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通过检测实现全面卷封质量管理

文/白仲文

如果金属罐装食品饮料出现泄露或损坏,会造成严重的产品质量事故,直接损害企业的品牌信誉。因此,在金属罐装食品饮料的生产中,特别需要严格控制二重卷封质量,以确保良好的包装气密性。

随着企业生产效率和质量控制管理标准的提高,对罐装食品饮料的卷封质量的检测要求和检测频率也提升到更高水平。

影响卷封质量的主要关键控制点包括空罐的缺陷与尺寸指标检测,盖的尺寸指标检测,封罐机参数检测,以及卷封检测。其中卷封检测由于关涉成品质量,无疑是重中之重。

 

一、空罐的缺陷和基本尺寸指标检测

作为空罐质量检测的重要指标,空罐的缺陷与基本尺寸直接影响罐装产品的卷封质量。采用相关检测仪器可达到监控空罐质量的目的。

1、空罐缺陷检测

空罐缺陷包括:罐口变形、翻边变形、罐内异物等。CanNeed-ICI-1000 空罐缺陷智能检测系统利用机器视觉原理实现了空罐质量在线检测,可将存在缺陷的空罐从生产线上剔除。

图1 CanNeed-ICI-1000 空罐缺陷智能检测系统可将存在缺陷的空罐从生产线上剔除。

2、空罐基本尺寸检测

空罐基本尺寸包括罐高、罐口内径、翻边宽度。CanNeed-ABMS-1000 全自动罐后端尺寸综合检测仪可安装于空罐输送链道的支线,在线抽样检测空罐的上述基本尺寸指标。

图2 全自动罐后端尺寸综合检测仪可在线抽样检测空罐的基本尺寸指标,如:罐高(A)、罐口内径(B)、翻边宽度(C)的测量。

 

二、盖的基本尺寸和轮廓尺寸检测

盖的基本尺寸包括:内直径、外直径、埋头度、钩边高度、钩边开度、总体高度等。

盖的轮廓尺寸包括:压头配合直径、外钩边半径、盖翻边、角度等。

这些指标为设计或选择合适的封罐机压头提供了重要的依据。

图3 盖的基本尺寸和轮廓尺寸为设计或选择合适的封罐机压头提供了重要的依据。

如果在盖的直径、埋头度、钩边高度、钩边开度等指标均合格的情况下,用户仍反馈卷封不良,即罐装产品的气密性有问题,那么很可能就是因为盖子轮廓和封罐机压头不吻合!

通过CanNeed-AEPS-100罐盖轮廓投影仪能快速得到盖的轮廓尺寸、以及盖与压头的轮廓吻合度。可将其安装于实验室或者封罐机的罐盖输送链道的旁边支线,对盖的基本基本尺寸和盖的轮廓尺寸指标进行抽样检测。

图4 压头与罐盖的吻合示意图。

测量过程是:使用上述罐盖轮廓投影仪先测量压头的轮廓曲线,然后再与盖的轮廓曲线进行比对,接着通过软件自动测量配合夹角、配合直径与底部间隙,验证封罐机压头与盖轮廓的吻合匹配性。

图5 通过软件验证封罐机压头与盖轮廓的吻合匹配性。

 

三、封罐机参数检测

在封罐设备中,卷封滚轮、上压头和托罐盘通常被称为卷封三要素。头道滚轮和二道滚轮正确的沟槽形状、滚轮与压头之间的间隙、托罐盘合适的推动力是确保正常卷封的必要条件。因此,卷封三要素作为封罐设备的基本组成部件,直接攸关二重卷封的质量。

1、滚轮轮廓测量

通过CanNee-RPG-100轮廓投影仪上的高清成像系统对头道滚轮和二道滚轮的轮廓进行投影并测量,以避免滚轮磨损对卷封质量产生的影响。

图6 对滚轮轮廓投影并测量。

2、滚轮与压头之间的间隙检测

通过CanNee-SCG-110卷封间隙投影仪的高清成像系统对头道滚轮、二道滚轮和压头之间的高度间隙与侧向间隙进行投影并测量,避免该数值过大或过小而对卷封质量产生不良影响。 

