Технология контроля качества и отслеживаемости продукции с помощью струйной печати на жестяной банке объемом 1 л: ключ к повышению качества продукции и эффективности отслеживания.

За мелким кодом, напечатанным струйным принтером, скрывается обширная система контроля качества.

В таких отраслях, как пищевая, фармацевтическая и косметическая промышленность, жестяные банки объемом 1 л являются распространенной формой упаковки, предпочитаемой за их превосходную герметичность и коррозионную стойкость. Струйная печать, как носитель информации об идентификации и отслеживаемости продукции, напрямую влияет на имидж бренда компании и соответствие рыночным требованиям.

Благодаря технологическому прогрессу, контроль качества струйной печати эволюционировал от ручного визуального осмотра к автоматизированным системам контроля на основе машинного зрения, что значительно повысило эффективность и надежность производственных линий.

1. Характеристики жестяных банок и проблемы струйной печати.

Жесть (листовая сталь с оловянным покрытием), благодаря своим превосходным механическим свойствам и герметизирующим свойствам, является предпочтительным материалом для упаковки высококачественной продукции. Она не только прочна и жестка, предотвращая поломки, но и эффективно блокирует газы, влагу, свет, сохраняет вкус и защищает качество содержимого.

Технология производства жестяных банок достаточно отработана, и их можно изготавливать различных форм, чтобы удовлетворить потребности в упаковке разных продуктов.

Струйная печать на этом материале сталкивается с множеством проблем. Гладкая поверхность жести и адгезия между слоем жести и чернилами напрямую влияют на долговечность струйного отпечатка. Традиционные методы струйной печати часто страдают от таких проблем, как разрывы чернил, разрывы линий и недостаточная адгезия, что серьезно влияет на точность распознавания QR-кодов.

Кроме того, такие факторы, как вибрация, изменения освещения в производственной среде и отклонения в положении, создают проблемы для точности контроля качества струйной печати.

2. Ключевые технические принципы контроля качества струйной печати

Современные системы контроля качества струйной печати используют послойный метод обработки, разбивая процесс контроля на несколько этапов для постепенного и детального анализа.

Получение и предварительная обработка изображений

Получение высококачественных изображений имеет основополагающее значение для контроля качества. Профессиональное контрольно-измерительное оборудование обычно оснащается промышленными камерами и специальными системами освещения для обеспечения получения четких изображений, напечатанных струйным принтером. Например, некоторые системы используют промышленные камеры с рабочим расстоянием 200 мм в сочетании с симметрично расположенными источниками света, освещающими проверяемый продукт на рабочем расстоянии 50 мм.

Этап предварительной обработки изображения включает в себя такие шаги, как преобразование в оттенки серого, бинаризация, шумоподавление и коррекция наклона, направленные на улучшение качества изображения и обеспечение относительно четкого отображения символов. Эффект обработки на этом этапе напрямую влияет на точность последующей сегментации и распознавания символов. Локализация и сегментация символов

Локализация символов — важнейший этап процесса обнаружения. В современных системах для первоначальной локализации областей символов используется метод MSER (Maximally Stable Extremal Regions), за которым следует точная локализация с помощью метода связанных компонентов. Для обеспечения точной сегментации используются специализированные алгоритмы сегментации, специально разработанные с учетом характеристик символов, напечатанных на струйных принтерах с матричной печатью.

Для струйных отпечатков, содержащих как фиксированные, так и переменные символы, система сначала определяет положение ключевых слов путем сопоставления с шаблоном, а затем вычисляет точное положение переменных символов. Этот метод постепенно сужает область обнаружения, повышая точность локализации.

Извлечение и сравнение признаков

На этапе извлечения признаков система разделяет струйный рисунок на несколько подызображений, каждое из которых содержит один символ, а затем извлекает вектор признаков каждого символа. Эти векторы признаков содержат подробную информацию о характеристиках символов, таких как расположение точек и форма контура.

Процесс сравнения представляет собой не просто сравнение изображений, а скорее анализ векторов признаков соответствующих подызображений, изучение изменений характерных точек, включая точки износа, точки совпадения и вновь добавленные чернильные точки. Этот метод сравнения на основе векторов признаков повышает точность сравнения даже при повреждении частей струйного отпечатка.

Распознавание символов и анализ дефектов

На этапе распознавания символов современные системы часто используют алгоритмы глубокого обучения, такие как сверточные нейронные сети (CNN). Эти алгоритмы повышают точность обнаружения, обеспечивая при этом работу в реальном времени и отвечая требованиям высокой производительности и точности в реальном времени.

На этапе анализа дефектов система всесторонне оценивает различные проблемы качества струйной печати, включая: недопустимую ширину символов, недопустимую высоту символов, недопустимое расстояние между символами, недопустимый угол наклона символов, размытые или нечеткие символы, а также отсутствующие символы.

3. Аппаратные компоненты системы обнаружения струйной печати

Полноценная система обнаружения струйной печати включает в себя несколько ключевых аппаратных компонентов, каждый из которых выполняет свою функцию, работая при этом в комплексе.

