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“no reads” sicher vermeiden

Barcode-Identifikation:
“no reads” sicher vermeiden

Die Nutzbarkeit eines Barcodes zur Güteridentifikation hängt in erster Linie von seiner Lesbarkeit ab. Häufig muss darüber hinaus sichergestellt sein, dass auch die richtige Kodierung aufgebracht wurde. Aus diesen Gründen werden Kennzeichnungsstationen zunehmend mit Prüf-Barcodescannern wie dem SICK CLV 410 ausgestattet. Die von den Geräten durchgeführte Druckkontrolle – neuhochdeutsch „read after print„ genannt – stellt sicher, dass jedes Gut nicht nur korrekt, sondern auch lesbar gekennzeichnet ist.

Dipl. -Ing. (FH) Josef Neff, Produktmanager im Geschäftsbereich Auto Ident der SICK AG, Reute

Am Anfang automatisierter logistischer Prozesse steht die Kodierung der zu lagernden, zu bewegenden, zu kommissionierenden und zu versendenden Objekte.
Die Qualität der aufgebrachten Kennzeichnung – in der Regel eines Barcodes -ist einer der entscheidenden Faktoren für die spätere Identifizierbarkeit beispielsweise einer Palette oder einer Kommissionierbox in einer Förderanlage.
Maße und Herstellungsverfahren sind in den jeweils zum Barcodetyp gehörenden Spezifikationen zwar festgelegt, dennoch können in der Praxis druck-, objekt- oder materialbedingte Probleme auftreten, die die Lesbarkeit eines Barcodes beeinträchtigen.
Typische Beispiele sind z. B. nachlassende Kontrastunterschiede zwischen Barcode und Hintergrund oder das Fehlen einzelner Codeelemente, wie sie z. B. bei Störungen an einer Kodierstation auftreten können.
Kommt noch die Forderungen nach einer verwechslungsfreien Verfolgbarkeit der Güter – z.B. Blutplasma, Nahrungsmittel o. a. – hinzu, muss neben der Qualität der Kennzeichnung auch ihre Richtigkeit überprüft werden.
In den meisten Fällen spricht die Vermeidung von zum Teil hohen Handlings- und Nachetikettierkosten für eine möglichst frühe Druckkontrolle im Prozess.
Es ist bedeutend preiswerter, einen Fehler direkt an der Kodierstation nicht erst an der u.U. mehrere hundert Meter entfernten, nächsten Lesestation zu entdecken und zu beheben.
Wann ist eine Barcode-Druckkontrolle besonders sinnvoll ?
Kennzeichnungssysteme sind in den vielfältigsten Anwendungen im Einsatz – vom Stand-alone-Tischdrucker über Ink-Jet-Kodierer und vollautomatische Palettenetikettierer bis hin zu Laser-Kodiersystemen. Eine integrierte Druckkontrolle ist besonders dann sinnvoll, wenn die Applikation eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweist:
– hoher Automationsgrad der Anlage
– hohe Durchsatzleistung mit zahlreichen, z. T. komplexen Kennzeichungsanforderungen,
– große Entfernung zwischen den Kodierstationen und den stationären Barcodescannern,
– schwierige Einrichtbarkeit von Ausschleusbahnen oder Nachetikettierstationen,
– starke Beanspruchung der Kennzeichnungstechnik, z. B. durch Staub oder Hitze,
– spätere Nutzung des Barcodes bei externen Identifikationsaufgaben, in denen die Qualität der eingesetzten Lesegeräte nicht beeinflusst werden kann,
– Anwendungen, in denen zu 100 % die Aufbringung des richtigen Kodes geprüft werden muss,
– Lesbarkeit eines Barcodes unter Folie u. a. m.
In allen Fällen soll dabei eine möglichst hohe Erstleserate und eine „no read„ – Quote im Promillebereich erreicht werden. Sind Objekte entsprechend gut gekennzeichnet, hat dies unmittelbare Auswirkungen auf die Verfügbarkeit und Kapazitätsoptimierung beispielsweise der gesamten Förder- und Lagertechnik. Dort wo es auf die frühzeitige Überprüfung der Richtigkeit einer Kennzeichnug ankommt, können im Fehlerfall hohe Folgekosten vermieden werden, z. B. wenn eine ganze Charge mit vorgedruckten Etiketten falsch gekennzeichnet wurde. Der Fehler wird bereits bei der ersten Einheit erkannt und nicht erst nachdem bereits eine Vielzahl falsch gekennzeichneter Güter in den Stellplätzen eines Hochregallagers verschwunden sind. Während es bei der Richtigskeitskontrolle nur zwei Alternativen –richtig oder falsch – gibt, werden an die Prüfung der Druckqualität höhere Anforderungen gestellt. Hierzu gehört die frühzeitige Erkennung von Trends bezüglich z. B. der Farbintensität der Kodierung, ihres Kontrastes zum Hintergrund oder der Gleichmäßigkeit der gesamten Kennzeichnung. Dies zu ermitteln und auszuwerten erfordert Barcodescanner, die diese Abweichungen frühzeitig und zuverlässig erkennen und dadurch vorbeugende Wartungsarbeiten ermöglichen.
