تقنية فحص الزجاجات الفارغة المصنوعة من البولي إيثيلين تيريفثالات: حلقة وصل أساسية في ضمان جودة التغليف

ما يبدو وكأنه زجاجة بلاستيكية بسيطة مدعوم بنظام فحص متطور.

تُعدّ زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) الفارغة، باعتبارها شكلاً أساسياً من أشكال التغليف في صناعات الأغذية والأدوية ومستحضرات التجميل، ذات جودة تؤثر بشكل مباشر على سلامة محتوياتها وفترة صلاحيتها. أثناء عملية الإنتاج، لا بدّ أن تظهر عيوب في هذه الزجاجات، مثل تلف العنق، والتشققات، وتشوّه القاع. قد تؤدي هذه العيوب إلى تسرب المنتج أو تلوثه أو تلفه. بفضل تقنية الفحص الآلي، تستطيع أجهزة فحص زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات الفارغة تحديد الزجاجات المعيبة وإزالتها بكفاءة، مما يقلل من هدر المواد الخام ويخفض تكاليف الإنتاج.

1. أهمية فحص الزجاجات الفارغة المصنوعة من البولي إيثيلين تيريفثالات

خلال عملية الإنتاج، قد تتعرض زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات الفارغة لعيوب مختلفة، بدءًا من عملية التشكيل بالنفخ وحتى مرحلة التعبئة. فقد يؤدي تلف أو تشقق عنق الزجاجة إلى ضعف الإحكام، مما يتسبب في تسرب المحتويات أو تلفها؛ كما يؤثر تشوه قاع الزجاجة على ثباتها، وقد يؤدي إلى انهيارها أثناء النقل والتخزين.

لا تؤثر هذه العيوب على مظهر المنتج فحسب، بل يمكن أن تؤدي أيضًا إلى مشاكل تتعلق بسلامة الغذاء، مما ينتج عنه خسائر اقتصادية وأخرى تتعلق بسمعة الشركة.

تتيح معدات الفحص الإلكتروني إزالة الزجاجات الفارغة المعيبة فورًا قبل التعبئة، مما يمنع دخول المنتجات غير المطابقة للمواصفات إلى المراحل اللاحقة. وهذا لا يقلل من هدر المواد الخام فحسب، بل يتجنب أيضًا خسائر الإنتاج الناجمة عن مشاكل التعبئة والتغليف، ما يلبي المتطلبات المزدوجة لمراقبة الجودة وإدارة التكاليف في التصنيع الحديث.

2. المؤشرات الفنية الرئيسية للتفتيش

يشمل فحص الزجاجات الفارغة المصنوعة من البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) مؤشرات فنية متعددة، تنقسم أساسًا إلى ثلاث فئات: الكشف عن عيوب المظهر، والكشف عن أداء الإحكام، والكشف عن دقة الأبعاد. الكشف عن العيوب المرئية

• سلامة فوهة الزجاجة: يكشف ما إذا كانت فوهة الزجاجة تالفة أو متشققة أو مشوهة.

• عيوب قاع الزجاجة: يحدد ما إذا كان قاع الزجاجة مشوهًا أو به عيوب أخرى.

• مظهر جسم الزجاجة: يتم فحص جسم الزجاجة بحثًا عن البقع أو الفقاعات أو الخدوش.

اختبار أداء منع التسرب

• خصائص حاجز الغاز: يقيس خصائص حاجز زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) ضد الغازات مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون.

• معدل نفاذية بخار الماء: يكشف عن كمية نفاذية بخار الماء لتقييم مقاومة الرطوبة.

• موثوقية الإحكام: يختبر أداء إحكام الزجاجة باستخدام طرق انخفاض الفراغ أو فرق الضغط.

اختبار دقة الأبعاد

• انحراف المحور الرأسي: يقيس الانحراف الرأسي بين مركز فوهة الزجاجة ومركز قاع الزجاجة.

• أبعاد فوهة الزجاجة: يقيس بدقة الأبعاد الرئيسية مثل قطر فوهة الزجاجة ومواصفات الخيوط.

• أبعاد المحيط الخارجي: يتحقق مما إذا كان المحيط العام لجسم الزجاجة يفي بالمواصفات.

