Устройство для маркировки товара на конвейерной ленте Российский патент 2025 года по МПК B41J3/407 B65C11/02 

Изобретение относится к оборудованию, применяемому в промышленных условиях для нанесения текстовой и графической информации на упаковку товара или непосредственно на сам товар.

Из уровня техники известен струйный принтер для маркировки товаров с печатающей головкой, которая содержит: по меньшей мере одно выпускное отверстие для капелек чернил на лицевой поверхности, связанный с этим выпускным отверстием печатающий механизм, насос сжатого воздуха и электрическое управляющее устройство, и по меньшей мере с одним резервуаром запаса для жидкости, которая проходит через выпускное отверстие, причем резервуар запаса соединен разъемным способом с печатающей головкой в соединительной области и содержит корпус с расположенным в этом корпусе складным контейнером, в котором размещается жидкость и который по линии подачи чернил, проходящей через соединительную область, соединен с печатающим механизмом, причем насос сжатого воздуха соединен линией подачи сжатого воздуха с пространством между корпусом и складным контейнером и создает в нем избыточное давление, при этом в линии подачи сжатого воздуха в печатающей головке установлен первый датчик давления, который считывает давление воздуха в линии подачи сжатого воздуха и в пространстве между корпусом и складным контейнером и выдает сигнал давления воздуха управляющему устройству, в линии подачи чернил в печатающей головке установлен второй датчик давления, который считывает давление в линии подачи чернил и выдает сигнал давления на чернила управляющему устройству, и тем, что управляющее устройство выполнено с возможностью выдавать сигнал "нет чернил", когда сигнал давления на чернила ослабевает более чем на 5%, предпочтительно более чем на 10% относительно сигнала давления воздуха (ЕА 34632 В1, 28.0212020).

Известно устройство для предоставления маркировки, расположенной или выполненной с возможностью расположения замкнуто в окружном направлении вокруг удлиненного объекта, содержащее: материальный интерфейс, который предназначен для того, чтобы принимать печатный продукт (214), выдаваемый принтером; интерфейс данных, который предназначен для того, чтобы коммуницировать с принтером для предоставления или расположения маркировки; по меньшей мере один исполнительный механизм, предназначенный для того, чтобы в соответствии с коммуникацией с принтером через указанный интерфейс данных с использованием выдаваемого принтером печатного продукта располагать маркировку на объекте замкнуто в окружном направлении или предоставлять ее для замкнутого в окружном направлении расположения; запоминающее устройство, которое через указанный интерфейс данных выполнено с возможностью считывания принтером и предназначено для того, чтобы сохранять рабочие параметры предоставления или расположения; и управляющий блок или регулировочный блок, который предназначен для того, чтобы регистрировать рабочие параметры для предоставления или расположения и сохранять их в запоминающем устройстве (RU 2795186 С1, 02.05.2023).

Известно устройство печати этикеток электронных весов, содержащее узел подачи ленты с этикетками, печатающее устройство с принтером и отделитель этикетки от ленты в виде пластины на выходе принтера, при этом пластина отделителя закреплена под углом к горизонтали не менее 5 градусов, а конец каждой этикетки остается за пределами края отделителя на длину от 1 до 5 мм (RU 73991 U1, 10.06.2008).

Известно устройство печати и наклеивания этикеток на контейнеры, включающее в себя корпус, блок управления, узел подачи контейнеров, узел печати, узел наклеивания этикеток, отсек выдачи, блок управления выполнен с возможностью получения и обработки задания на печать и выдачу оклеенного контейнера, узел подачи контейнеров выполнен с возможностью извлечения контейнера из съемных картриджей с контейнерами и передачи контейнера на узел наклеивания этикеток, узел печати включает в себя первое устройство подачи этикеток и первый принтер, связанный с первым устройством подачи этикеток на входе и узлом наклеивания этикеток на выходе, узел наклеивания этикеток выполнен с возможностью нанесения этикетки, полученной из первого принтера, на контейнер, и направления оклеенного контейнера в отсек выдачи, при этом узел печати дополнительно включает в себя второе устройство подачи этикеток и второй принтер, связанный со вторым устройством подачи этикеток на входе, второй принтер выполнен с возможностью получения задания на печать от блока управления и направления отпечатанной этикетки в отсек выдачи (RU 193522 U1, 31.10.2019).

