УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАРКИРОВАНИЯ ПЛАСТИКОВЫХ ДЕТАЛЕЙ

Заявляемое устройство предназначено для подготовки поверхности и нанесение символов печатной краской на изделия из пластмасс, преимущественно полиолефинов, например, полиэтилена, полипропилена.
Известно устройство для маркирования изделий, деталей и заготовок (листов, плит, труб, слитков), которое включает в себя привод, маркировочную головку и шкаф, содержащий систему управления и систему подачи краски. В соответствии с заданной программой обеспечивается нанесение знаков маркировки в виде цифр и букв (см., например, Безруков В.И. и др. Электрокаплеструйные гибкие автоматические системы для маркирования деталей в судостроении. ЦНИИ “РУМБ”, 1988, с.24).
Недостаток известного устройства состоит в том, что оно имеет сложный привод и аппаратуру для управления им. Кроме того, оно малоэффективно при использовании его для маркировки небольших поверхностей.
Наиболее близким по технической сущности, принятым за прототип, является промышленный каплеструйный маркиратор с одной печатающей головкой, установленный у края конвейера, содержащий каплеструйный мелко-символьный маркировщик (принтерную головку), связанную с компьютером управления печатью, фотодетектор для определения объектов, подлежащих маркировке, датчик для возможности синхронизировать скорость печати со скоростью движения продукта на транспортерной ленте (см., например, по ссылке в Интернет http://www.indevel.ru/oborudovanie/melkosimvolnye/ebs _6100р, открытой 14.01.2013 г.
Недостаток такого устройства состоит в том, что оно не обеспечивает надлежащего качества маркировки штрихкодов на деталях из полиолефинов, к которым относятся наиболее распространенные полимеры: полиэтилен и полипропилен, из-за слабой адгезии поверхности к маркирующим составам. Адгезионные свойства поверхности полиолефинов можно улучшить химическими методами (прививка полярных мономеров, обработка парами и т.д.) и физическими методами (коронный разряд, обработка пламенем и т.п.) Все химические способы сложны, а физические обеспечивают увеличение адгезии только на несколько минут.
Задачей заявляемой полезной модели является упрощение подготовки поверхности маркируемых пластиковых деталей, в особенности из полиолефинов, и расширение технологических возможностей.
Для решения указанной задачи предлагается в известном устройстве для маркирования деталей из пластика, содержащем последовательно расположенные у края транспортера датчик синхронизации, фотодетектор (систему определения наличия объектов маркирования) и печатающую головку, связанную с компьютером управления, установить газовую горелку для опаливания поверхности маркирования после фотодетектора и перед маркирующим устройством по ходу движения деталей на транспортере.
Технический результат, получаемый от использования полезной модели, выражается в возможности без дорогостоящих процессов модифицирования полиолефинов (подготовки поверхности к маркированию) маркирования штрихкодов на изделиях из пластиков. В самом деле, менее чем секундная обработка поверхности маркирования пламенем газовой горелки обеспечивает такие адгезионные качества поверхностям деталей из полиэтилена и полипропилена, которые позволяют с отличным качеством наносить точных размеров штрихи кодирования продукции символики EAN-13.
Следует также отметить, что описываемый здесь эффект возникает при обработке пламенем, а, например, простое повышение температуры, не позволяет достичь сравнимого эффекта. В некоторых других термических процессах в отдельных случаях, вероятно, возникают другие похожие условия, в результате которых, например при нагревании плазмой, положительный эффект также наблюдается. Однако очень хорошие результаты практически для всех обычных пластиков получают с помощью заявляемого устройства, когда на маркируемые поверхности пластиковых деталей непосредственно перед нанесением маркировки воздействуют пламенем, получаемым, например, при сжигании стехиометрической смеси пропана и воздуха для горения. Действие пламенной обработки на поверхность полиолефинов объясняется воздействием на поверхность свободных радикалов, ионов, нейтральных соединений и электронов, образующихся в пламени. Хотя гидрофильность, определяющая хорошую адгезию маркировочной краски, полученная с помощью горелки, не является стабильной во времени - недостаток, устраняемый движением транспортера между близкорасположенными горелкой и принтером.
На фиг.1 показана схема расположения элементов заявляемого устройства.
