Jak wykrywać pęknięcia butelek plastikowych kamerą na linii?

Jak kamery wykrywają wady butelek plastikowych na linii?

Kamery robią zsynchronizowane zdjęcia i analizują obraz, aby znaleźć odchylenia kształtu, powierzchni i koloru.

Inspekcja obejmuje zwykle kilka kamer wokół toru. Źródła światła błyskają w takt enkodera przenośnika, a migawka globalna zamraża ruch. Dla butelek przezroczystych, na przykład z politereftalanu etylenu, dobrze działa podświetlenie od tyłu. Dla butelek z polietylenu wysokiej gęstości częściej stosuje się oświetlenie odbiciowe. Przy bardzo dużych prędkościach sprawdza się kamera liniowa, która buduje obraz pas po pasie. Analiza może objąć sylwetkę, gwint, dno, ściankę boczną i szyjkę. Wynik decyzji trafia do sterowania w czasie wystarczającym do odrzutu na właściwym stanowisku.

Jakie wady butelek plastikowych najłatwiej zidentyfikować kamerą?

Najłatwiej wyłapać wady, które tworzą wyraźny kontrast lub zmianę geometrii.

Typowe wady butelek plastikowych, które dobrze widać na obrazie:

• deformacje kształtu, owalizacja, „leaner” i skrzywienia
• nadlewki i zadzior przy podziale formy
• pęknięcia, rysy, wgniecenia i przetarcia
• wady szyjki i gwintu, uszkodzone ząbki, brak kołnierza
• zabrudzenia, czarne punkty, wtrącenia, pęcherzyki i smugi
• różnice barwy i przejrzystości, żółknięcie, przebarwienia
• nierówne dno, kołysanie, „rocker”
• pośrednio zmiany grubości ścianki przez pomiar transmisji światła

Na liniach wtórnych kamery sprawdzają też obecność i pozycję etykiety, czytelność kodu oraz poziom napełnienia i zamknięcie. Dobór metod zależy od materiału. Butelki PET są przezroczyste i lubią podświetlenie. Butelki HDPE są matowe i wymagają światła skośnego do wykrywania faktury.

Jak dobrać kamerę i oświetlenie do szybkiej inspekcji?

Dobierz rozdzielczość i szybkość do prędkości linii, a typ światła do materiału i wady.

Kluczowe elementy doboru:

• kamera z migawką globalną i odpowiednimi klatkami na sekundę
• wielkość piksela i obiektyw, które zapewnią wymaganą rozdzielczość na milimetr
• obiektyw telecentryczny dla dokładnych pomiarów średnic i gwintu
• podświetlenie od tyłu dla zarysu i grubości ścianki
• oświetlenie ciemnopole do rys i zadrapań, kopułowe do powierzchni błyszczących
• polaryzatory, aby zredukować odblaski
• strobo LED o krótkim błysku dla ostrych zdjęć w ruchu
• filtry, a czasem światło ultrafioletowe lub podczerwone dla specyficznych zanieczyszczeń

Butelki plastikowe przezroczyste najczęściej wymagają podświetlenia i ekranowania światła zakłócającego. Butelki nieprzezroczyste lepiej pokazują wady w świetle odbitym. W obudowach warto stosować okna ochronne i kontrolę zabrudzenia.

Kiedy stosować algorytmy klasyczne, a kiedy uczenie maszynowe?

Algorytmy klasyczne sprawdzają się przy cechach stabilnych i wymiarowych, a uczenie maszynowe przy defektach subtelnych i zmiennych.

Metody klasyczne obejmują progowanie, wykrywanie krawędzi, dopasowanie wzorca i pomiary geometryczne. Dają przewidywalne progi i łatwą walidację. Świetnie mierzą średnice, położenia, gwinty i kształt. Uczenie maszynowe, na przykład sieci konwolucyjne, lepiej wykrywa rozmyte zabrudzenia, nietypowe wtrącenia i złożone smugi. Wymaga jednak zestawu oznaczonych zdjęć z różnych zmian, form i partii. Sprawdza się też wykrywanie anomalii, gdy brakuje przykładów wad. W praktyce wygrywa układ hybrydowy. Reguły mierzą i filtrują, a model sztucznej inteligencji ocenia kosmetykę. Całość musi działać w opóźnieniu akceptowalnym dla prędkości linii.

Jak przygotować linię i pozycjonowanie butelek do kontroli?

Zapewnij powtarzalne ustawienie butelki, stabilną prędkość i stałe warunki oświetlenia.

