Струйная печатная и инспекционная машина

I. Описание проекта и оборудования

1. Название проекта

Система контроля ПЭТ-бутылок для проверки крышки, предохранительного кольца, уровня жидкости и струйной маркировки

2. Функция системы

Система предназначена для непрерывного контроля качества ПЭТ-бутылок в линии. Она отслеживает состояние крышки, целостность предохранительного кольца, уровень наполнения продукта и качество струйной печати. Бутылки, признанные несоответствующими, автоматически удаляются из производственного потока.

3. Максимальная скорость линии

До 60 000 бутылок в час

4. Применимый материал бутылки

ПЭТ

5. Применимый объем бутылки

200 мл–2 л

II. Экологические и площадочные условия

1. Применимая высота установки

5–3 000 м над уровнем моря

2. Температура окружающей среды

5°C–40°C

3. Относительная влажность

50%–65% относительной влажности

4. Требования к месту установки

Заказчик обязан предоставить монтажную площадку с достаточной ровностью пола, конструкционной прочностью и несущей способностью. Соответствующие условия на объекте должны отвечать действующим государственным стандартам для обеспечения стабильной и надежной работы оборудования.

5. Хранение и консервация

После поставки оборудование, узлы и запасные части должны храниться в условиях, соответствующих установленным требованиям. Для оборудования, хранящегося до монтажа, должны быть приняты соответствующие меры по смазке, осмотру и консервации для защиты от коррозии, деформации и других видов повреждений, которые могут негативно повлиять на последующий монтаж, пусконаладку или эксплуатацию.

III. Требования к инженерным сетям

1. Электроснабжение

220 В переменного тока, 50 Гц, однофазное

Электропитание должно быть организовано заказчиком. Любое особое напряжение или электрическая конфигурация должны быть указаны до проектирования и изготовления оборудования. Изменения стандартных требований к электропитанию могут повлиять на техническую конфигурацию, сроки производства и конечную стоимость оборудования.

2. Потребляемая мощность

Примерно 2,4 кВт

3. Питание системы управления

24 В DC

4. Сжатый воздух

4–12 Па

Заказчик обязан обеспечить подачу сжатого воздуха от заводского источника до точки подключения основного инспекционного блока.

Примечание: Спецификация сжатого воздуха должна быть повторно подтверждена перед окончательным выпуском. 4–12 Па — необычно низкое значение для промышленного пневматического оборудования; возможно, подразумевалось 4–12 бар или 0,4–1,2 МПа.

IV. Конфигурация системы и процесс инспекции

1. Схема установки

Система инспекции предназначена для прямой интеграции в существующую линию транспортировки ПЭТ-бутылок. Она должна быть установлена на указанном контрольном посту в соответствии с фактической компоновкой производственной линии и технологической последовательностью.

2. Дефекты, подлежащие проверке

Система может выявить следующие несоответствия:

• Отсутствие крышки

• Крышка установлена выше заданного положения

• Крышка наклонена или неправильно установлена

• Повреждённое или сломанное контрольное кольцо

• Недостаточный уровень жидкости

• Отсутствует струйный код

• Чрезмерная или аномальная струйная печать

3. Порядок проведения инспекции

Шаг 1 – Регистрация бутылки и отслеживание положения

Когда бутылка поступает в зону инспекции, датчик позиционирования фиксирует её прибытие и запускает последовательность проверки. Система управления присваивает каждой бутылке уникальный идентификатор отслеживания и связывает этот идентификатор с данными обратной связи от энкодера.

Это позволяет точно отслеживать каждую бутылку при её перемещении через участки инспекции и отбраковки.

Шаг 2 – Получение и оценка изображения

Сигнал позиционирования используется для координации захвата изображения. Камеры запускаются для проверки трех заданных зон бутылки:

• Крышка и контрольное кольцо

• Уровень жидкости внутри

• Маркировка, нанесенная струйной печатью

Полученные изображения передаются в блок обработки зрения для анализа. Программное обеспечение проверки оценивает соответствующие характеристики в соответствии с заданными критериями качества.

Результат проверки отображается на HMI (человеко-машинном интерфейсе) для мониторинга оператором и одновременно передается на ПЛК (программируемый логический контроллер) для последующих управляющих операций.

Примечание: Проверка струйной печати оценивает напечатанные символы или маркировку на бутылке/крышке, а не физическое состояние или рабочий статус струйного принтера.

Шаг 3 – Автоматическое отбраковывание

Если результат проверки признается дефектным, система записывает соответствующий идентификатор бутылки и продолжает отслеживать ее положение с помощью обратной связи от энкодера.

Когда идентифицированная бутылка достигает станции отбраковки, ПЛК активирует механизм отбраковки в соответствующий момент времени. Затем отбраковщик удаляет только соответствующую дефектную бутылку, в то время как качественные бутылки продолжают движение по производственной линии.

Полный процесс объединяет идентификацию бутылок, визуальный контроль, обработку результатов, отслеживание положения и автоматическую отбраковку, что позволяет системе поддерживать надежный контроль качества даже при высоких скоростях производства.

4. Механические компоненты оборудования

5. Электрический состав оборудования

6. Схема конструкции испытательного шкафа

Обнаружение уровня жидкости при укупорке (обнаружение уровня жидкости при укупорке на станциях один и три)

Контроль струйной печати (станция 2, контроль струйной печати с одной камерой)

7. Контроль крышки

Данный инспекционный модуль использует три CCD-камеры, установленные под разными углами обзора, для получения полного визуального профиля каждой ПЭТ-бутылки, что значительно сокращает слепые зоны и повышает полноту контроля. Специально разработанные оптические линзы помогают минимизировать влияние окружающего света и контролировать распределение освещения, обеспечивая стабильное и надёжное получение изображений. Система машинного зрения в основном используется для выявления дефектов крышек, включая отсутствующие крышки, чрезмерно приподнятые крышки, неправильно расположенные или наклонённые крышки, а также треснувшие, повреждённые или иным образом дефектные крышки.

8. Обнаружение уровня жидкости

Данный инспекционный модуль использует ПЗС-камеру для получения изображений уровня жидкости внутри каждой ПЭТ-бутылки спереди. Во время захвата изображения бутылка остается неподвижной для поддержания стабильной и почти горизонтальной поверхности жидкости. Полученное изображение обрабатывается с помощью контрастного алгоритма машинного зрения, в котором заполненная часть ниже поверхности жидкости отображается черным цветом, а незаполненная область выше нее — белым. Затем система анализирует границу между двумя областями и сравнивает ее положение с заданным эталонным уровнем, чтобы определить, находится ли фактический уровень жидкости в пределах заданного диапазона или ниже требуемого порога.

9. Проверка струйной печати

Данный модуль контроля оснащен CCD-камерой для получения изображений спереди струйной маркировки, нанесенной на корпус бутылки и крышку. Полученные изображения обрабатываются с помощью специализированного алгоритма машинного зрения для оценки нанесенного содержимого и выявления отсутствующей, аномальной или иным образом несоответствующей маркировки. При обнаружении дефекта печати система автоматически отправляет соответствующий сигнал отбраковки для удаления дефектной бутылки с производственной линии. Модуль поддерживает несколько цветовых комбинаций, включая черную печать на желтых крышках и белую печать на черных крышках, обеспечивая надежный контроль при различных условиях маркировки.

10. Точность обнаружения