Tecnologia de inspeção visual de rótulos de garrafas PET: um "olhar apurado" sobre a qualidade da embalagem

Nas linhas de produção de garrafas PET de alta velocidade, os sistemas de inspeção visual identificam com precisão vários defeitos de rótulos a uma taxa de centenas de garrafas por minuto, tornando-se uma linha de defesa crítica para garantir a qualidade do produto.

Em setores como o alimentar, bebidas e farmacêutico, as garrafas PET tornaram-se um formato de embalagem popular devido às suas propriedades leves e inquebráveis. Com o aumento contínuo da velocidade das linhas de produção, a inspeção manual já não é suficiente para satisfazer as exigências da produção moderna.

A tecnologia de inspeção por visão de máquina surgiu como uma "guardiã da qualidade" indispensável nas linhas de produção, especialmente no processo de inspeção de etiquetas. Consegue identificar eficazmente defeitos como etiquetas em falta, etiquetas com rótulos incorretos e etiquetas tortas.

1. Princípio de inspeção e componentes do sistema

O sistema de inspeção visual de rótulos de garrafas PET, baseado na tecnologia de visão por computador, realiza a inspeção automatizada da qualidade dos rótulos através da aquisição, processamento e análise de imagens. Durante a operação, uma câmara CCD de alta resolução capta imagens dos rótulos das garrafas PET que passam pela área de inspeção em diferentes ângulos.

As imagens captadas são transmitidas para a unidade de processamento de imagem, onde são submetidas a um pré-processamento e extração de características antes de serem comparadas com modelos de etiquetas padrão predefinidos. Quando são detetados defeitos não conformes, o sistema envia imediatamente um sinal, acionando um mecanismo de rejeição para remover automaticamente os produtos não qualificados da linha de produção.

Um sistema completo de inspeção visual é normalmente constituído pelos seguintes componentes principais:

Unidade de Inspeção: Inclui componentes óticos, como uma câmara CCD de alta resolução e uma fonte de luz LED, responsáveis ​​pela captura de imagens de etiquetas.

Unidade de Processamento de Imagem: Utiliza software especializado de processamento de imagem e algoritmos para analisar e interpretar as imagens captadas.

Interface Homem-Máquina: fornece uma interface interativa, exibindo o estado da inspeção, informações sobre falhas e muito mais.

Unidade de controlo: é responsável pelo controlo e coordenação geral do sistema.

Mecanismo de rejeição: consiste normalmente num atuador pneumático ou num braço robótico de classificação, responsável pela rejeição de produtos não qualificados.

2. Principais tipos de tecnologia para a inspeção de etiquetas

Tecnologia de inspeção abrangente de 360 ​​graus

Dadas as características únicas das garrafas PET cilíndricas, a operação coordenada de múltiplas câmaras é fundamental para alcançar uma inspeção abrangente dos rótulos. Ao colocar quatro câmaras CCD de varrimento de área de alta resolução em intervalos de 90 graus em redor do produto, é possível uma inspeção de 360 ​​graus da etiqueta. Outra abordagem técnica utiliza um modo de “disparo simultâneo e assíncrono”, observando etiquetas a partir de seis ângulos diferentes. Combinado com a iluminação frontal e traseira, este método exibe claramente a etiqueta e os seus defeitos. Esta solução deteta eficazmente defeitos como etiquetas em falta, etiquetas com juntas, etiquetas com perfis altos e baixos e etiquetas com perfurações.

Tecnologia de inspeção de emendas

Para contentores com ângulos de rotação incertos no transportador, o equipamento de inspeção utiliza uma estrutura de luz suave e princípios de reflexão difusa para captar imagens de 360 ​​graus do rótulo a partir de vários ângulos. Em seguida, utiliza um algoritmo patenteado de inspeção de costura para identificar automaticamente vários defeitos nas etiquetas.

Esta tecnologia é particularmente adequada para inspecionar rótulos em formatos especiais de garrafas, como garrafas quadradas, oferecendo vantagens como uma rápida velocidade de inspeção e elevada precisão.

Tecnologia de imagem óptica

O design ótico do sistema de inspeção impacta diretamente a qualidade da imagem. Uma configuração ótica telecêntrica reduz eficazmente a distorção da imagem, garantindo uma inspeção precisa e exata. Para diferentes materiais de rótulos e garrafas, o sistema utiliza diferentes métodos de iluminação, como uma combinação de iluminação frontal e traseira, para melhorar a precisão da inspeção. 3. Defeitos comuns nos rótulos e nas capacidades de deteção

Os sistemas de inspeção visual podem identificar uma variedade de defeitos de etiquetas:

Defeitos de presença de rótulos: Problemas básicos como rótulos em falta ou em falta.

