Czytniki kodów

 

Do identyfikacji etykiet naklejonych lub przymocowanych do przedmiotów doskonale nadają się czytniki kodów. Można także za ich pomocą odczytywać kody naniesione (wygrawerowane, namalowane) bezpośrednio na przedmioty. Ułatwia to automatyzację analityki produkcji oraz stanów magazynowych, a także zarządzanie wyposażeniem.

 

Skanery kodów stały się bardzo popularne, gdyż zostały wprowadzone na masową skalę do handlu. Dopóki w sklepach nie upowszechnią się znaczniki RFID będą podstawowym narzędziem pracy zarówno kasjerów jak i magazynierów. Niewielka metka może być odczytana nawet ze stosunkowo dużej odległości, a zakodowane dane natychmiast pojawiają się w systemie.

Wraz z popularnością tego rozwiązania idzie bardzo duża podaż. Na polskim rynku dostępnych jest kilkadziesiąt modeli tych urządzeń. Występują w kilku różnych wykonaniach, w zależności od przeznaczenia. Klasyfikuje się je także na kilka sposobów, w zależności od funkcjonalności bądź rodzaju budowy.

 

Podział skanerów

Czytniki można podzielić według kilku kryteriów:

  • sposobu komunikacji,
  • rodzaju czytanych kodów,
  • zastosowanej technologii czytania kodów.

Podstawowy podział czytników to ich klasyfikacja na urządzenia przewodowe oraz bezprzewodowe. W handlu detalicznym i w produkcji najpopularniejsze są urządzenia przewodowe, natomiast w magazynach królują urządzenia bezprzewodowe, które zwykle korzystają z technologii Bluetooth, WiFi, 4G, LTE lub inne sieci radiowe.

Same kody mogą być jedno- lub dwuwymiarowe. Kod jednowymiarowy (1D) to kod kreskowy lub liniowy, a którym informacja zapisana jest w jednym wymiarze, natomiast kod dwuwymiarowy (2D), np. QR, zapisuje informacje w dwóch wymiarach (taki kod przypomina gęstą szachownicę).

Technologia odczytu kodu bazuje albo na analizie światła odbitego generowanego przez diodę lub laser (1D) albo na analizie obrazu (2D). Wchodząc dalej w szczegóły można wyróżnić skanery typu linear imager lub area imager, analizujące obraz kodu jedno- lub dwywymiarowego.

Skanery przewodowe stacjonarne mogą być przeznaczone do zabudowy. Mogą to być skanery wbudowane w ladę (pod szybą) – popularne w sklepach, skanery przemysłowe w postaci niewielkich czytników montowanych np. na końcu przenośnika (m.in. urządzenia firmy Sick, Datalogic czy Omron), a także skanery zabudowane w niewielką kolumnę stawianą na ladzie (popularne np. w niektórych aptekach). Jednak najpopularniejsze są skanery przewodowe w kształcie rękojeści, zwane skanerami ręcznymi. Komunikacja odbywa się za pomocą przewodu i łącza RS232, USB lub KBW (specjalne kable do czytników).

Wśród skanerów bezprzewodowych także najpopularniejsze są skanery ręczne, tyle, że pozbawione kabla, wyposażone w odpowiedni moduł komunikacyjny oraz zasilanie.

Ostatnio zyskują na popularności skanery do doraźnych prac z kształcie niewielkiego pudełka, podobnego do paczki papierosów. Nie są one tak wygodne jak skanery ręczne, zwykle są w odpowiedniej obudowie ochronnej, a nazywane są terminalami, gdyż mogą pełnić dodatkowe funkcje. Mogą być wyposażone w stosunkowo duże, kolorowe ekrany (np. Zebra TC57).

Na rynku pojawiły się także skanery nakładane na palec (pierścieniowe). Nie mają ekranu, ale są wystarczające do wielu prac. Ich niewielka waga predestynuje je do długotrwałej pracy magazyniera, który nie musi posługiwać się znacznie cięższym urządzeniem. Przykładem może być czytnik kodów Bluetooth HD75 z oferty HDWR.