Устройство содержит транспортер 1 с маркируемыми деталями 2, установленные на станине транспортера датчик скорости транспортерной ленты 3, датчик наличия продукта 4, пропановая горелка 5 и печатающая головка принтера 6, управляемая компьютером 7.
Устройство работает следующим образом. При движении транспортера 1 маркируемая деталь 2 последовательно проходит датчик скорости транспортерной ленты 3, который синхронизирует работу печатающей головки принтера 6, далее датчик наличия продукта 4, связанный через компьютер 7 с работой пропановой горелки 5, далее со скоростью движения транспортера 1 деталь 2 подвергается воздействию пламени пропановой горелки 5 и попадает, наконец, в зону печати головки принтера 6. Работой печатающей головки 6 управляет компьютер 7 с предустановленным соответствующим программным управлением. Отмаркированная деталь 2 еще некоторое время движется на ленте транспортера 1, необходимое для просушки маркировочной краски.
Пример осуществления полезной модели. Транспортер 1, как и любой конвейер состоит из станины, сваренной из металлопроката, мотор-редуктора, транспортерной ленты, частотного преобразователя. Изменением частоты переменного тока производят регулировку частоты вращения электродвигателя мотор-редуктора и, соответственно, скорость движения транспортерной ленты. На станине транспортера 1 при помощи кронштейнов смонтированы: энкодер 3 (датчик скорости транспортерной ленты), датчик оптоволоконный 4 (датчик наличия продукта), горелка пропановая 5, печатающая головка принтера 6. Энкодер передает на принтер информацию о скорости движения транспортерной ленты. Это дает возможность синхронизировать скорость печати со скоростью движения продукта на транспортерной ленте и задать время задержки начала печати после прохождения продуктом головки оптоволоконного датчика. Датчик оптоволоконный наличия детали состоит из оптоволоконного кабеля с головкой и приемника сигнала. Головка кабеля излучает лазерный луч и принимает его отражение от детали и передает сигнал на принтер, таким образом определяется наличие продукта в данный момент времени на транспортерной ленте. Кабель оптоволоконный серии FD произведен фирмой Autonics (Корея), приемник сигнала серии BF Autonics (Корея). Газовая горелка эжекторного типа, в качестве горючего используется пропан, находящийся в 50-ти литровом баллоне. Пропан подается в горелку через редуктор под давлением 0,12 Мпа. Регулировка длины «языка» пламени производится регулировочным винтом. Для крепления на станине транспортера используется кронштейн, позволяющий производить регулировку по высоте от 0 до 50 мм и изменять угол наклона горелки ±45 градусов. Для подготовки, по меньшей мере, части поверхности детали, изготовленной на основе полимера, может использоваться любая известная обработка пламенем. Интервалом подходящих параметров для обработки пламенем являются: содержание кислорода (%), определяемое после сгорания - от 0,5% до 5%, предпочтительно от 0,8 до 2%, скорость конвейера - от 1 м/мин до 800 м/мин, предпочтительно от 1 м/мин до 10 м/мин, расстояние обработки - от 2 мм до 500 мм, предпочтительно от 5 мм до 100 мм. Многие газы подходят для обработки пламенем. К ним относятся, без ограничения этим перечнем, природные газы, чистые горючие газы, такие как метан, этан, пропан, водород и т.д. или смеси различных горючих газов. Горючие смеси включают также воздух, любой чистый кислород или кислородсодержащие газы.
К техническому результату - упрощению подготовки поверхности для нанесения маркировочной краски и расширению технологических возможностей за счет качественного нанесения штрихкодов приводит наличие пламени газовой горелки, установленной непосредственно перед печатающей головкой принтера по ходу движения деталей на транспортере. Для этого сравнивали истираемость штрихкодов, нанесенных после обработки пламенем горелки, и без опаливания (при не горящей горелке). Контролю считываемости штрихкодов подвергались 100% деталей перед упаковкой через 24, 48 и 72 часа после нанесения. Считывание штрихкода производилось сканером по пяти уровням: сверху, снизу, посередине и между этими уровнями. Если код считывался по всем уровням, прочность адгезии оценивалась в «5» баллов, число уровней, по которым была возможность считать код, являлось бальной оценкой прочности. Результаты исследований показали целесообразность использования пламени горелки для обеспечения 100% качества маркировки.