Drukarka RFID – jak drukować i kodować etykiety RFID

Drukarka RFID w jednym przebiegu robi dwie rzeczy: zapisuje dane w chipie wbudowanym w etykietę i drukuje na niej kod kreskowy oraz tekst. Etykieta z błędnie zapisanym tagiem jest od razu oznaczana napisem VOID i odrzucana. Poniżej wyjaśniamy, jak działa koder w drukarce, jak skalibrować etykiety RFID, co robić z wadliwymi tagami i jak zakodować numer EPC komendami ZPL. Wszystko według dokumentacji Zebra i z odwołaniem do modeli dostępnych w ofercie.

Jak działa drukarka RFID

Według „RFID Programming Guide” Zebra drukarka RFID zapisuje informacje w bardzo cienkich transponderach HF lub UHF zatopionych w etykietach („smart labels”). Następnie weryfikuje zapis i drukuje etykietę. Komunikacja z tagiem zachodzi wtedy, gdy transponder etykiety znajdzie się nad anteną RFID drukarki. Producent zaznacza, że zakodowanie i wydruk zwykle udają się za pierwszym razem, ale część etykiet może okazać się wadliwa – dlatego drukarka ma mechanizm ponawiania i oznaczania błędnych etykiet.

W drukarkach Zebra z oferty koder pracuje w paśmie UHF. Specyfikacje ZT411 i ZT421 opisują „w pełni zintegrowany czytnik/koder UHF EPC Gen 2 V2.1 / ISO 18000-63”. ZD621 w wersji RFID obsługuje według Zebra protokoły UHF EPC Gen 2 V2.1 i RAIN RFID z koderem RE40, a seria ZT600 – tagi UHF EPC Gen 2 V2, ISO/IEC 18000-63 i RAIN RFID. Wszystkie te modele korzystają z technologii Adaptive Encoding, która według Zebra upraszcza konfigurację RFID i znosi skomplikowane wytyczne dotyczące położenia tagu. Podstawy technologii, pasma i normy wyjaśnia artykuł RFID w firmie – jak działa i od czego zacząć.

Drukarki RFID w ofercie

Drukarki RFID znajdziesz w kategoriach drukarki etykiet półprzemysłowe (Zebra ZT231R, ZT411 RFID, ZT421 RFID, Honeywell PM45 RFID) i drukarki etykiet przemysłowe (Zebra ZT610 RFID, ZT620 RFID, Honeywell PX45 RFID i PX65 RFID, TSC Printronix T6E2R4, T6E2R6, T6E3R4, T6E3R6). Biurkowa ZD621R jest w kategorii drukarek biurkowych.

Do znakowania zasobów metalowych w ofercie jest wariant ZT411 RFID 203 dpi z zapisem RFID na metalu – karta opisuje go jako drukarkę do kodowania i weryfikacji tagów, „w tym umieszczanych na powierzchniach metalowych”. Szczegółowe porównanie serii ZT znajdziesz w artykule Zebra ZT231, ZT411, ZT421 czy ZT610. Komendy ZPL opisane niżej dotyczą drukarek Zebra. Drukarki Honeywell i TSC programuje się według dokumentacji ich producentów.

Etykiety RFID do druku i położenie inlaya

Etykieta RFID to inlay (chip z anteną) zatopiony w materiale etykiety. Według opisu kategorii etykiety RFID to etykiety z inlayem UHF „do zadruku i kodowania”. Na podłoża metalowe przeznaczone są etykiety RFID na metal. Przykłady drukowalnych etykiet on-metal, dla których producent lub karta produktu wymienia zgodność z Zebra ZT411R:

• Xerafy Metal Skin Mercury 95 MAX etykieta RFID UHF na metal – według karty katalogowej Xerafy biała powierzchnia do druku termotransferowego, 95 × 22 × 1,25 mm; wśród drukarek Xerafy wymienia Zebra ZT411R, TSC Printronix T6000e i SATO CL4NX.
• Xerafy Metal Skin Platinum 60 Max - etykieta RFID UHF na metal – karta: biała powierzchnia termotransferowa do nadruku kodów, tekstu i grafiki, 60 × 25 × 1 mm, zgodność m.in. z Zebra ZT411R.

