Ürün Ambalajlarındaki Üretim Tarihlerinin Makine Görüşü ile Kontrolü: Renkli Yüzeyler için Uygulamalar ve Işık Kaynağı Çözümleri

1. giriş

Modern üretim ve lojistik süreçlerinde, ürün ambalajları üzerindeki üretim tarihlerinin doğru şekilde tanımlanması, ürün güvenliğinin sağlanması, mevzuata uygunluğun korunması ve envanter yaşam döngülerinin yönetilmesi açısından hayati öneme sahiptir. Daha önce ana yöntem olan manuel denetim, insan hatası, düşük verimlilik ve yüksek işçilik maliyetlerine yatkın olup, bu sınırlamaları makine görüş sistemleri etkili bir şekilde aşmıştır. Üretim tarihleri için makine görüşü denetimi (MVD), yüksek çözünürlüklü kameralar, görüntü işleme algoritmaları ve özel aydınlatma kullanarak ambalajlar üzerindeki tarih kodlarını (örneğin; baskılı, lazerle işaretlenmiş ya da mürekkep püskürtmeli) otomatik olarak tespit etmeyi, okumayı ve doğrulamayı sağlar. Bu süreçte karşılaşılan temel zorluklardan biri ambalaj yüzeylerinin renkli olmasıdır; çünkü pigmentler ışığı yansıtabilir, absorbe edebilir ya da saçabilir ve bu da tarih kodunun görünürünü bozarak denetim doğruluğunu etkileyebilir. Bu makalede, MVD'nin tarih tespiti için uygulandığı temel ürün kategorileri incelenmekte ve renkli ambalajlardan kaynaklanan etkileri azaltmak amacıyla özel aydınlatma çözümleri detaylı olarak açıklanmaktadır.

2. Makine Görüşü Tarih Denetimi için Temel Ürün Kategorileri

Üretim tarihi tespiti için makine görüşü sistemleri, ürün takip edilebilirliğinin ve raf ömrü yönetiminin vazgeçilmez olduğu sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Aşağıda en öne çıkan uygulama alanları yer almaktadır:

2.1 Gıda ve İçecek Sektörü

Esnek ambalaj : Cips, kurabiye gibi atıştırmalıkların poşetleri, şekerleme ambalajları ve dondurulmuş gıda paketleri. Genellikle parlaklık veya ışık emme özelliğine sahip olan renkli plastik filmlerden (örneğin kırmızı, mavi veya metalik) üretilirler.

Sert kaplar : Plastik şişeler (örneğin gazoz, meyve suyu), cam kavanozlar (örneğin reçel, soslar), alüminyum kutular (örneğin bira, enerji içkileri). Renkli plastikler (örneğin gazoz şişeleri için yeşil) veya mat kaplamlı metaller, düşük kontrastlı mürekkeplerle basılan tarih kodlarını gizleyebilir.

Kâğıt bazlı ambalajlar : Gevreksel kutuları, ekmek poşetleri ve paket yemek kapları. Kahverengi kraft kâğıdı veya canlı grafiklerle baskılı mukavva, arka plan gürültüsü oluşturabilir ve mürekkep püskürtmeli ya da basılı tarihleri ayırt etmeyi zorlaştırabilir.

2.2 Eczacılık ve Sağlık Hizmetleri Sektörü

Eczacılık sektöründe tarih denetimindeki hatalara sıfır tolerans gerekmektedir çünkü son kullanma tarihini geçmiş ilaçlar ciddi sağlık riskleri taşımaktadır. MVI şu amaçlar için kullanılmaktadır:

Blister paketleri : Tablet veya kapsüller için renkli alüminyum veya plastik blister paketler. Tarih kodları (sıkça lazerle kazınmış ya da küçük puntolarla basılmış şekilde) ambalajın pigmenti ya da dokusu tarafından gizlenebilir.

Viyal ve ampul etiketleri : Beyaz ya da amber renkli cam viyaller, kağıt veya plastik etiketler (beyaz, mavi veya yeşil gibi renklerde). Mürekkebin silikleşmesi ya da etiketin eğrilmesi, arka planın renkli olmasıyla birleştiğinde kod okumayı zorlaştırabilir.

Tıbbi cihaz ambalajı : Enjektörler, sargılar veya cerrahi aletler için steril ambalajlar. Görünürlük ya da marka bilinirliği için kullanılan renkli Tyvek ya da plastik filmler ışığı emebilir ve üzerine basılan son kullanma tarihlerini silik hale getirebilir.