3. تقنيات ومعدات الكشف السائدة

ظهرت ثلاث طرق رئيسية للكشف في مجال فحص زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات الفارغة: الفحص اليدوي، والفحص باستخدام أجهزة الاستشعار، والفحص باستخدام تقنية الرؤية الحاسوبية. يُعد الفحص اليدوي طريقة فحص صناعية تقليدية، حيث يقوم المفتشون بفحص كل زجاجة من زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات بصريًا بحثًا عن العيوب. ومع ذلك، يعاني هذا الفحص من انخفاض معدلات الكشف، وبطء السرعة، وصعوبة جمع البيانات وتحليلها، وارتفاع التكاليف.

تستخدم أنظمة الفحص الآلية الحديثة بشكل رئيسي التقنيات التالية:

نظام فحص الرؤية الآلية

تستخدم أنظمة فحص الرؤية الآلية كاميرات عالية الدقة ومصادر إضاءة متخصصة لتصوير فوهة الزجاجة وجسمها وقاعها بشكل شامل، وتحليل العيوب باستخدام خوارزميات معالجة الصور.

يتضمن جهاز فحص فوهة الزجاجة عادةً مصدر ضوء عالي السطوع، ولوح زجاجي شبه عاكس، وكاميرا لفحص فوهة الزجاجة، قادرة على تحديد عيوب فوهة الزجاجة بدقة. أما جهاز فحص قاع الزجاجة فيستخدم إضاءة خلفية وكاميرا لفحص قاع الزجاجة عن طريق النقل الضوئي، مما يُمكّن من تحديد العيوب بفعالية، مثل التشوه أو الشقوق.

توفر هذه الأنظمة دقة عالية في الكشف، بمعدل دقة يزيد عن 99٪، وسرعة كشف تصل إلى 36000 زجاجة / ساعة، وهي مناسبة لخطوط الإنتاج عالية السرعة.

معدات اختبار أداء منع التسرب

تشمل معدات اختبار أداء الإحكام بشكل أساسي أجهزة اختبار معدل نفاذية الغاز، وأجهزة اختبار معدل نفاذية بخار الماء، وأجهزة اختبار الإحكام. يمكن لأجهزة اختبار نفاذية الغاز بفرق الضغط اختبار خصائص العزل لزجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) ضد غازات مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون؛ وتُستخدم أجهزة اختبار معدل نفاذية بخار الماء خصيصًا لقياس معدل نفاذية بخار الماء للمواد؛ بينما تستخدم أجهزة اختبار الإحكام مبدأ الفراغ للكشف عن موثوقية إحكام الزجاجات.

جهاز اختبار التسرب الدقيق

يستخدم جهاز اختبار التسرب الدقيق تحليل فرق الضغط للكشف عن التسرب. عند فتح صمام النفخ لنفخ الزجاجة الفارغة، يراقب المستشعر تغير الضغط داخل الزجاجة في الوقت الفعلي. عندما يكون الضغط المرجعي أعلى من الضغط داخل الزجاجة، يتولد فرق ضغط سالب (-DP). ستظهر الزجاجات المتسربة قيمًا غير طبيعية لفرق الضغط، وسيقوم الجهاز تلقائيًا برفض المنتجات المعيبة بناءً على ذلك.

يمكن لهذا النوع من المعدات استخدام نظام كشف أمريكي جديد، مع قناتين مستقلتين للكشف عن التسرب لكل محطة، مما يوفر دقة وموثوقية عاليتين، بدقة تصل إلى 0.01 مم، وهو مناسب لمختلف مواصفات زجاجات PET من 5 مل إلى 10 لتر.

4. سير عمل الكشف ومبادئه

يتضمن نظام الكشف النموذجي عن الزجاجات الفارغة المصنوعة من البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) مكونًا للكشف عن عيوب عنق الزجاجة، ومكونًا للكشف عن عيوب قاع الزجاجة، ومكونًا لرفض المنتجات المعيبة. تعمل هذه المكونات معًا لتحقيق كشف شامل للزجاجات الفارغة.

تبدأ عملية الكشف عندما يستشعر جهاز الاستشعار موضع الزجاجة الفارغة المصنوعة من البولي إيثيلين تيريفثالات (PET). وعندما تدور الزجاجة الفارغة مع عجلة الدوران في خط الإنتاج باتجاه محطة الكشف، يقوم مستشعر الأشعة تحت الحمراء بتشغيل نظام الكشف ليبدأ العمل.

بعد ذلك، يبدأ مكون كشف عيوب عنق الزجاجة بالعمل. يُسلط مصدر ضوء عالي السطوع على عنق الزجاجة عبر لوح زجاجي شبه عاكس. تلتقط كاميرا كشف عنق الزجاجة صورة العنق، وتقوم خوارزميات معالجة الصور بتحليل الصورة لتحديد ما إذا كانت هناك عيوب مثل التلف أو الشقوق.