Ponieważ technologia analizy obrazu w ostatnich latach posunęła się bardzo do przodu, pojawiły się aplikacje pozwalające zamienić każdy smartfon w skaner kodów. Bazują one na analizie obrazów, a nie analizie światła, bez względu na rodzaj zastosowanego kodu. Analiza obrazu jest natychmiastowa i pozwala na odczyt zarówno cyfr w typowym kodzie jednowymiarowym bądź informacji alfanumerycznej z kodu 2D. Wobec popularności takich rozwiązań coraz częściej można spotkać naniesione kody QR na wizytówki, reklamy lub przedmioty. Dzięki temu każdy posiadacz smartfona może natychmiast wykorzystać informację zawartą w kodzie (np. treść wizytówki lub link do strony zawierającej dany przedmiot).

 

Czytniki przemysłowe

Czytniki przemysłowe występują praktycznie w dwóch rodzajach – skanery do zabudowy w linie produkcyjną (przewodowe, specjalizowane) oraz skanery ręczne bezprzewodowe do prac magazynowych.

Skanery na liniach produkcyjnych mogą pracować z dużymi prędkościami, dochodzącymi nawet do kilkunastu tys. odczytów na sekundę. Ich koszt może być wielokrotnie większy od skanerów ręcznych, bowiem muszą radzić sobie z bardzo dużą prędkością przesuwających się kodów, muszą być odporne na zakłócenia oraz trudne warunki panująca na produkcji, muszą mieć możliwość odczytu ze stosunkowo dużych odległości, przy dużych kątach położenia kodu w stosunku do czytnika oraz mieć szerokie pole odczytu. Koszt takiego urządzenia może wynieść nawet powyżej 50 tys. zł.

Skanery przemysłowe stosuje się przede wszystkim tam, gdzie istnieje potrzeba oznaczania pojedynczych produktów (zwykle w celu ich jednoznacznej identyfikacji). Sytuacja taka ma miejsce w produkcji ściśle rejestrowanej, m.in. w przemyśle farmaceutycznym i spożywczym.

W magazynach wysokiego składowania używa się skanerów o powiększonym dystansie skanowania i komunikacji (tzw. extended range/long range) . Należy rozróżnić te dwa pojęcia – maksymalny zasięg skanowania w przeciętnym czytniku wynosi zwykle do ok. 1 m, natomiast zasięg łącza komunikacyjnego – kilka metrów. Spotyka się skanery o zwiększonym zasięgu, które potrafią odczytać kod nawet z odległości kilkunastu metrów (do 15), a transmisja jest możliwa nawet powyżej 100 m. Wyposażone są one w linie celowania, aby operator nie miał wątpliwości, który kod skanuje.

Czytniki kodów stosowane w przemyśle mogą mieć pyłoszczelne odbudowy, odporne na wilgoć (odpowiednia klasa IP) oraz upadki z dużych wysokości. Przeglądając materiały dostępne w Internecie można spotkać określenia taki jak „wytrzymała obudowa”, „super wytrzymała obudowa”, a nawet – „ultrawytrzymała obudowa”. To oczywiście nomenklatura mająca przyciągnąć uwagę potencjalnego klienta, bowiem konkurencja na tym rynku jest olbrzymia.

 

Jak wybrać skaner?

Ponieważ dostępność urządzeń jest olbrzymia, nie jest sprawą prostą wybrać te, które będą najlepsze do danego zastosowania. Najlepiej zwrócić się z zapytaniem do fachowców, mając na uwadze, że każdy będzie zachwalał sprzęt, który sprzedaje. Najrozsądniejsze w takiej sytuacji jest udanie do sprzedawcy, który ma najszerszy wachlarz urządzeń w ofercie.

Konsultant ds. Automatyki w firmie HIT – Kody Kreskowe radzi, aby zwrócić uwagę przede wszystkim na:

  • rodzaj skanowanych kodów,
  • jakość odczytywanych kodów,
  • odległość skanowania,
  • odporność/trwałość urządzenia w kontekście warunków, w jakich będzie pracować.