Наиболее близким техническим решением к предложенному, выбранным в качестве ближайшего аналога, является принтер для выдачи печатного продукта, содержащий: печатную головку, которая предназначена для того, чтобы запечатывать подвижный в продольном направлении носитель печатной информации, причем указанный носитель печатной информации содержит множество отдельных или отделяемых этикеток, которые расположены с возможностью отделения на несущем элементе вдоль продольного направления; и материальный интерфейс для выдачи снабженного печатью принтером носителя печатной информации в качестве печатного продукта, причем этот материальный интерфейс содержит раздаточную кромку и опорный элемент, через который указанный несущий элемент может отклоняться в продольном направлении позади печатной головки, причем указанная раздаточная кромка в первом положении расположена относительно опорного элемента так, чтобы вызывать отделяющее соответствующую этикетку отклонение несущего элемента, и причем указанная раздаточная кромка и указанный опорный элемент во втором положении расположены относительно друг друга так, чтобы вызывать отклонение, захватывающее соответствующую этикетку на несущем элементе, причем во втором положении указанный несущий элемент отклонен через скругленную поверхность опорного элемента, а указанная раздаточная кромка расположена на обращенной от несущего элемента стороне опорного элемента (RU 2795110 С1 28.04.2023).

Основным недостатком известных технических решений является сложность конструкции и недостаточная надежность работы, которая может быть вызвана, в том числе, за счет замятия этикеток.

Задача предлагаемого решения - упрощение конструкции и повышение надежности работы устройства.

Технический результат заключается в создание универсального и надежного устройства печати и наклеивания этикеток на товары (маркировки), следующими по конвейерной ленте, которое обеспечивает быструю и эффективную работу.

Для достижения указанного технического результата предложено устройство для маркировки товара, характеризующееся тем, что содержит корпус, расположенный на стойке крепления к конвейеру, внутри которого расположено основание, на котором закреплены узел печати этикет-ленты, который состоит из термоголовки, прорезиненного вала протяжки этикет-ленты, риббона, механизма прижима вала к термоголовке, датчика зазора этикет-ленты, механизма регулировки ширины этикет-ленты, шагового двигателя; узел протяжки и смотки риббона, выполненный в виде не вращающегося вала; узел автоматической намотки использованной этикет-ленты который состоит из вращающегося вала с закрепленной на нем втулки под отработанную ленту и электропривода; инфракрасный диффузно-рефлекторный датчик; управляющий модуль, который состоит из процессорного модуля, модуля ввода-вывода, схемы питания; модуль пользовательского интерфейса и модуль питания, - также устройство содержит узел подачи этикет-ленты, выполненный в виде выносного не вращающегося вала с независимой системой управления, снабженного электроприводом и демфирующим механизмом.

Предпочтительно устройство дополнительно содержит узел аппликации валиком, выполненный в виде мягкого валика.

Предпочтительно устройство дополнительно содержит узел воздушной аппликации, выполненный в виде вытяжного вентилятора.

Предпочтительно устройство дополнительно содержит узел нижней аппликации.

Предпочтительно, что узел подачи этикет-ленты выполнен съемным

Устройство для маркировки товара содержит: корпус, расположенный на стойке крепления к конвейеру, внутри которого расположено основание, на котором закреплены узел печати этикет-ленты; узел протяжки и смотки риббона; узел автоматической намотки использованной этикет-ленты; инфракрасный диффузно - рефлекторный датчик; управляющий модуль; модуль пользовательского интерфейса и модуль питания, - также устройство содержит узел подачи этикет-ленты, который выполнен выносным.

Корпус устройства для маркировки товара предназначен для защиты печатающего механизма и электронных модулей изделия от попадания влаги и посторонних предметов. Поскольку данное устройство, предпочтительно, используется на пищевых производствах, рекомендовано выполнить корпус из нержавеющей стали. Внутри корпуса установлено основание, которое выполнено в виде фрезерованной плоской панели, на которую крепятся узлы устройства для маркировки товара. В качестве материала для изготовления основания предпочтительно использовать дюралюминий марки Д16Т, в связи с его распространенностью, коррозионной стойкостью, сравнительной простоте в обработке, малым весом и относительно невысокой стоимостью.

На основании установлен узел печати этикетки. Данный узел является основным узлом устройства для маркировки товара и предназначен для нанесения изображения на этикетку при помощи термоголовки и системы протяжки этикет-ленты и риббона. Узел печати этикетки содержит термоголовки, прорезиненный вал протяжки этикет-ленты, риббон, механизм прижима вала к термоголовке с регулировкой усилия, датчик зазора этикетки, механизм регулировки ширины этикет-ленты, шаговый двигатель, обеспечивающий протяжку. В качестве шагового двигателя рекомендуется использовать ШД28 NEMA 11 российского производства или аналогичный по характеристикам. При этом для исключения замятия ленты риббона в процессе печати необходимо реализовать механическую регулировку натяжения ленты риббона в горизонтальной плоскости. Регулировка баланса давления печатающей головки должна быть выполнена в ручном исполнении.

