Análise técnica da dupla inspeção para revestimento de embalagens flexíveis: detalhamento das principais tecnologias do sistema de rastreamento da qualidade de revestimento ARISE CTS 3.0.

[ Posicionamento técnico : Solução de inspeção integrada desenvolvida internamente, construindo um sistema de tecnologia de controle de qualidade diferenciado]

No setor de inspeção online de embalagens flexíveis, a maioria dos equipamentos possui apenas um único módulo de inspeção. Em contrapartida, a ARISE desenvolveu de forma independente o sistema tecnológico completo de dupla inspeção CTS 3.0 , que combina micro-ondas, radar e visão com a operação colaborativa e síncrona dos dois tipos de inspeção. Essa solução não se trata de uma simples sobreposição de dois sensores, mas sim de uma solução tecnológica completa, integrada de hardware e software, fruto de anos de pesquisa e desenvolvimento.

Arquitetura técnica integrada de três camadas, que permite o controle de qualidade multidimensional completo do revestimento.

Camada 1: Aquisição colaborativa por múltiplos sensores heterogêneos na camada de percepção.

Módulo de radar de micro-ondas

Utiliza equipamentos de micro-ondas de banda exclusiva personalizados que conseguem penetrar materiais como substratos de PET, tintas de impressão, negro de fumo, revestimentos cerâmicos, etc. Ao utilizar ondas eletromagnéticas para penetrar a camada de revestimento na interface com o substrato, são geradas diferenças de fase, permitindo o cálculo preciso da densidade superficial do revestimento. É imune a interferências de cores da superfície do filme, padrões impressos ou condições da superfície, e fornece dados estáveis ​​e precisos sobre a gramatura do revestimento.

Módulo de Visão Computacional

É equipado com uma câmera industrial de alta resolução, combinada com iluminação LED anular multiangular para minimizar a interferência reflexiva. Possui um algoritmo de reconhecimento de defeitos desenvolvido internamente por meio de aprendizado profundo, capaz de identificar mais de vinte defeitos comuns na aparência do revestimento, como camada fina, acúmulo de adesivo, arranhões, bolhas e muito mais.

Módulos auxiliares de suporte à inspeção

• Unidade auxiliar de inspeção por raios X suaves: A dose de radiação do dispositivo está em conformidade com as normas nacionais de controle de segurança e pode ser usada para verificação auxiliar da gramatura do revestimento.
• Unidade de medição de ponto laser: Realiza aquisição de dados de alta precisão em ponto fixo para calibração de valores de medição de radar.
• Unidade de reconhecimento visual O+K: Realiza classificação e avaliação refinadas para diversos tipos de defeitos.

Camada 2: Camada de Fusão – Verificação Colaborativa de Dados de Múltiplas Fontes (Tecnologia Central Desenvolvida Internamente)

Existe uma diferença inerente nas frequências de amostragem entre os dispositivos de radar e de visão, e os dois conjuntos de sistemas de coordenadas de dados não podem ser alinhados naturalmente, o que é um desafio técnico comum no setor.

Soluções de apoio direcionadas e desenvolvidas internamente pela ARISE:

• Solução própria para sincronização de tempo: Um componente de gatilho síncrono de hardware desenvolvido internamente é usado para obter o alinhamento de amostragem em nível de milissegundos/microssegundos entre o radar e a visão, garantindo que os dois conjuntos de dados correspondam ao mesmo local e ao mesmo período de tempo na web.
• Solução de registro espacial preciso: Um algoritmo de calibração automática de pontos de referência desenvolvido internamente faz a correspondência entre o mapa de distribuição de densidade areal do radar e o sistema de coordenadas da imagem de visão, com erro de registro controlado em até 0.1 mm.
• Modelo de julgamento por fusão de dados duplos: Incorpora um algoritmo de probabilidade conjunta baseado em inferência Bayesiana, que analisa de forma abrangente dados de peso obtidos por radar e imagens de aparência visual para determinar a causa raiz dos defeitos.