في عملية الكشف المتزامن عن قاع الزجاجة، يتم إضاءة الجزء الخلفي من أسفل قاع الزجاجة، وتقوم كاميرا الكشف عن قاع الزجاجة بالتقاط صورة قاع الزجاجة من الأعلى، لتحديد ما إذا كان هناك تشوه أو عيوب أخرى في قاع الزجاجة.

عندما يكتشف النظام وجود زجاجة معيبة، يبدأ نظام رفض المنتجات المعيبة بالعمل. يقوم أسطوانة بدفع لوحة الرفض، مما يؤدي إلى إزالة الزجاجة المعيبة من خط الإنتاج، ويضمن عدم دخول المنتجات غير المطابقة للمواصفات إلى عملية التعبئة.

بالنسبة للزجاجات الفارغة الكبيرة المصنوعة من البولي إيثيلين تيريفثالات (PET)، يتمثل الحل المبتكر في استخدام نظام مرايا لتقليل مسافة الكشف. يعتمد هذا الحل على انعكاسين من المرآتين العلوية والسفلية، مما يسمح لكاميرا CCD بالتقاط صورة كاملة للزجاجة الكبيرة من مسافة قصيرة نسبيًا، وبالتالي توفير مساحة كبيرة في المعدات. 05 اتجاهات تطوير الصناعة والابتكارات

تتطور تقنية فحص الزجاجات الفارغة المصنوعة من البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) نحو مزيد من الكفاءة والدقة والذكاء. وبفضل التقدم في تقنيات رؤية الحاسوب وخوارزميات الذكاء الاصطناعي، تستطيع أنظمة الفحص الحديثة تحقيق وظائف أكثر تعقيدًا في تحديد العيوب وتصنيفها.

من الابتكارات المهمة تطبيق أنظمة الفحص الدورانية الديناميكية. يستخدم هذا النظام مكونًا دوارًا يعمل بواسطة قضيب لتدوير الزجاجة الفارغة، وتقوم كاميرا CCD، بالاشتراك مع نظام مرايا، بالتقاط صور للزجاجة من زوايا متعددة، مما يتيح قياسًا دقيقًا للمحيط الخارجي للزجاجة وأبعاد عنقها.

كما يجري تحسين خوارزميات الفحص باستمرار، بما في ذلك عمليات مثل التمدد الأقصى للقيمة والتآكل الأدنى للقيمة على الصور، متبوعًا بتوليد صورة التدرج واستخراج حدود المحيط، مما يؤدي إلى تحسين دقة وموثوقية الكشف بشكل كبير.

مع تعميق مفهوم الثورة الصناعية الرابعة، يجري دمج معدات فحص زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات الفارغة بشكل كامل مع الأنظمة الأخرى في خط الإنتاج، مما يتيح تبادل البيانات والتحكم الذكي. تستطيع أنظمة الفحص الحديثة تسجيل العدد الإجمالي للزجاجات التي تم فحصها وعدد الزجاجات المعيبة، مما يوفر بيانات داعمة لتحسين عملية الإنتاج.

ستركز تقنيات فحص الزجاجات الفارغة المصنوعة من البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) في المستقبل بشكل أكبر على التكامل متعدد الوظائف. إذ يمكن لجهاز واحد أن يؤدي مهامًا متعددة في آن واحد، مثل فحص المظهر، وقياس الأبعاد، واختبار التسرب، مما يحسن بشكل كبير من كفاءة الفحص وفعاليته من حيث التكلفة.

ترتبط التطورات في تكنولوجيا الفحص ارتباطًا مباشرًا بجودة المنتج وسلامته. ومع التطور المستمر لتقنيات الرؤية الآلية والذكاء الاصطناعي وغيرها، سيتطور فحص زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات الفارغة نحو مزيد من الذكاء والكفاءة، مما يوفر ضمانًا أكثر موثوقية للجودة في صناعة التغليف.

في المستقبل، ومع المزيد من التحسينات في دقة الكشف والاختراقات المستمرة في سرعة الكشف، ستلعب تقنية فحص الزجاجات الفارغة المصنوعة من مادة البولي إيثيلين تيريفثالات دورًا أكثر أهمية في صناعات الأغذية والأدوية ومستحضرات التجميل، مما يوفر دعمًا قويًا للشركات لخفض تكاليف الإنتاج وتحسين جودة المنتج.