Sebastian Kucharski – product manager w firmie Koncept-L rozszerza tę wypowiedź: – Najważniejsze jest określenie typu kodów, jakie urządzenie ma obsługiwać – czy są to standardowe kody kreskowe (1D), kody 2D do których należą między innymi QR, czy też kody żłobione w powierzchni przedmiotu (DPM) – te ostatnie używane są w produkcji. Następnie trzeba określić dystans i gęstość kodów, a także warunki pracy, co pozwoli na wybranie sprzętu o odpowiedniej odporności na upadki oraz szczelności na wodę i pyły.

Marek Bachowski, Inżynier Wsparcia Technicznego  w firmie Pepperl+Fuchs uzupełnia, że – poza rodzajem czytanych kodów, zasięgiem odczytu oraz odległością skanowania w przypadku skanerów ręcznych ważna jest także ergonomia. – Jeśli chodzi o zastosowania przemysłowe, do często spotykanym wymogiem klientów jest odczyt niewielkich kodów, również tych wypalanych laserowo lub wybijanych na powierzchniach. W wielu przypadkach znakowana powierzchnia jest metalowa, więc silnie odbija światło. W tym przypadku z pomocą przychodzą czytniki z wbudowanym filtrem polaryzacyjnym. W zastosowaniach przemysłowych kładzie się również nacisk na łatwą integrację z systemem nadrzędnym, opartym na PLC, np. za pośrednictwem interfejsu Profinet.

W przypadku skanerów ręcznych klienci szukają skanerów o jak największej uniwersalności (odczyt kodów 1D i 2D w tym także kodów DPM), a także możliwość współpracy bezprzewodowej – mówi Sulisław Słomski. W przypadku skanerów stacjonarnych klienci szukają skanerów z możliwością odczytu przy dużych prędkościach oraz umożliwiające rekonstrukcję kodów, które nawet przy złej jakości kodów pozwolą na odczyt.

Z kolei klienci firmy Koncept-L najczęściej pytają o czytniki z funkcją odczytu kodów 2D z wyświetlaczy urządzeń oraz kodów Aztec – zaszyfrowanych kodów 2D, spotykanych np. w dowodzie rejestracyjnym pojazdu. Duże zainteresowanie budzą także czytniki OCR, które z łatwością przetworzą dane np. z dowodu osobistego, czytniki typu imager, które oprócz dekodowania, mogą zrobić zdjęcie, oraz wagoskanery, w któych waga jest wbudowana w bi-optyczny skaner.

 

W jakim kierunku zmierza rozwój czytników kodów?

Marek Bachowski zauważa: – Jeśli chodzi o skanery stacjonarne, to nadal często klienci decydują się na czytniki laserowe. Natomiast rozwój technologiczny dotyczy głównie czujników identyfikacji wizyjnej, tj. odczytów kodów za pomocą dekodowania obrazu z kamery. Czytniki te umożliwiają np. odczyt kilku kodów jednocześnie, lub też równolegle weryfikację ich zawartości lub ocenę jakości kodu. W przypadku czytników ręcznych nowości dotyczą obsługi bezprzewodowej w różnych standardach.

– Obecne czytniki mogą radzić sobie ze złą jakością kodów, mają wyższą trwałość oraz niezawodność. Z kolei urządzenia ręczne są coraz bardziej ergonomiczne przy jednoczesnej ich miniaturyzacji – zauważa Sulisław Słomski.

Sebastian Kucharski zwraca uwagę na coraz częściej stosowane czytniki RFID: – Czytniki można podzielić według pięciu technologii odczytu: laser, linear imager, imager, DPM oraz RFID. Obecnie intensywnie rozwijana jest technologia anten radiowych RFID, która znajduje zastosowanie w wielu sektorach. Technologia RFID pozwala na odczyt wielu różnych chipów w tym samym czasie od kilkudziesięciu centymetrów do nawet kilkunastu metrów. Dzięki antenom możliwe jest też przeprowadzenie inwentaryzacji w czasie kilku sekund.

