得益于能够无缝集成到包装线中的多种检测解决方案,即使高产量应用,也能稳定、可靠地进行自动化质量控制。莫迪维克作为标识和检查系统专家,我们的标记和检测系统解决方案覆盖全面:从简单的检测系统到包装、产品和贴标检测的解决方案等一应俱全,为医疗和制药产品制造商提供了广泛而可靠的产品范围。
如今,质量检测系统通常须满足两大不同要求。其一是需对包装进行质量检测;其二是可为包装流程提供无缝衔接的安全检测。质量检测包括产品正确的呈现、位置、完整性和标签检测。
▲ 莫迪维克质量检测系统检测内容一览
此外,还有对可变打印数据内容的检测,其中包括其正确性和代码可读性等。鉴于已广泛应用于工业、物流和贸易中的一维码和二维码,代码可读性已成为必要条件。从另一个角度来说,质量检测的目的包括读取代码以及检测设备上的物料是否正确。但更重要的是确保将合格的产品正确装入包装,防止错包、空包等失误,尤其是交叉污染。
为了确保只有合格的包装才能进入零售端,需要在出厂前对每个包装都进行质量检测。工业生产和包装过程中的随机检查不足以确保百分之百的安全性,应选用合适的系统进行自动检测。保证即使高产出,也能按要求可靠地逐个检查包装。
01 检测系统的常见应用场景
通常可采用视觉检测系统对产品和包装进行各种形式的检查。例如使用发光、色彩或对比度传感器来确认标签存在。条形码扫描仪和读码器不仅可以检查标签是否存在,还可检查条形码的可读性(分级)。也可对代码的内容进行分析,并与相应的基准数据进行对标。
此外还可通过基于计算机的矩阵或线阵摄像系统,如莫迪维克视觉系统(MVS)执行复杂而多功能的检测任务。其应用范围除基本的检测外,还涵盖条形码、文字和图案识别,乃至全面图像分析。
▲ 莫迪维克视觉检测系统(MVS)
值得一提的是,莫迪维克的多功能检测解决方案 I420 可借助 OCR 文字识别功能(光学字符辨识)或OCV 文字验证(光学字符验证)功能检测包装机上的标识、识别标签位置、对齐情况、标签形状及图案特征。
▲ 莫迪维克I420
就摄像检测系统而言,可根据包装检测系统的版本,通过图像分析确认产品是否被正确放置在包装中,或包装是否被完全填充。先进的图像识别技术可保证即使在高速运转的状态下,也能精确地传输图像并进行验证。
此外,渐进式图像捕捉技术还可检测到密封缝中是否存在异物。与视觉传感器相比,计算机摄像系统能借助丰富的图像分析工具对结果进行统计评估,并可直接在莫迪维克 HMI 操作界面中优化原有方案。
02 精准检测
一般来说,在包装流程中应尽早地进行质量检测,可根据产品所需的检测类型,将检测系统直接集成至包装机或产线的相应模块中。
例如,可将光学检测系统集成至莫迪维克传送带式贴标机中,并通过标识系统的HMI 操作界面进行控制,或让其独立于包装或标识系统运作,并集成至下游的托盒封口包装机中。
▲ 莫迪维克传送带式贴标机L310
对此,传送带也配备了相应的检测解决方案。包装既可由上游运输模块传输,也可手动送入。自动剔除装置则会将不合格包装从生产线上弹出。
产品和包装完整性检测通常在包装机的填料区进行,包装检测则在封口之前或之后进行。通常来说,保证流程顺利进行的重要因素有:视觉检测系统可否无缝集成至生产线中、特定模块之间是否能进行可靠的数据交互、能否尽可能通过统一的操作界面进行系统控制。
▲ 莫迪维克HMI操作系统
较为理想的状态是,所有组件均可通过包装机的HMI操作系统使用标准化 IPC 控制系统进行操作,在设置或配置方案后即可立即调用。与此同时,检测结果将被直接传输至莫迪维克控制系统,以便追踪检测不合格包装,并将其安全弹出。
03 项目综合管理是成功一大要素
根据企业期望和要求来确定需要的检测类型是明智且必要的。除必要的检查外,包装、标签材质和形状、工艺速度、循环数、系统环境、产品输送时的公差、环境条件(如亮度或照明条件)以及所用的包装机在内的众多因素均会影响检测流程。
此外,关于如何在系统内传输数据以及如何将数据连接至公司系统,还需达成广泛的共识。包装检测要求通常被记录在“用户需求说明书” (URS) 中。每个检测任务都会在“要求范围”(SOR)中详细列出。在进行充足的样本评估后,会进行相应的可行性研究。最后,客户将收到书面报告,作为后续讨论的基础。
如需使用视觉检测系统进行可靠的印刷检测,莫迪维克还可根据需要为客户提供“光学字符识别 (OCR) 说明书”。其中定义了对字体、字符结构、行距、文本周围留白区、对比度以及背景和字体颜色的具体要求。
04 印刷质量检测至关重要
OCR-A,OCR-C字体,尤其是OCR-B字体的开发旨在提供更佳的设备可读性。此外,标准的无衬线字体,例如 Arial、Verdana、Courier、Helvetica等,其最小尺寸为 2.5 mm,笔画尺寸为 0.3 mm, OCR 功能可轻松读取。
字符间的间距应至少保持 0.45 mm,文本周围的留白区必须至少为 1 mm,以免印刷图案或其它因素影响 OCR 的读取。
为成功识别打印字符,背景应保持均匀且不透明。默认设置是白色背景搭配黑色、蓝色或灰色字体。具体则需根据实际情况有所不同,通常会在进行可行性研究后,再进行评估。
对于视觉检测系统,检查区域的最大尺寸取决于所需检测内容的最小检测目标之大小。通常而言,检测目标越小,设置的分辨率必须越高,因此可识别的面积就越小。计算机矩阵摄像机的可检测区域大小区间为64 x 48至128 x96 mm;计算机线阵摄像机的每个摄像头的最大可检测区域面积为400 x 700 mm。
包装上膜的印刷图像检测通常从上方开始进行。产品检测则根据要求从上方或下方进行。印刷图案检测时,会使用反射光来照明。进行包装物检测时,则可根据要求从摄像机侧(反射光)或对面(透射光)进行。
内置摄像扫描仪连接至旋转编码器,该编码器将热成型拉伸膜包装机的运动转换成信号并传送至摄像机。摄像机在每个循环过程中拍摄图像,再直接通过数据线将其发送给设备的 IPC(工业计算机),由软件进行分析评估。如果检测出的图像结果偏离目标值,则会将该包装标记为“不合格”,并将其弹出。
05 小结
莫迪维克专注于开发适用于高分辨率系统的视觉检测解决方案,以适应提高自动化程度、增强产品个性化、产品明显微型化以及需不断调整药品和医疗产品包装尺寸的市场趋势。对于高分辨率系统,需检查的印刷目标正越来越小,且越来越复杂。
因此莫迪维克视觉检测系统在产品组合中增加了电脑端扫描仪,并与现有的线性扫描仪一样,均可通过莫迪维克 HMI 操作界面进行统一控制。
其他功能还包括外部计算机上HMI菜单的镜像、产线控制台和质量管理等,对空腔包装形状进行3D识别、分析包装及印刷质量等,以便提前确认关键工艺参数。对以上提及各点,都可有针对性地对产线进行维护,如及时更换耗材等,避免了代价高昂的停机时间。