Узел печати этикетки предпочтительно обеспечивает следующие характеристики:

1. Способ печати - прямая термопечать+термотрансферная печать

2. Максимальная ширина ленты - 105 мм

3. Максимальная скорость печати - не ниже 350 мм/с

4. Датчик зазора этикетки - работа в режиме на просвет и в режиме черной метки.

Также на основание расположен узел протяжки и смотки риббона, выполненный в виде не вращающегося вала, который предпочтительно обеспечивает следующие характеристики:

1. Ширина ленты риббона - не менее 110 мм

2. Скорость смотки ленты - не ниже скорости печати

3. Наличие датчика обрыва ленты - да

4. Наличие регулировки усилия протяжки ленты - да

5. Диаметр втулки катушки риббона - 25.4 мм

6. Максимальный внешний диаметр катушки риббона - не менее 90 мм.

Также на основание расположен узел автоматической намотки использованной этикет-ленты. Данный узел предназначен для обеспечения намотки на катушку отработанной этикет ленты. Узел состоит из вращающегося вала с системой закрепления на нем втулки под отработанную ленту, а также электропривода, обеспечивающего смотку отработанной ленты. Рекомендовано использовать механизм создания усилия на поворот вала, для защиты от самопроизвольного вращения в обратную сторону и провисания отработанной ленты. Также предпочтительно выполнить узел подачи этикет-ленты отделяемым от основания, поскольку в данный узел имеет большие габариты. Узел автоматической намотки использованной этикет-ленты предпочтительно обеспечивает следующие характеристики:

1. Максимальная ширина ленты - 110 мм

2. Максимальный диаметр катушки с отработанной лентой - 150 мм

3. Механизм прижима катушки с отработанной лентой - наличие

4. Модульная конструкция, позволяющая отсоединить узел от устройства - наличие.

Также на основании расположен инфракрасный диффузно-рефлекторный датчик, который позволяет устройству определить наличие продукт, на который нужно нанести этикетку, в зоне печати (на конвейерной ленте).

Также на основании расположен управляющий модуль. Управляющий модуль предназначен для управления всеми модулями и узлами устройства. Он обеспечивает печать этикеток, сбор информации со всех датчиков устройства, контроль работоспособности устройства и детектирование ошибок, взаимодействие с внешними системами и управляющим ПО технологической линии. Также предпочтительно осуществить подключение к управляющему модулю дополнительных сигналов: выходной сигнал на управление устройством, входные сигналы от датчиков и интерфейс CAN для возможного прямого взаимодействия с контроллером (получения скорости движения линии, сигналов аварии).

Основные функции управляющего модуля:

1. Управления модулем печати

2. Управление модулем протяжки и смотки риббона

3. Управление модулем автоматической намотки использованной этикет-ленты

4. Получение сигналов с датчиков этикетки, обрыва риббона

5. Получение сигналов с датчиков продукта

6. Подача сигнала на блок-аппликатор

7. Получение заданий на печать этикеток

8. Взаимодействие с пользователем через HMI

9. Взаимодействие с конвейерной линией через интерфейс CAN.

Предпочтительно в управляющем модуле обеспечить места под дополнительные разъемы с целью унификации и обеспечения возможности подключения к модулю внешних исполнительных механизмов, таких как, например, аппликаторы в исполнении модуля в принтерах с функцией аппликации.

При этом управляющий модуль состоит из процессорного модуля, модуля ввода-вывода и схемы питания. Процессорный модуль отвечает за управление изделием в целом, прием заданий на печать по интерфейсу Ethernet, формирование очереди печати и передачи изображений на модуль ввода вывода, а также управление модулем HMI. Модуль ввода-вывода построен на связке микроконтроллеров функционирующих в режиме Realtime, что является необходимым в задаче переноса изображений на этикетку, поскольку при печати требуется строгая синхронность управления шаговыми двигателями принтера, а также отсутствие задержек при передаче управляющих сигналов на ТПГ. Схема питания получает напряжения 12 В и 5 В от модуля питания и распределяет их по плате управляющего модуля.

Также на основании расположен модуль питания, который предназначен для приема устройством сетевого питающего напряжения 220 В, защиты внутренних цепей устройства от возможных скачков напряжения, формирования необходимых управляющему модулю и остальным узлам устройства питающих напряжений, а также реализацию механизма аварийной остановки устройства. Предпочтительно модуль питания обеспечивает следующие характеристики:

1. Диапазон питающих напряжений от 110 до 250 В

2. Защита от скачков сетевого напряжения

3. Формирования выходных напряжений 5 В и 12 В для питания узлов устройства

4. Обеспечение достаточного выходного тока для питания всех узлов устройства.

