Für Vision-Technologien bietet sich in der Verpackungsindustrie eine riesiges Einsatzfeld. Doch es müssen nicht immer komplexe Bildverarbeitungssysteme sein. Für viele Anwendungen reichen entweder optolektronische Lösungen oder Vision-Sensoren. Letztere punkten mit Bedienerfreundlichkeit und verfügen mittlerweile über mehr Einsatzmöglichkeiten.
Die Aufgaben für die Qualitätssicherung in der Verpackungsindustrie sind vielfältig. So müssen unter anderem die Vollständigkeit und Integrität der Packungen geprüft werden. Es geht also um Fragen wie „Ist die Verpackung vollständig gefüllt?“ oder „Sind die darin enthaltenen Objekte unbeschädigt?“. Weitere Aufgaben beziehen sich auf die Etikettierung – ist das korrekte Label aufgebracht und sitzt es an der richtigen Stelle?
Für Vision-Technologie bietet sich somit ein riesiges Einsatzfeld. Doch nicht für alle Aufgaben müssen Unternehmen in komplexe Bildverarbeitungssysteme investieren. Einzelne Anwendungen können auch mit optoelektronischer Technik umgesetzt werden wie zum Beispiel Farbsensoren. Mit ihnen lassen sich unter anderem Druckmarken, Etikette und Klebestellen erkennen.
Ein andere Aufgabe für optoelektronische Sensoren ist das Zählen von Verpackungen im Produktstrom. So nutzt zum Beispiel ein Anbieter von Verpackungslösungen für die Pharmaindustrie die Lichtschranke Deltapac von Sick. Um die Objekte voneinander zu unterscheiden, macht sich der Sensor die Kantenkonturen der Verpackungen und Faltschachteln beziehungsweise das Licht, das diese reflektieren, zunutze. Der Deltapac lässt sich laut Hersteller einfach an unterschiedliche Anforderungen anpassen.
Komplexe Prüfaufgaben benötigen jedoch eine ganzheitliche Auswertung – etwa wenn es um die Anzahl der verpackten Objekte geht oder ob ein Label an der richtigen Stelle positioniert ist. Hier kommen Smart Kameras oder Vision-Sensoren zum Einsatz. Ihre Aufgabe besteht darin, das aufgenommene Bild zu interpretieren und eine entsprechende Reaktion auszulösen.
Vision-Senoren bieten dabei zwei entscheidende Vorteile: Sie sind kostengünstiger und in der Regel bedienfreundlicher. Um mit ihnen zu arbeiten, sind nur wenige oder gar keine Programmierkenntnisse notwendig. Anwender müssen keine aufwändige Software installieren. Stattdessen können sie den Sensor über dessen IP-Adresse im Web-Browser bedienen.
Der Vision-Sensor Visor von Sensopart zum Beispiel bietet außerdem unterschiedliche Schnittstellenformate, um ihn mit der Maschinensteuerung zu verknüpfen. So lassen sich die Ergebnisdaten direkt an diese zur Auswertung übermitteln. Der Anwender kann zudem den Sensort über die ihm vertraute Maschinensteuerung konfigurieren.
Nicht nur in der Verpackungsindustrie wächst daher das Interesse an solchen Lösungen. Usability ist zu einem wichtigen Verkaufsargument für die Vision-Technologie geworden. Der Trend zu bedienfreundlichen Systemen ist einer der Gründe für die erhöhte Nachfrage nach Bildverarbeitung.
Mehrere Prüfaufgaben gleichzeitig
Häufig erledigen Vision-Sensoren Aufgaben, für die ein konventionelles Bildverarbeitungssystem überdimensioniert ist. Die Sensoren sind dabei in der Regel jedoch auf eine bestimmte Anwendungen spezialisiert.
Der größere Funktionsumfang spricht also noch für die Smart Kameras. Doch dieser Unterschied beginnt sich langsam aufzulösen. Mittlerweile sind Vision-Sensoren in der Lage, mehrer Prüfaufgaben gleichzeitig zu erledigen.
Beispiel dafür ist der Einsatz des Visor in einer Verpackungslinie für Tabletten. Dabei erkennt der Sensor, ob alle Verpackungsplätze gefüllt sind und ob die richtigen Tabletten eingelegt wurden – also die Prüfung von Farbe und/oder Form. Auch unvollständige Belegungen oder Doppelbelegungen werden mithilfe der Technologie detektiert.
Alle diese Prüfungen werden mit der so genannten Blob-Analyse durchgeführt. Unter einem Blob versteht man in der Bildverarbeitung eine zusammenhängende Menge von Bildpunkten im Vordergrund eines digitalen Bildes. Im Anwendungsbeispiel sind dies Tabletten vor dem silbernen Hintergrund der Verpackung. Die erkannten Objekte im Vordergrund werden vom Hintergrund separiert und lassen sich nun anhand ihrer Größe, Geometrie, Lage, Orientierung oder Farbe klassifizieren .
Die Blob-Analyse war früher eine Domäne der rechnerbasierten Bildverarbeitungssysteme. Nun verfügen auch Vision-Sensoren wie eben der Visor über einen Blob-Detektor, was die Möglichkeiten der Technologie deutlich erweitert.
Wie Vision-Sensoren mehrere Aufgaben gleichzeitig erledigen können, zeigt sich auch in anderen Bereichen der Verpackungsindustrie – zum Beispiel bei der Kontrolle von Getränkeflaschen. Hier können sich die Sensoren um die Prüfung der Verschlusskappe, des Füllstands, des Etiketts sowie die Unversehrtheit der Flaschen durch Risse, Kratzer oder Absplitterungen kümmern.
Speziell für die Kontrolle von Getränkeflaschen hat zum Beispiel EVT den Vision-Sensor Eyesens Bottle entwickelt. Er besitzt vordefinierte Programme und ist unter anderem in der Lage, nicht nur Schraubverschlüsse, sondern auch Flaschen mit Korken zu prüfen. Außerdem lässt sich mit ihm nicht nur die Position eines Etiketts kontrollieren, sondern auch, ob alle Flaschen das Label des gleichen Typs besitzen.
Laut Hersteller erfolgt die Parametrierung mithilfe eines Einlern-Vorgangs. Will heißen: Nach einmaligem Einlernen an einem Muster-Bauteil kann die Prüfung ohne einen PC erfolgen. ■
Der Autor
Markus Strehlitz
Redaktion
Quality Engineering
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