Jak dobrać inlay do metalu, płynów czy tekstyliów, opisujemy w artykule etykiety i tagi RFID – dobór inlaya. Z punktu widzenia drukarki liczy się położenie inlaya w etykiecie. Przewodnik Zebra i wytyczne dla ZD621R podają:

• Rozstaw inlayów – minimum 16 mm, aby uniknąć sprzężenia z sąsiednimi tagami (tyle samo podają specyfikacje ZT411 i ZT421 jako minimalny rozstaw drukowanych i kodowanych tagów).
• Położenie w poprzek – w drukarkach centrujących materiał inlay powinien leżeć na środku szerokości etykiety. Typowa tolerancja wg przewodnika to ±3 mm, wg wytycznych ZD621R ±2 mm.
• ZD621R – antena kodera leży na środku toru materiału, bezpośrednio za wałkiem dociskowym. Przy etykietach dłuższych niż ok. 1 cal Zebra zaleca inlay ok. 10–15 mm od krawędzi wiodącej. Przy rozstawie poniżej 1 cala drukarka może się cofać na krótki dystans, by ustawić inlay do kodowania.
• Nadruk nad chipem – Zebra ostrzega, że druk bezpośrednio nad transponderem, zwłaszcza w okolicy układu scalonego, może mieć gorszą jakość. Nie umieszczaj tam kodu kreskowego.

Zebra radzi też, by przed zamówieniem dużej partii etykiet zawsze przetestować materiał RFID na swojej drukarce.

Kalibracja RFID: pozycja, antena i moc

Kalibracja tagu RFID to co innego niż kalibracja materiału i taśmy – instrukcje ZT411/ZT421 i ZD421/ZD621 podkreślają to wprost. Według przewodnika Zebra drukarka przesuwa etykietę RFID co 1 mm, wykonując odczyty. Na tej podstawie wybiera:

• pozycję programowania – miejsce, w którym tag jest zapisywany (wartości F0…Fxxx do przodu lub B0…B30 z cofnięciem),
• element anteny – w menu ZT411/ZT421 do wyboru A1–A4 do E1–E4,
• moc odczytu i zapisu – w zakresie 0–30 (komenda ^RW, domyślnie 16).

Ustawienia trafiają do pamięci nieulotnej. Kalibrację uruchomisz z menu RFID (RFID Calibrate), komendą ZPL ^HR albo komendą SGD rfid.tag.calibrate. Jeśli się nie powiedzie, drukarka używa ustawień domyślnych.

Jak przeprowadzić kalibrację

1. Załaduj etykiety RFID i wykonaj kalibrację materiału (w ZD621: Print > Sensors > Manual Calibration). Problemy z wykrywaniem przerw opisujemy w artykule drukarka Zebra nie drukuje lub pomija etykiety.
2. Zamknij głowicę i przesuń co najmniej jedną etykietę klawiszem FEED.
3. Zostaw na podkładzie tagi przed i za kalibrowaną etykietą – dzięki temu ustawienia nie będą kodować sąsiednich tagów.
4. Pozostaw trochę materiału wysuniętego z przodu drukarki, bo kalibracja wymaga cofania.
5. Uruchom RFID Calibrate. Według przewodnika Zebra robi się to przy każdej zmianie materiału RFID.

Ręczną zmianę pozycji programowania, anteny czy mocy przewodnik przewiduje wtedy, gdy kalibracja nie daje oczekiwanego wyniku. Przewodnik opisuje też, że w drukarkach serii ZT400 i ZT600 funkcja przeszukiwania anten (antenna sweep) pozwala pominąć kalibrację, jeśli wiadomo, że tag załadowanego materiału jest w zasięgu anteny w pozycji F0. Wymaga ona etykiet o długości co najmniej 2 cali (51 mm) i pozycji programowania F0. Osobna funkcja adaptacyjnego wyboru anteny może według Zebra spowolnić pracę przy uszkodzonych lub słabych tagach.

Weryfikacja i odrzucanie wadliwych etykiet (VOID)

Po zapisie drukarka sprawdza tag. Gdy kodowanie się nie uda, według dokumentacji ZPL drukarka wysuwa etykietę, drukuje na niej napis VOID i próbuje ponownie na kolejnej etykiecie z tymi samymi danymi. Zachowanie ustawia komenda ^RS:

Jeśli etykieta ma trafić na konkretny produkt (np. środek trwały z numerem inwentarzowym), rozważ ustawienie e = P lub E. Wtedy drukarka zatrzyma się, zamiast przejść do kolejnego zlecenia. Drukarka liczy etykiety poprawne i unieważnione (liczniki RFID Valid Count i RFID Void Count, zerowane komendą ~RO), więc łatwo sprawdzisz odsetek odrzutów dla danej partii materiału. Opcja RFID Test w menu pozwala sprawdzić odczyt i zapis pojedynczego tagu bez przesuwania materiału.

