Um novo capítulo no controlo de qualidade inteligente: uma análise da tecnologia de marcação a laser e inspeção visual da Wanglaoji para bebidas em lata.

Como é possível alcançar a qualidade de zero defeitos em cada lata de Wanglaoji numa linha de produção de alta velocidade, operando a 800 latas por minuto?

Na indústria de bebidas cada vez mais competitiva de hoje, a rastreabilidade dos produtos e a segurança da qualidade tornaram-se competências essenciais para as empresas. Como uma marca de chá de ervas chinesa de renome, a Wanglaoji implementou um sistema inteligente de circuito fechado que combina a marcação a laser e a inspeção visual na sua linha de produção de bebidas enlatadas de alta velocidade, conseguindo uma monitorização de qualidade totalmente automatizada, desde a marcação até à inspeção e rejeição.

Esta combinação de tecnologias não só resolve os problemas dos métodos de marcação tradicionais (propensos a borrões e apagamentos), como também cria uma sólida "barreira de qualidade", permitindo que a linha de produção mantenha velocidades de 48.000 latas por hora ou até mais, ao mesmo tempo que alcança 100% de inspeção online.

01 Enquadramento Técnico e Desafios

A Wanglaoji, a Coca-Cola, a PepsiCo e outras marcas de bebidas de renome utilizam amplamente embalagens em lata, e os requisitos de qualidade para estas embalagens são extremamente rigorosos. O fabrico de latas integra tecnologias avançadas de diversos setores, incluindo a metalurgia, a engenharia química, a mecânica e a eletrónica, e a clareza e precisão das marcações, como as datas de produção, são um elo crucial no sistema de rastreabilidade da segurança alimentar.

Os métodos tradicionais de marcação a jato de tinta apresentam desvantagens significativas: as marcações são propensas a manchas e defeitos devido a problemas de aderência da tinta. Num ambiente de produção de alta velocidade, a amostragem manual é como "encontrar uma agulha num palheiro", com um risco muito elevado de inspecções perdidas.

Isto pode não só gerar reclamações no mercado, como também perturbar a cadeia de rastreabilidade do produto, dificultando a recolha precisa dos produtos caso ocorram problemas de qualidade.

Perante velocidades de produção de centenas de latas por minuto, a Wanglaoji necessitava de uma solução que garantisse 100% de precisão na deteção em ambiente de alta velocidade. A marcação a laser combinada com a tecnologia de inspeção visual foi desenvolvida precisamente neste contexto.

02 Tecnologia de marcação a laser e as suas vantagens

A tecnologia de marcação a laser representa uma melhoria revolucionária em comparação com os métodos de marcação tradicionais. Utiliza um método de "processamento a frio" com uma zona mínima afetada pelo calor, permitindo a criação de marcações nítidas e permanentes no fundo da lata sem danificar o material.

• Funcionamento sem consumíveis: A marcação a laser não requer tinta, solventes ou outros consumíveis, reduzindo significativamente os custos operacionais a longo prazo. • Excelente qualidade de marcação: As máquinas de marcação a laser UV possuem um comprimento de onda curto (355 nm), resultando num ponto focado mais pequeno e permitindo um processamento de alta precisão.

• Elevada adaptabilidade: Para marcas de renome como a Wanglaoji, a marcação a laser pode adaptar-se a diferentes superfícies de embalagens, garantindo consistência na marcação.

A tecnologia de marcação a laser estabelece uma base sólida para a inspeção visual subsequente, uma vez que produz marcações de alto contraste de forma consistente, melhorando significativamente a precisão da deteção.

03 Princípio de funcionamento do sistema de inspeção visual

O sistema de inspeção visual é o "olho inteligente" deste sistema de monitorização da qualidade. Consiste numa câmara industrial de alta resolução, fonte de luz de precisão, lente e software dedicado de processamento de imagem, instalados na estação de trabalho atrás da máquina de marcação.

O fluxo de trabalho do sistema baseia-se em algoritmos adaptativos de redução de ruído e tecnologia de realce de bordos. Primeiro, pré-processa as imagens adquiridas e, em seguida, realiza a extração precisa da área de marcação e a deteção de defeitos.