Welche Eigenschaften sollte ein geeigneter Prüfscanner besitzen ?
Kompakt, leistungsstark, einfach zu betreiben und wirtschaftlich – so lauten die vier zentralen Anforderungen an einen Barcodescanner, der zur Prüfung der Druckqualität eingesetzt werden soll. Aus diesem Grund integrieren führende Hersteller industrieller Kennzeichnungssysteme den Barcodescanner CLV 410 zur „read after print„ – Kontrolle in ihre Anlagen. Beim diesem Barcode-scanner handelt es sich um ein äußerst kompaktes Gerät, das ohne großen mechanischen Zusatzaufwand an nahezu jeder Kennzeichnungsstation montiert werden kann. Die Autokollimationsoptik des Gerätes ermöglicht auch bei Fremdlichteinfluss und kleinen Barcodes hervorragende Leseeigenschaften. Die Scanfrequenz des CLV 410 liegt zwischen 200 Hz und 800 Hz, wodurch auch eine schnell ablaufende Kennzeichnung sicher überprüft werden kann. Per Reflektor-Polling, d. h. durch die Beobachtung eines gegenüberliegenden Reflektors, kann der Scanner bei Ankunft eines Objektes – z. B. beim Ausfahren aus der Kodierstation – den Lesevorgang ohne zusätzliche Triggerlichtschranke selbständig starten. Die Programmierung kann per Barcode erfolgen: zehn vordefinierte Parametrierungen werden als Barcode mitgeliefert und können über die optische Schnittstelle einfach eingelesen werden. Sie decken etwa 80 % der industriell üblichen Einstellungen ab. Wer eine der restlichen 20 % braucht, legt die Einstellungen auf seinem Laptop fest, druckt sie als Barcode aus und liest sie in den CLV 410 ein – und fertig ist diese sogenannte Profil-Programmierung. Im Auto-Set-Up-Betrieb werden die später zu identifizierenden Barcodes dem Scanner im Lesefenster gezeigt und „eingelernt„. Danach stellt der CLV 410 Leseparameter wie die Scanfrequenz, Modulbreite und Codeart selbständig ein. Zur Prüfung der Druckqualität eines Barcodes werden die einzelnen Lesevorgänge in der Elektronik des CLV 410 analysiert. Die Lesediagnosedaten ermöglichen eine Beurteilung die Lesequalität im vergangenen Zeitraum sowie deren momentane Tendenz. So erlauben die Werte für die Codekontinuität, d. h. die maximale Anzahl von aufeinanderfolgenden identischen Scans und für den Scanaufwand – die Anzahl der aufeinanderfolgenden Scans, die bis zur Erfüllung der vorgegebenen geforderten Zahl von Mehrfachlesungen benötigt werden – eine direkte Beurteilung der verwendeten Barcodequalität. Für die mittelfristige Zukunft lassen diese Diagnosedaten eine nachteilige Änderung der Lesequalität rasch und frühzeitig erkennen. „No reads„ werden durch „read after print„ auf diese Weise direkt an der Kodiereinrichtung zuverlässig erkannt. Die Vorteile: schnelles Nachetikettieren direkt am Gerät und frühzeitige Störungserkennung, z. B. bei Tintenmangel, verstopfter Düse oder verschmutzter Druckleiste. Mit der fortschreitenden Integration von Kennzeichnungssystemen in informationslogistische Strukturen kommt dem Einsatz von Prüfscannern in der Kennzeichnungstechnik eine weitere wichtige Bedeutung zu: durch die Online-Anbindung an die Leitebene können Etiketten bedarfsgerecht erzeugt, aktuelle Prozessparameter wie Produktionsdatum, Chargennummer oder Mindesthaltbarkeitsdatum integriert und diese Informationen nach dem “read after print“ online als Quittierungsmeldung an die Steuerung zurückgemeldet werden. Durch diese Einbindung in die Datenkommunikation und damit in die Logistik wird eine lückenlose Produktidentifikation und –verfolgbarkeit ermöglicht.