Промышленная интеллектуальная камера — это «глаза» системы, обычно представляющие собой монохромную камеру с высоким разрешением и высокой скоростью, работающую в паре с объективом высокого разрешения с низким уровнем искажений. Эти камеры позволяют быстро фиксировать струйный отпечаток на движущихся контейнерах, гарантируя, что ни один дефект не будет пропущен из-за скорости производственной линии.

Система освещения имеет решающее значение для качества изображения. Правильное освещение может уменьшить отражения и тени, подчеркивая контраст между струйным отпечатком и фоном. Распространенные решения включают симметрично расположенные источники света RGB или поверхностный источник света, освещающий заднюю часть контейнера.

Блок обработки и управления — это мозг системы, обычно это промышленный компьютер, отвечающий за обработку изображений, оценку результатов и выдачу команд. Эффективный алгоритм гарантирует, что система сможет завершить обнаружение и принятие решения за миллисекунды.

Механизм отбраковки является исполнительной частью системы и обычно состоит из силового цилиндра и толкателя, соединенных с промышленным управляющим компьютером. При обнаружении дефектного изделия оно автоматически сбрасывается с производственной линии. Этот механизм гарантирует, что дефектная продукция не попадет на рынок.

4. Стандарты качества и стандартизированные процедуры контроля качества струйной печати.

Контроль качества струйной печати — это не просто оценка «хорошо» или «плохо», а объективная оценка, основанная на четких стандартах качества.

Стандарты обеспечения целостности струйной печати

Качественная струйная печать не должна содержать пропущенных фрагментов, а напечатанная информация должна быть полной и точной. Система обнаруживает пропущенные фрагменты, неполные отпечатки (пропущено более 15% — считается дефектом), дублирующиеся изображения, ошибки в символах и искажения. Эти стандарты обеспечивают базовую читаемость струйной печати.

Стандарты адгезии и долговечности

Для жестяных банок адгезия чернил, напечатанных струйным принтером, имеет особое значение. Высококачественная струйная печать должна пройти несколько испытаний на прочность:

• Тест на истирание спиртом: после протирания 75%-ным спиртом не наблюдается изменения цвета или размытия.

• Тест на протирание большим пальцем: остается четким и читаемым после 15 повторных протираний пальцем.

• Тест на прочность ленты: после нанесения и удаления ленты 3M 600 не наблюдается отслаивания или потери чернил.

Стандарты коэффициента распознавания

Ключевым показателем является точность распознавания машиночитаемых кодов, таких как QR-коды и DM-коды. Высококачественная струйная печать должна обладать высокой контрастностью и равномерной точечной матрицей для обеспечения эффективного считывания сканирующим оборудованием. Четкие края точечной матрицы и отсутствие растекания чернил являются характерными признаками высококачественной струйной печати.

5. Процесс и этапы внедрения контроля качества струйной печати.

Для успешного внедрения системы контроля качества струйной печати необходимо следовать научно обоснованному процессу, обеспечивающему бесшовную интеграцию с производственной линией.

Первым шагом является интеграция и установка системы. Необходимо установить систему визуального контроля качества струйной печати на производственной линии, обеспечив точное позиционирование камеры, источника света и механизма отбраковки. Систему следует устанавливать после струйного принтера для немедленной проверки качества струйной печати.

На этапе настройки параметров и обучения шаблонов операторы устанавливают параметры обнаружения через удобный пользовательский интерфейс. Современные системы, как правило, используют интеллектуальные инструменты обучения; простая установка образца подходящей продукции позволяет машине автоматически обучаться и осваивать критерии оценки.

На этапе проверки, когда проверяемая банка проходит под камерой, датчик запускает камеру для съемки, и система выполняет анализ струйного отпечатка в реальном времени. Этот процесс полностью автоматизирован и не влияет на нормальную работу производственной линии.

Обработка результатов и обратная связь являются заключительными этапами. На основе результатов проверки система удаляет дефектные изделия из производственного потока и регистрирует данные проверки, обеспечивая основу для мониторинга производственного процесса и отслеживания качества.

Благодаря технологическому прогрессу, технология контроля качества струйных принтеров развивается в направлении повышения интеллектуальности и эффективности. В будущих системах будут интегрированы более мощные алгоритмы искусственного интеллекта, которые будут не только выявлять дефекты кодирования, но и прогнозировать потребности в техническом обслуживании струйных принтеров, предотвращая проблемы с качеством еще до их возникновения.

Для производственных компаний инвестиции в передовые системы контроля качества с использованием струйной печати являются не только необходимым средством контроля качества, но и стратегическим решением для улучшения имиджа бренда и защиты прав потребителей.

Благодаря научным методам контроля, каждая жестяная банка объемом 1 л, покидающая завод, может иметь полную идентификационную запись, что обеспечивает надежную гарантию отслеживаемости качества продукции.