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RFID技术在纸箱企业应用的可行性探讨

2022-04-28 来源:丽水机械信息网

RFID技术在纸箱企业应用的可行性探讨

编者按:本文资料源自德国BHSCorrugated公司机电开发工程部经理HelmutKraus在公司的“创新日”座谈会上的演讲。

本文将探讨RFID技术对于提高瓦线和整厂生产的效率,甚至为瓦线和纸箱整厂生产带来翻天覆地的变化所起的作用。同时,还将探讨一些在实际应用RFID技术中亟待解决的问题,例如:如何在纸箱和码垛上贴置标签,以及与瓦楞纸箱行业相关的环保问题。

RFID技术简介

RFID系统的前端包含两个主要元件——读取器和“标签”,也称无线电发射应答器。这些元件需要数据处理系统支持。

标签里的编程有被贴置物品的经过选择的数据信息。读取器收集这些数据,并传送到数据处理系统。其他的周边元件也可以被安装到该系统上,如警报装置等。

标签可以有源也可以无源。如果是有源,就需要自备电能——电池。如果无源,就从读取器处获得能量。不论有源或无源头,都可以是“只读”或“读写”状态,如表格中所描述的。有源标签与无源标签的主要区别在于:

有源标签无源标签

使用电池从读取器处获得能量

读取范围更广读取范围有限

®13.5MHZ到2米

®115MHZ到8米

体积可大可小

工作寿命有限(3年到5年)寿命几乎无限长

4美元到数百美元不等UHF:15美分到10美元(价格有下降趋势)

VHF:几美分

如果无需处理特别高价值的内容,则无源标签更适合应用到普通包装中。

目前RFID系统技术的先进性包括:

l带有UHF传送功能的功能强大的第二代标签(现在的是VHF);

l抗碰撞技术,读取速度可达200条/秒;

l采用金属性油墨印刷的标签可大大降低产品价格;印刷后的天线已经面市,但只有VHF系列。

把RFID标签贴在哪里?

在瓦线上应用标签技术已经被严密地检验过。这样做的一大优点在于:可以将标签植入纸板中,而不是在纸板表面,从而更具有隐蔽性,并且能减低对标签造成的意外或刻意损伤。贴放标签的位置应该在上胶机处,在内层面纸上。

在瓦线上贴标签

进行检测时,会很多问题:

l在瓦线上贴标签的技术是否可行?

l经济成本如何?

l标签应植入纸板里还是贴在纸板表面?

l是否存在环保方面的问题?如果存在,有多严重?如何改善?

对于技术可行性,现在市场上已经出现了一些标签,其耐温性从40Cº到200Cº不等。因此只要有相关设备,植入标签技术就可行。不过,在这样的环境中印刷标签将存在一些技术困难。

在瓦线上的任何地方贴放或印刷标签都意味着增加一道与纸板加工不直接相关的工序。这需要从事该工序的设备能在每个多出口处贴标签时进行独立的横向调整。还需具备套准功能,并进行横切,以保证每张纸板上只有一个标签。并且标签不能横跨在纵切或横切处。

这种设备尚有待开发,并且很难想象如果既要求这台设备可靠,又要求节省人力操作,成本还会很低。别说这么多的附加功能,目前能在要求的温度和速度下工作的RFID标签分配机都还没有被设计或问市。

从事这项工序的设备由于空间限制,要适应和安装在现有瓦线上具有难度:投资成本与安装成本都非常高,而投入使用又可能造成额外的浪费。即使在不增加浪费的情况下,也会造成成本的巨大上升。最近,由纸箱协会(FBA)进行的研究表明由于上述原因,如果使用这种设备将导致非常差的成本利润率。

在干部设备上贴标签将解决温度问题,不过只能在纸板的表面进行。而在后续加工设备上,贴标签的工作能准确、安全地完成。

普遍认为,瓦线并不是贴RFID标签最合适的位置。后来的一些研究表明,在纸箱加工工序中贴标签,将降低相关的浪费、风险和成本。

环保问题

废水和最终的回收纸张涉及环保问题。裱贴过的铜箔天线没有进入到废水流中,也没有分解,因此它们在纸浆加工早期就被作为不可回收的颗粒除去了。

印刷过的标签中的油墨所含的银则可能存在于纸浆中,并且不能从成品原纸中消除。不过银在流动固体废料和产品中的含量都低于标准限制。

未来应用前景

在供应链中,RFID能为纸箱企业的物流与跟踪系统提供实实在在的好处。RFID发挥作用始于原纸卷,其卷心带有有源或无源的标签。若卷心无标签,等原纸卷从运输车上卸下来时,就插入编有程序的标签。原纸卷的到达状况和详细信息都通过附加在夹具上或装在传送门上的读取器自动读取。

通过原纸卷管理系统和显示器,带有夹具的卡车的司机被自动地引导到指定的储藏位置。原纸卷一到位,其状态就变为“储藏中”。

如果需要将原纸卷取出,卡车司机通过显示屏接收被需求的原纸卷的数据信息,并找到指定的位置。原纸卷在被取出时要验证其是否准确,安装到原纸架上时再进行验证其宽度、规格和长度的准确性。

使用后,将纸卷从原纸架上取下,标签则相应地被更新为“用完”或“残留长度”。剩余的纸卷被重新放回到原纸仓库。

将RFID作为综合解决方案

每一个经过编码的原纸卷的信息都可以被传送到数据库和处理器,不仅用于数据准确性核查和跟踪,也可以根据纸的级别、宽度和厚度,自动地在瓦线的干部和湿部设定间隙、压力、温度和预热卷曲数据。现在,全自动纸卷装载和卸载工具也可以买到,可节省瓦线操作的人力和成本。

在纸卷离开瓦线处,可根据有关原纸级别、纵切压痕以及横切设定的数据信息,该纸板垛的相关数据可以生成并置于标签中。目前已有设备能完成这道工序。这些标签能将数据传送到工厂管理系统处,这样,类似的自动化优势就能延伸到进程控制系统处和加工设备的进料处。同样,成品、订单排序和分配区域的信息也可以自动生成。

在加工机器上,可以给单个纸箱贴放标签,或(出于成本和实际应用的考虑)将标签印刷在每张纸板上。事实上,这将使棕色模切箱多增加一道工序,但是这将比更早进行这一步骤降低成本。

这一切都能大幅度提高整个工厂的生产效率和产能。RFID显然对于纸箱企业很有帮助,迟早将会在供应链中推广开来。

转载自: 中国食品产业网

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