Предпочтительно, что бы модуль питания обеспечивал минимум 50% запас по мощности для обеспечения питанием внешних исполнительных механизмов, таких как, например, аппликаторы, при использовании модуля в устройствах с функцией аппликации.

Также на основание расположен модуль пользовательского интерфейса, представляющий собой сенсорный экран, на котором пользователь может выбирать параметры печати, просматривать состояние устройства и выполнять другие операции. Предпочтительно пользовательский интерфейс выполняет следующие функции:

1. Выбор настроек печати (разрешение, скорость печати, тип этикеток и т.д.)

2. Просмотр состояния устройства (уровень чернил, ошибки и т.д.)

3. Управление подачей этикеток

4. Калибровка устройства

5. Диагностика ошибок

6. Обновление прошивки устройства

7. Создание и редактирование шаблонов этикеток

8. Регулировка и отображение скорости движения конвейера

9. Выбор типа аппликатора

10. Конфируровать время задержки аппликации этикетки от сигнала датчика.

Устройство также содержит узел подачи этикет-ленты, который выполнен в виде выносного не вращающегося вала с независимой системой управления, снабженного электроприводом и демфирующим механизмом. Устройство выполнено отдельным модулем, поскольку это позволяет использовать катушки большего диаметра, что обеспечивает уменьшение простоя конвейера для перезаряда ленты. Предпочтительно реализовать конструкцию узла подачи этикет-ленты для устройства таким образом, чтобы данный узел вставал на посадочное место стандартного узла подачи этикет-ленты, однако находился на большем расстоянии от печатающего механизма для обеспечения возможности использования катушек большего диаметра. При этом электропривод используют на базе шагового двигателя с демпфирующим механизмом типа «dancing arm», что позволит обеспечить плавность и равномерность подачи ленты в узел печати.

Узел подачи этикет ленты предпочтительно обеспечивает следующие характеристики:

1. Максимальная ширина ленты - 110 мм

2. Максимальный диаметр катушки с этикет-лентой - 250 мм

3. Механизм прижима катушки с этикет-лентой - наличие

4. Модульная конструкция, позволяющая отсоединить узел от устройства - наличие.

4. Демпфирующий механизм подачи этикет-ленты - наличие.

Дополнительно устройство содержит узел аппликации валиком, который применяют при необходимости прикатывания напечатанной этикетки к продукту, следующему по конвейерной ленте, при помощи мягкого валика.

Дополнительно устройство содержит узел воздушной аппликации, который применяют при необходимости нанесения этикеток на продукцию неправильной формы при помощи струи сжатого воздуха воздушно-импульсным способом. Предпочтительно данный узел выполнен в виде воздушно-импульсного модуля, который представляет собой воздушно-струйное устройство, которое содержит вытяжной вентилятор, предназначенный для создания вакуума внутри вакуумной коробки. Воздушно-струйное устройство должно крепиться к торцевой стороне устройства с непосредственным примыканием к узлу отделения этикетки от этикет-ленты.

Дополнительно устройство содержит узел нижней аппликации, который выполнен в корпусе и обеспечивает нанесение этикетки на нижнюю поверхность продукта, следующего по конвейерной ленте, который состоит из механизма протяжки, состоящим из этикетки со смотчиком, подложки, этикетки, механизма протяжки рибона с устройством, смотки, рибона, термопечатающего механизма и термоголовки, а также системой подачи этикетки, представляющей собой треугольный конвейер, снабженный лентой и работающий синхронно с конвейером, протяжки. Этикетку наносят механическим путем путем протяжки этикетки выше уровня конвейера при работе конвейера, продукт заезжает на эту этикетку своей собственной скоростью, за счет скорости конвейера и прикрепляет к себе этикетку.

Корпус устройство расположен на стойке, которая крепится к конвейеру. Стойка предназначена для размещения устройства в непосредственной близости от конвейерной ленты по которой следует маркируемая продукция. При верхнем и боковом способе аппликации устройство должно располагаться в вертикальной или боковой плоскости соответственно. При этом предпочтительно предусмотреть механические регулировки положения устройства по горизонтали и вертикали для подстройки его расположения под размеры продукта и обеспечения точного и бесперебойного нанесения маркировки. Погрешность регулировки положения устройства относительно ленты конвейера должна составлять не более 1 мм в каждой из плоскостей. Ход регулировок должен составлять не менее полуметра для обеспечения применимости устройства к широкому ассортименту маркируемых продуктов. Кроме того, предпочтительно обеспечить возможность жесткого крепления стойки к раме конвейера для уменьшения погрешности нанесения маркировки вследствие рабочих вибраций.

