Tecnologia de Inspeção por Impressão a Jato de Tinta em Latas de Folha de Flandres de 1L: A Chave para Melhorar a Qualidade do Produto e a Eficiência da Rastreabilidade

Por detrás do pequeno código impresso a jato de tinta, existe um vasto sistema de controlo de qualidade.

Em setores como o alimentar, o farmacêutico e o cosmético, as latas de folha de flandres de 1 litro são uma forma de embalagem comum, preferidas pela sua excelente selagem e resistência à corrosão. A impressão a jato de tinta, como meio de identificação e rastreabilidade do produto, impacta diretamente a imagem da marca e a conformidade com as normas de mercado da empresa.

Com os avanços tecnológicos, a inspeção de impressão a jato de tinta evoluiu da inspeção visual manual para sistemas de inspeção automatizados baseados em visão computacional, melhorando significativamente a eficiência e a fiabilidade das linhas de produção.

1. Características das latas de folha-de-flandres e desafios da impressão a jato de tinta

A folha de flandres (chapa de aço estanhada), com as suas excelentes propriedades mecânicas e capacidade de selagem, é o material preferido para o acondicionamento de produtos de elevada qualidade. Não só é forte e rígida, evitando quebras, como também bloqueia eficazmente os gases, a humidade e a luz, preservando o sabor e protegendo a qualidade do conteúdo.

O processo de fabrico das latas de folha de flandres está bastante consolidado, podendo ser moldadas em diversos formatos para satisfazer as necessidades de embalagem de diferentes produtos.

A impressão a jato de tinta neste material enfrenta diversos desafios. A superfície lisa da folha de flandres e a adesão entre a camada de estanho e a tinta afetam diretamente a durabilidade da impressão. Os métodos tradicionais de impressão a jato de tinta sofrem frequentemente de problemas como falhas na impressão, interrupções nas linhas e adesão insuficiente, o que afeta seriamente a taxa de reconhecimento dos códigos QR.

Além disso, fatores como a vibração, as variações de luz no ambiente de produção e os desvios na posição da lata representam desafios para a precisão da inspeção de impressão a jato de tinta.

2. Princípios técnicos fundamentais da inspeção de impressão a jato de tinta

Os modernos sistemas de inspeção de impressão a jato de tinta empregam um método de processamento por camadas, dividindo o processo de inspeção em múltiplas etapas para uma análise gradual e detalhada.

Aquisição e pré-processamento de imagens

A obtenção de imagens de alta qualidade é fundamental para a inspeção. Os equipamentos de inspeção profissionais são normalmente equipados com câmaras de nível industrial e sistemas de iluminação dedicados para garantir a captação de imagens nítidas de impressões a jato de tinta. Por exemplo, alguns sistemas utilizam câmaras industriais com uma distância de trabalho de 200 mm, combinadas com fontes de luz dispostas simetricamente, iluminando o produto em teste a uma distância de trabalho de 50 mm.

A etapa de pré-processamento de imagem inclui passos como a conversão para escala de cinzentos, binarização, redução de ruído e correção de inclinação, visando melhorar a qualidade da imagem e permitir que os caracteres sejam apresentados com relativa nitidez. O efeito do processamento nesta etapa afeta diretamente a precisão da segmentação e do reconhecimento de caracteres subsequentes. Localização e Segmentação de Caracteres

A localização de caracteres é uma etapa crucial no processo de deteção. Os sistemas avançados utilizam o método MSER (Regiões Extremas Maximamente Estáveis) para a localização inicial da região do caractere, seguida de uma localização precisa utilizando o método dos componentes ligados. São utilizados algoritmos de segmentação especializados para garantir uma segmentação precisa, especificamente adaptada às características dos caracteres impressos nas impressoras jato de tinta matriciais.

Para impressões a jato de tinta que contenham caracteres fixos e variáveis, o sistema determina primeiro a posição das palavras-chave através da correspondência de modelos e, em seguida, calcula a posição exata dos caracteres variáveis. Este método reduz gradualmente a área de deteção, melhorando a precisão da localização.

Extração e comparação de características

Na etapa de extração de características, o sistema divide o padrão de jato de tinta em múltiplas subimagens, cada uma contendo um único caractere, e depois extrai o vetor de características de cada caractere. Estes vetores de características contêm informações detalhadas sobre os caracteres, como a disposição da matriz de pontos e o formato do contorno.

O processo de comparação não se resume à simples comparação de imagens, mas sim à análise dos vetores de características das subimagens correspondentes, examinando as alterações nos pontos de características, incluindo pontos de desgaste, pontos de correspondência e pontos de tinta recentemente adicionados. Este método de comparação baseado em vetores de características melhora a precisão da comparação mesmo quando partes da impressão a jato de tinta estão danificadas.

Reconhecimento de caracteres e análise de defeitos

Na etapa de reconhecimento de caracteres, os sistemas modernos empregam frequentemente algoritmos de aprendizagem profunda, como as Redes Neurais Convolucionais (CNNs). Estes algoritmos melhoram a precisão da deteção, garantindo o desempenho em tempo real e atendendo aos requisitos de alta performance em tempo real e alta precisão.

Na fase de análise de defeitos, o sistema avalia de forma abrangente vários problemas de qualidade da impressão a jato de tinta, incluindo: largura de caracteres inaceitável, altura de caracteres inaceitável, espaçamento entre caracteres inaceitável, ângulo de caracteres inaceitável, caracteres desfocados ou pouco nítidos e caracteres em falta.

