Внедрение систем машинного зрения в производственные процессы фармацевтических и косметологических препаратов обеспечивает непрерывный контроль качества каждой единицы готовой продукции без ущерба для производительности, а зачастую даже с ее повышением.
Высокий спрос на эти препараты как на внутреннем, так и на внешнем рынке обусловливает значительный объем производства пластиковой тары – флаконов, бутылочек, баночек различных форм и объемов. При этом неизбежно возникает необходимость в тщательном контроле качества готовой продукции.
Увеличение производительности современного технологического оборудования делает невозможным проведение контроля качества исключительно силами персонала. Ограниченные возможности человека при визуальном контроле приводят к росту количества брака, особенно на высокоскоростных конвейерах. В таких условиях системы машинного зрения предлагают эффективный и точный метод контроля качества готовой продукции.
Отбраковка продукции со скоростью конвейера
Внедрение систем машинного зрения в производственные линии для автоматического контроля качества пластиковых флаконов позволяет эффективно выявлять дефектные изделия без ущерба для производительности предприятия, а порой даже способствуя ее повышению.
Так, на одном из российских предприятий, специализирующемся на производстве офтальмологических флаконов (как прозрачных, так и непрозрачных), скорость работы такой системы достигает 4800 единиц в час.
При этом, важно отметить, что точная производительность зависит от параметров таких факторов как размер и форма изделия, используемые технологические режимы производства и параметры контроля качества.
Несмотря на тщательность производственных процессов, некоторые флаконы могут приобретать различные дефекты. Поставка бракованной продукции фармацевтическим предприятиям недопустима, поскольку это может привести к ряду негативных последствий как для самого производителя лекарственных препаратов, так и для конечных потребителей.
К таким последствиям можно отнести порчу препарата из-за невозможности герметичного закрытия флакона в случае дефектов горловины или резьбы.
Также опасным является попадание в препарат осколков облоя с горловины флакона во время закручивания крышки.
Не менее важна проверка на наличие загрязнений и посторонних включений в материале флакона, которые могут спровоцировать непредсказуемые химические реакции в препарате.
Система машинного зрения, предварительно обученная на образцах продукции, позволяет автоматически и бесконтактно проверять каждый флакон на конвейере.
Контроллер системы поддерживает подключение до 4 высокоскоростных камер с интерфейсом Gigabit Ethernet, что обеспечивает одновременную и высокоскоростную обработку изображений со всех камер. Это делает возможным применение систем машинного зрения для контроля различных этапов производственного процесса и качества готовой продукции без снижения производительности.
Система машинного зрения способна обнаружить следующие типичные дефекты пластиковых флаконов:
Дефекты связанные с процессом формования:
- Трещины: Тонкие щели, возникающие из-за высоких внутренних напряжений, вызванных нарушением температурного режима во время формовки или повышенной влажностью формовочной смеси.
- Коробление: Искажение формы изделия, обусловленное различием температур пуансона и матрицы пресс-формы, а также извлечением изделия из формы в неохлажденном (для термопластов) или не отверждённом (для реактопластов) состоянии. Неравномерная усадка компонентов пластмассы также может приводить к короблению.
- Раковины: Пустоты внутри изделия, возникающие из-за попадания газовых включений или продуктов деструкции. Усадочные раковины появляются при чрезмерной усадке отдельных компонентов смеси.
- Вздутия: Мелкие или крупные выпуклости на поверхности изделия, вызванные повышенным содержанием влаги в формовочной смеси, нарушением режима формовки (слишком быстрое движение сердечника, недостаточное удельное давление и др.).
- Сколы: Вмятины на поверхности изделия, возникающие при механических повреждениях.
Дефекты связанные с обработкой:
- Заусенцы: Острые выступы по краю или дну изделия; видимые линии соединения (спая) порций литьевой массы, образующиеся при перегреве массы и малом давлении формования.
- Разводы: Заметные следы растекания пластмассы в виде полос или пятен, обусловленные различной вязкостью расплавленной формовочной смеси.
