Технология обнаружения дефектов клея в бумажной упаковке: комплексный анализ: от традиционного ручного управления до интеллектуальной замкнутой системы
1. Важность обнаружения дефектов клея в бумажной упаковке
В современном промышленном производстве бумажная упаковка широко используется в пищевой, косметической, фармацевтической, электронной и многих других отраслях. Процесс нанесения клея является важнейшим этапом, обеспечивающим герметичность, структурную прочность и внешний вид бумажной упаковки. Высококачественное нанесение клея обеспечивает долговечность и безопасность упаковки, предотвращая отсыревание, порчу и протечки содержимого. Дефекты процесса нанесения клея, такие как неравномерное нанесение клея, разрывы клея или образование пузырьков воздуха, напрямую влияют на качество герметизации и общее качество упаковки, что может привести к порче продукта, ухудшению его внешнего вида и даже к жалобам покупателей.
На высокоскоростных производственных линиях традиционные методы ручного контроля уже не отвечают высоким требованиям современной промышленности к эффективности и стабильному качеству. Поэтому разработка и применение эффективных и точных автоматизированных систем обнаружения дефектов при дозировании клея стали важным техническим средством повышения качества продукции и снижения производственных затрат.
2. Распространенные дефекты и их последствия при нанесении эпоксидной смолы в бумажной оболочке. В процессе нанесения эпоксидной смолы в бумажной оболочке могут возникнуть различные дефекты. В зависимости от формы и расположения их можно разделить на следующие категории:
Внешние дефекты:К ним относятся, главным образом, недостаточное количество клея (недостаточное количество клея, приводящее к слабому склеиванию), избыток клея/перелив (выход клея за пределы области нанесения, что ухудшает эстетику), прерывистость клея (прерывистость клеевого пути, приводящая к нарушению герметичности) и отклонение положения (отклонение клеевого пути от заданной траектории). Эти дефекты обычно можно обнаружить визуально.
Внутренние дефекты:К ним относятся, главным образом, пузырьки воздуха (воздух, попавший в полости, образовавшиеся в результате воздействия клея) и расслоение/неполная адгезия (недостаточная адгезия клея к поверхности подложки). Эти дефекты часто скрыты и требуют специальных инструментов для обнаружения.
Дефекты производительности:Они в основном проявляются в недостаточной прочности сцепления и плохой герметизации, что требует оценки с использованием физических или химических методов.
Таблица: Основные типы дефектов и их влияние на эпоксидный клей в бумажной оболочке
| Категория дефекта | Конкретные проявления | Влияние на качество продукции |
| Внешние дефекты | Недостаточное количество клея, избыток клея, поврежденный клей, отклонение положения | Сниженная герметичность, плохой внешний вид, недостаточная прочность конструкции |
| Внутренние дефекты | Пузыри, расслоение, неплотное прилегание | Потенциальное нарушение герметичности, недостаточная прочность соединения |
| Дефекты производительности | Недостаточная прочность сцепления, плохая герметизация | Сокращение срока службы продукта, снижение защитной функции |
3. Основные технологии обнаружения и их принципы
В настоящее время технологии обнаружения дефектов эпоксидного клея на бумажной основе в основном делятся на две категории: традиционные методы обнаружения и современные технологии автоматического обнаружения.
3.1 Традиционные методы обнаружения
Метод простукивания: слегка постучите по склеиваемой поверхности небольшим молотком и по звуку оцените качество склеивания. Чёткий звук указывает на хорошее склеивание, глухой — на некачественное.
Метод визуального контроля: инспекторы непосредственно осматривают соединения склеиваемых деталей на предмет наличия трещин, разрывов и недостаточного количества клея.
Метод испытания под давлением: Для склеенных деталей, находящихся под давлением, проведите испытание на герметичность в соответствии с рабочей средой и рабочим давлением, чтобы проверить наличие утечек.