Defeitos no posicionamento da etiqueta: Erros de posicionamento da etiqueta, tais como etiquetas irregulares, etiquetas deslocadas horizontalmente e etiquetas inclinadas.

Defeitos de integridade da etiqueta: Danos físicos, como fissuras nas bordas, etiquetas enrugadas, cantos empenados e perfurações.

Defeitos no conteúdo do rótulo: problemas relacionados com o conteúdo, como rótulos invertidos, rótulos cortados incorretamente, rótulos impressos incorretamente e rótulos em branco.

Erros de tipo de rótulo: rótulos incompatíveis, rótulos mistos e outros rótulos incompatíveis.

Os modernos sistemas de inspeção visual podem atingir velocidades de inspeção de 36.000 a 48.000 garrafas por hora, satisfazendo as exigências das linhas de produção de alta velocidade. Utilizando algoritmos de processamento de imagem exclusivos, o sistema identifica com precisão vários defeitos no rótulo, mesmo com a garrafa ligeiramente rodada.

4. Valor da aplicação e importância na indústria

A aplicação da tecnologia de inspeção visual nos rótulos das garrafas PET traz múltiplos benefícios para os fabricantes:

Em termos de garantia de qualidade, a inspeção automatizada evita eficazmente as reclamações dos consumidores e as chamadas de mercado causadas por erros de rotulagem. Os rótulos são o principal canal de comunicação entre produtos e consumidores, e a sua clareza e precisão impactam diretamente a imagem da marca.

Para melhorar a eficiência da produção, os sistemas de inspeção visual permitem uma operação contínua 24 horas por dia, 7 dias por semana, reduzindo significativamente o tempo de inatividade e adaptando-se às exigências da produção contínua em grande escala. A capacidade de inspeção a alta velocidade do sistema (até 48.000 contentores por hora) excede em muito a eficiência da inspeção visual manual.

Do ponto de vista do controlo de custos, a inspecção automatizada reduz os custos laborais e a dependência de trabalhadores qualificados. A deteção precoce de problemas de rotulagem evita o desperdício de materiais de embalagem e reduz os custos corretivos subsequentes.

Os sistemas de inspeção visual também geram relatórios de inspeção automaticamente, documentando o estado do rótulo de cada garrafa e auxiliando na rastreabilidade da qualidade da produção. Esta característica é crucial para cumprir os requisitos de integridade de dados dos sistemas de gestão da qualidade, como as BPF e o HACCP.

5. Considerações de implementação e tendências futuras

A implementação bem-sucedida de um sistema de inspeção visual para rótulos de garrafas PET exige a consideração de diversos fatores. A seleção do equipamento deve ser avaliada de forma abrangente com base em parâmetros como a velocidade da linha, o tipo de garrafa e a precisão de inspeção necessária.

A instalação é normalmente realizada após a etiquetadora/etiquetadora de mangas para detetar e rejeitar produtos defeituosos no início do processo de embalagem. A integração do sistema deve garantir a integração perfeita do equipamento de inspeção com outros equipamentos da linha de produção, incluindo o controlo sincronizado do mecanismo de rejeição.

No futuro, a tecnologia de inspeção visual para rótulos de garrafas PET irá desenvolver-se no sentido de uma abordagem mais inteligente e integrada:

Aplicação da tecnologia de IA: a integração de modelos de aprendizagem automática melhorará a precisão da inspeção em cenários complexos (como garrafas refletoras e padrões complexos).

Integração da Internet Industrial das Coisas (IIoT): ligação com os sistemas MES e ERP para obter uma gestão inteligente de toda a linha de produção.

Aumento da velocidade de inspeção: à medida que a velocidade da linha de produção continua a aumentar, o poder de processamento dos sistemas de inspeção também continuará a aumentar.

Integração multifuncional: integração da inspeção de etiquetas com a inspeção de tampas, deteção de nível de líquido e outras funções num único dispositivo para obter uma inspeção multiparâmetro integrada.

Com os contínuos avanços tecnológicos, os sistemas de inspeção visual estão a tornar-se cada vez mais inteligentes e eficientes. Os futuros equipamentos de inspeção incorporarão inteligência artificial e algoritmos de aprendizagem automática, permitindo-lhes adaptar-se a diversos ambientes de produção e até mesmo prever potenciais problemas de qualidade.

Para os fabricantes de embalagens PET, investir em tecnologia avançada de inspeção visual não é apenas uma medida necessária para melhorar a qualidade do produto, mas também um componente essencial na construção de um sistema de fabrico inteligente. Só integrando modernas tecnologias de inspeção em todo o processo produtivo, poderão manter-se competitivos num mercado cada vez mais competitivo.