Máquina de Inspeção de Tampas e Nível de Líquido

I. Visão Geral do Equipamento do Projeto

Título do Projeto: Sistema de Inspeção de Garrafas PET para Qualidade da Tampa, Anel de Inviolabilidade, Nível de Líquido e Código Jato de Tinta

Descrição do Projeto:
O sistema foi concebido para realizar a inspeção automatizada de garrafas PET, abrangendo o estado da tampa, a integridade do anel de inviolabilidade, o nível de enchimento do líquido e a qualidade do código jato de tinta. As garrafas que não cumprirem os requisitos de qualidade especificados são automaticamente identificadas e rejeitadas da linha de produção.

Capacidade Máxima de Produção:Até 60.000 garrafas por hora.

Tipo de Garrafa Aplicável:Garrafas PET.

Volume de Enchimento Aplicável:200 mL a 2 L.

II. Requisitos Ambientais

Altitude de Funcionamento:
O equipamento foi concebido para funcionar de forma estável em altitudes entre 5 e 3.000 metros acima do nível do mar.

Temperatura Ambiente de Funcionamento:5°C a 40°C.

Humidade Relativa:50% a 65% de humidade relativa.

Requisitos do Local da Fábrica:
O local de instalação deve cumprir as normas nacionais aplicáveis no que diz respeito à planicidade do piso, capacidade de carga estrutural e outras condições das instalações relevantes. O local deve proporcionar um ambiente adequado para o funcionamento seguro e fiável do equipamento.

Requisitos de Armazenamento e Preservação:
Após a entrega, todos os equipamentos e componentes devem ser armazenados em condições ambientais que cumpram as normas nacionais aplicáveis. Durante o armazenamento, devem ser realizadas lubrificação, proteção e manutenção de rotina adequadas para evitar corrosão, danos na superfície, deformação ou outras condições que possam afetar negativamente a instalação, comissionamento ou operação subsequentes.

III. Parâmetros de Funcionamento do Equipamento

Fonte de alimentação:
220 VAC, 50 Hz, monofásico, fornecido pelo cliente. Quaisquer requisitos especiais de alimentação elétrica devem ser confirmados antes do projeto e produção do equipamento, pois desvios da alimentação padrão podem afetar a configuração do equipamento, o prazo de entrega e o custo total.

Consumo de Potência Nominal:Aproximadamente 2,4 kW.

Tensão de Controlo:24 VDC.

Fornecimento de Ar Comprimido:
Pressão de ar necessária: 4–12 Pa. O cliente será responsável por fornecer e conectar a linha de fornecimento de ar comprimido à unidade principal do equipamento.

IV. Visão Geral do Equipamento

Local de Instalação:
A posição final de instalação será determinada com base no layout da linha de produção existente do cliente e nas condições do local.

Funções de Inspeção:
O sistema de inspeção é capaz de detetar os seguintes defeitos e condições de qualidade:

• Tampa em falta

• Tampa posicionada demasiado alta

• Tampa torta ou mal alinhada

• Anel de inviolabilidade danificado ou partido

• Nível de líquido insuficiente

• Código de jato de tinta em falta

• Impressão a jato de tinta excessiva, incompleta ou anormal

Princípio de Inspeção e Deteção:
À medida que cada garrafa PET passa pelo sensor de posicionamento, o sistema de controlo atribui e regista o ID correspondente da garrafa juntamente com a posição atual do codificador.

O sensor de posicionamento aciona então as câmaras de inspeção para capturar imagens da tampa da garrafa, do nível do líquido e da área de impressão a jato de tinta. O sistema de processamento de imagem analisa as imagens capturadas e determina se a garrafa cumpre os critérios de qualidade predefinidos.

Os resultados da inspeção são transmitidos simultaneamente para o HMI para monitorização em tempo real e para o sistema de controlo PLC. Com base nos resultados da inspeção e na posição correspondente do codificador, o PLC ativa o mecanismo de rejeição na posição adequada para remover automaticamente as garrafas defeituosas da linha de produção.

Quando a unidade de controlo recebe um sinal de rejeição, instrui o rejeitador a remover a garrafa correspondente ao ID registado.

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

Inspeção de impressão a jato de tinta

7. Inspeção da tampa

Este módulo utiliza três câmaras CCD para capturar imagens das garrafas de diferentes ângulos, reduzindo os pontos cegos. Lentes óticas especiais filtram a luz de todas as direções para garantir uma aquisição eficiente de imagens. A sua função principal é detetar garrafas defeituosas, como tampas em falta, tampas salientes, tampas tortas e tampas partidas.

                                              Imagens de tampagem de garrafas PET capturadas pela câmara CCD

8. Inspeção do Nível de Líquido

O módulo de inspeção do nível de líquido utiliza uma câmara CCD para adquirir imagens da vista frontal de cada garrafa. Quando a garrafa está devidamente posicionada e parada, espera-se que a superfície do líquido mantenha uma orientação aproximadamente horizontal.

As imagens capturadas são processadas utilizando algoritmos dedicados de processamento de imagem. Na imagem processada, a área ocupada pelo líquido é representada a preto, enquanto a área não preenchida acima da superfície do líquido é representada a branco. O sistema analisa a posição da fronteira entre o líquido e o ar e determina se o nível real do líquido cumpre o padrão de inspeção predefinido.

9. Inspeção de Impressão a Jato de Tinta

O módulo de inspeção de impressão a jato de tinta utiliza uma câmara CCD para capturar imagens frontais dos códigos impressos tanto nas garrafas como nas tampas. As imagens capturadas são analisadas utilizando algoritmos digitais de processamento de imagem para verificar automaticamente a presença e a qualidade da impressão a jato de tinta.

O sistema pode detetar com precisão impressões em falta, incompletas ou anormais e identificar automaticamente garrafas defeituosas para posterior rejeição. O sistema de inspeção suporta várias combinações de cores de tinta e fundo, incluindo tinta preta impressa em tampas amarelas e tinta branca impressa em tampas pretas.

Efeito de processamento de reconhecimento de imagem de amostra

10. Precisão de deteção