Метод взвешивания: Сравните изменение веса упаковочной коробки до и после нанесения клея, чтобы определить, соответствует ли дозировка клея требованиям.
3.2 Современные автоматизированные технологии контроля
Технология машинного зрения: использование промышленных камер для получения изображений процесса нанесения клея. Процессор машинного зрения обрабатывает, анализирует и идентифицирует изображения для определения состояния нанесения клея. Для контроля сложных внутренних стенок упаковочных коробок нестандартной формы существующие технологии используют механизмы слежения, позволяющие инспекционному устройству перемещаться вдоль контура внутренней стенки упаковочной коробки, обеспечивая полный охват.
Технология ультразвуковой диагностики: ультразвуковые волны излучаются ультразвуковым передатчиком. После прохождения через клей волны попадают в приёмник. Анализируя изменения сигнала, можно обнаружить внутренние дефекты клея, такие как пузырьки и трещины. Эта технология позволяет обнаружить внутренние дефекты, невидимые невооружённым глазом.
Инспекция с использованием искусственного интеллекта: модель семантической сегментации используется для извлечения информации из изображения методом глубокого обучения и определения области склеивания. Дефекты затем идентифицируются на основе распределения этих областей. Этот метод эффективно устраняет помехи, такие как отражение клея, и повышает точность контроля.
Технология инфракрасного тепловизионного обнаружения: используя особенность клея, заключающуюся в том, что температура выше температуры поверхности материала, инфракрасная тепловизионная линза используется для получения тепловых изображений клея, а дефекты в клее выявляются путём сравнения изображений. Этот метод особенно подходит для сред с высокими требованиями к чистоте, например, для линий производства средств гигиены.
Таблица: Сравнение различных технологий обнаружения
| Технология обнаружения | Основные обнаруженные дефекты | Преимущества | Ограничения |
| Машинное зрение | Недостаточное количество клея, избыток клея, поврежденный клей, отклонение положения | Бесконтактный, высокоскоростной, высокоточный | Ограниченное обнаружение внутренних дефектов |
| Ультразвуковой | Пузыри, расслоения, внутренние трещины | Может обнаруживать внутренние дефекты | Требуется соединение, относительно медленное |
| С помощью искусственного интеллекта | Различные сложные дефекты | Высокая адаптивность, высокая точность | Требуется большой объем обучающих данных |
| Инфракрасное тепловидение | Капает клей, ненормальное количество клея. | Бесконтактный мониторинг в режиме реального времени | Зависит от разницы температур |
4 ключевых шага для внедрения эффективной системы обнаружения клея на бумажной упаковке
4.1 Анализ требований к обнаружению
Во-первых, необходимо определить цели обнаружения, включая типы выявляемых дефектов (только внешние или внутренние), требования к производственному циклу, требования к точности и бюджетные ограничения. Разные отрасли и сферы применения предъявляют разные требования к качеству нанесения клея, и, следовательно, разные акценты в решениях для обнаружения.
4.2 Проектирование системы обнаружения
На основе анализа требований разрабатывается подходящая система обнаружения. Система обычно включает в себя блок получения изображения (камера, источник света и т. д.), блок обработки изображения (визуальный процессор, программное обеспечение алгоритма) и исполнительный механизм (устройство отклонения, сигнализация и т. д.). Для упаковочных коробок сложной формы необходимо рассмотреть возможность использования специальных механических конструкций, таких как механизм отслеживания, который может повторять контур.
4.3 Разработка и оптимизация алгоритма
Разработать соответствующие алгоритмы обнаружения для разных типов дефектов. Например, для дефектов пути прохождения клея сначала можно получить изображение в оттенках серого, содержащее выявляемый путь прохождения клея. Можно определить значение шкалы серого для каждого пикселя внутри целевого пути в изображении в оттенках серого. Затем краевые пиксели можно идентифицировать на основе изменений значений оттенков серого, тем самым определяя, существует ли дефект на пути клея, и тип дефекта.
