Máquina de Impressão e Inspeção a Jato de Tinta

I. Descrição do Projeto e do Equipamento

1. Nome do Projeto

Sistema de Inspeção de Garrafas PET para Verificação de Tampa, Anel de Inviolabilidade, Nível de Líquido e Código de Jato de Tinta

2. Função do Sistema

O sistema é concebido para inspeção contínua de qualidade em linha de garrafas PET. Monitoriza a condição da tampa, a integridade do anel de inviolabilidade, o nível de enchimento do produto e a qualidade da impressão a jato de tinta. As garrafas identificadas como não conformes são automaticamente removidas do fluxo de produção.

3. Velocidade Máxima da Linha

Até 60.000 garrafas/hora

4. Material Aplicável da Garrafa

PET

5. Volume Aplicável da Garrafa

200 mL–2 L

II. Condições Ambientais e do Local

1. Altitude de Instalação Aplicável

5–3.000 m acima do nível do mar

2. Temperatura Ambiente

5°C–40°C

3. Humidade Relativa

50%–65% UR

4. Requisitos do Local de Instalação

O cliente deve fornecer uma área de instalação com nivelamento adequado do piso, resistência estrutural e capacidade de carga. As condições do local relevantes devem cumprir as normas nacionais aplicáveis para garantir um desempenho estável e fiável do equipamento.

5. Armazenamento e Preservação

Após a entrega, o equipamento, os conjuntos e os componentes sobressalentes devem ser mantidos num ambiente de armazenamento que cumpra os requisitos aplicáveis. Para equipamentos armazenados antes da instalação, devem ser implementadas medidas adequadas de lubrificação, inspeção e preservação para proteger contra corrosão, deformação e outras formas de deterioração que possam afetar negativamente a instalação, comissionamento ou operação subsequentes.

III. Requisitos de Utilidades

1. Fornecimento de Eletricidade

220 VCA, 50 Hz, monofásico

O fornecimento de energia elétrica será da responsabilidade do cliente. Qualquer tensão especial ou configuração elétrica deve ser especificada antes do projeto e fabrico do equipamento. Alterações ao requisito de energia padrão podem afetar a configuração técnica, o prazo de produção e o custo final do equipamento.

2. Consumo de Energia

Aproximadamente 2,4 kW

3. Alimentação de Controlo

24 VCC

4. Ar Comprimido

4–12 Pa

O cliente será responsável por fornecer a tubagem de ar comprimido desde a fonte de ar da fábrica até ao ponto de ligação da unidade principal de inspeção.

Nota: A especificação do ar comprimido deve ser reconfirmada antes da libertação final. 4–12 Pa é invulgarmente baixo para equipamento pneumático industrial e pode ter sido pretendido como 4–12 bar ou 0,4–1,2 MPa.

IV. Configuração do Sistema e Processo de Inspeção

1. Disposição da Instalação

O sistema de inspeção é concebido para integração direta na linha de transporte de garrafas PET existente. Deve ser posicionado na estação de inspeção especificada, de acordo com o layout real da linha de produção e a sequência do processo.

2. Defeitos a Inspecionar

O sistema pode identificar as seguintes não conformidades:

• Tampa em falta

• Tampa instalada acima da posição especificada

• Tampa inclinada ou incorretamente assente

• Anel de inviolabilidade danificado ou partido

• Nível de líquido insuficiente

• Código de jato de tinta em falta

• Impressão a jato de tinta excessiva ou anormal

3. Fluxo de Trabalho de Inspeção

Passo 1 – Registo da Garrafa e Rastreamento de Posição

Quando uma garrafa entra na área de inspeção, o sensor de posicionamento deteta a sua chegada e inicia a sequência de inspeção. O sistema de controlo atribui um ID de rastreamento único à garrafa individual e associa esse ID ao feedback de posição do codificador.

Isto permite que cada garrafa seja rastreada com precisão à medida que se move pelas secções de inspeção e rejeição.