Por exemplo, quando o radar detecta uma gramatura alta do revestimento enquanto a imagem visual mostra uma superfície de filme lisa e sem defeitos, o sistema pode ajudar a distinguir se o problema se deve à flutuação da viscosidade do adesivo ou ao desvio na folga do rolo dosador, fornecendo uma referência clara para a linha de produção.

Camada 3: Camada de Aplicação – Alerta Gradual Inteligente e Otimização de Processos

Mecanismo de alerta conjunto multinível

• Anomalia detectada por um único dispositivo: Alerta amarelo, exigindo revisão do operador conforme necessário;
• Anomalia detectada simultaneamente por radar e visão: Alerta vermelho, recomendando a interrupção da produção para resolução de problemas;
• A divergência entre os dois conjuntos de dados resulta em um alerta laranja, que requer revisão e confirmação manual.

Função de Otimização de Processos Assistida por IA

O sistema acumula dados de inspeção de produção a longo prazo, analisa padrões de flutuação de revestimento por meio de algoritmos e gera automaticamente parâmetros operacionais recomendados e adaptados à linha de produção, incluindo velocidade de produção, temperatura do forno, viscosidade do adesivo, espaçamento entre rolos, etc. Com o uso contínuo, a precisão da avaliação melhora constantemente.

Acumulação de tecnologia diferenciada da solução, criando múltiplas barreiras de entrada.

1. Acumulação de P&D em Hardware de RF: A seleção da faixa de frequência, a estrutura da antena e os circuitos de processamento de sinal para o radar de micro-ondas exigem um longo período de pesquisa e desenvolvimento na área de radiofrequência. Todo o conjunto de hardware foi desenvolvido e personalizado de forma independente pela empresa.
2.  Reserva de Algoritmos de Fusão Interdisciplinares: O algoritmo de fusão de dupla inspeção integra múltiplas disciplinas, incluindo processamento de sinais, visão computacional e estatística matemática. O ciclo completo de P&D é relativamente longo e requer otimização iterativa contínua.
3. Acumulação massiva de dados reais medidos em linha de produção: Com base em anos de projetos de instalação em campo em diversos setores em todo o país, um grande volume de amostras reais de produção web foi acumulado para o treinamento contínuo do modelo de detecção de defeitos.
4. Capacidade de Engenharia de Computação em Tempo Real para Linhas de Produção de Alta Velocidade: Otimizações profundas de software e hardware foram realizadas para linhas de produção de revestimento de alta velocidade, de até 300 m/min, atendendo aos requisitos de computação síncrona em tempo real para dados massivos de imagem e radar. Toda a solução integrada de inspeção foi construída por meio de pesquisa e desenvolvimento de longo prazo e implementação de projetos, o que a torna difícil de replicar em curto prazo.

Roteiro de Desenvolvimento de Iteração do Produto

• CTS 1.0: Implementada a função básica de medição da densidade superficial do revestimento.
• CTS 2.0: Adicionado módulo de armazenamento e rastreabilidade de dados de lotes de produção
• CTS 3.0: Inspeção dupla síncrona integrada de radar de micro-ondas e visão, varredura de largura total, interface com sistema MES, alerta de anomalias em vários níveis e suporte ao controle coordenado de guia de banda/tensão/registro de cores.
• CTS 4.0: (Planejamento de P&D): Otimização ativa de processos orientada por IA, manutenção preditiva de equipamentos e plataforma de visualização de gêmeos digitais.

A ARISE aprimora continuamente sua tecnologia de inspeção integrada, fornecendo soluções consolidadas de controle de qualidade de revestimento para diversos setores, incluindo embalagens flexíveis, fitas adesivas, filmes e materiais para baterias de lítio.

A ARISE, inovando continuamente em tecnologias de controle web, oferece soluções completas para controle de sites.