Một chương mới trong kiểm soát chất lượng thông minh: Phân tích công nghệ khắc laser và kiểm tra trực quan của Wanglaoji đối với đồ uống đóng lon.

Làm thế nào để đạt được chất lượng không lỗi cho từng lon Wanglaoji trên dây chuyền sản xuất tốc độ cao với năng suất 800 lon mỗi phút?

Trong ngành công nghiệp đồ uống ngày càng cạnh tranh hiện nay, truy xuất nguồn gốc sản phẩm và đảm bảo chất lượng đã trở thành năng lực cốt lõi của các công ty. Là một thương hiệu trà thảo dược nổi tiếng của Trung Quốc, Wanglaoji đã導入 một hệ thống khép kín thông minh kết hợp khắc laser và kiểm tra trực quan trên dây chuyền sản xuất đồ uống đóng lon tốc độ cao của mình, đạt được khả năng giám sát chất lượng hoàn toàn tự động từ khâu khắc dấu đến kiểm tra và loại bỏ sản phẩm lỗi.

Sự kết hợp các công nghệ này không chỉ giải quyết các vấn đề của phương pháp đánh dấu truyền thống (dễ bị nhòe và tẩy xóa), mà còn tạo ra một "rào cản chất lượng" vững chắc, cho phép dây chuyền sản xuất duy trì tốc độ 48.000 lon/giờ hoặc thậm chí cao hơn trong khi đạt được 100% kiểm tra trực tuyến.

01 Bối cảnh kỹ thuật và những thách thức

Wanglaoji, Coca-Cola, PepsiCo và các thương hiệu đồ uống nổi tiếng khác sử dụng rộng rãi bao bì đóng lon, và yêu cầu về chất lượng bao bì vô cùng nghiêm ngặt. Việc sản xuất lon tích hợp các công nghệ tiên tiến từ nhiều ngành công nghiệp, bao gồm luyện kim, hóa học, cơ khí và điện tử, và độ rõ nét, chính xác của các nhãn mác như ngày sản xuất là một mắt xích quan trọng trong hệ thống truy xuất nguồn gốc an toàn thực phẩm.

Các phương pháp đánh dấu bằng mực in phun truyền thống có những nhược điểm đáng kể: các dấu hiệu dễ bị nhòe và lỗi do vấn đề bám dính mực. Trong môi trường sản xuất tốc độ cao, việc lấy mẫu thủ công giống như "tìm kim trong đống rơm", với nguy cơ bỏ sót kiểm tra rất cao.

Điều này không chỉ dẫn đến khiếu nại trên thị trường mà còn phá vỡ chuỗi truy xuất nguồn gốc sản phẩm, gây khó khăn cho việc thu hồi sản phẩm một cách chính xác nếu xảy ra vấn đề về chất lượng.

Với tốc độ sản xuất hàng trăm lon mỗi phút, Wanglaoji cần một giải pháp có thể đạt được độ chính xác phát hiện 100% trong môi trường tốc độ cao. Công nghệ khắc laser kết hợp với công nghệ kiểm tra hình ảnh được phát triển chính xác trong bối cảnh này.

02 Công nghệ khắc laser và những ưu điểm

Công nghệ khắc laser là một bước tiến mang tính cách mạng so với các phương pháp khắc truyền thống. Nó sử dụng phương pháp "gia công nguội" với vùng ảnh hưởng nhiệt tối thiểu, cho phép tạo ra các dấu khắc rõ nét, bền lâu ở đáy lon mà không làm hỏng vật liệu lon.

• Vận hành không cần vật tư tiêu hao: Khắc laser không cần mực, dung môi hoặc các vật tư tiêu hao khác, giúp giảm đáng kể chi phí vận hành dài hạn. • Chất lượng khắc tuyệt vời: Máy khắc laser UV có bước sóng ngắn (355nm), tạo ra điểm hội tụ nhỏ hơn và cho phép gia công rất tinh xảo.

• Khả năng thích ứng cao: Đối với các thương hiệu nổi tiếng như Wanglaoji, công nghệ khắc laser có thể thích ứng với nhiều bề mặt bao bì khác nhau, đảm bảo tính nhất quán trong việc khắc dấu.

Công nghệ khắc laser tạo nền tảng vững chắc cho việc kiểm tra trực quan sau này vì nó luôn tạo ra các dấu khắc có độ tương phản cao, giúp cải thiện đáng kể độ chính xác của việc phát hiện.

03 Nguyên lý hoạt động của hệ thống kiểm tra trực quan

Hệ thống kiểm tra hình ảnh là "con mắt thông minh" của hệ thống giám sát chất lượng này. Nó bao gồm một camera công nghiệp độ phân giải cao, nguồn sáng chính xác, thấu kính và phần mềm xử lý hình ảnh chuyên dụng, được lắp đặt tại trạm làm việc phía sau máy đánh dấu.

Quy trình làm việc của hệ thống dựa trên các thuật toán khử nhiễu thích ứng và công nghệ tăng cường cạnh. Đầu tiên, hệ thống xử lý sơ bộ các hình ảnh thu được, sau đó thực hiện trích xuất chính xác vùng đánh dấu và phát hiện khuyết tật.