 

Najpopularniejsze

Na polskim rynku dostęnych jest wiele marek czytników kodów. Są to marki takie jak: Aztec, Balluff, Bartec, CipherLab, Cognex, Datalogic, Honeywell, Intermec, Keyence, Microscan, Motorola, Omron, Pepperl+Fuchs, Sick, Symbol, Zebra. Najszersza ofera skanerów ręcznych to Zebra, Honeywell, Datalogic oraz Intermec. Najwięcej skanerów dla produkcji znajduje się w ofercie firm Datalogic, Sick, Omron i Pepperl+Fuchs.

Jakie urządzenia są najpopularniejsze wśród klientów kilku firm, które odpowiedziały na naszą ankietę?

Pepperl+Fuchs: dużą popularnością cieszy się czytnik serii OPC, np. z wbudowanym filtrem polaryzacyjnym i obsługą Profinet. Umożliwia on proste zestawienie komunikacji z PLC, odczyt kilku kodów jednocześnie. Zastosowania wbudowanego filtra polaryzacyjnego, umożliwia również odczyt kodów z powierzchni silnie odbijających światło.

HIT – Kody Kreskowe: cały czas dużym zainteresowaniem cieszą się skanery ręczne, lecz coraz większą popularnością cieszą się skanery tzw. bezobsługowe do automatycznego odczytu kodów.

Koncept-L: w bardzo wielu branżach nieoceniona jest możliwość mobilnego skanowania wielu rodzajów kodów. Tu prym wiodą bezprzewodowe czytniki 2D: Zebra DS2278, Xenon 1902, HR3280 BT Newland, czy HR52 BT Newland. Ze względu na rosnący segment urządzeń samoobsługowych, na zainteresowaniu zyskują czytniki kioskowe, na przykład Zebra DS457, Zebra MS 4717 oraz nowy Newland FM430. Spośród czytników stacjonarnych wysoką pozycję zajmują DS9308 Zebra, Newland FR4080 Koi i Zebra DS7708. Jeśli chodzi o czytniki bi-optyczne, to od lat, niezmiennie liderem jest Zebra MP700.

 

Bogusław Krasuski, Sales Manager Channel & Panel, Omron Electronics

Technologia kodów kreskowych

Technologia kodów kreskowych stosowana jest przede wszystkim w branży farmaceutycznej, medycznej, elektrycznej, motoryzacyjnej i lotniczej. Jednak rozwiązania w zakresie kodów kreskowych są bardzo zróżnicowane. Metody drukowania i czytniki muszą pasować do konkretnej aplikacji, co również określa sposób przetwarzania danych. Kody kreskowe mogą występować w formie naklejanej etykiety czy nadruku bezpośredniego lub zostać wykonane za pomocą technologii znakowania bezpośredniego (Direct Part Marking – DPM), takich jak wypalanie laserowe lub wyżłabianie. Przy wyborze odpowiedniego systemu firmy w dużej mierze polegają na fachowych poradach.

Technologia weryfikacji kodów kreskowych firmy Omron umożliwia dokonywanie pomiarów zgodnie ze standardem jakości kodów ISO, dzięki czemu dostawcy mogą zagwarantować jakość kodu wymaganą przepisami rządowymi lub potrzebami klienta. Zweryfikowane kody są czytelne w każdych okolicznościach. Na przykład zintegrowane rozwiązania offline zostały opracowane w celu weryfikacji symboli 1D i 2D oraz zapewnienia raportów z testu. Umożliwiają one sprawdzenie symboli (kodów) natychmiast po wydrukowaniu ich na linii produkcyjnej, aby upewnić się, że żaden kod niskiej jakości nie opuszcza fabryki. Weryfikatory offline i online można łatwo zintegrować z drukarkami, znacznikami i liniami produkcyjnymi.

