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DPM – Direct Part Marking

O Direct Part Marking (ou marcação direta na peça) é um processo que permite a impressão de um código de barras (2D) diretamente em um item em vez de imprimir o código em uma etiqueta de papel. Diferentes tecnologias estão disponíveis para marcar objetos diretamente: laser/ataque químico, impressão por pontos e impressão a jato de tinta. Cada um destes métodos tem vantagens e desvantagens específicas em termos de custo e durabilidade, e facilidade de leitura.

Para rastrear uma peça através de seu ciclo de vida completo, os fabricantes a marcam com um código bidimensional (2-D) permanente, conhecido como uma Marcação Direta na Parte (DPM). Códigos 2-D são utilizados devido ao seu tamanho reduzido, correção de erro e a quantidade de dados que podem ser armazenados em comparação com o tradicional código de barras 1-D. Códigos 2-D DPM também ajudam com medidas anti-falsificação, pois são mais difíceis de reproduzir. Leitores automatizados de ID baseados em imagem possuem a única tecnologia capaz de decodificar essas marcações, pois scanners a laser são capazes de ler apenas códigos de barras 1-D lineares. A tecnologia de identificação automática elimina qualquer necessidade de inserir dados manualmente durante a produção, evitando o erro humano e aumentando a eficiência.

Em linhas de produção totalmente automáticas, as peças são tratadas e movidas por um indexador, transportador ou robô, e o leitor de identificação é montado numa posição fixa em que a marca pode ser repetidamente colocada em frente ao leitor. Da mesma forma, um leitor de apresentação opera em um ciclo de leitura contínua, executando automaticamente a tarefa de decodificação, uma vez que o operador insere a peça em frente ao leitor.

SELEÇÃO DO CÓDIGO

Grupos industriais padrões definem códigos para uma determinada aplicação como ISO 29158 (anteriormente conhecido como AIM DPM). O Grupo de Ação da Indústria Automotiva (AIAG) tem orientações assim como a Associação de Transporte Aéreo (ATA), o Departamento de Defesa dos EUA (DoD), GS1, SEMI, e outros. 

Quando especificadas, faz sentido seguir as diretrizes da indústria porque melhora a eficiência em toda a fabricação do produto e da cadeia de abastecimento. Entretanto, se nenhuma diretriz estiver disponível para a sua indústria, você poderá utilizar uma orientação existente para criar a sua própria, observando que o Data Matrix ECC200 é altamente recomendado e está claramente se tornando a escolha para a maioria das indústrias que envolvem materiais como metal, vidro, cerâmica ou plástico. 

O Data Matrix ECC200 é muito flexível, pois oferece 24 formatos quadrados e seis formatos retangulares para codificar qualquer lugar entre seis e 3116 dígitos em um código único. Ele também suporta a correção de erros Reed Solomon, que permite que um código seja decodificado com sucesso mesmo se 60% do código estiver danificado. Como esse código é de domínio público, fornecedores de equipamentos de marcação e leitura têm investido significativos recursos de P&D para melhorar o desempenho de suporte do equipamento.

PROCESSO DE MARCAÇÃO E POSICIONAMENTO

Códigos 2-D DPM são marcados na peça utilizando vários métodos, dependendo da composição do material, a aplicação da peça e as condições ambientais. Os fatores importantes que influenciam a decisão de processo de marcação incluem a expectativa de vida da peça, composição do material, o desgaste e dano ambiental e volume de produção. Outras considerações incluem textura da superfície, a quantidade de dados a serem codificados em cada peça, bem como o espaço disponível para, e localização da marca.

  • MARCAÇÃO POR PONTOS:  é conseguida pelo batimento de uma ponta de carboneto ou diamante contra a superfície do material a ser marcado.

  • MARCAÇÃO A LASER: aplica calor na peça, que faz com que a superfície derreta, vaporize ou altere, de alguma forma, a fim de produzir uma marca.

  • GRAVAÇÃO ELETRO QUÍMICA (ECE):  é um processo pelo qual uma marca é produzida a partir da oxidação do metal a partir da superfície a ser marcada através de uma impressão de stencil.

  • MARCAÇÃO A JATO DE TINTA:  precisamente propulsiona gotas de tinta para a superfície da peça criando um padrão permanente de módulos.

A localização do código em uma peça pode impactar diretamente na legibilidade do código. Ele deve ser claramente visível em todo o processo de fabricação e, sempre que possível, deve fornecer uma “zona limpa”, livre de características da peça e das bordas, ruído/textura ou outras interferências.

DADOS DE CODIFICAÇÃO E LEGIBILIDADE

Codificação de dados refere-se à quantidade de informação que está “armazenada” dentro do código Data Matrix gerado. Decidir qual informação codificar é normalmente guiada pelas especificações da empresa e/ou os requisitos do projeto de rastreabilidade. Na seleção de quais dados codificar, deve-se considerar a quantidade de espaço disponível na peça, uma vez que o tamanho do código pode afetar a legibilidade.

Legibilidade é um termo usado para definir o quão fácil ou difícil é para um leitor ler com sucesso um código. Se um código não é legível, a peça não é processada e/ou a linha de produção pára. A capacidade de um leitor para ler códigos de forma consistente através do processo é crítica. Fabricantes convivem com diferentes taxas de leitura, mas devem se esforçar para alcançar taxas de leitura de seis sigmas, o que equivale a apenas 3,4 defeitos por um milhão lidos.

Um fator que contribui significativamente para a legibilidade geral é a qualidade da marca. O processo de inspecionar a qualidade de uma marca é conhecido como verificação. O processo de verificação é definido dentro das diretrizes de sua indústria e, geralmente, acontece offline. Além da qualidade da marca, você deve considerar outros fatores que podem afetar de modo geral as taxas de leitura.

