Przemysł opakowaniowy. Część 2 - Kontrola jakości i integracja linii pakowania

Pakowanie to seria czynności powtarzalnych związanych z końcowym etapem produkcji towarów, w których ludzie coraz częściej zastępowani są przez maszyny. Daje to możliwość produkcji na dużą skalę przy zachowaniu odpowiedniej jakości i wydajności. W pierwszej części artykułu przedstawiliśmy roboty przemysłowe oraz przenośniki używane do transportu odpowiednio na bliższe oraz dalsze odległości. Tematami bieżącego wydania są kontrola jakości, śledzenie przepływu produktów oraz integracja wyposażenia zautomatyzowanych linii pakowania.

Posłuchaj
00:00
Spis treści

Systemy wizyjne są wykorzystywane w sterowaniu robotami pakującymi. W obrębie automatycznych linii technologicznych (nie tylko pakowania) są ponadto używane w kontroli jakości. Monitorują różne właściwości produktów - na przykład kolor, kształt i rozmiary, a w procesie pakowania również m.in. dokładność zamknięcia opakowania, na przykład nakrętki na butelce lub zgrzewu folii, kompletność wypełnienia blistrów, poprawność treści nadruku na etykiecie oraz jej umieszczenia na pudełku.

Zalety systemów wizyjnych to przede wszystkim: szybkość i dokładność inspekcji oraz brak bezpośredniego kontaktu z produktem. Nieinwazyjność tej metody jest ważna zwłaszcza w branży spożywczej. Niestety czasem zdarza się, że system wizyjny przepuszcza uszkodzone produkty, natomiast te zapakowane poprawnie uznaje za wybrakowane. Są to symptomy awarii, której przyczyny mogą mieć charakter mechaniczny, elektryczny albo optyczny. Źródłem problemów bywa nawet sam obiekt inspekcji. Dalej podpowiadamy, jak wykryć oraz zaradzić usterkom systemów wizyjnych.

"UTRZYMANIE RUCHU" SYSTEMÓW WIZYJNYCH

Rys. 1. Uproszczony diagram stanów PackML zapisany w języku SFC

Sprawność PackML - dlaczego warto?

  • ułatwiona integracja maszyn w obrębie linii pakowania dzięki: modułowości sprzętowej (plug and play), standardowym danym wejściowym i wyjściowym (sprawna komunikacja),
  • ujednolicone środowisko programowe dla operatorów,
  • uproszczone specyfikacje maszyn,
  • szybszy rozwój oprogramowania i łatwiejsze jego testowanie,
  • komponenty sprzętowe i programowe wielokrotnego użytku to tańsza budowa (tzn. niższa cena), eksploatacja oraz konserwacja maszyn,
  • producenci mogą się skupić na rozwoju funkcjonalności, która wyróżni ich urządzenie na tle konkurencji, zamiast tracić czas na implementację jego podstawowych funkcji.

PRZECZYTAJ, ZANIM OZNAKUJESZ TAGIEM RFID!

Rys. 2. Główną zaletą openSAFETY jest niezależność od platformy komunikacyjnej (protokołu i medium transmisyjnego)

Do identyfikacji oraz śledzenia przepływu produktów w branży opakowaniowej (i nie tylko) coraz częściej zamiast kodów kreskowych używa się znaczników RFID (Radio Frequency Identification). Są one zbudowane z układu scalonego, w pamięci którego zapisane są informacje o produkcie oznakowanym w ten sposób oraz anteny do komunikacji z czytnikiem. Znaczniki RFID dzieli się na aktywne oraz pasywne.

Te drugie energię zasilającą czerpią z sygnału z czytnika, natomiast tagi aktywne wyposażone są w baterię. Znaczniki RFID klasyfikuje się również ze względu na częstotliwość pracy, m.in. HF (13,56 MHz), UHF (433 MHz, 860-960 MHz) i w paśmie mikrofalowym. Tagi UHF można odczytywać z większej odległości, dlatego to najczęściej nimi znakowane są pojemniki zbiorcze oraz palety. W zakresie oznaczania pojedynczych produktów rywalizują one głównie ze znacznikami HF.

Ponieważ tagi RFID działają w paśmie radiowym, na możliwość ich odczytu wpływ mają różne czynniki, m.in. stała dielektryczna materiału opakowania, produktu lub powietrza. Zależy od niej częstotliwość pola elektromagnetycznego. Tworzywa sztuczne zmniejszają ją nawet o od 40% do 50%, szkło jeszcze bardziej, a woda nawet aż dziewięciokrotnie (proporcjonalnie do jej zawartości).

