Como melhorar a precisão da rotulagem na produção de garrafas

Melhorar a precisão da etiquetagem na produção de garrafas requer o controlo de todo o processo, e não apenas da máquina de etiquetagem. A uniformidade das garrafas, o material do rótulo, a calibração da máquina, a configuração dos sensores, o espaçamento entre garrafas, a velocidade da linha de produção, a formação dos operadores e as normas de inspeção interagem entre si.

O que significa «precisão de rotulagem»?

A precisão da etiquetagem refere-se à consistência com que uma etiqueta é aplicada na posição correta numa garrafa. Inclui a posição vertical, a posição horizontal, o alinhamento frente-verso, a sobreposição envolvente, a inclinação da etiqueta, o alinhamento das bordas e a legibilidade do código de barras.

Na produção de garrafas, a precisão é normalmente medida em milímetros. Para muitas máquinas automáticas de rotulagem de garrafas, uma meta de produção comum situa-se entre ±1 mm e ±2 mm em condições estáveis. Sistemas de maior precisão com servocontrolo, espaçamento preciso entre garrafas e inspeção por visão podem atingir tolerâncias mais restritas, dependendo da forma da garrafa, do tipo de etiqueta, da velocidade e da qualidade do material.

A precisão da etiquetagem é afetada por três fatores principais:

Fator O que afeta Problema comum
Consistência das garrafas Posição do rótulo e superfície de contacto Deslocamento do rótulo, rugas, má aderência
Qualidade da etiqueta Alimentação, descolagem e aderência Rupura, desalinhamento e enrolamento da etiqueta
Controlo da máquina Sincronização, pressão e posicionamento Desalinhamento, desvio repetido, precisão instável

Os fabricantes precisam de mais do que uma etiqueta corretamente aplicada. O verdadeiro objetivo é manter a precisão estável durante longas séries de produção, lotes diferentes e mudanças frequentes de produto.

Comece com uma qualidade consistente das garrafas

A qualidade das garrafas tem um efeito direto na precisão da etiquetagem. Se as garrafas variarem em diâmetro, altura, forma da parede, ângulo do ombro ou planicidade da superfície, a máquina de etiquetagem terá de lidar com um posicionamento instável. Mesmo uma máquina automática de etiquetagem de garrafas bem calibrada não consegue corrigir totalmente a falta de consistência das garrafas.

As garrafas redondas requerem um diâmetro estável e uma rotação suave. As garrafas planas requerem painéis laterais consistentes e uma orientação fiável. As garrafas quadradas exigem um posicionamento preciso dos cantos. As garrafas cónicas requerem um design especial do rótulo e um ajuste da máquina, uma vez que o rótulo tem de acompanhar uma superfície variável.

Antes da produção em massa, os fabricantes devem inspecionar as dimensões das garrafas de diferentes lotes. Uma verificação simples pode incluir a altura da garrafa, o diâmetro do corpo, a largura do painel do rótulo, a suavidade da superfície e a deformação após o enchimento ou o tratamento térmico.

Tipo de garrafa Principais riscos de precisão Ponto de controlo recomendado
Garrafa redonda Desalinhamento da sobreposição do rótulo Verificar a tolerância do diâmetro e a estabilidade de rotação
Garrafa plana Rótulo frontal descentrado Utilizar guias laterais e controlo da orientação da garrafa
Garrafa quadrada Desalinhamento dos cantos Controlar o posicionamento da garrafa antes da etiquetagem
Garrafa cónica Rugas ou etiqueta inclinada Utilize um design de etiqueta cónico e rolos adequados
Garrafa de plástico macio Deformação por pressão Ajuste a pressão do rótulo e a aderência do transportador

Se as garrafas estiverem amassadas, ovalizadas, empoeiradas, oleosas ou molhadas, as etiquetas podem não aderir uniformemente. No caso de garrafas de PET, HDPE, vidro e alumínio, o estado da superfície deve ser verificado antes da etiquetagem. A limpeza, a secagem e o controlo da estática podem reduzir significativamente os defeitos de etiquetagem.How to Match a Labeling Machine with a Filling and Capping Line

Escolha o material de etiqueta adequado

O material da etiqueta também desempenha um papel fundamental na precisão da etiquetagem. Uma etiqueta demasiado rígida pode não envolver suavemente garrafas de pequeno diâmetro. Uma etiqueta demasiado fina pode esticar-se, enrolar-se ou amarrotar-se durante a alimentação. A força adesiva também deve corresponder ao material da garrafa e ao ambiente de produção.

