البحث في الكشف عبر الإنترنت عن زجاجات البيرة المعيبة

1. الوضع الأساسي للكشف عبر الإنترنت

في الوقت الحالي، تُولي شركات إنتاج البيرة اهتمامًا متزايدًا بجودة المنتج، وتستخدم المزيد من الشركات معدات كشف آلية متنوعة في خطوط إنتاج التعبئة لتحسين موثوقية عمليات التفتيش. الطريقة التقليدية لفحص الزجاجات الفارغة على خط التعبئة هي الفحص اليدوي بالضوء. ومع ذلك، في خطوط التعبئة الحديثة عالية السرعة، وبسبب التعب البصري وأسباب أخرى، لا يُمكن الاعتماد فقط على الفحص اليدوي بالضوء التقليدي لضمان الموثوقية. بالإضافة إلى ذلك، لا يُمكن فحص جزأين مهمين من زجاجة البيرة - عنق الزجاجة وقاعها - مما يؤدي إلى دخول زجاجات معيبة (مثل الزجاجات التي تحتوي على تسريبات أو ملوثات في قاعها) إلى السوق، مما يُضر بصورة الشركة.

2. المتطلبات الأساسية للكشف عبر الإنترنت

في الوقت الحاضر، تمتلك الدول الأجنبية أنظمة كشف عبر الإنترنت ناضجة نسبيًا تعتمد على تكنولوجيا معالجة الصور، مع وجود العديد من المنتجات بالفعل في السوق، مثل نظام MIHO الألماني، ونظام HEUFT، ونظام OMNIVISIONI من شركة INDUSTRIAL DYNAMICS COMPANY, LTD. ومقرها الولايات المتحدة.

حاليًا، يُطوّر معظم مُنتجي البيرة في الصين خطوط إنتاج تتجاوز 40 ألف زجاجة في الساعة. بهذه السرعات، يُصبح الاعتماد على الفحص اليدوي أمرًا بالغ الصعوبة، مما يُولّد حاجة مُلحّة لمعدات كشف إلكترونية للزجاجات الفارغة. مع ذلك، تُعدّ المنتجات الأجنبية باهظة الثمن وصعوبة صيانتها، مما يجعلها باهظة الثمن بالنسبة لمعظم مصانع البيرة الصغيرة والمتوسطة.

3. أهداف الكشف عبر الإنترنت

بناءً على تحليل نماذج الآلات الأجنبية والاحتياجات والقدرات التكنولوجية للمؤسسات الصغيرة والمتوسطة في الصين، تم تحديد الأهداف التالية للكشف عبر الإنترنت:

3.1 وحدات الكشف عبر الإنترنت:

تتضمن الوحدات الأساسية كشف عنق الزجاجة وقاعها. يمكن حجز وحدات إضافية، مثل كشف الجدار الداخلي والخارجي، للاستخدام مستقبلاً.

3.2 سرعة الكشف عبر الإنترنت:

بالنسبة للزجاجات التي يبلغ قطر عنقها 64 ملم، فإن متطلب السرعة هو 42000 زجاجة في الساعة.

3.3 دقة الكشف عن قاع الزجاجة ومعدل الرفض:

بالنسبة للزجاجات غير المميزة وغير المستهلكة:

عندما يكون حجم العيب 2.5 مم × 2.5 مم، فإن معدل الرفض يكون 98%.

عندما يكون حجم العيب 3.0 مم × 3.0 مم، فإن معدل الرفض يكون 99%.

بالنسبة للزجاجات المميزة أو البالية أو ذات الألوان الداكنة أو ذات الألوان المختلفة:

عندما يكون حجم العيب 3.5 مم × 3.5 مم، فإن معدل الرفض يكون 98%.

عندما يكون حجم العيب 4.0 مم × 4.0 مم، فإن معدل الرفض هو 99٪.

يمكن للنظام معالجة الزجاجات ذات الألوان المختلطة أو الداكنة.

4. حل الكشف عبر الإنترنت

4.1 الحلول المقترحة:

الحل الأول: شراء أنظمة رؤية آلية أجنبية مباشرةً وتطوير برمجيات مخصصة بناءً عليها. يتميز هذا الحل بسرعة تطوير عالية، إلا أن أنظمة الرؤية الآلية باهظة الثمن، ويجب دفع رسوم تسجيل البرمجيات لكل نظام مُنتج. كما أن قلة من الأنظمة الحالية تلبي متطلبات السرعة، مما يجعل هذا الحل غير عملي.