Các khả năng phát hiện cụ thể bao gồm:

• Phát hiện tính toàn vẹn: Xác định các trường hợp không có dấu hiệu, thiếu dấu hiệu (thậm chí thiếu đến 30%), và dấu hiệu bị mờ hoặc biến dạng.

• Xác minh nội dung: Đọc ngày sản xuất và số lô bằng công nghệ OCR và so sánh với cơ sở dữ liệu hệ thống để đảm bảo nội dung chính xác.

• Đánh giá vị trí: Phát hiện xem vị trí đánh dấu có bị lệch hay không, đảm bảo tính nhất quán của việc đánh dấu.

Các hệ thống kiểm tra hình ảnh hiện đại thậm chí còn sử dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo học sâu và được trang bị bộ xử lý GPU hiệu năng cao để đạt được khả năng nhận dạng và xử lý tốc độ cao, đáp ứng nhu cầu của các dây chuyền sản xuất tốc độ cao.

04 Tích hợp hệ thống và kiểm soát chất lượng vòng kín

Sức mạnh thực sự của việc khắc laser và kiểm tra trực quan nằm ở hệ thống điều khiển vòng kín thông minh mà chúng tạo thành, cho phép giám sát chất lượng theo thời gian thực thông qua quy trình "khắc - phát hiện - phản hồi - thực thi".

Khi hệ thống hình ảnh phát hiện sản phẩm có dấu hiệu không đạt tiêu chuẩn, nó sẽ ngay lập tức gửi tín hiệu đến PLC, kích hoạt thiết bị loại bỏ (chẳng hạn như thanh đẩy hoặc vòi phun khí) để loại bỏ chính xác sản phẩm bị lỗi khỏi dây chuyền sản xuất.

Hệ thống còn có khả năng ghi dữ liệu toàn diện: hình ảnh sản phẩm lỗi, thời gian phát hiện và loại lỗi được ghi lại vào cơ sở dữ liệu, tạo báo cáo thống kê kiểm soát quy trình để hỗ trợ phân tích chất lượng.

Đồng thời, hệ thống kích hoạt báo động âm thanh và ánh sáng tại chỗ để cảnh báo nhân viên can thiệp, cho phép sự hợp tác giữa người và máy. Thiết kế này không chỉ cải thiện hiệu quả sản xuất mà còn xây dựng một chuỗi truy xuất dữ liệu hoàn chỉnh, đáp ứng các yêu cầu quy định nghiêm ngặt như của FDA và EU. 05 Hiệu quả ứng dụng và triển vọng tương lai

Trong thực tế sản xuất của Wanglaoji, hệ thống khắc laser và kiểm tra bằng hình ảnh đã mang lại những lợi ích đáng kể:

• Đạt được 100% kiểm tra trực tuyến toàn diện, loại bỏ hoàn toàn các khiếu nại của khách hàng do vấn đề ghi nhãn.

• Quy trình hoàn toàn tự động thay thế việc lấy mẫu thủ công, cho phép dây chuyền sản xuất hoạt động hết tốc độ và tối đa hóa năng lực sản xuất.

• Giảm đáng kể chi phí vận hành, bao gồm giảm số lượng nhân viên kiểm soát chất lượng và tránh lãng phí vật liệu đóng gói.

• Các báo cáo SPC do hệ thống tạo ra phản ánh rõ ràng các sự cố tiềm ẩn của thiết bị, cho phép bảo trì dự đoán và chuyển từ "sửa chữa khi bị động" sang "bảo trì chủ động".

Với sự phát triển sâu rộng của các công nghệ Công nghiệp 4.0, hệ thống này đang tiến hóa hướng tới sự thông minh hơn. Các hệ thống kiểm tra hình ảnh trong tương lai sẽ giảm sự phụ thuộc vào điều kiện ánh sáng, từ đó cải thiện hơn nữa độ ổn định của quá trình phát hiện.

Đồng thời, công nghệ dựa trên học sâu sẽ mang lại cho hệ thống khả năng thích ứng mạnh mẽ hơn, cho phép nó thích nghi với các môi trường sản xuất có quy mô khác nhau trong khi vẫn duy trì hiệu suất, cung cấp hỗ trợ kỹ thuật mạnh mẽ hơn cho việc quản lý chất lượng của các thương hiệu như Wanglaoji.

Khi công nghệ tiếp tục phát triển, hệ thống khắc laser và kiểm tra hình ảnh sẽ tiếp tục được cải tiến theo hướng thông minh và linh hoạt hơn. Các hệ thống trong tương lai sẽ ít phụ thuộc vào điều kiện ánh sáng hơn, duy trì độ chính xác phát hiện cao ngay cả trong môi trường phản chiếu cao như lon nhôm.

Việc ứng dụng công nghệ học sâu sẽ làm giảm rào cản kỹ thuật, cho phép các dây chuyền sản xuất với quy mô khác nhau được hưởng lợi từ các giải pháp kiểm tra chất lượng cao. Điều này đánh dấu bước tiến của chúng ta hướng tới một kỷ nguyên mới của sản xuất công nghiệp hoàn toàn thông minh.