图7 对头道滚轮、二道滚轮和压头之间的高度间隙与侧向间隙投影并测量。 

3、托罐盘压力检测

通过CanNeed-CAN-1050D数显卷封压头测力计测量托罐盘的压力大小。 

 

四、卷封检测技术概述

1、破坏检测法

最初是采用切割法切割样品,依靠手动量具测量相关卷封尺寸,后来发展为对卷封剖面进行投影,利用图像分析测量卷封尺寸参数。相关检测仪器发展历程包括:刻度型仪器→数显型仪器→自动选点、自动采集仪器→自动切割、自动测量仪器。

2、无损检测法

随着技术的进步革新,卷封检测已经由传统的破坏检测法发展到更先进的无损卷封投影仪,即利用X射线对卷封位置进行透射,并获取图像测量卷封尺寸参数。此外,无损卷封投影仪也从实验室检测发展到生产现场的在线检测,下面另起章节详述。

图8 嘉仪Seam-X®-On-Line在线无损卷封检测仪。 

 

五、在线无损卷封检测仪

这是迄今为止先进、高效的卷封检测技术,可实现无损、快速、360°的产品卷封质量检测,已成为企业提高检测效率和卷封质量管理水平,降低检测成本的首选解决方案。

由于X射线对不同密度物质的穿透作用相异,利用这一特性可将不同密度的铁、铝、密封胶、空气区分开来。如图9所示,在X射线穿透卷封的同时,成像系统快速获得清晰图像并对以下卷封参数进行精准测量:卷边长度、身钩长度、盖钩长度、迭接长度、迭接率(%)、卷封间隙、身钩搭接率(%)、盖钩搭接率(%)、紧密度、埋头度、卷边厚度、卷封形态,其中后四种是可选项。

图9 无损卷封质量检测原理示意图(左)与卷封参数测量图(右)。

优点

首先,消除了产品浪费,更环保。由于卷封检测不需要切割样品,且检测后合格的样品仍可回流到生产线,因而避免了产品浪费和环境污染。

其次,节省人力,同时让单罐检测时间减至最少,降低质量风险。在节省人力成本的同时还可将单罐检测时间大幅下降至8秒,从而提高了抽检频率,减少了次品流入市场带来的潜在风险,在检测出不合格卷封的时候,大大减少了隔离次品的数量。

第三,干扰因素少,结果可靠,个中原因有三。一是检测方法稳定,系统的重复性、准确性好。二是无需切割,避免了卷封结构变形以及铁屑、水迹等因素影响测量结果。三是每个样品可以360°检测,因而可规避漏检。

第四,每个样品对应封罐头编号进行取样和测量跟踪,自动分析。可快速反馈检测结果,并能对数据进行智能分析,通过监测每一个编号的封罐头的卷封质量走势,降低了卷封质量风险。

 

六、实现在线无损卷封检测的解决方案

在易拉罐产品的生产过程中,在线无损卷封检测的解决方案如下。

1、每个样品对应封罐头编号进行取样和测量跟踪

在封罐机上安装多个传感器,利用传感器反馈信号实现每个样品对应封罐头编号进行取样和测量跟踪;企业根据质量控制标准,在取样系统设置所需的取样规则(例如:每间隔1小时,依次从封罐头1~12号各取1罐样品),从而取样系统就能稳定、高效地自动取样,已取样品将按所设置的取样规则进行排列,并被输送链道输送到无损卷封质量检测设备,对卷封质量指标进行测量。

2、基于数据分析统计调整封罐机

在线无损卷封检测仪和软件通过分析统计生产周期内每个封罐头对应样品的卷封参数数据,可得出封罐机各封罐头所封产品的卷封质量的发展趋势,在此基础之上转化成判断各封罐头卷封质量状态的“健康曲线”,可作为封罐机调整的重要依据。

 

图10 在线无损卷封检测仪安装方式。

 

七、结语

在工厂生产自动化的大势所趋之下,企业日益追求高效率、高品质、低能耗、低成本生产,而全自动在线抽样检测被认为是重要的实现途径之一。

在生产金属罐装食品饮料时,采用在线无损卷封检测仪和数据分析统计系统可帮助企业提升生产效率和产品质量,节约运营成本,严格管控卷封质量,堪称是最佳的全面卷封质量管理方案。

(文章来源:罐言盖语)

 

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