2.3 Kozmetik ve Kişisel Bakım Sektörü

Kozmetik ürünler (örneğin losyonlar, şampuanlar ve parfümler) kısa raf ömrüne sahiptir ve sıkı etiketleme gerekliliklerine tabidir. MVI şu ürünlerde kullanılır:

Plastik tüpler ve şişeler : Renkli HDPE veya PET şişeler (örneğin, losyonlar için pembe, organik ürünler için yeşil). Tarih kodları (genellikle alt yüzeye veya yan yüzeye basılmıştır) ambalajın rengi tarafından ışıklandırma hizalanmazsa silinebilir.

Cam Kaplar : İçeriği korumak için ambar renkli cam şişeler (örneğin, ambargo korumalı maddeler için amber). Koyu cam yüzeylerde lazerle işaretlenmiş tarihler, hedefe yönelik ışıklandırma olmadan tespit edilmesi özellikle zordur.

3. Renkli Ambalajlardan Kaynaklanan Işık Kaynağı Çözümleri

Tarih tespiti için MVI'nin başarısı doğru ışık kaynağını seçmeye bağlıdır; renkli ambalajdan yansıma/emilimi en aza indirgeyen ve tarih kodu ile arka planı arasındaki kontrastı en yüksek seviyeye çıkaran ışık kaynağıdır. Işık kaynakları, ambalajın ambalaj rengi , kod türü (basılı/lazer) , ve mürekkep/pigment özellikleri temel alınarak seçilir. Aşağıda yaygın renkli ambalaj senaryoları için kanıta dayalı çözümler yer almaktadır:

3.1 Kırmızı Ambalaj: Yeşil Işık ile Emilmeyi Yenmek

Kırmızı ambalaj, yansıttığı kırmızı ışık dalgaları hariç diğer tüm ışık dalgalarını emer. Bu durumda, kırmızı ışık kaynakları ambalajın parlak görünmesine ve tarih kodlarının silikleşmesine neden olur (özellikle kırmızı veya koyu mürekkeplerle basılmışsa). Bunu çözmek için:

Yeşil ışık yayan diyotları (LED) tercih edin : Yeşil ışık (dalga boyu: 520–560 nm), kırmızının tamamlayıcı rengidir - kırmızı ambalaj yeşil ışığı emerken, koyu renkli tarih kodları (örneğin siyah mürekkep) minimum yeşil ışık yansıtır. Bu durumda yüksek kontrastlı bir görüntü oluşur: kırmızı ambalaj koyu görünür ve tarih kodu açık ve net bir şekilde belirir.

Uygulama örneği : Siyah mürekkeple tarih kodu basılmış kırmızı plastik atıştırmalık poşetleri için, 45° açıyla yerleştirilmiş ve parlamayı önleyen yeşil LED halka ışık, poşetin kırmızı yüzeyinin koyulaşmasını sağlar ve siyah tarih kodlarının kamera tarafından kolayca algılanmasını sağlar.

3.2 Mavi Ambalaj: Sarı Işıkla Parlamayı Azaltmak

Mavi ambalaj, tarihi kodların özellikle ambalaj parlaksa (örneğin plastik şişelerde) gözden kaçabilecek şekilde yansımasına neden olacak kadar mavi ışığı güçlü bir şekilde yansıtır. Mavi ışık kaynakları bu yansımayı artırırken, sarı ışık (maviye tamamlayıcı) optimal bir çözüm sunar:

Sarı LED'leri kullanın (dalga boyu: 580–595 nm) : Mavi ambalaj, sarı ışığı emer ve yansımayı azaltarak arka planı koyulaştırır. Beyaz, siyah veya gri mürekkeplerle basılan tarih kodları, ambalajdan farklı şekilde sarı ışığı yansıtacak ve böylece net bir kontrast oluşturacaktır.

Polarizatörlerle destekleyin : Parlak mavi plastikler için (örneğin şampuan şişeleri) sarı LED'lerle birlikte polarizasyon filtresi kullanın. Filtre, ambalaj yüzeyinden gelen aynasal yansımayı (parlaklığı) ortadan kaldırır ve kameranın sadece tarih kodundan gelen dağınık ışığı yakalamasını sağlar.