Najważniejsze rozwiązania mechaniczne:

• separacja strumienia i stały odstęp między sztukami
• prowadnice boczne, górne dociski lub pasy stabilizujące
• gwiazda pozycjonująca lub obrót butelki dla widoku 360 stopni
• orientacja po znaczniku lub kształcie, jeśli wymaga tego algorytm
• enkoder przenośnika do wyzwalania zdjęć i odrzutu
• zabudowa chroniąca przed światłem z hali i kurzem
• strefa osuszania, jeśli butelki są mokre po myciu

Dobrze jest przypisać numer gniazda formy do partii. Ułatwia to późniejszą analizę przyczyn źródłowych.

Jak testować i walidować skuteczność systemu wizyjnego?

Zbuduj bibliotekę wzorców i wad, a następnie mierz wykrywalność oraz odsetek fałszywych odrzuceń.

Praktyczne kroki:

• zestaw referencyjny dobrych sztuk i zestaw wad sklasyfikowanych według typu oraz nasilenia
• testy na danych niewidzianych wcześniej, także z różnych zmian i oświetlenia
• ocena precyzji i czułości dla każdej kategorii wady
• pomiar odsetka fałszywych odrzuceń i odsetka wad, które uciekły
• badanie powtarzalności i odtwarzalności pomiaru przez różnych operatorów i w czasie
• próby obciążeniowe. Zabrudzenie szybki, zmiana temperatury, wibracje
• weryfikacja opóźnienia decyzji i poprawności śledzenia do stanowiska odrzutu

W regulowanych branżach warto udokumentować kwalifikację instalacji, działania i procesu. To ułatwia audyty.

Jak integrować wykrywanie wad z systemem sterowania linii?

Zdefiniuj sygnały, czasy i receptury, a odrzut zsynchronizuj z pozycją butelki.

Zwykle kamera lub kontroler wysyła wynik do programowalnego sterownika logicznego. Wykorzystywane są standardowe sieci przemysłowe lub wejścia i wyjścia. Potrzebna jest tablica śledzenia butelki od kamery do wyrzutnika zliczana z enkodera. Dla różnych wyrobów służą receptury z parametrami obrazu oraz progami. Warto podłączyć system do nadzoru i akwizycji danych oraz systemu realizacji produkcji. Dzięki temu raporty, alarmy i śledzenie partii są od razu dostępne. Ważne są też stany bezpieczne. W razie błędu wizji linia ma zachować się przewidywalnie.

Jak monitorować metryki jakości i redukować liczbę odrzuceń?

Mierz jakość decyzji, analizuj przyczyny i wprowadzaj korekty procesu oraz algorytmów.

Kluczowe metryki:

• udział odrzuceń według typu wady i gniazda formy
• odsetek fałszywych odrzuceń i odsetek wad, które uciekły
• precyzja i czułość modelu uczenia maszynowego
• dostępność systemu i średni czas między awariami
• wskaźniki jakości w ramach efektywności całkowitej wyposażenia

Działania korygujące:

• regulacja progów i regionów zainteresowania
• ponowne uczenie modelu na nowych danych
• czyszczenie i przeglądy oświetlenia oraz obiektywów
• poprawa ekranowania przed światłem z zewnątrz
• współpraca z rozdmuchiwaniem. Korekta temperatur, ciśnień i czasów, gdy rośnie konkretna wada

Jak zacząć wdrażanie inspekcji kamerowej na linii produkcyjnej?

Zacznij od pilota na jednej krytycznej wadzie, na wybranym odcinku linii i z jasno opisanymi wymaganiami.

Sprawdzone podejście:

• określ cechy kluczowe dla jakości z działem jakości i produkcją
• przygotuj wymagania użytkownika. Defekty, tolerancje, prędkość, miejsce odrzutu
• zbierz próbki butelek plastikowych. Dobre i wadliwe, z różnych form i zmian
• wykonaj dowód koncepcji poza linią, a potem próbę na linii
• zaplanuj mechanikę, ekranowanie i okablowanie pod serwis
• przeprowadź odbiory fabryczne i na miejscu oraz szkolenia operatorów
• ustal zasady utrzymania ruchu, czyszczenia i wersjonowania receptur
• skaluj rozwiązanie na kolejne formaty i linie po udanym pilocie

Inspekcja kamerowa to dziś praktyczne narzędzie do trzymania jakości w ryzach. Dobrze dobrane kamery i światło, rozsądny wybór algorytmów i porządek na linii przekładają się na mniej reklamacji. Warto zacząć od małego kroku i konsekwentnie budować kompetencje.

Umów bezpłatną konsultację i poznaj plan wdrożenia inspekcji kamerowej dopasowany do Twojej linii i butelek plastikowych.