Контроль ламинированных упаковочных материалов

Клиент — производитель многослойной упаковки для пищевой и промышленной продукции. Выпускает материалы, которые состоят из нескольких слоев — картона, полимерной пленки и фольги. Эти слои склеиваются в единое полотно на линии ламинирования.

Линия ламинирования работает на высокой скорости до 650 м/мин при ширине полотна до 1650 мм. В таких условиях оператор физически не может контролировать качество: за короткое время через систему проходят сотни метров материала, а часть дефектов имеет размер менее 0,2 мм².

Брак при этом проявляется не сразу. Повреждения ламинации, отсутствие полимерного слоя, пузыри или дефекты фольги становятся заметны уже после намотки рулона. В результате — переработка готовой продукции, потери сырья и рекламации от заказчиков.

Дополнительный фактор сложности — разнообразие производства:

• свыше 80 вариантов материалов
• более 70 классов дефектов
• множество комбинаций слоев и структур

Поведение дефектов нестабильно: оно зависит от оптики поверхности, отражения света и настроек съемки. Часть отклонений становится видимой только при определённых условиях захвата изображения.
Существующая система машинного зрения не справлялась с задачей: часть дефектов пропускалась, стабильной точности не было, а адаптация под новые рецептуры требовала значительных усилий. Дополнительно отсутствовала интеграция с MES и единая система накопления данных по качеству.

Создать систему, которая в автоматическом режиме отслеживает качество ламинатного слоя, распознаёт и классифицирует дефекты, формирует привязку к координатам полотна в виде цифровой карты рулона и передает данные в MES для последующей обработки и управления процессом.

В основе — платформа ML Sense, объединяющая промышленное машинное зрение и нейросетевую обработку изображений.

На линии размещены три высокоскоростные камеры, которые непрерывно считывают поверхность движущегося полотна. Данные поступают на сервер ML Sense, где алгоритмы анализируют изображение в режиме онлайн и выявляют отклонения от эталонного состояния.

Решение обеспечивает:

• детектирование границ полимерного слоя
• анализ текстурных и яркостных аномалий
• определение и классификацию дефектов
• фиксацию и сохранение изображений отклонений
• построение цифровой карты рулона с координатной привязкой
• накопление истории по каждому рулону
• передачу информации в MES

Система работает с более чем 70 типами дефектов, среди которых:

• отсутствие полимерного слоя
• воздушные включения и пузыри
• нарушения ламинирования
• дефекты сцепления слоев
• повреждения фольгированного слоя
• складки и деформации после ламинации
• загрязнения (масляные следы, клей, посторонние частицы)
• царапины
• сквозные отверстия
• надрывы и повреждения кромок
• отклонения геометрии полотна

Для каждого дефекта фиксируются координаты и размер.

Поверхность материалов сложная: высокая отражающая способность и вариативность структуры создают нестабильные условия для машинного зрения.

Для решения этой задачи использованы:

• линейные камеры высокого разрешения,
• специализированная светодиодная подсветка с равномерным распределением света по ширине полотна.

С учетом требований пищевого производства оборудование размещено в защитных корпусах, которые соответствуют санитарным требованиям, устойчивы к регулярной мойке и химической обработке, защищают оборудование от влаги, загрязнений и механических воздействий

Решение встроено в MES-контур предприятия и работает как единая система контроля качества.

В MES передаются:

• координатная привязка дефектов
• их типология и классификация
• изображения дефектов
• данные по рулонам и производственным заказам
• сигналы от смежных систем контроля

Это позволяет точно локализовать дефект на полотне и сразу принимать технологические решения: остановка линии, перемотка рулона или частичное исключение брака.

Стабильное качество продукции и управляемая система контроля качества на высоких скоростях производства.

Система позволяет:

• снижать количество пропущенного брака за счет непрерывного автоматического контроля качества
• уменьшать долю некондиционной продукции, уходящей в дальнейшую переработку или отгрузку
• сокращать затраты на переделку, переработку и списания
• снижать количество рекламаций за счет более стабильного качества выпускаемой продукции