3. Componentes de hardware do sistema de deteção de impressão a jato de tinta

Um sistema completo de deteção de impressão a jato de tinta inclui vários componentes de hardware essenciais, cada um desempenhando a sua própria função, mas trabalhando em conjunto.

A câmara industrial inteligente é os "olhos" do sistema, utilizando normalmente uma câmara monocromática de alta resolução e alta velocidade, acoplada a uma lente de alta resolução e baixa distorção. Estas câmaras conseguem captar rapidamente a impressão a jato de tinta em recipientes em movimento, garantindo que nenhum defeito passa despercebido devido à velocidade da linha de produção.

O sistema de iluminação é crucial para a qualidade da imagem. Uma iluminação adequada pode reduzir os reflexos e as sombras, realçando o contraste entre a impressão a jato de tinta e o fundo. As soluções comuns incluem fontes de luz RGB dispostas simetricamente ou uma fonte de luz de superfície iluminando a partir da parte traseira do recipiente.

A unidade de processamento e controlo é o cérebro do sistema, geralmente um computador industrial, responsável pelo processamento de imagens, avaliação de resultados e emissão de comandos. O algoritmo eficiente garante que o sistema pode completar a deteção e a avaliação em milissegundos.

O mecanismo de rejeição é a extremidade de funcionamento do sistema, geralmente composto por um cilindro hidráulico e uma haste de empurrar, ligados ao computador de controlo industrial. Quando um produto defeituoso é detetado, é automaticamente retirado da linha de produção. Este mecanismo garante que os produtos defeituosos não chegam ao mercado.

4. Normas de Qualidade e Procedimentos Normalizados para a Inspeção de Impressão a Jato de Tinta

A inspeção de impressão a jato de tinta não é simplesmente um juízo de "bom" ou "mau", mas uma avaliação objetiva baseada em padrões de qualidade claros.

Normas de integridade de impressão a jato de tinta

Uma impressão a jato de tinta de qualidade não deve apresentar falhas e as informações impressas devem estar completas e precisas. O sistema deteta falhas, impressões incompletas (mais de 15% das falhas são consideradas defeituosas), imagens duplicadas, erros de caracteres e desalinhamento. Estes padrões garantem a legibilidade básica da impressão a jato de tinta.

Padrões de aderência e durabilidade

Para as latas de folha de flandres, a aderência da impressão a jato de tinta é particularmente importante. As impressões a jato de tinta de alta qualidade devem passar por vários testes de durabilidade:

• Teste de abrasão com álcool: Sem descoloração ou manchas após a limpeza com álcool a 75%.

• Teste de fricção com o polegar: Permanece claro e legível após 15 fricções repetidas com o dedo.

• Teste com fita adesiva: Não houve descolamento ou perda de tinta após a aplicação e remoção da fita 3M 600.

Padrões de Taxa de Reconhecimento

A taxa de reconhecimento de códigos legíveis por máquina, como os códigos QR e os códigos DM, é um indicador fundamental. As impressões a jato de tinta de alta qualidade devem apresentar um elevado contraste e uma matriz de pontos uniforme para garantir uma leitura eficiente por parte dos equipamentos de digitalização. Bordas nítidas na matriz de pontos e ausência de excesso de tinta são características das impressões a jato de tinta de alta qualidade.

5. Processo e etapas para a implementação da inspeção de impressão a jato de tinta

A implementação bem-sucedida de um sistema de inspeção de impressão a jato de tinta exige a adoção de um processo científico para garantir uma integração perfeita com a linha de produção.

A integração e instalação do sistema é o primeiro passo. Instale o sistema de inspeção visual para impressão a jato de tinta na linha de produção, garantindo o posicionamento preciso da câmara, da fonte de luz e do mecanismo de rejeição. O sistema deve ser instalado após a impressora a jacto de tinta para detectar imediatamente a qualidade da impressão.

Na fase de configuração de parâmetros e aprendizagem de modelos, os operadores definem os parâmetros de deteção através de uma interface de fácil utilização. Os sistemas modernos utilizam normalmente ferramentas de aprendizagem inteligente; basta definir uma amostra de produtos qualificados para que a máquina aprenda e domine automaticamente os critérios de avaliação.

Na fase de execução da deteção, quando a lata inspecionada passa por baixo da câmara, o sensor aciona a câmara para tirar uma fotografia, e o sistema realiza a análise em tempo real da impressão a jato de tinta. Este processo é totalmente automatizado e não afeta o funcionamento normal da linha de produção.

O processamento dos resultados e o feedback são as etapas finais. Com base nos resultados da inspeção, o sistema remove os produtos defeituosos do fluxo de produção e regista os dados da inspeção, fornecendo uma base para a monitorização do processo de produção e a rastreabilidade da qualidade.

Com os avanços tecnológicos, a tecnologia de inspeção de codificação em impressoras a jato de tinta está a caminhar para uma direção mais inteligente e eficiente. Os sistemas futuros integrarão algoritmos de inteligência artificial mais poderosos, não só identificando defeitos de codificação, mas também prevendo as necessidades de manutenção das impressoras a jacto de tinta, prevenindo problemas de qualidade antes que estes ocorram.

Para as empresas de fabrico, investir em sistemas avançados de inspeção de codificação por jato de tinta não é apenas um meio necessário de controlo de qualidade, mas também uma escolha estratégica para melhorar a imagem da marca e proteger os direitos do consumidor.

Através de métodos de inspeção científica, cada lata de folha de flandres de 1 litro que sai da fábrica pode ter um registo de identidade completo, proporcionando uma garantia fiável para a rastreabilidade da qualidade do produto.