As capacidades específicas de deteção incluem:

• Detecção de integridade: Identificação de casos sem marcação, marcações em falta (mesmo com 30% de ausência) e marcações esbatidas ou deformadas.

• Verificação de conteúdo: Leitura das datas de produção e dos números de lote através da tecnologia OCR e comparação com a base de dados do sistema para garantir o conteúdo correto.

• Avaliação da posição: Detetar se a posição da marcação está desalinhada, garantindo a consistência da marcação.

Os modernos sistemas de inspeção visual utilizam ainda tecnologia de inteligência artificial de aprendizagem profunda e estão equipados com processadores GPU de alto desempenho para alcançar reconhecimento e processamento a alta velocidade, satisfazendo as necessidades das linhas de produção de alta velocidade.

04 Integração de Sistemas e Controlo de Qualidade em Ciclo Fechado

O verdadeiro poder da marcação a laser e da inspeção visual reside no sistema inteligente de controlo em circuito fechado que formam, permitindo a monitorização da qualidade em tempo real através do processo de "marcação-deteção-feedback-execução".

Quando o sistema visual deteta um produto com marcação abaixo do padrão, envia imediatamente um sinal para o PLC (Programmable Logic Controller), acionando um dispositivo de rejeição (como uma haste de empurrar ou um bico de ar) para remover com precisão o produto defeituoso da linha de produção.

O sistema também possui capacidades abrangentes de registo de dados: imagens de produtos defeituosos, horário de deteção e tipo de defeito são registados na base de dados, gerando relatórios de controlo estatístico de processo para auxiliar na análise de qualidade.

Ao mesmo tempo, o sistema aciona alarmes sonoros e luminosos no local para alertar a equipa a intervir, possibilitando a colaboração entre humanos e máquinas. Este projeto não só melhora a eficiência da produção, como também constrói uma cadeia completa de rastreabilidade de dados, atendendo a rigorosos requisitos regulamentares, como os da FDA e da UE. 05 Eficácia da Aplicação e Perspectivas Futuras

Na produção real da Wanglaoji, o sistema de marcação a laser e inspeção visual trouxe benefícios significativos:

• Obtivemos 100% de inspeção online completa, eliminando totalmente as reclamações dos clientes causadas por problemas de etiquetagem.

• O processo totalmente automatizado substitui a amostragem manual, permitindo que a linha de produção opere à velocidade máxima e maximize a capacidade produtiva.

• Redução significativa dos custos operacionais, incluindo a diminuição da equipa de controlo de qualidade e a eliminação do desperdício de materiais de embalagem.

• Os relatórios de CEP (Controlo Estatístico de Processo) gerados pelo sistema refletem claramente os potenciais problemas dos equipamentos, permitindo a manutenção preditiva e a transição da "reparação reativa" para a "manutenção proativa".

Com o desenvolvimento aprofundado das tecnologias da Indústria 4.0, este sistema está a evoluir para uma maior inteligência. Os futuros sistemas de inspeção visual reduzirão a dependência das condições de iluminação, melhorando ainda mais a estabilidade da deteção.

Ao mesmo tempo, a tecnologia baseada na aprendizagem profunda dará ao sistema uma maior adaptabilidade, permitindo-lhe ajustar-se a diferentes escalas de ambientes de produção, mantendo o desempenho e fornecendo um suporte técnico mais robusto para a gestão da qualidade de marcas como a Wanglaoji.

Com o avanço contínuo da tecnologia, os sistemas de marcação a laser e de inspeção visual irão evoluir ainda mais, tornando-se mais inteligentes e adaptáveis. Os sistemas futuros serão menos dependentes das condições de iluminação, mantendo uma elevada precisão de deteção mesmo em ambientes altamente refletores, como as latas de alumínio.

A introdução da tecnologia de aprendizagem profunda irá reduzir as barreiras técnicas, permitindo que as linhas de produção de diferentes escalas beneficiem de soluções de inspeção de elevada qualidade. Isto marca o nosso progresso para uma nova era de fabrico industrial totalmente inteligente.