Un nouveau chapitre dans le contrôle qualité intelligent : une analyse de la technologie de marquage laser et d'inspection visuelle de Wanglaoji pour les boissons en conserve

Comment parvient-on à obtenir une qualité zéro défaut pour chaque boîte de Wanglaoji sur une ligne de production à grande vitesse fonctionnant à 800 boîtes par minute ?

Dans un secteur des boissons de plus en plus concurrentiel, la traçabilité des produits et la sécurité de leur qualité sont devenues des compétences essentielles pour les entreprises. Wanglaoji, une marque chinoise de tisanes renommée, a mis en place un système intelligent en boucle fermée combinant marquage laser et contrôle visuel sur sa ligne de production de boissons en canette à grande vitesse, assurant ainsi un contrôle qualité entièrement automatisé, du marquage à l'inspection et au rejet.

Cette combinaison de technologies résout non seulement les problèmes des méthodes de marquage traditionnelles (sujets au flou et à l'effacement), mais crée également un solide « fossé de qualité », permettant à la chaîne de production de maintenir des vitesses de 48 000 canettes par heure ou même plus tout en réalisant une inspection en ligne à 100 %.

01 Contexte technique et défis

Wanglaoji, Coca-Cola, PepsiCo et d'autres marques de boissons renommées utilisent largement les canettes, et les exigences en matière de qualité d'emballage sont extrêmement strictes. La fabrication des canettes fait appel à des technologies de pointe issues de nombreux secteurs, tels que la métallurgie, le génie chimique, la mécanique et l'électronique. La clarté et la précision des marquages, notamment les dates de production, constituent un maillon essentiel du système de traçabilité de la sécurité alimentaire.

Les méthodes de marquage jet d'encre traditionnelles présentent des inconvénients majeurs : le marquage est sujet au flou et aux défauts dus à des problèmes d'adhérence de l'encre. Dans un environnement de production à grande vitesse, le contrôle manuel s'apparente à la recherche d'une aiguille dans une botte de foin, avec un risque très élevé d'erreurs.

Cela peut non seulement entraîner des réclamations de la part du marché, mais aussi rompre la chaîne de traçabilité des produits, rendant difficile le rappel précis des produits en cas de problèmes de qualité.

Face à des cadences de production de plusieurs centaines de boîtes par minute, Wanglaoji avait besoin d'une solution permettant une détection d'une précision absolue, même à grande vitesse. C'est dans ce contexte qu'a été développé le marquage laser associé à une technologie d'inspection visuelle.

02 Technologie et avantages du marquage laser

La technologie de marquage laser représente une avancée révolutionnaire par rapport aux méthodes de marquage traditionnelles. Elle utilise un procédé de « traitement à froid » avec une zone affectée thermiquement minimale, permettant la création de marquages ​​nets et permanents sur le fond de la boîte sans endommager le matériau.

• Fonctionnement sans consommables : le marquage laser ne nécessite ni encre, ni solvants, ni autres consommables, ce qui réduit considérablement les coûts d’exploitation à long terme. • Excellente qualité de marquage : les machines de marquage laser UV utilisent une longueur d’onde courte (355 nm), ce qui permet d’obtenir un point focalisé plus petit et un traitement très précis.

• Grande adaptabilité : Pour des marques renommées comme Wanglaoji, le marquage laser s'adapte à différentes surfaces d'emballage, garantissant ainsi une homogénéité de marquage.

La technologie de marquage laser constitue une base solide pour l'inspection visuelle ultérieure car elle produit systématiquement des marquages ​​à contraste élevé, améliorant considérablement la précision de la détection.

03 Principe de fonctionnement du système d'inspection visuelle

Le système d'inspection visuelle est l'« œil intelligent » de ce système de contrôle qualité. Il se compose d'une caméra industrielle haute résolution, d'une source lumineuse de précision, d'une lentille et d'un logiciel de traitement d'images dédié, installé sur le poste de travail situé derrière la machine de marquage.