Passo 2 – Aquisição de Imagem e Avaliação

O sinal de posicionamento é utilizado para coordenar a aquisição de imagens. As câmaras são acionadas para inspecionar três áreas designadas da garrafa:

• Tampa e anel de inviolabilidade

• Nível interno do líquido

• Marca impressa por jato de tinta

As imagens adquiridas são transferidas para a unidade de processamento de visão para análise. O software de inspeção avalia as características relevantes de acordo com os critérios de qualidade predefinidos.

O estado de inspeção resultante é exibido no HMI (Interface Homem-Máquina) para monitorização pelo operador e é simultaneamente comunicado ao PLC (Controlador Lógico Programável) para operações de controlo subsequentes.

Nota: A inspeção por jato de tinta avalia os caracteres ou marcas impressos na garrafa/tampa, e não a condição física ou o estado operacional da impressora de jato de tinta.

Passo 3 – Rejeição Automática

Se um resultado de inspeção for considerado defeituoso, o sistema regista o ID correspondente da garrafa e continua a monitorizar a sua posição utilizando o feedback do codificador.

Quando a garrafa identificada chega à estação de rejeição, o PLC ativa o mecanismo de rejeição no momento adequado. O rejeitador remove então apenas a garrafa defeituosa correspondente, enquanto as garrafas qualificadas continuam pela linha de produção.

O processo completo integra identificação de garrafas, inspeção de imagem, processamento de resultados, rastreamento de posição e rejeição automática, permitindo que o sistema mantenha um controle de qualidade fiável mesmo em altas velocidades de produção.

4. Componentes mecânicos do equipamento

5. Composição elétrica do equipamento

6. Diagrama da estrutura do armário de teste

Detecção do nível de líquido de tamponamento (detecção do nível de líquido de tamponamento nas estações um e três)

Inspeção de impressão a jato de tinta (estação 2, inspeção de impressão a jato de tinta com câmara única)

7. Inspeção da tampa

Este módulo de inspeção utiliza três câmaras CCD instaladas em diferentes ângulos de visão para capturar um perfil visual abrangente de cada garrafa PET, reduzindo significativamente as áreas cegas e melhorando a cobertura da inspeção. Lentes óticas especialmente concebidas ajudam a minimizar a interferência da luz ambiente e a controlar a distribuição da luz, garantindo uma aquisição de imagem consistente e fiável. O sistema de visão é utilizado principalmente para identificar defeitos relacionados com as tampas, incluindo tampas em falta, tampas excessivamente levantadas, tampas mal posicionadas ou inclinadas, e tampas rachadas, danificadas ou com outros defeitos.

8. Deteção do Nível de Líquido

Este módulo de inspeção utiliza uma câmara CCD para obter imagens frontais do nível de líquido dentro de cada garrafa PET. Durante a aquisição de imagem, a garrafa é mantida estacionária para manter uma superfície líquida estável e quase horizontal. A imagem capturada é processada usando um algoritmo de visão baseado em contraste, no qual a porção preenchida abaixo da superfície do líquido é representada a preto, enquanto a área não preenchida acima é renderizada a branco. O sistema analisa então o limite entre as duas regiões e compara a sua posição com o nível de referência predefinido para determinar se o nível de líquido real está dentro do intervalo especificado ou abaixo do limiar exigido.

9. Inspeção de Impressão a Jato de Tinta

Este módulo de inspeção está equipado com uma câmara CCD para aquisição de imagens frontais das marcações de jato de tinta aplicadas tanto no corpo da garrafa como na tampa. As imagens capturadas são processadas através de um algoritmo de visão dedicado para avaliar o conteúdo impresso e identificar marcações em falta, anormais ou não conformes. Uma vez detetado um defeito de impressão, o sistema envia automaticamente o sinal de rejeição correspondente para remover a garrafa defeituosa da linha de produção. O módulo suporta múltiplas combinações de cores, incluindo impressão a preto em tampas amarelas e impressão a branco em tampas pretas, proporcionando uma inspeção fiável em diferentes condições de marcação.

10. Precisão de deteção