Основные характеристики предложенного устройства приведены в таблице 1.

Работа устройства может быть проиллюстрированная следующим примером. Устройство подключают к сети, включают питание, открывают крышку отсека рулона-этикетки, отодвигают зажим термоголовки. Проверяют отсутствие посторонних предметов в механизме печати. Вставляют этикет-ленту и риббонн. Переводят зажим термоголовки в рабочее положение. Нажимают кнопку протяжки этикетки и откалибровывают датчик зазора этикеток. После того, как убедились, что устройство не выдает на информационном экране никаких ошибок и устанавливают статус ОК. Подключают устройство к компьютеру, запускают программное обеспечение и вводят в устройство параметры (шаблон) этикеток. Затем используя программное обеспечение создают текстовые поля и конструируют штрих код, используя программное обеспечение для коммутации с иными периферийными устройствами, такими как весы. Оправляют команду на пробную печать этикетки. Дале, необходимо убедиться, что печать без видимых деффектов и пропущенных (блеклых) областей печати. В случае неудовлетворительного качестве печати необходимо произвести настройку параметров устройства в меню устройства используя навигацию экранного меню и функциональных клавиш устройства. Если качество печати не исправляется, необходимо произвести замену неисправных запасных частей механизма печати, таких как термоголовка и силиконовый прижимной валик. Если качество печати удовлетворительно, то устройство готово к работе.

На основании всего вышесказанного, а также с учетом представленных характеристик устройства можно сделать вывод о том, что представленное устройство обеспечивает быстрое проведение процесса маркировки любого вида товара, в том числе, за счет отсутствия необходимости прерываться на его ремонт.

Изобретение относится к промышленному оборудованию для нанесения текстовой и графической информации на упаковку товара, на сам товар. Устройство для маркировки товара содержит корпус, расположенный на стойке крепления к конвейеру, внутри которого расположено основание, на котором закреплены: узел печати этикет-ленты, состоящий из термоголовки, прорезиненного вала протяжки этикет-ленты, риббона, механизма прижима вала к термоголовке, датчика зазора этикет-ленты, механизма регулировки ширины этикет-ленты, шагового двигателя; узел протяжки и смотки риббона, выполненный в виде невращающегося вала; узел автоматической намотки использованной этикет-ленты, состоящий из вращающегося вала с закрепленной на нем втулкой под отработанную ленту и электропривода; инфракрасный диффузно-рефлекторный датчик; управляющий модуль, состоящий из процессорного модуля, модуля ввода-вывода, схемы питания; модуль пользовательского интерфейса, модуль питания. Также устройство содержит узел подачи этикет-ленты в виде выносного невращающегося вала с независимой системой управления, снабженного электроприводом и демфирующим механизмом. Технический результат - создание универсального и надежного устройства печати и наклеивания этикеток на товары (маркировки), следующие по конвейерной ленте, обеспечивающего быструю и эффективную работу. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Устройство для маркировки товара, характеризующееся тем, что содержит корпус, расположенный на стойке крепления к конвейеру, внутри которого расположено основание, на котором закреплены:

- узел печати этикет-ленты, который состоит из термоголовки, прорезиненного вала протяжки этикет-ленты, риббона, механизма прижима вала к термоголовке, датчика зазора этикет-ленты, механизма регулировки ширины этикет-ленты, шагового двигателя;

- узел протяжки и смотки риббона, выполненный в виде невращающегося вала;

- узел автоматической намотки использованной этикет-ленты, который состоит из вращающегося вала с закрепленной на нем втулкой под отработанную ленту и электропривода;

- инфракрасный диффузно-рефлекторный датчик;

- управляющий модуль, который состоит из процессорного модуля, модуля ввода-вывода, схемы питания;

- модуль пользовательского интерфейса;

- модуль питания,

- также устройство содержит узел подачи этикет-ленты, выполненный в виде выносного невращающегося вала с независимой системой управления, снабженного электроприводом и демфирующим механизмом.

2. Устройство для маркировки товара по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит узел аппликации валиком, выполненный в виде мягкого валика.

3. Устройство для маркировки товара по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит узел воздушной аппликации, выполненный в виде вытяжного вентилятора.

4. Устройство для маркировки товара по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит узел нижней аппликации.

5. Устройство для маркировки товара по п. 1, отличающееся тем, что узел подачи этикет-ленты выполнен съемным.