Máy in phun và kiểm tra

I. Mô tả Dự án và Thiết bị

1. Tên Dự Án

Hệ thống kiểm tra chai PET cho nắp, vòng chống giả mạo, mực chất lỏng và xác minh mã in phun

2. Chức năng của hệ thống

Hệ thống được thiết kế để kiểm tra chất lượng trực tuyến liên tục cho chai PET. Hệ thống giám sát tình trạng nắp, tính toàn vẹn của vòng chống giả mạo, mức chất lỏng đầy và chất lượng in phun. Các chai được xác định không đạt yêu cầu sẽ tự động bị loại khỏi dòng sản xuất.

3. Tốc độ dây chuyền tối đa

Lên đến 60.000 chai/giờ

4. Vật liệu chai áp dụng

PET

5. Thể tích chai áp dụng

200 mL–2 L

II. Điều kiện Môi trường và Địa điểm

1. Độ cao lắp đặt áp dụng

5–3.000 m so với mực nước biển

2. Nhiệt độ môi trường xung quanh

5°C–40°C

3. Độ ẩm tương đối

50%–65% RH

4. Yêu cầu về địa điểm lắp đặt

Khách hàng phải cung cấp khu vực lắp đặt có độ phẳng sàn, cường độ kết cấu và khả năng chịu tải phù hợp. Các điều kiện mặt bằng liên quan phải đáp ứng các tiêu chuẩn quốc gia hiện hành để đảm bảo hiệu suất thiết bị ổn định và đáng tin cậy.

5. Bảo quản và Bảo dưỡng

Sau khi giao hàng, thiết bị, cụm lắp ráp và các bộ phận dự phòng phải được giữ trong môi trường bảo quản đáp ứng các yêu cầu hiện hành. Đối với thiết bị được lưu kho trước khi lắp đặt, phải thực hiện các biện pháp bôi trơn, kiểm tra và bảo quản thích hợp để chống ăn mòn, biến dạng và các dạng hư hỏng khác có thể ảnh hưởng xấu đến quá trình lắp đặt, vận hành thử hoặc vận hành sau đó.

III. Yêu cầu về tiện ích

1. Nguồn điện

220 VAC, 50 Hz, một pha

Nguồn điện sẽ do khách hàng bố trí. Mọi điện áp đặc biệt hoặc cấu hình điện phải được xác định trước khi thiết kế và chế tạo thiết bị. Việc thay đổi yêu cầu nguồn điện tiêu chuẩn có thể ảnh hưởng đến cấu hình kỹ thuật, thời gian sản xuất và chi phí cuối cùng của thiết bị.

2. Điện năng tiêu thụ

Khoảng 2,4 kW

3. Nguồn điện điều khiển

24 VDC

4. Khí nén

4–12 Pa

Khách hàng chịu trách nhiệm cung cấp đường ống khí nén từ nguồn khí của nhà máy đến điểm kết nối của thiết bị kiểm tra chính.

Lưu ý: Thông số kỹ thuật khí nén cần được xác nhận lại trước khi phát hành cuối cùng. 4–12 Pa là mức thấp bất thường đối với thiết bị khí nén công nghiệp và có thể được dự định là 4–12 bar hoặc 0,4–1,2 MPa.

IV. Cấu hình hệ thống và quy trình kiểm tra

1. Bố trí lắp đặt

Hệ thống kiểm tra được thiết kế để tích hợp trực tiếp vào dây chuyền vận chuyển chai PET hiện có. Nó sẽ được đặt tại trạm kiểm tra được chỉ định theo bố trí dây chuyền sản xuất thực tế và trình tự quy trình.

2. Khuyết tật cần kiểm tra

Hệ thống có thể xác định các điểm không phù hợp sau:

• Thiếu nắp

• Nắp được lắp cao hơn vị trí quy định

• Nắp bị nghiêng hoặc lắp không đúng vị trí

• Vòng chống giả bị hư hỏng hoặc gãy

• Mức chất lỏng không đủ

• Thiếu mã in phun

• In phun quá mức hoặc bất thường

3. Quy trình kiểm tra

Bước 1 – Đăng ký chai và theo dõi vị trí

Khi một chai đi vào khu vực kiểm tra, cảm biến định vị phát hiện sự xuất hiện của nó và khởi động trình tự kiểm tra. Hệ thống điều khiển gán một ID theo dõi duy nhất cho từng chai và liên kết ID này với phản hồi vị trí của bộ mã hóa.

Điều này cho phép từng chai được theo dõi chính xác khi nó di chuyển qua các phần kiểm tra và loại bỏ.