A localização bem sucedida do código dentro do campo de visão é o primeiro passo para a leitura bem sucedida. O passo seguinte é o leitor determinar quais são os módulos claros e quais são os módulos escuros. 

 

Um padrão de código com módulos que são consistentes em forma e tamanho e, entretanto, distintamente diferente de outras características sobre a superfície da peça, fornece a decodificação mais confiável. No entanto, devido à natureza de aplicações DPM, este pode ser um desafio devido á variações na textura da superfície, variações de apresentação da peça durante o processo, á variabilidade das máquinas de marcação e alterações que as peças são submetidas ao longo do seu ciclo de vida.

ESCOLHENDO UMA SOLUÇÃO

Você selecionou um tipo de código, codificação de dados, processo e local para a marca. Ótimo. Mas sua linha pode ter que ler códigos DPM em peça que recebeu de outros fornecedores, então você não pode garantir uma qualidade consistente da marca. Como você pode assegurar que escolheu um leitor capaz de lidar com sua aplicação?

O requisito mais importante é os leitores de sua linha fornecerem altas taxas de leitura, garantindo alto rendimento e total rastreabilidade. Existem três categorias de revisão durante o seu processo de avaliação para assegurar as mais altas taxas de leitura possíveis: decodificação de software, formação de imagem e facilidade de utilização. Se o leitor de ID não fornece recursos satisfatórios para essas categorias, sugerimos que você encontre um que faça.

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3 CATEGORIAS DE AVALIAÇÃO

1. Software de Decodificação

Algoritimos de leitura de código formam a base para qualquer leitor de ID baseado em imagem. Como já foi previamente discutido, existem muitas variáveis que impactam na legibilidade do código, como distorção devido à composição do material da peça, variações na apresentação da peça ou variabilidade causadas pelo processo de fabricação. Algoritimos poderosos podem ler códigos marcados em toda a superfície com qualquer tipo de degradação. Teste uma solução com maior variação de peças que você pode imaginar. Mas mesmo os algoritmos mais avançados podem obter um desempenho melhor e mais rápido com a ajuda da iluminação, resolução e ótica.

2. Formação de Imagem 

Uma solução de leitura deve tolerar mudanças de foco, contraste e degradação do código sem a necessidade de alterar as definições de parâmetros subjacentes. Teste sua configuração ajustando a abertura ou a exposição para simular uma mudança do contraste, foco para simular a mudança de profundidade do campo e posição da luz para simular os problemas de fundo. A solução de leitura que sempre lê nestas condições vai reduzir o custo de instalação e minimizar os problemas de gargalo.

Ao determinar os requisitos de resolução, a coisa mais importante a considerar é o número de pixels por módulo (PPM) que você vai precisar dentro de seu campo de visão. Leitores de alta resolução podem manter um PPM alto para um maior campo de visão, permitindo uma maior incerteza posicional. Para aplicações de altíssima velocidade, um leitor de resolução padrão geralmente fornece um desempenho mais rápido. Alguns geradores de imagens em alta resolução, no entanto, permitem que o aplicativo use apenas uma parte da imagem, o que pode criar tempos de resposta ainda mais rápidos.

A iluminação é especialmente importante para aplicações DPM envolvendo metais ou outros materiais difíceis de ler. A técnica de iluminação adequada para aplicações de marcação por ponto, por exemplo, pode realizar ou quebrar um processo. Estas marcas são difíceis de ler a menos que ajustes de iluminação possam ser feitos. Uma tecnologia de ajuste inteligente com iluminação controlável é a chave para esta aplicação.

Um leitor que permite ao usuário mudar a lente oferece uma maior adaptabilidade para o leitor a ser implantado para diferentes distâncias de trabalho com base nos requisitos do projeto de máquinas. Muitas vezes a máquina é concebida muito antes de um leitor ser considerado e, portanto, ter uma ótica flexível no leitor faz a adaptação ser mais fácil. Um leitor poderoso possui nenhuma utilidade para o usuário final se for muito difícil de implantar e manter.

3. Facilidade de Utilização

Quando os leitores são implantados, diferentes parâmetros são configurados para otimizar a aplicação. Um processo passo-a-passo deve ser intuitivo para qualquer funcionário de chão de fábrica. 

Além disso, o leitor deve ser capaz de comunicar os resultados a outro dispositivo, com fácil integração entre as redes de recursos existentes através de qualquer método de comunicação que seja necessário: Ethernet, RS-232, etc. Para estabelecer um elo de comunicação entre um leitor e um PC ao nível da empresa, verifique se o leitor suporta uma ampla gama de protocolos de rede padrão, incluindo: EtherNet / IP, PROFINET, Protocolo MC e Modbus/TCP. Esta ligação também lhe dá uma forma centralizada de gestão de seus leitores, por isso certifique-se que o leitor de ID que você selecionar lhe permita gerenciar e controlar a atividade na rede a partir de locais remotos na fábrica e além. Ter uma ferramenta fácil de configurar minimiza o tempo necessário para integrar o leitor e reduz o esforço de manutenção geral do sistema.

CONCLUSÃO 

A leitura DPM pode ser uma aplicação muito difícil que exige tecnologia e conhecimento para resolver problemas difíceis de análise da imagem. Normalmente, as empresas com experiência em visão de máquina industrial têm a experiência e tecnologia certa para fornecer as maiores taxas de leitura DPM. O fornecedor escolhido deve também ser capaz de oferecer o apoio necessário para qualificar bem a sua aplicação, guiá-lo através da instalação para obter sucesso e ter a estabilidade financeira para manter seu papel como seu fornecedor de soluções de leitura DPM para o longo prazo.

Fonte: Cognex (Guia do Especialista: Considerações sobre Marcação Direta na Peça para Linhas de Produção Automatizadas)