Gdy zweryfikowane etykiety i kody kreskowe zostają umieszczone na produkcie, muszą one następnie zostać odczytane na różnych etapach łańcucha dostaw, aby powiązać je z nowymi lub istniejącymi już w bazie informacjami. Dotyczy to produkcji, logistyki opakowań i sprzedaży – są to bardzo różne obszary o różnych warunkach środowiskowych. Wszystkie mają również dość specyficzne wymagania dotyczące systemów odczytu kodów kreskowych. Z tego powodu funkcje czytników dla kodów liniowych i symbologii 2D (Data Matrix), a także wydajnych systemów przetwarzania obrazu muszą być zróżnicowane. Obecne na rynku rozwiązania obejmują niewielkie urządzenia dla wbudowanych aplikacji OEM, a także wytrzymałe czytniki dla przemysłowych środowisk produkcyjnych. Niezawodnie liniowe kody kreskowe, symbole piętrowe lub wykonane technologią znakowania bezpośredniego (DPM) można odczytywać m.in. dzięki takim funkcjom jak szybkie dekodowanie, duże pole widzenia, rekonstrukcja symboli i dynamiczne algorytmy dekodowania.

Bardzo często kluczem do przeniesienia informacji z fabryki do bazy danych na głównym serwerze jest komputer. Konfiguracja jest jednak czasochłonna i wymaga wysiłku oraz zasobów, ponieważ oprócz identyfikacji kodów kreskowych trzeba zintegrować inne dane z procesu produkcyjnego. Odpowiedzią są tu kompleksowe rozwiązania, które obejmują na przykład wysokowydajne sterowniki ze zintegrowanym interfejsem bazy danych, który może komunikować się bezpośrednio z czytnikami kodów kreskowych i centralną bazą danych SQL. Umożliwia to bezproblemową komunikację pomiędzy systemami kodów kreskowych a serwerem głównym, bez potrzeby martwienia się o różne punkty integracji.

 

Zbigniew Rojek, Specjalista ds. sprzedaży, Kreski

Wybór skanera kodów

Wybór stacjonarnych skanerów przemysłowych to jedno z najtrudniejszych zadań. W przypadku tego typu urządzenia nie ma ogólnie przyjętych standardów, bowiem kluczowe jest jego zastosowanie i umiejscowienie. Oprócz samego wyboru sprzętu, cechy te definiują również sposób jego podłączenia i konfiguracji.

Skanery przemysłowe to najczęściej bardzo szybkie i precyzyjne kamery. Parametry takie jak pole widzenia, szybkość działania czy odpowiednie oświetlenie mają zasadnicze znaczenie dla prawidłowego działania urządzenia. Tego typu skanery najczęściej są stosowane w procesach kontroli jakości produktu. Na ogół są one zabudowane w specjalnych stanowiskach kontroli jakości lub przy liniach produkcyjnych, przy przenośnikach w celu weryfikacji czy produkt lub jego elementy są zgodnie z przyjętymi założeniami. Liderami wśród producentów takich skanerów są: Datalogic, Omron (dawniej Microscan), Cognex, Keynece.

W przypadku skanerów ręcznych wybór jest nieco prostszy, bowiem nie ma aż tylu istotnych czynników, które trzeba brać pod uwagę. Najważniejszymi będzie rodzaj skanowanych kodów oraz odległość od skanowanego obszaru. Większość wiodących producentów posiada w swojej ofercie skanery, które spełniają wysokie normy IP, są bardzo odporne na upadki i nadają się do pracy w ciężkich warunkach. Przodującymi na rynku urządzeniami tego typu są tutaj skanery firmy Zebra z serii 3600 oraz firmy Datalogic z serii PowerScan.

W przypadku skanerów ręcznych klienci najczęściej szukają urządzeń odpornych na upadki i warunki atmosferyczne. Zwracają przede wszystkim uwagę na odporność na wodę i niskie temperatury. Istotny jest również zasięg odczytu skanera. Użytkownicy wyjątkowo cenią sobie sprzęt, który bezproblemowo odczytuje kody zarówno z bliska (ok 10–15 cm) jak i z kilku metrów.

Aby wyjść naprzeciw oczekiwaniom konsumentów, wielu dostawców do oferowanego sprzętu proponuje bogatą gamę akcesoriów. Dzięki temu możliwe są modyfikacje funkcjonalności urządzeń, co również jest znaczącym ułatwieniem dla klientów.

 

Autor Tomasz Kurzacz

 

Tekst w wersji PDF poniżej lub proszę kliknąć link do pobrania pliku PDF

 

GM_2020_1_30_33_Czytniki_kodow
Authors
Góra
English