4.4 Системная интеграция и тестирование
Интегрируйте все аппаратные и программные модули, проведите тестирование системы и оптимизацию параметров, а также обеспечьте стабильную и надежную работу системы в реальной производственной среде.
4.5 Постоянное улучшение
С изменением производственных процессов и появлением новых типов дефектов система обнаружения нуждается в постоянном обновлении и оптимизации для адаптации к новым требованиям.
5 инновационных тенденций: от обнаружения до ремонта — замкнутая система
Новейшие технологические разработки вышли за рамки простого обнаружения дефектов, обеспечив комплексное обнаружение и ремонт. Например, дозирующее устройство для упаковочных коробок нестандартной формы может не только обнаруживать дефекты, перемещаясь по внутреннему контуру коробки с помощью механизма слежения, но и немедленно устранять их после обнаружения.
Эта инновационная система обычно включает в себя микровибрационный ремонтный компонент и двухрежимный ремонтный компонент, работающий в режиме «горячий-холодный», синергетический. При обнаружении дефекта в месте нанесения клея ремонтная игла проникает в клей, используя высокочастотную микровибрацию для разрушения пузырьков воздуха и перераспределения клея, восстанавливая герметичность. Одновременно с этим двухрежимный ремонтный компонент, работающий в режиме «горячий-холодный», синергетический, соответствующим образом нагревает поверхность клея во время ремонта, размягчая её для облегчения ремонта; после ремонта он кратковременно охлаждает поверхность клея, позволяя внешней поверхности быстро затвердеть, образуя защитный слой, предотвращающий внутреннюю утечку клея и значительно повышающий эффективность ремонта.
Это интегрированное решение по обнаружению и ремонту преобразует процесс из пассивного обнаружения в проактивный контроль качества, значительно повышая эффективность производства и показатели квалификации продукции.
6. Вызовы и будущие тенденции развития
Технология обнаружения дефектов эпоксидной смолы на бумажной упаковке по-прежнему сталкивается с рядом проблем, включая точность обнаружения в сложных условиях, способность определять мельчайшие дефекты, баланс скорости и точности обнаружения, а также контроль затрат на систему.
К основным тенденциям будущего развития относятся:
Повышение интеллекта:Применение технологий искусственного интеллекта и машинного обучения при обнаружении дефектов эпоксидной смолы станет более распространенным и глубоким, что повысит точность обнаружения и адаптивность.
Интеграция нескольких технологий:Несколько технологий обнаружения, таких как машинное зрение, ультразвук и инфракрасное тепловидение, будут объединены в единую систему для достижения более комплексного контроля качества.
В режиме реального времени и прогнозирование:Системы обнаружения смогут не только выявлять дефекты в режиме реального времени, но и прогнозировать тенденции качества посредством анализа производственных данных, обеспечивая превентивный контроль качества.
Стандартизация и модуляризация:Системы и процессы обнаружения будут стремиться к стандартизации и модульности, что позволит снизить сложность и затраты на внедрение, а также повысить универсальность системы.
7. Заключение
Обнаружение дефектов эпоксидной смолы в бумажной упаковке является важнейшим звеном в обеспечении качества упакованной продукции. Благодаря применению передовых технологий, таких как машинное зрение, искусственный интеллект и ультразвук, обнаружение дефектов эпоксидной смолы прошло путь от традиционного ручного визуального контроля до нового этапа автоматизации, интеллектуального и интеграционного. Будущие технологии обнаружения будут более точными и эффективными, глубоко интегрированными с другими аспектами производственной линии, формируя комплексную систему контроля качества, обеспечивая надежную поддержку повышения качества продукции и эффективности производства. Для производственных предприятий выбор подходящего решения для обнаружения дефектов эпоксидной смолы, его постоянная оптимизация и модернизация с учетом технологических достижений являются важнейшим способом повышения конкурентоспособности продукции.