Bước 2 – Thu nhận và đánh giá hình ảnh

Tín hiệu định vị được sử dụng để phối hợp việc thu nhận hình ảnh. Các camera được kích hoạt để kiểm tra ba khu vực được chỉ định trên chai:

• Nắp và vòng chống giả mạo

• Mực chất lỏng bên trong

• Dấu in phun

Các hình ảnh thu được được truyền đến bộ phận xử lý thị giác để phân tích. Phần mềm kiểm tra đánh giá các đặc điểm liên quan theo các tiêu chí chất lượng đã định trước.

Trạng thái kiểm tra kết quả được hiển thị trên HMI (Giao diện Người-Máy) để người vận hành giám sát và đồng thời được truyền đến PLC (Bộ điều khiển Logic Khả trình) cho các thao tác điều khiển tiếp theo.

Lưu ý: Kiểm tra in phun đánh giá các ký tự hoặc dấu hiệu được in trên chai/nắp, thay vì tình trạng vật lý hoặc trạng thái hoạt động của máy in phun.

Bước 3 – Tự động Loại bỏ

Nếu kết quả kiểm tra được xác định là lỗi, hệ thống ghi lại ID chai tương ứng và tiếp tục theo dõi vị trí của nó bằng phản hồi từ bộ mã hóa.

Khi chai được xác định đến trạm loại bỏ, PLC kích hoạt cơ chế loại bỏ vào thời điểm thích hợp. Thiết bị loại bỏ sau đó chỉ loại bỏ chai lỗi tương ứng, trong khi các chai đạt tiêu chuẩn tiếp tục đi qua dây chuyền sản xuất.

Quy trình hoàn chỉnh tích hợp nhận dạng chai, kiểm tra hình ảnh, xử lý kết quả, theo dõi vị trí và loại bỏ tự động, cho phép hệ thống duy trì kiểm soát chất lượng đáng tin cậy ngay cả ở tốc độ sản xuất cao.

4. Các bộ phận cơ khí của thiết bị

5. Cấu tạo điện của thiết bị

6. Sơ đồ cấu trúc tủ thử nghiệm

Phát hiện mức chất lỏng đóng nắp (phát hiện mức chất lỏng đóng nắp tại trạm một và ba)

Kiểm tra in phun (trạm 2, kiểm tra in phun bằng một camera)

7. Kiểm tra nắp

Mô-đun kiểm tra này sử dụng ba camera CCD được lắp đặt ở các góc nhìn khác nhau để ghi lại hồ sơ hình ảnh toàn diện của từng chai PET, giúp giảm đáng kể các vùng mù và nâng cao phạm vi kiểm tra. Các thấu kính quang học được thiết kế đặc biệt giúp giảm thiểu nhiễu từ ánh sáng xung quanh và kiểm soát sự phân bố ánh sáng, đảm bảo việc thu nhận hình ảnh nhất quán và đáng tin cậy. Hệ thống thị giác chủ yếu được sử dụng để xác định các khuyết tật liên quan đến nắp chai, bao gồm nắp bị thiếu, nắp nhô cao quá mức, nắp bị đặt sai vị trí hoặc nghiêng, và nắp bị nứt, hư hỏng hoặc có khuyết tật khác.

8. Phát hiện mức chất lỏng

Mô-đun kiểm tra này sử dụng camera CCD để thu được hình ảnh mặt trước của mực chất lỏng bên trong mỗi chai PET. Trong quá trình chụp ảnh, chai được giữ cố định để duy trì bề mặt chất lỏng ổn định và gần như nằm ngang. Hình ảnh thu được được xử lý bằng thuật toán thị giác dựa trên độ tương phản, trong đó phần chứa chất lỏng bên dưới bề mặt được biểu thị bằng màu đen, còn phần không chứa chất lỏng phía trên được hiển thị bằng màu trắng. Hệ thống sau đó phân tích ranh giới giữa hai vùng và so sánh vị trí của nó với mức tham chiếu được xác định trước để xác định xem mực chất lỏng thực tế nằm trong phạm vi quy định hay dưới ngưỡng yêu cầu.

9. Kiểm tra in phun mực

Mô-đun kiểm tra này được trang bị camera CCD để thu nhận hình ảnh phía trước của các dấu in phun được áp dụng trên cả thân chai và nắp. Các hình ảnh thu được được xử lý thông qua thuật toán thị giác chuyên dụng để đánh giá nội dung in và xác định các dấu bị thiếu, bất thường hoặc không đạt yêu cầu khác. Khi phát hiện lỗi in, hệ thống tự động gửi tín hiệu loại bỏ tương ứng để đưa chai lỗi ra khỏi dây chuyền sản xuất. Mô-đun hỗ trợ nhiều tổ hợp màu sắc, bao gồm in đen trên nắp vàng và in trắng trên nắp đen, cung cấp khả năng kiểm tra đáng tin cậy trong các điều kiện đánh dấu khác nhau.

10. Độ chính xác phát hiện