Le flux de travail du système repose sur des algorithmes de débruitage adaptatifs et une technologie d'amélioration des contours. Il commence par prétraiter les images acquises, puis effectue une extraction précise de la zone de marquage et une détection des défauts.

Les capacités de détection spécifiques comprennent :

• Détection d'intégrité : Identification des cas d'absence de marquage, de marquages ​​manquants (même 30 % manquants) et de marquages ​​flous ou déformés.

• Vérification du contenu : Lecture des dates de production et des numéros de lot à l’aide de la technologie OCR et comparaison avec la base de données du système pour garantir un contenu correct.

• Évaluation de la position : Détection des décalages de marquage, garantissant la cohérence du marquage.

Les systèmes d'inspection visuelle modernes utilisent même la technologie d'intelligence artificielle d'apprentissage profond et sont équipés de processeurs GPU haute performance pour assurer une reconnaissance et un traitement à grande vitesse, répondant ainsi aux besoins des lignes de production à grande vitesse.

04 Intégration du système et contrôle qualité en boucle fermée

La véritable puissance du marquage laser et de l'inspection visuelle réside dans le système de contrôle intelligent en boucle fermée qu'ils forment, permettant un contrôle qualité en temps réel grâce au processus « marquage-détection-retour d'information-exécution ».

Lorsque le système visuel détecte un produit présentant un marquage non conforme, il envoie immédiatement un signal à l'automate programmable, déclenchant un dispositif de rejet (tel qu'une tige de poussée ou une buse d'air) afin de retirer avec précision le produit défectueux de la ligne de production.

Le système dispose également de capacités complètes d'enregistrement de données : les images des produits défectueux, le temps de détection et le type de défaut sont enregistrés dans la base de données, générant des rapports de contrôle statistique des processus pour faciliter l'analyse de la qualité.

Dans le même temps, le système déclenche des alarmes sonores et lumineuses sur site pour alerter le personnel d'intervenir, permettant ainsi la collaboration homme-machine. Cette conception améliore non seulement l'efficacité de la production, mais crée également une chaîne complète de traçabilité des données, répondant aux exigences réglementaires strictes telles que celles de la FDA et de l'UE. 05 Efficacité des applications et perspectives d’avenir

Dans la production réelle de Wanglaoji, le système de marquage laser et d'inspection visuelle a apporté des avantages significatifs :

• Réalisation d'un contrôle complet en ligne à 100 %, éliminant totalement les plaintes des clients liées à des problèmes d'étiquetage.

• Un processus entièrement automatisé remplace l'échantillonnage manuel, permettant à la chaîne de production de fonctionner à plein régime et d'optimiser la capacité de production.

• Réduction significative des coûts d'exploitation, notamment grâce à la réduction du personnel de contrôle qualité et à l'élimination du gaspillage de matériaux d'emballage.

• Les rapports SPC générés par le système reflètent clairement les problèmes potentiels des équipements, permettant une maintenance prédictive et passant d'une « réparation réactive » à une « maintenance proactive ».

Grâce au développement approfondi des technologies de l'Industrie 4.0, ce système évolue vers une intelligence accrue. Les futurs systèmes d'inspection visuelle seront moins dépendants des conditions d'éclairage, ce qui améliorera encore la stabilité de la détection.

Dans le même temps, la technologie basée sur l'apprentissage profond donnera au système une plus grande adaptabilité, lui permettant de s'adapter à différentes échelles d'environnements de production tout en maintenant ses performances, fournissant ainsi un soutien technique plus solide pour la gestion de la qualité de marques comme Wanglaoji.

Avec les progrès technologiques, les systèmes de marquage laser et d'inspection visuelle gagneront en intelligence et en adaptabilité. Les systèmes futurs seront moins dépendants des conditions d'éclairage, tout en conservant une grande précision de détection, même dans des environnements très réfléchissants comme les canettes en aluminium.

L'introduction des technologies d'apprentissage profond abaissera le seuil technique, permettant ainsi aux lignes de production de différentes tailles de bénéficier de solutions d'inspection de haute qualité. Ceci marque notre avancée vers une nouvelle ère de production industrielle entièrement intelligente.