الحل الثاني: اعتماد نظام تحكم هرمي، يتضمن حاسوب تحكم صناعي للتحكم والإدارة العليا، ونظامًا قائمًا على شريحة معالجة رقمية لالتقاط الصور ومعالجتها. على الرغم من طول دورة التطوير، واستناد هذا الحل إلى خوارزميات ناضجة تمامًا، إلا أنه يُعدّ أكثر ملاءمةً كتوجه مستقبلي، ولكنه مُؤجّل حاليًا.

الحل الثالث: استخدام بطاقة التقاط صور وأجهزة تحكم صناعية مزودة ببرامج تحكم مطورة ذاتيًا. تُستخدم أنظمة متعددة لتلبية متطلبات سرعة المعالجة. يُعد هذا الحل أنسب من الناحية الاقتصادية والتقنية والعملية للشركات الصغيرة والمتوسطة. وقد نجحت بعض مصانع الجعة في تطبيق هذا النهج، مما يجعله الحل الأمثل.

4.2 سير عمل الكشف عبر الإنترنت:

تُرسَل الزجاجات الفارغة المراد اختبارها عبر سير ناقل. عند وصولها إلى مصدر ضوء تعويض اختلاف اللون والزجاجة المختلطة، يومض الضوء، فيكتشف مستشعر اختلاف اللون والزجاجة المختلطة الضوء المنقول. تُرسَل النتائج إلى دائرة تعويض اختلاف اللون، التي تضبط سطوع مصدر الضوء للكشف عن القاع. عند وصول الزجاجة الفارغة إلى موضع الكشف، يومض الضوء، ويفتح الغالق. يلتقط نظام التصوير الصورة، التي تُرسل عبر بطاقة التقاط الصور إلى الحاسوب الموجود في القاع للمعالجة. في حال اكتشاف عيب، تُرسَل إشارة رفض عبر بطاقة إدخال/إخراج ذات 32 قناة. تُضخَّم هذه الإشارة وتُستخدم للتحكم في آلية الرفض، مما يدفع الزجاجة المعيبة بعيدًا عن السير الناقل. وتُطبَّق العملية نفسها للكشف عن عنق الزجاجة.

تتواصل أجهزة التحكم الرئيسية للكشف عن الجزء السفلي والرقبة عبر منافذ تسلسلية لضمان تنسيق النظام. يستخدم كلا النظامين شاشة اللمس نفسها للعرض والتشغيل، وتُكمل دائرة التبديل عملية التبديل بينهما.

4.3 مبدأ عمل وحدة معالجة عنق الزجاجة والقاع:

4.3.1 اكتشاف عنق الزجاجة:

يُستخدم جهاز تصوير خاص لإضاءة سطح إغلاق عنق الزجاجة باستخدام وميض. سيعكس عنق الزجاجة السليم وغير التالف الضوء كحلقة ناعمة ومتكاملة. إذا كانت الحلقة مكسورة (من خلال شقوق)، أو كانت الحافة الداخلية مقعرة (تلف في الحافة الداخلية)، أو كانت الحافة الخارجية محدبة (تلف في الحافة الخارجية)، فسيتم الكشف عن ذلك. يمكن للمستخدمين تحديد ثلاث قيم حدية لشدة الكسر، أو التقعر، أو التحدب. يقارن النظام حجم العيب الفعلي بالحد المحدد مسبقًا لتحديد ما إذا كان سيتم رفض الزجاجة. لتجنب سوء التقدير الناتج عن إمالة الزجاجة، تتضمن الوحدة أيضًا وظيفة تتبع تلقائي لموضع عنق الزجاجة.

4.3.2 اكتشاف قاع الزجاجة:

أولاً، تُحوّل الصورة الرمادية المُلتقطة ببطاقة التقاط الصور إلى صورة ثنائية. ثم تُطبّق أساليب إحصائية لحساب حجم الملوثات المستقلة. تُقارن هذه الأحجام بالأحجام المقبولة التي يُحددها المستخدم لاتخاذ قرار رفض الزجاجة.

5. الخاتمة

باستخدام بطاقات التقاط الصور وأجهزة التحكم الصناعي متعددة الأنظمة، تم حل مشكلة اكتشاف زجاجات البيرة المعيبة على خط الإنتاج بفعالية وبتكلفة منخفضة نسبيًا، مما يجعلها مناسبة لمعظم مصانع البيرة الصغيرة والمتوسطة. كما يوفر هذا الحل فوائد اقتصادية جيدة.