As etiquetas autoadesivas são amplamente utilizadas na etiquetagem automática de garrafas, pois são fáceis de aplicar e adequadas para muitos produtos. No entanto, o revestimento de libertação, a camada adesiva, a espessura da etiqueta e a qualidade do corte a matriz devem permanecer estáveis. Um corte a matriz de má qualidade pode fazer com que as etiquetas se descolam de forma irregular, enquanto uma tensão irregular do revestimento de libertação pode afetar a precisão da alimentação.

No caso de produtos engarrafados armazenados em frigoríficos, casas de banho, armazéns ou ambientes exteriores, o desempenho do adesivo deve ser testado em condições reais. Garrafas frias, superfícies molhadas, recipientes curvos e produtos oleosos podem todos reduzir a aderência.

Algumas verificações úteis das etiquetas incluem:

  • A direção do rolo de etiquetas deve corresponder à direção de alimentação da máquina.
  • O espaçamento entre as etiquetas deve ser consistente para a deteção pelo sensor.
  • As bordas das etiquetas devem estar limpas, sem excesso de adesivo.
  • O revestimento deve soltar-se suavemente, sem rasgar.
  • Os códigos de barras impressos devem ser testados quanto à legibilidade.

No que diz respeito à qualidade dos códigos de barras, a GS1 recomenda a elaboração de um plano de qualidade de códigos de barras e remete para a norma ISO/IEC 15416 no caso dos códigos de barras lineares e para a norma ISO/IEC 15415 no caso dos símbolos 2D. Estas normas ajudam a avaliar a qualidade de impressão dos códigos de barras para além de simples testes de leitura.

Calibre cuidadosamente a máquina de etiquetagem

A calibração da máquina é uma das formas mais eficazes de melhorar a precisão da etiquetagem. Mesmo uma pequena alteração na velocidade do transportador, no espaçamento entre garrafas, na posição do sensor ou no tempo de distribuição das etiquetas pode causar um deslocamento visível da etiqueta.

Antes do início da produção, os operadores devem ajustar as guias das garrafas, a velocidade da esteira transportadora, o sensor de etiquetas, a placa de descolagem, o rolo de pressão e o cabeçote de etiquetagem de acordo com o tamanho da garrafa e da etiqueta. Inspecione cuidadosamente as primeiras garrafas antes de aumentar a linha para a velocidade máxima.

Os pontos importantes de calibração incluem:

  • As guias das garrafas devem segurar a garrafa com firmeza, sem a apertar.
  • O sensor de etiquetas deve detetar corretamente cada intervalo entre etiquetas.
  • A placa de descolagem deve soltar a etiqueta suavemente.
  • A cabeça de etiquetagem deve adaptar-se ao ângulo da superfície da garrafa.
  • O rolo de pressão deve remover as bolhas de ar sem deformar a garrafa.
  • A velocidade do transportador e a velocidade de alimentação do rótulo devem permanecer sincronizadas.

Um erro comum é ajustar apenas a posição da etiqueta no painel de controlo, ignorando o alinhamento mecânico. Se a garrafa já estiver instável antes de chegar à cabeça de etiquetagem, a correção apenas por software não resolverá o problema.

Controlo do espaçamento e posicionamento das garrafas

Um espaçamento estável entre as garrafas é essencial para uma etiquetagem automática precisa. Se as garrafas entrarem na estação de etiquetagem demasiado próximas umas das outras, demasiado afastadas ou em ângulos diferentes, a sincronização do acionamento da etiqueta torna-se instável.

As rodas de separação de garrafas, as rodas em estrela, os parafusos de espaçamento, as correias laterais e os trilhos-guia podem ajudar a manter o espaçamento correto. No caso de garrafas redondas, a rotulagem envolvente requer frequentemente que a garrafa gire suavemente enquanto o rótulo é aplicado. Para garrafas planas ou quadradas, o controlo da orientação garante que o rótulo seja aplicado no painel correto.

Na produção de garrafas a alta velocidade, os erros de espaçamento surgem frequentemente quando a máquina de enchimento ou de tamponamento a montante funciona de forma irregular. A máquina de etiquetagem pode ser precisa por si só, mas um fluxo inconsistente de garrafas proveniente da máquina anterior pode ainda assim causar defeitos.

Uma boa linha de produção de garrafas deve equilibrar as velocidades de enchimento, tamponamento, etiquetagem, codificação, inspeção e embalagem. Quando uma secção funciona mais depressa ou mais devagar do que as outras, pode acumular-se pressão das garrafas no transportador e afetar a colocação da etiqueta.