- Облой (грат): Утолщение на поверхности изделия по месту разъема формы из-за избытка или малой текучести формовочной смеси.
- Риски и царапины: Результат обработки поверхности пресс-формы крупнозернистым абразивным материалом или повреждения посторонними предметами на поверхности пресс-формы.
Дефекты связанные с отделением от формы:
- Выступание литника: Не удалённый и не зачищенный остаток литника на лицевой поверхности изделия.
- Следы от выталкивателя: Выступы и углубления на корпусе, возникающие при выталкивании незатвердевшего изделия из формы.
Дефекты связанные с конструкцией формы:
- Следы от разъема формы: Утолщенный шов на поверхности изделия от затекания пластмассы при неплотном соединении частей формы.
- Матовость: Пятна пониженного блеска, образующиеся из-за недостаточной полировки и смазки формы, низкой температуры или недостаточной выдержки при прессовании.
Дефекты флаконов и их последствия
Наличие дефектов в пластиковых флаконах может привести к ряду негативных последствий:
- Ненадёжная фиксация укупорки: Прокручивание устройства укупорки на горловине флакона приводит к потере герметичности.
- Потеря герметичности: Несоответствие размеров и форм ёмкости и укупорки, а также дефекты в материале укупорки могут привести к утечке содержимого.
- Коррозия укупорки: Присутствие непроплавленных включений в пластике флакона может вызвать “проедание” материала укупорки агрессивным содержимым с высоким pH, что также приводит к утечкам.
- Нестабильность дозирования: Дефекты в конструкции пробки-капельницы или спрея могут привести к неточному каплеобразованию, распылению или дозированию.
- Неправильная посадка трубочки: Несоответствие размеров и форм трубочки пробки-капельницы или спрея с подающим устройством или помпой может привести к неэффективной работе системы дозирования.
Преимущества применения машинного зрения для контроля качества пластиковых флаконов
Использование систем машинного зрения может существенно повысить эффективность производства, сокращая расходы и увеличивая прибыль.
Ключевые преимущества:
- Повышение скорости и точности контроля: Системы машинного зрения обладают высокой скоростью обработки информации, что позволяет значительно ускорить процесс проверки качества по сравнению с ручными методами.
- Объективность и независимость: Автоматизированный анализ исключает субъективные факторы, присущие ручному контролю, обеспечивая объективность оценки.
- Непрерывность работы: Система функционирует круглосуточно без перерывов, гарантируя постоянный мониторинг качества продукции.
- Минимизация рисков ошибок: Автоматизация процессов контроля минимизирует вероятность человеческих ошибок, повышая точность и надежность оценки.
- Выявление скрытых дефектов: Системы машинного зрения способны обнаруживать даже незначительные дефекты, которые могут быть незаметны невооруженному глазу.
- Оптимизация ресурсного использования: Внедрение систем машинного зрения способствует сокращению затрат на оплату труда и простои оборудования, связанные с выявлением брака на поздних стадиях производства.
- Интеграция с существующими технологиями: Системы машинного зрения легко интегрируются в автоматизированные процессы и могут использоваться в комплексе с другими технологиями, такими как системы управления производством.
- Анализ данных для повышения эффективности: Собранные системой данные о качестве продукции могут быть использованы для дальнейшего анализа и оптимизации производственных процессов.
Сбор статистики
Система машинного зрения с функцией сбора и анализа статистических данных предоставляет оператору ценную информацию, отображаемую в реальном времени на мониторе. Это позволяет оперативно реагировать на изменения в производственном процессе, например, на превышение допустимого процента брака.
Собранные данные могут быть запрошены для последующего анализа и использования в системах управления предприятием. Это способствует оценке эффективности производства в целом и отдельных технологических процессов.
Собираемая информация включает:
- Средний и пиковый объем производства.
- Общее количество проверенных изделий.
- Общее количество изделий, соответствующих стандартам качества.
- Общее количество дефектных изделий.
- Количество дефектов каждого типа для каждого вида контролируемых изделий.
- Максимальное количество последовательно выявленных дефектных изделий.