Sonderlösung: Klarschriftkontrolle mit Barcodescanner
Bei einem weltweit tätigen Hersteller von Stärke und Stärkeprodukten wurde mit dem CLV 410 unmittelbar hinter einer Absacklinie eine „read after print„ – Applikation der besonderen Art realisiert. Die im Ink Jet Verfahren aufgebrachten Großzeichen an der Sackseite werden indirekt durch Prüfung eines 2/5 Interleaved Kontroll-Barcodes auf ihre Vollständigkeit hin überprüft. Der Code wird leiterförmig aufgebracht, wobei jede Düse des Druckkopfes einen Code-Balken erzeugt. Das Lesegerät tastet die Sackseite vertikal ab und erkennt, wenn der Barcode und damit auch die zuvor erzeugte Sackkodierung unvollständig sind. Ist ein vertikaler Balken im Code zu dünn oder fehlt er ganz, besitzt auch der zuvor erzeugte Buchstabe an derselben Stelle, verursacht durch dieselbe Düse, einen Fehler. Fehlt also nur ein Teil eines Balkens, erkennt dies der Scanner sofort: die Codespezifikation stimmt nicht mehr, und die aus dem gelesenen Code errechnete Prüfziffer ist falsch. Sofort wird die Sackabfülllinie gestoppt und ein Fehlersignal ausgegeben. Der Fehler kann behoben werden, ohne zuvor zahlreiche Säcke falsch kodiert zu haben. So wird zuverlässig vermieden, dass aus einem „T„ ein „I„ oder aus einem „E„ ein „F„ wird.
Die Gefahr, dass ein einmal aufgebrachter Barcode verschmutzt oder beschädigt wird, steigt mit der Häufigkeit des Handlings des betreffenden Objektes. Trotz „read after print„ wird in einem solchen Falle die Identifikationsaufgabe erschwert. Als Lösung bieten sich in diesen Fällen stationäre Barcodeleser an, die mit einem besonders leistungsfähigen Auswerteverfahren ausgestattet sind und so einzelne Kennzeichnungselemente zur einer identifizierbaren Barcodeinformation zusammenfügen können. So ist z. B. der Decodieralgorhitmus SMART (SICK´s Modular Advanced Recognition Technology) in der Lage, die von den Laserstrahlen des Scanners abgetasteten Barcodeteile trotz Beschädigung, Verschmutzung, Reflexionen oder teilweiser Verdeckung wieder zusammenzusetzen und zu identifizieren.
Die für Standard-Scanner mit sogenannter Halbcode-Decodierung notwendige Voraussetzung, daß mindestens die Hälfte des Barcodes plus ein Zeichen zur Informationsgewinnung genutzt werden kann, ist bei Barcodescannern mit SMART-Decodieralgorithmus aufgehoben. Möglich ist dies durch die Nutzung von hochintegrierten Spezialprozessoren in den Geräten. Wenn die Förderobjekte das Lesefeld des SMART-Scanners passieren, wird das Barcodeetikett zeilenweise vom Laserstrahl erfaßt. Die pro Scan remittierten Hell-/Dunkelkontraste der Codierung werden auf die Start- und Stoppbits untersucht, redundante Informationen herausgefiltert und das Ergebnis einschließlich möglicher unlesbarer Bereiche im Bildspeicher der SMART-Scanner abgelegt. Die Summe der gespeicherten Scans ergibt ein zweidimensionales Abbild des Barcodes. Anschließend erfolgt die Entzerrung einer eventuellen Schräglage des Codes und seine elementeweise Auswertung. Ähnlich einem Puzzle wird der Barcode schrittweise und nur an der passenden Stelle aus Teilinformationen zusammengesetzt, die von unterschiedlichen Scanlinien erkannt worden sind. Das Ergebnis ist eine “virtuelle“ Scanlinie, die alle Codeinformationen enthält. Durch dieses Verfahren erreichen Scanner wie SICK-Typen CLV 430, CLV 440, CLV 490, CLV 265 und CLV 295 höchste Erstleseraten selbst bei besonders problematischen Barcodes
Die unmittelbare Kontrolle der Druckqualität in der Kodierstation ist entscheidend für die automatische Identifizierbarkeit der einzelnen Objekte. Ergänzt durch intelligente Auswerteverfahren, die z.B. durch Verschmutzung oder Beschädigung problematisch gewordene Barcodes rekonstruieren können, kann so ein Höchstmaß an Lesesicherheit im gesamten Materialfluss realisiert werden.
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