Kodowanie EPC w ZPL: ^RF, ^RS, ^RB

Do zapisu i odczytu tagu służy komenda ^RFo,f,b,n,m. Według dokumentacji Zebra:

• o – operacja: W (zapis, domyślnie), R (odczyt), S (podanie hasła dostępu) i inne,
• f – format danych: A (ASCII), H (szesnastkowy, domyślnie), E (EPC – wymaga zdefiniowania struktury komendą ^RB),
• m – bank pamięci Gen 2: E (EPC 96-bit, domyślnie), A (EPC z automatyczną korektą bitów PC – m.in. ZT400 i ZT600), 0 (Reserved), 1 (EPC), 2 (TID), 3 (User).

Najprostszy przykład z przewodnika Zebra zapisuje 12 bajtów w formacie szesnastkowym do banku EPC i drukuje tekst na tej samej etykiecie:

^XA ^FO50,50 ^A0N,65 ^FDSimple write example ^FS ^RFW,H ^FD112233445566778899001122 ^FS ^XZ

Jeśli zamiast surowego ciągu hex chcesz podawać pola numeru EPC (np. struktury SGTIN-96), zdefiniuj je komendą ^RB. Suma długości pól musi równać się długości tagu – przewodnik podaje przykład ^RB96,8,3,3,20,24,38 dla SGTIN-96. Konkretne wartości pól (filtr, partycja, prefiks firmy, numer seryjny) wynikają ze standardu GS1 EPC i systemu, który nadaje numery. Do odesłania danych z tagu do systemu nadrzędnego służy ^HV. Jak wysyłać takie formaty z ERP lub WMS, pokazuje artykuł ZPL w praktyce – druk z ERP/WMS na drukarce Zebra.

Pierwsze uruchomienie – lista kroków

1. Określ, co ma być zapisane w tagu (EPC, ewentualnie bank User) i kto nadaje numery. Jeśli nie wiesz jeszcze, czy RFID się opłaci, zacznij od artykułu RFID czy kody kreskowe.
2. Dobierz drukarkę do szerokości etykiety i wolumenu, a etykietę – do podłoża (metal, płyny, karton).
3. Przetestuj małą partię etykiet: kalibracja materiału, potem RFID Calibrate.
4. Ustaw w formacie ^RS liczbę prób i reakcję na błąd, a druk zaprojektuj tak, by kod kreskowy nie wypadał nad chipem.
5. Po zakodowaniu odczytaj tag (Read RFID Data lub ^RF z operacją R) i porównaj dane z systemem.
6. Kontroluj liczniki Valid/Void – rosnący odsetek VOID to sygnał do ponownej kalibracji lub zmiany materiału.

Planujesz kodowanie etykiet RFID i nie wiesz, którą drukarkę i jaki materiał wybrać? Napisz do nas – dobierzemy drukarkę i etykiety, wyślemy próbki etykiet do testu, a przy większym wdrożeniu przygotujemy cenę projektową i konfigurację drukarek.

Źródła

• Zebra – RFID Programming Guide for Link-OS RFID Printers (P1062165-05EN)
• Zebra Docs – ZPL ^RS (RFID Setup)
• Zebra Docs – ZPL ^RF (Read or Write RFID Format)
• Zebra Docs – ZT411/ZT421: RFID Menu
• Zebra Docs – ZT400: RFID Settings
• Zebra Docs – ZD421/ZD621: RFID Calibrate
• Zebra – RFID Media Guideline: ZD621R RFID
• Zebra – ZT411 Printer Specifications
• Zebra – ZT421 Printer Specifications
• Zebra – ZD621 Spec Sheet
• Zebra – ZT600 Series Spec Sheet
• Zebra – ZT231, specyfikacja (PL)
• Xerafy – Metal Skin Mercury 95 Max Datasheet
• Alph.pl – Drukarki etykiet półprzemysłowe
• Alph.pl – Drukarki etykiet przemysłowe
• Alph.pl – Etykiety RFID
• Alph.pl – Etykiety RFID (wg typu)
• Alph.pl – Etykiety RFID na metal