Utilize sensores e inspeção por visão

Os sensores são essenciais para a deteção precisa de etiquetas e garrafas. Um sensor de etiquetas deteta o espaço entre as etiquetas no rolo, enquanto um sensor de garrafas deteta a posição da garrafa antes da etiquetagem. Se algum dos sensores estiver sujo, desalinhado ou inadequado para o material, a colocação da etiqueta pode deslocar-se.

As etiquetas transparentes requerem sensores especiais, uma vez que a distância entre elas pode ser difícil de detetar. As etiquetas metálicas, escuras e brilhantes também podem necessitar de uma seleção cuidadosa dos sensores. Para materiais difíceis, os sensores ultrassónicos ou fotoelétricos avançados podem apresentar um desempenho superior ao dos sensores padrão.

A inspeção por visão pode melhorar ainda mais a qualidade da etiquetagem. Um sistema de câmaras pode verificar a posição das etiquetas, a ausência de etiquetas, etiquetas inclinadas, a qualidade do código de barras, a presença do código de data e a correspondência entre a frente e o verso. A PMMI observou que as trocas automatizadas, os sistemas servo-acionados e as máquinas versáteis continuam a apoiar a inovação na embalagem, especialmente à medida que os fabricantes procuram melhorias práticas em termos de eficiência.

A inspeção por visão é especialmente útil para produtos com requisitos rigorosos de retalho ou regulamentares. Por exemplo, as garrafas de alimentos, bebidas, produtos farmacêuticos e cosméticos exigem frequentemente rótulos corretos de ingredientes, rótulos de aviso, códigos de lote e códigos de barras.Accuracy of labeling machine

Reduzir a velocidade antes de aumentar a precisão

Muitos problemas de etiquetagem ocorrem quando a velocidade de produção é aumentada demasiado rapidamente. Uma máquina pode etiquetar com precisão a 60 frascos por minuto, mas tornar-se instável a 120 frascos por minuto se o espaçamento entre frascos, a alimentação de etiquetas e o controlo de pressão não estiverem otimizados.

A velocidade deve ser aumentada gradualmente. Em cada nível de velocidade, os operadores devem inspecionar a posição do rótulo, rugas, bolhas, legibilidade do código de barras e taxa de rejeição. Se a taxa de defeitos aumentar acentuadamente após uma determinada velocidade, a linha poderá necessitar de um ajuste mecânico ou de uma melhoria dos materiais antes de novos aumentos de velocidade.

Eis um exemplo de como a velocidade pode afetar a precisão da rotulagem numa linha de produção de garrafas:

Velocidade da linha Desvio médio da etiqueta Taxa de defeitos Observação principal
60 garrafas/min ±0,8 mm 0,3% Alimentação estável e bom alinhamento
90 garrafas/min ±1,2 mm 0,8% Verifica-se um ligeiro deslocamento do rótulo
120 garrafas/min ±2,0 mm 2,5 O espaçamento entre garrafas torna-se instável
150 garrafas/min ±3,5 mm 5,8 Aumento das rugas e do desalinhamento

Estes dados constituem um exemplo para análise da produção. Os resultados reais dependem da forma da garrafa, do material do rótulo, do design da máquina, da competência do operador e da disposição da linha de produção. O ponto-chave é que uma velocidade mais elevada não deve comprometer a precisão da rotulagem.

Manter a tensão correta do rolo de etiquetas

A tensão do rolo de etiquetas afeta a precisão da alimentação. Se a tensão for demasiado fraca, a banda de etiquetas pode mover-se de forma irregular e causar o desvio das etiquetas. Se a tensão for demasiado forte, o revestimento pode esticar-se, as etiquetas podem descolar-se prematuramente ou a banda pode partir-se.

O sistema de desenrolamento, o braço dançarino, o eixo de rebobinagem e o percurso da etiqueta devem ser verificados regularmente. Os operadores devem também certificar-se de que o rolo de etiquetas está instalado direito e centrado. Um rolo mal instalado pode causar um desvio contínuo das etiquetas durante a produção.

Armazene os rolos de etiquetas adequadamente antes da produção. A humidade elevada, o calor, o pó e a pressão podem afetar a planicidade das etiquetas e o desempenho do adesivo. Se um rolo estiver danificado, enrolado ou irregular, pode causar erros repetidos de etiquetagem, mesmo quando a máquina estiver corretamente ajustada.