W rezultacie znacznik dostrojony do pasma 915 MHz będzie działał na znacznie niższej częstotliwości, w szkle i w wodzie odpowiednio 800 MHz i nawet 100 MHz. Inne problemy to: tłumienie pola elektromagnetycznego (na przykład przez wodę) lub zmiana impedancji anteny (przykładowo przez metal) powodująca niedopasowanie między nią a układem scalonym znacznika.

Chociaż nie jest przesądzone, że

Rys. 3. Diagram stanów PackML

W PackML tryby (modes) pracy maszyny zdefiniowano jako uporządkowane zbiory: stanów (states) w pełni charakteryzujących daną czynność. Przejścia między tymi ostatnimi zachodzić mogą: na skutek działania operatora, w reakcji na zmianę statusu sterowanych obiektów albo po zakończeniu zadania.

Wyróżniono trzy rodzaje stanów: aktywne (zaznaczone na rysunku na zielono), oczekiwania (pomarańczowe) oraz dualne (niebieskie). Drugi oraz trzeci są stanami stabilnymi, tzn. mogą trwać przez dłuższy czas. Ten ostatni w przypadku stanów "zielonych" jest ograniczony, a przejście z nich do kolejnego etapu odbywa się bez udziału operatora (SC - State Complete na rysunku).

Działanie w pętli ze stanem wstrzymania Suspended oznacza oczekiwanie na przykład na dostawę surowca, natomiast w pętli ze stanem Held - zatrzymanie w wyniku decyzji operatora. Po wykonaniu zadania maszyna przechodzi ze stanu Execute do Complete i może rozpocząć kolejny cykl pracy. Wyjście z tego ostatniego jest możliwe przez Abort w razie błędu lub przez Stop wybrany przez operatora.

Spis treści
Powiązane treści
Targi Opakowań dla Przemysłu Spożywczego PAKFOOD
Intralogistyka + pakowanie
Technologia pakowania. Nieprzerwane pasmo sukcesów
Doskonale szczelne zamknięcie. Urządzenia do formowania termicznego
Przemysł spożywczy i pakowanie. Automatyka w branży
Zapewnianie jakości w przemyśle - przegląd metod NDT
Q, czyli jakość
Najnowsze dane o produkcji przemysłowej znacznie słabsze niż przewidywano
Lenze Smart Motor tworzą nową jakość silników AC wykorzystywanych do przemieszczania materiałów
Przemysł opakowaniowy. Część 1 - Transport i robotyzacja
Europejscy producenci opakowań stawiają na napędy elektryczne
Branża opakowaniowa - jak wykorzystać jej potencjał rozwojowy?
Przyszłość polskiego rynku opakowań
Polski producent opakowań zainwestuje w Bochni ponad 120 mln złotych
Zobacz więcej w kategorii: Temat miesiąca
Przemysł 4.0
Sztuczna inteligencja i cyfrowy przemysł
Artykuły
Wod-kan, uzdatnianie wody i oczyszczanie ścieków
Roboty
Produkcja spożywcza, farmaceutyczna i medyczna - nowe technologie i wysoka czystość
Komunikacja
Szkolenia w przemyśle
Silniki i napędy
Kompendium serwonapędów i Motion Control
Artykuły
Oil&gas i sektor chemiczny - automatyka i pomiary w branżach procesowych
Zobacz więcej z tagiem: Artykuły
Temat miesiąca
Wod-kan, uzdatnianie wody i oczyszczanie ścieków
Technika
Ochrona przed korozją
Magazyn
Maj 2025

Poradnik doboru rozwiązań drukujących - drukarki mobilne, stacjonarne i przemysłowe

Jak dobrać drukarkę do zastosowań w logistyce, przemyśle czy handlu? Na co zwrócić uwagę, jeżeli chodzi o cechy i funkcje urządzenia? Jak zapewnić wysoką niezawodność pracy oraz trwałość systemu drukującego? A co z oprogramowaniem? W artykule odpowiadamy na powyższe pytania, przedstawiając przykłady nowoczesnych urządzeń drukujących, które z powodzeniem sprawdzają się w wymienionych zastosowaniach.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów