如果金屬罐裝食品飲料出現(xiàn)泄露或損壞，會(huì)造成嚴(yán)重的產(chǎn)品質(zhì)量事故，直接損害企業(yè)的品牌信譽(yù)。因此，在金屬罐裝食品飲料的生產(chǎn)中，特別需要嚴(yán)格控制二重卷封質(zhì)量，以確保良好的包裝氣密性。隨著企業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量控制管理標(biāo)準(zhǔn)的提高，對(duì)罐裝食品飲料的卷封質(zhì)量的檢測(cè)要求和檢測(cè)頻率也提升到更高水平。影響卷封質(zhì)量的主要關(guān)鍵控制點(diǎn)包括空罐的缺陷與尺寸指標(biāo)檢測(cè)，蓋的尺寸指標(biāo)檢測(cè)，封罐機(jī)參數(shù)檢測(cè)，以及卷封檢測(cè)。其中卷封檢測(cè)由于關(guān)涉成品質(zhì)量，無(wú)疑是重中之重。作為空罐質(zhì)量檢測(cè)的重要指標(biāo)，空罐的缺陷與基本尺寸直接影響罐裝產(chǎn)品的卷封質(zhì)量。采用相關(guān)檢測(cè)儀器可達(dá)到監(jiān)控空罐質(zhì)量的目的。空罐缺陷檢測(cè)空罐缺陷包括：罐口變形、翻邊變形、罐內(nèi)異物等。 空罐缺陷智能檢測(cè)系統(tǒng)利用機(jī)器視覺(jué)原理實(shí)現(xiàn)了空罐質(zhì)量在線(xiàn)檢測(cè)，可將存在缺陷的空罐從生產(chǎn)線(xiàn)上剔除。圖1 CanNeed-ICI-1000 空罐缺陷智能檢測(cè)系統(tǒng)可將存在缺陷的空罐從生產(chǎn)線(xiàn)上剔除。
空罐基本尺寸檢測(cè)空罐基本尺寸包括罐高、罐口內(nèi)徑、翻邊寬度。 全自動(dòng)罐后端尺寸綜合檢測(cè)儀可安裝于空罐輸送鏈道的支線(xiàn)，在線(xiàn)抽樣檢測(cè)空罐的上述基本尺寸指標(biāo)。圖2 全自動(dòng)罐后端尺寸綜合檢測(cè)儀可在線(xiàn)抽樣檢測(cè)空罐的基本尺寸指標(biāo)，如：罐高（A）、罐口內(nèi)徑（B）、翻邊寬度（C）的測(cè)量。
蓋的基本尺寸包括：內(nèi)直徑、外直徑、埋頭度、鉤邊高度、鉤邊開(kāi)度、總體高度等。蓋的輪廓尺寸包括：壓頭配合直徑、外鉤邊半徑、蓋翻邊、角度等。這些指標(biāo)為設(shè)計(jì)或選擇合適的封罐機(jī)壓頭提供了重要的依據(jù)。圖3 蓋的基本尺寸和輪廓尺寸為設(shè)計(jì)或選擇合適的封罐機(jī)壓頭提供了重要的依據(jù)。
如果在蓋的直徑、埋頭度、鉤邊高度、鉤邊開(kāi)度等指標(biāo)均合格的情況下，用戶(hù)仍反饋卷封不良，即罐裝產(chǎn)品的氣密性有問(wèn)題，那么很可能就是因?yàn)樯w子輪廓和封罐機(jī)壓頭不吻合！通過(guò)罐蓋輪廓投影儀能快速得到蓋的輪廓尺寸、以及蓋與壓頭的輪廓吻合度。可將其安裝于實(shí)驗(yàn)室或者封罐機(jī)的罐蓋輸送鏈道的旁邊支線(xiàn)，對(duì)蓋的基本基本尺寸和蓋的輪廓尺寸指標(biāo)進(jìn)行抽樣檢測(cè)。測(cè)量過(guò)程是：使用上述罐蓋輪廓投影儀先測(cè)量壓頭的輪廓曲線(xiàn)，然后再與蓋的輪廓曲線(xiàn)進(jìn)行比對(duì)，接著通過(guò)軟件自動(dòng)測(cè)量配合夾角、配合直徑與底部間隙，驗(yàn)證封罐機(jī)壓頭與蓋輪廓的吻合匹配性。圖5 通過(guò)軟件驗(yàn)證封罐機(jī)壓頭與蓋輪廓的吻合匹配性。
在封罐設(shè)備中，卷封滾輪、上壓頭和托罐盤(pán)通常被稱(chēng)為卷封三要素。頭道滾輪和二道滾輪正確的溝槽形狀、滾輪與壓頭之間的間隙、托罐盤(pán)合適的推動(dòng)力是確保正常卷封的必要條件。因此，卷封三要素作為封罐設(shè)備的基本組成部件，直接攸關(guān)二重卷封的質(zhì)量。滾輪輪廓測(cè)量 通過(guò)輪廓投影儀上的高清成像系統(tǒng)對(duì)頭道滾輪和二道滾輪的輪廓進(jìn)行投影并測(cè)量，以避免滾輪磨損對(duì)卷封質(zhì)量產(chǎn)生的影響。滾輪與壓頭之間的間隙檢測(cè) 通過(guò)卷封間隙投影儀的高清成像系統(tǒng)對(duì)頭道滾輪、二道滾輪和壓頭之間的高度間隙與側(cè)向間隙進(jìn)行投影并測(cè)量，避免該數(shù)值過(guò)大或過(guò)小而對(duì)卷封質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。 圖7 對(duì)頭道滾輪、二道滾輪和壓頭之間的高度間隙與側(cè)向間隙投影并測(cè)量。托罐盤(pán)壓力檢測(cè) 通過(guò)數(shù)顯卷封壓頭測(cè)力計(jì)測(cè)量托罐盤(pán)的壓力大小。破壞檢測(cè)法 最初是采用切割法切割樣品，依靠手動(dòng)量具測(cè)量相關(guān)卷封尺寸，后來(lái)發(fā)展為對(duì)卷封剖面進(jìn)行投影，利用圖像分析測(cè)量卷封尺寸參數(shù)。相關(guān)檢測(cè)儀器發(fā)展歷程包括：刻度型儀器→數(shù)顯型儀器→自動(dòng)選點(diǎn)、自動(dòng)采集儀器→自動(dòng)切割、自動(dòng)測(cè)量?jī)x器。無(wú)損檢測(cè)法隨著技術(shù)的進(jìn)步革新，卷封檢測(cè)已經(jīng)由傳統(tǒng)的破壞檢測(cè)法發(fā)展到更先進(jìn)的無(wú)損卷封投影儀，即利用X射線(xiàn)對(duì)卷封位置進(jìn)行透射，并獲取圖像測(cè)量卷封尺寸參數(shù)。此外，無(wú)損卷封投影儀也從實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)發(fā)展到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的在線(xiàn)檢測(cè)，下面另起章節(jié)詳述。圖8 Seam-X?-On-Line在線(xiàn)無(wú)損卷封檢測(cè)儀。這是迄今為止先進(jìn)、高效的卷封檢測(cè)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)損、快速、360°的產(chǎn)品卷封質(zhì)量檢測(cè)，已成為企業(yè)提高檢測(cè)效率和卷封質(zhì)量管理水平，降低檢測(cè)成本的首選解決方案。由于X射線(xiàn)對(duì)不同密度物質(zhì)的穿透作用相異，利用這一特性可將不同密度的鐵、鋁、密封膠、空氣區(qū)分開(kāi)來(lái)。如圖9所示，在X射線(xiàn)穿透卷封的同時(shí)，成像系統(tǒng)快速獲得清晰圖像并對(duì)以下卷封參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量：卷邊長(zhǎng)度、身鉤長(zhǎng)度、蓋鉤長(zhǎng)度、迭接長(zhǎng)度、迭接率（%）、卷封間隙、身鉤搭接率（%）、蓋鉤搭接率（%）、緊密度、埋頭度、卷邊厚度、卷封形態(tài)，其中后四種是可選項(xiàng)。圖9 無(wú)損卷封質(zhì)量檢測(cè)原理示意圖（左）與卷封參數(shù)測(cè)量圖（右）。
優(yōu)點(diǎn) 首先，消除了產(chǎn)品浪費(fèi)，更環(huán)保。由于卷封檢測(cè)不需要切割樣品，且檢測(cè)后合格的樣品仍可回流到生產(chǎn)線(xiàn)，因而避免了產(chǎn)品浪費(fèi)和環(huán)境污染。其次，節(jié)省人力，同時(shí)讓單罐檢測(cè)時(shí)間減至最少，降低質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。在節(jié)省人力成本的同時(shí)還可將單罐檢測(cè)時(shí)間大幅下降至8秒，從而提高了抽檢頻率，減少了次品流入市場(chǎng)帶來(lái)的潛在風(fēng)險(xiǎn)，在檢測(cè)出不合格卷封的時(shí)候，大大減少了隔離次品的數(shù)量。第三，干擾因素少，結(jié)果可靠，個(gè)中原因有三。一是檢測(cè)方法穩(wěn)定，系統(tǒng)的重復(fù)性、準(zhǔn)確性好。二是無(wú)需切割，避免了卷封結(jié)構(gòu)變形以及鐵屑、水跡等因素影響測(cè)量結(jié)果。三是每個(gè)樣品可以360°檢測(cè)，因而可規(guī)避漏檢。第四，每個(gè)樣品對(duì)應(yīng)封罐頭編號(hào)進(jìn)行取樣和測(cè)量跟蹤，自動(dòng)分析?？煽焖俜答仚z測(cè)結(jié)果，并能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，通過(guò)監(jiān)測(cè)每一個(gè)編號(hào)的封罐頭的卷封質(zhì)量走勢(shì)，降低了卷封質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)無(wú)損卷封檢測(cè)的解決方案在易拉罐產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，在線(xiàn)無(wú)損卷封檢測(cè)的解決方案如下。每個(gè)樣品對(duì)應(yīng)封罐頭編號(hào)進(jìn)行取樣和測(cè)量跟蹤 在封罐機(jī)上安裝多個(gè)傳感器，利用傳感器反饋信號(hào)實(shí)現(xiàn)每個(gè)樣品對(duì)應(yīng)封罐頭編號(hào)進(jìn)行取樣和測(cè)量跟蹤；企業(yè)根據(jù)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，在取樣系統(tǒng)設(shè)置所需的取樣規(guī)則（例如：每間隔1小時(shí)，依次從封罐頭1~12號(hào)各取1罐樣品），從而取樣系統(tǒng)就能穩(wěn)定、高效地自動(dòng)取樣，已取樣品將按所設(shè)置的取樣規(guī)則進(jìn)行排列，并被輸送鏈道輸送到無(wú)損卷封質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備，對(duì)卷封質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量。基于數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)調(diào)整封罐機(jī)在線(xiàn)無(wú)損卷封檢測(cè)儀和軟件通過(guò)分析統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)周期內(nèi)每個(gè)封罐頭對(duì)應(yīng)樣品的卷封參數(shù)數(shù)據(jù)，可得出封罐機(jī)各封罐頭所封產(chǎn)品的卷封質(zhì)量的發(fā)展趨勢(shì)，在此基礎(chǔ)之上轉(zhuǎn)化成判斷各封罐頭卷封質(zhì)量狀態(tài)的“健康曲線(xiàn)”，可作為封罐機(jī)調(diào)整的重要依據(jù)。圖10 在線(xiàn)無(wú)損卷封檢測(cè)儀安裝方式。
在工廠(chǎng)生產(chǎn)自動(dòng)化的大勢(shì)所趨之下，企業(yè)日益追求高效率、高品質(zhì)、低能耗、低成本生產(chǎn)，而全自動(dòng)在線(xiàn)抽樣檢測(cè)被認(rèn)為是重要的實(shí)現(xiàn)途徑之一。在生產(chǎn)金屬罐裝食品飲料時(shí)，采用在線(xiàn)無(wú)損卷封檢測(cè)儀和數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)可幫助企業(yè)提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本，嚴(yán)格管控卷封質(zhì)量，堪稱(chēng)是最佳的全面卷封質(zhì)量管理方案。
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