tai kappaleen pysäytys, ja kumpikin vaikuttaa teknologiavalintaan. Pistemerkintä on tyypillisesti hitaampi kuin laser, mutta se kestää likaisen ympäristön ja epätasaisen pinnan paremmin. Kirjaa määrittelyyn myös käyttöaste: yksivuorotuotanto vai jatkuva kolmivuorotuotanto, koska se vaikuttaa huoltoväleihin ja varaosatarpeeseen.
Miten automaatio-, tietojärjestelmä- ja koemerkintätarpeet kirjataan määrittelyyn?
Kirjaa määrittelyyn merkintälaitteen sijoituspaikka ja ohjaus (robottisolu, linjaohjaus tai itsenäinen asema), vaadittavat rajapinnat, tietojen lähde ja koemerkinnän tavoitteet. Määrittelyn on vastattava kysymykseen, miten merkintä liittyy muuhun tuotantoon ja mistä merkintätieto tulee.
Automaatiointegraatio vaatii seuraavat tiedot:
- kuka ohjaa merkintää: PLC, robotti, MES tai operaattori
- käytettävät liitännät, kuten Ethernet, USB tai I/O
- käynnistyssignaali sekä valmis- ja virhekuittaukset
- robottiasennuksessa merkintäpään koko ja paino sekä robotin kuormitettavuus
- turvallisuusvaatimukset ja laitteen suojaus, esimerkiksi suojaus lasermerkinnässä
Tietojärjestelmäpuolella määritellään, haetaanko merkintätieto tuotannonohjauksesta, luetaanko se viivakoodinlukijalla vai syötetäänkö se käsin. Selvitä myös, tallennetaanko merkintätieto jäljitettävyyttä varten ja tarvitaanko merkinnän lukuvarmennus. Esimerkiksi MARKATOR-laitteissa on saatavilla integroitu viivakoodinlukija ja ohjelmisto-optioita päivämäärälle, ajalle ja automaattiselle numeroinnille.
Koemerkintä kirjataan määrittelyyn omana vaiheenaan. Sovi, mitä materiaaleja ja pintoja testataan, mikä on hyväksymiskriteeri ja kuka arvioi tuloksen. Näin koemerkinnästä saadaan mitattava päätöksentekoaineisto, ei vain yleisvaikutelma.
Kun nämä tiedot on koottu, ratkaisu voidaan suunnitella avaimet käteen -periaatteella koemerkinnästä käyttöönottoon ja huoltoon asti. Jos haluat varmistaa määrittelyn kattavuuden, pyydä koemerkintä omalle materiaalillesi ja ota yhteyttä Muototerään. Autamme kokoamaan tarvittavat tiedot ja valitsemaan teknologian tuotantosi mukaan.