Новая глава в интеллектуальном контроле качества: анализ технологии лазерной маркировки и визуального контроля качества консервированных напитков, разработанной компанией Vanglaoji.

Как достигается безупречная чистота каждой банки напитка Waglaoji на высокоскоростной производственной линии, работающей со скоростью 800 банок в минуту?

В условиях растущей конкуренции в современной индустрии напитков отслеживаемость продукции и безопасность качества стали ключевыми компетенциями для компаний. Известный китайский бренд травяного чая Vanglaoji внедрил интеллектуальную замкнутую систему, сочетающую лазерную маркировку и визуальный контроль, на своей высокоскоростной линии по производству напитков в банках, обеспечив полностью автоматизированный контроль качества от маркировки до проверки и отбраковки.

Такое сочетание технологий не только решает проблемы традиционных методов маркировки (склонных к размыванию и стиранию), но и создает прочную «защитную полосу качества», позволяя производственной линии поддерживать скорость 48 000 банок в час или даже выше при достижении 100% онлайн-контроля.

01 Технические предпосылки и проблемы

Такие известные бренды напитков, как Vanglaoji, Coca-Cola, PepsiCo и другие, широко используют упаковку в банки, и требования к качеству упаковки чрезвычайно строгие. В производстве банок интегрируются передовые технологии из многочисленных отраслей, включая металлургию, химическую промышленность, машиностроение и электронику, а четкость и точность маркировки, например, даты производства, являются важнейшим звеном в системе отслеживания безопасности пищевых продуктов.

Традиционные методы струйной маркировки имеют существенные недостатки: маркировка склонна к размытию и дефектам из-за проблем с адгезией чернил. В условиях высокоскоростного производства ручная выборка подобна «поиску иголки в стоге сена», с очень высоким риском пропустить проверки.

Это может не только привести к жалобам со стороны рынка, но и нарушить цепочку отслеживания продукции, что затруднит точный отзыв продукции в случае возникновения проблем с качеством.

В условиях производства сотен банок в минуту компании Vanglaoji требовалось решение, обеспечивающее 100% точность обнаружения в высокоскоростном режиме. Именно для таких задач была разработана технология лазерной маркировки в сочетании с визуальным контролем.

02 Технология лазерной маркировки и ее преимущества

Технология лазерной маркировки представляет собой революционное усовершенствование по сравнению с традиционными методами маркировки. Она использует метод «холодной обработки» с минимальной зоной термического воздействия, что позволяет создавать четкие, стойкие маркировки на дне банки без повреждения материала банки.

• Отсутствие расходных материалов: лазерная маркировка не требует чернил, растворителей или других расходных материалов, что значительно снижает долгосрочные эксплуатационные расходы. • Превосходное качество маркировки: УФ-лазерные маркировочные машины имеют короткую длину волны (355 нм), что приводит к меньшему сфокусированному пятну и позволяет выполнять очень тонкую обработку.

• Высокая адаптивность: Для таких известных брендов, как Vanglaoji, лазерная маркировка может адаптироваться к различным поверхностям упаковки, обеспечивая единообразие маркировки.

Технология лазерной маркировки закладывает прочную основу для последующего визуального контроля, поскольку она обеспечивает стабильно высококонтрастные метки, значительно повышая точность обнаружения.

03 Принцип работы системы визуального контроля

Система визуального контроля является «интеллектуальным глазом» этой системы контроля качества. Она состоит из промышленной камеры высокого разрешения, прецизионного источника света, объектива и специализированного программного обеспечения для обработки изображений, установленных на рабочем месте за маркировочной машиной.

Рабочий процесс системы основан на адаптивных алгоритмах шумоподавления и технологии улучшения контуров. Сначала она выполняет предварительную обработку полученных изображений, затем точно выделяет область маркировки и обнаруживает дефекты.

К числу специфических возможностей обнаружения относятся:

• Проверка целостности: выявление случаев отсутствия маркировки, отсутствия маркировки (даже 30%), а также размытой или деформированной маркировки.

• Проверка содержимого: считывание дат производства и номеров партий с помощью технологии оптического распознавания символов (OCR) и сравнение их с базой данных системы для обеспечения корректности содержимого.

• Оценка положения: определение наличия смещения при нанесении маркировки, обеспечивающее единообразие маркировки.

Современные системы визуального контроля даже используют технологию глубокого обучения на основе искусственного интеллекта и оснащены высокопроизводительными графическими процессорами (GPU) для обеспечения высокоскоростного распознавания и обработки, что отвечает потребностям высокоскоростных производственных линий.

04. Системная интеграция и контроль качества в замкнутом цикле.

Истинная сила лазерной маркировки и визуального контроля заключается в интеллектуальной системе управления с обратной связью, которую они образуют, обеспечивая мониторинг качества в режиме реального времени посредством процесса «маркировка-обнаружение-обратная связь-выполнение».

Когда система визуального контроля обнаруживает изделие с некачественной маркировкой, она немедленно посылает сигнал на ПЛК, который активирует устройство отбраковки (например, толкатель или пневматическое сопло) для точного удаления дефектного изделия с производственной линии.

Система также обладает широкими возможностями регистрации данных: изображения дефектных изделий, время обнаружения и тип дефекта записываются в базу данных, что позволяет генерировать отчеты по статистическому контролю процесса для поддержки анализа качества.

В то же время система активирует звуковые и световые сигналы тревоги на месте, чтобы предупредить персонал о необходимости вмешательства, обеспечивая взаимодействие человека и машины. Такая конструкция не только повышает эффективность производства, но и создает полную цепочку отслеживания данных, отвечающую строгим нормативным требованиям, таким как требования FDA и ЕС. 05 Эффективность применения и перспективы на будущее

В реальных производственных условиях компании Vanglaoji система лазерной маркировки и визуального контроля принесла значительные преимущества:

• Достигнута 100% полная онлайн-проверка качества продукции, что полностью исключило жалобы клиентов, вызванные проблемами с маркировкой.

• Полностью автоматизированный процесс заменяет ручной отбор проб, позволяя производственной линии работать на полной скорости и максимально увеличить производственную мощность.

• Значительное снижение эксплуатационных расходов, включая сокращение штата сотрудников отдела контроля качества и предотвращение образования отходов упаковочных материалов.

• Системные отчеты SPC четко отражают потенциальные проблемы с оборудованием, что позволяет проводить прогнозирующее техническое обслуживание и переходить от «реактивного ремонта» к «проактивному техническому обслуживанию».

Благодаря активному развитию технологий Индустрии 4.0, эта система развивается в направлении повышения интеллектуальности. В будущих системах визуального контроля будет снижена зависимость от условий освещения, что еще больше повысит стабильность обнаружения.

В то же время, технология глубокого обучения обеспечит системе более высокую адаптивность, позволяя ей приспосабливаться к различным масштабам производственных сред, сохраняя при этом производительность, что обеспечит более надежную техническую поддержку управления качеством таких брендов, как Vanglaoji.

По мере развития технологий системы лазерной маркировки и визуального контроля будут совершенствоваться в сторону интеллектуальных и адаптивных решений. Будущие системы будут менее зависимы от условий освещения, сохраняя высокую точность обнаружения даже в сильно отражающих средах, таких как алюминиевые банки.

Внедрение технологии глубокого обучения снизит технический порог, позволяя производственным линиям различного масштаба использовать преимущества высококачественных решений для контроля качества. Это знаменует наш прогресс на пути к новой эре полностью интеллектуального промышленного производства.