Etikettenkontrolle: Ein Klick – 360° im Blick

Ralf Baumann, Redactiv, Karlsruhe

Die Qualitätskontrolle von Etiketten auf zylindrischen Objekten hatte bisher zwei entscheidende Nachteile: die durch den Einbau von Vision-Systemen in die Etikettiermaschine bedingte Flaschenausrichtung – sowie den damit verbundenen Platzbedarf und das ungünstige Umfeld innerhalb des Etikettierers. Die innovative Bildverarbeitungs-Technologie Omniview, integriert in die Inspektionsanlage Expert ETK von Syscona und Weber Systemtechnik, eröffnet hier ein neues Niveau der Qualitätskontrolle: die Inspektion der Flaschenausstattung bei deutlich höherer Identifikationssicherheit mittels 360°-Gesamtansicht der Flaschenoberfläche.

Der Getränkemarkt ist in Bewegung, besonders der Brauereisektor. Deutsche Verbraucher wechseln immer öfter vom reinen Gerstensaft zu Mischgetränken. Der Bierkonsum ging 2008 um 1,1 Prozent zurück, während Biermischgetränke im selben Zeitraum um 1,1 Prozentpunkte zulegten. Die Antwort der Getränkehersteller auf diese Situation: Diversifizierung der Produktpalette. Das Marketing entdeckt die Verpackungs-Präsentation. Innovative Markenentwicklung, das Branding, verändert Flaschenformen und Etikettierung. Gesteigerte Qualitätsstandards und verkürzte Umrüstzeiten erfordern Anlagen zur Qualitätskontrolle, die neue Leistungspotenziale besitzen.

Durch die Zusammenarbeit zwischen Weber Systemtechnik, Wetzlar, Spezialist für die Realisierung hochmoderner Vision-Systeme, und der Syscona Kontrollsysteme GmbH, Freudenberg, wurde eine völlig neue Anlage zur optischen Qualitätskontrolle entwickelt: der Expert ETK. Die innovative Bildverarbeitungs-Technologie heißt Omniview und stammt von Cognex Germany Inc., Karlsruhe.

Der Expert ETK erkennt mit Hilfe von Omniview alles, was eine perfekte Qualitätskontrolle für Getränkeflaschen erfassen muss. Das Prüfobjekt wird aus unterschiedlichen Richtungen mit mehreren synchron arbeitenden Kameras aufgenommen, die Bilder werden zu einem nahtlosen, unverzerrten 360° Gesamtbild blitzschnell zusammengefügt. Dieses hochaufgelöste Bild wird mit einer Reihe fortschrittlicher Bildverarbeitungs-Werkzeuge von Cognex präzise analysiert.

In Industrieanlagen zur Flaschenetikettierung geht es nicht zimperlich zu. Hitze, Nässe und Etikettenleim belasten Vision-Systeme stark. Für Hochleistungskameras und Beleuchtungs-Systeme steht immer weniger Platz zur Verfügung, da die Produktionsanlagen zusehends kleiner werden. Platz ist Geld. In kaum einer Branche wird dies so deutlich wie in der Getränkeindustrie. Stand der Technik sind oft noch die Einzelkontrollen in den Etikettiermaschinen. Doch müssen diese unter für Vision-Systeme ungünstigen Verhältnissen integriert werden, was wiederum zu problematischen und unflexiblen Lösungen führt.

Die Lösung: Auslagerung der Qualitätskontrolle aus dem Etikettierprozess. Möglich macht dies der Expert ETK. Die Kontrolle erfolgt außerhalb der Etikettiermaschine im freien Durchlauf an der unausgerichteten Flasche. Das Ergebnis: Eine Rundum-Inspektion der gesamten Flaschenausstattung bei höchster Identifikationssicherheit und Flexibilität. Bei einer Durchlaufgeschwindigkeit von 72000 Flaschen pro Stunde liegt nach nur 50 Millisekunden das Prüfergebnis einer Einzelflasche vor – in 360°-Ansicht und als fertiger Datensatz zur Übertragung in die Produktionsstatistik. Aus den Einzelbildern von vier im 90°-Winkel angeordneten Industriekameras erstellt Omniview ein perfektes Gesamtbild. Nahtlos und gestochen scharf. Eine zusätzliche Industriekamera prüft von oben die Qualität des Verschlusses.

Der Expert ETK kontrolliert mit seinen dazu entwickelten und parametrierten Tools das Vorhandensein, die Position und Vollständigkeit von Hals-, Rücken- und Bauchetiketten sowie den Sitz, die Randwelligkeit und das Logo des Verschlusses. Handelt es sich um das richtige Etikett? Ist die Schrift fehlerfrei aufgebracht? Wurde das Etikett faltenfrei laminiert? Ist der Verschluss in Ordnung bzw. in seiner richtigen Position? Ist das Embossing, das Glasrelief auf Flaschenschulter oder Hals, korrekt?

Punktgenau auf den jeweiligen Flaschentyp festgelegte Parameter geben die Toleranzgrenzen vor. Der Expert ETK erkennt beschädigte Produkte, prüft, ob Datumscodes vorhanden sind, ob das richtige Etikett für das jeweilige Produkt aufgebracht wurde und die Etiketten frei von Beschädigungen und Fehlern sind. Das intelligente System kann 1D-Strichcodes und 2D-Matrixcodes lesen und inspiziert Verpackungsgrafiken.

Dem Zusammenspiel von Expert ETK und Omniview entgeht nichts. Selbst der Grad des so genannten Scuffings – der radialen Abnutzungen des Glases, die beim Flaschentransport im Laufe der Zeit entstehen – kann zuverlässig bewertet werden. In Sekundenbruchteilen visualisiert das System die QM-Daten. Zuverlässige Statistiken in Echtzeit geben Auskunft über die tatsächliche Anlagenleistung und aktuelle Fehlerraten. Spezielle Fehlermerkmale werden schnell erkannt und mögliche Fehlerquellen umgehend identifiziert. Bei Überschreitung festgelegter Grenzwerte aktiviert der Expert ETK einen automatischen Alarm. Im Prüftunnel selbst sorgen kompakte LED-Hochleistungslichtgeber dafür, dass sich die Beleuchtungsumgebung farblich optimal den unterschiedlichen Belichtungsanforderungen für die Etikettenerkennung anpasst.

Die von Syscona gefertigte Edelstahl-Ausführung der Inspektionsanlage entspricht dem hohen Standard der Getränkeindustrie. Weiterhin zeichnet sich dieses System durch seinen geringen Platzbedarf und die problemlose Integration in bestehende Produktionslinien aus. Die Umstellung auf unterschiedliche Flaschentypen erfolgt einfach per Knopfdruck oder durch den Syscona-Expert Touch-Screen mit Scroll-Maus aus Edelstahl. Die Systemkonfiguration von Expert ETK kann durch das von Weber Systemtechnik entwickelte User-Interface durch einfaches Parametrieren jederzeit an unterschiedliche Flascheneigenschaften detailgenau angepasst werden.

Cognex Germany, Karlsruhe