3.3 Siyah veya Koyu Renkli Ambalaj: Beyaz veya Yakın Kızılötesi (NIR) Işıkla Kontrastı Artırın

Siyah veya koyu kahverengi ambalaj (örneğin bira kutuları, çikolata kutuları) görünür ışığın çoğunu emer ve baskıdaki tarih kodlarını (genellikle beyaz veya sarı gibi açık tonlarda) ayırt edilmesini zorlaştırır. İki etkili çözüm vardır:

Beyaz LED lambalar ve dağıtıcılar : Beyaz ışık tüm dalga boylarında ışık yayar ve dağıtıcı, ışığı yumuşatır ve parlak noktaların oluşmasını önler. Koyu ambalaj bazı beyaz ışığı emer, ancak açık renkli mürekkepler ışığı güçlü şekilde yansıtır ve böylece tarih kodunun koyu bir arka plana karşı parlak görünmesini sağlar. Bu yöntem, siyah karton üzerindeki mürekkep püskürtmeli ya da basılı kodlar için iyi çalışır (örneğin gevrek kutuları).

Yakın kızılötesi (NIR) ışık (dalga boyu: 700–1100 nm) : Koyu plastik veya metal üzerine lazerle kodlanmış kodlar için (örneğin, siyah alüminyum kutular) NIR ışık idealdir. Lazerle kodlama, ambalajın yüzey dokusunu değiştirir (mürekkep eklemek yerine) ve NIR ışık bu doku farklılıklarını vurgular - ambalaj ve kod görünür ışıkta aynı renkte olsa bile. NIR aynı zamanda görünür ışıkla yapılan incelemeyi bozabilecek hafif yüzey kusurlarını (örneğin, koyu renkli şişelerdeki çizikleri) de geçebilir.

3.4 Şeffaf veya Renkli Plastik: Koaksial Işıkla Kırılmayı Azaltın

Şeffaf veya hafif renklendirilmiş plastik (örneğin, saydam içecek şişeleri, kehribar rengi hap şişeleri) ışığın kırılmasına neden olur - ışık ışınlarının ambalajdan geçerken bükülmesi, bu da son kullanma tarihi kodunun şeklini bozar. Bunu çözmek için:

Koaksial aydınlatmalar (paralel ışık kaynakları) : Koaksiyel ışıklar, kamera lensi ekseniyle aynı doğrultuda ışık yayar ve ışığın saydam ambalaj üzerinden doğrudan geçmesini sağlayarak kırılmayı en aza indirger. Renkli plastikler için (örneğin, kehribar cam şişeler), koaksiyel ışıklarla mürekkebin yansıma özelliğine uygun bir dalga boyunu birleştirin. Örneğin, kehribar rengi plastik mavi ışığı emer ancak sarı ışığı geçirir; bu nedenle sarı bir koaksiyel ışık, plastikten geçerek beyaz mürekkep tarih kodlarından yansıdığında onları görünür hale getirir.

Uygulama örneği : Siyah basılı tarihleri alt kısmında bulunan şeffaf plastik su şişeleri için beyaz koaksiyel ışık, şişenin eğri yüzeyinden gelen kırılmayı ortadan kaldırarak tarih kodunun kameranın görüntüsünde net ve çarpıtmadan görünmesini sağlar.

4. Sonuç

Gıda, eczacılık ve kozmetik endüstrilerinde üretim tarihi tespiti açısından doğru sonuçlara ulaşmayı sağlamak adına makine görüşü denetimi hayati öneme sahip olmuştur. Ancak renkli ambalajlar, ışığı emme, yansıtma veya saçma özelliğinden dolayı kod görünürliğini zorlaştıran temel etkenlerden biridir. Üreticiler, ışık kaynaklarını buna karşılık gelen renkler bazında seçerek (örneğin kırmızı ambalaj için yeşil, mavi ambalaj için sarı), koyu yüzeyler için NIR (yakın kızılötesi) ışığı kullanarak ve şeffaf malzemeler için koaksial aydınlatma yönteminden yararlanarak, bozucu etkileri ortadan kaldırarak güvenilir ve yüksek doğrulukta tarih denetimi sağlayabilirler. Ambalaj tasarımları (örneğin metalik yüzeyler, çok renkli grafikler) daha da karmaşık hale geldikçe, adaptif aydınlatma sistemlerinde yapılacak ilerlemeler ve AI destekli dalga boyu ve yoğunluğu otomatik olarak ayarlayan sistemler, makine görüşü tarih tespitinin verimliliğini ve esnekliğini daha da artıracaktır.