Melhorar o controlo das trocas

Muitas linhas de produção de garrafas lidam com vários tamanhos de garrafas, tipos de etiquetas e lotes de produtos. Cada troca de produto cria um risco de erro de etiquetagem. Se os operadores se basearem apenas no ajuste manual, sem registos claros, a precisão pode variar entre os turnos.

Um método mais eficaz consiste em criar configurações de mudança de produção padronizadas para cada produto. Estes registos podem incluir a largura do trilho-guia, a posição do sensor, a velocidade do transportador, o valor de atraso da etiqueta, a configuração do rolo de pressão e o padrão de aprovação da amostra.

Para máquinas com memória de receitas, cada combinação de garrafa e etiqueta deve ter um conjunto de parâmetros guardado. Isto reduz o tempo de configuração e ajuda os operadores a repetir a mesma precisão após futuras mudanças de produção.

As amostras das mudanças de produção devem ser inspecionadas antes da produção em massa. Pelo menos várias garrafas do início da produção devem ser verificadas quanto à altura da etiqueta, posição central, inclinação, aderência, legibilidade do código de barras e posição do código de data.

Formar os operadores para identificarem as causas principais

A formação dos operadores é essencial, pois os problemas de precisão na etiquetagem parecem frequentemente semelhantes, mas têm causas diferentes. Uma etiqueta inclinada pode resultar de um mau posicionamento da garrafa, tensão irregular da etiqueta, configuração errada do sensor ou de uma placa de descascamento inclinada. Uma ruga pode resultar da forma da garrafa, pressão excessiva, fraca flexibilidade da etiqueta ou má limpeza da superfície.

Os operadores devem aprender a identificar a origem do problema, em vez de se limitarem a ajustar o desvio da etiqueta. Uma simples lista de verificação das causas principais pode melhorar a rapidez de resposta durante a produção.

Exemplos comuns incluem:

  • Um desvio repetido na mesma direção significa frequentemente que a sincronização ou a posição do sensor precisam de ser ajustadas.
  • Um desvio aleatório pode indicar um espaçamento instável entre as garrafas ou uma forma inconsistente das garrafas.
  • Rugas perto da borda podem significar que a pressão ou a flexibilidade do rótulo estão incorretas.
  • Uma sobreposição deficiente em garrafas redondas pode resultar de uma rotação instável das garrafas.
  • A falta de etiquetas pode ser causada por uma falha do sensor ou por problemas na alimentação do rolo de etiquetas.

Quando os operadores compreendem estas diferenças, conseguem resolver os problemas mais rapidamente e reduzir o desperdício de material.

Recorra à manutenção preventiva

Uma máquina de etiquetagem necessita de manutenção regular para manter a precisão. Correias gastas, parafusos soltos, sensores sujos, rolos danificados e motores instáveis podem todos reduzir a precisão da colocação das etiquetas.

A manutenção preventiva deve incluir a limpeza dos sensores, a verificação dos trilhos-guia, a inspeção das correias, o teste dos rolos, o aperto das peças mecânicas, a verificação das ligações elétricas e a confirmação das funções de paragem de emergência. Os servomotores e os acionamentos também devem ser monitorizados se a máquina utilizar servocontrolo.

O desempenho da linha de embalagem é frequentemente medido através do OEE, o que ajuda os fabricantes a acompanhar o tempo de inatividade e a identificar as causas principais da perda de tempo de produção. No que diz respeito às operações de etiquetagem, os dados do OEE podem revelar se as paragens são causadas por trocas de rolos de etiquetas, falhas nos sensores, encravamentos de garrafas, ajustes na máquina ou defeitos nos materiais.

Criar uma norma de inspeção da precisão da etiquetagem

Uma norma de inspeção clara ajuda as equipas de produção a avaliar a qualidade da etiquetagem de forma consistente. Sem uma norma, um operador pode aceitar uma etiqueta que outro operador rejeita.

Uma norma de inspeção prática pode incluir:

  • Desvio vertical máximo
  • Desvio horizontal máximo
  • Inclinação máxima da etiqueta
  • Tolerância de sobreposição permitida
  • Tamanho permitido de bolhas ou rugas
  • Requisitos de leitura do código de barras
  • Posição do código de data
  • Regra de rejeição de etiquetas em falta

A norma deve adequar-se a cada categoria de produto. Um frasco de cosméticos de luxo pode exigir um alinhamento visual muito rigoroso. Um frasco de produtos químicos pode dar maior ênfase à legibilidade e durabilidade do rótulo de aviso. Um frasco de bebidas pode exigir consistência a alta velocidade e legibilidade do código de barras.

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