In der Lebensmittelindustrie müssen nicht nur die Verpackungen selbst auf Fehlerfreiheit untersucht werden, auch die Markierungen auf ihrer Außenseite müssen sich einer strengen Kontrolle unterziehen. Mit Bildverarbeitungstechnik von Stemmer Imaging hat Trivision dafür zwei Vision-Systeme entwickelt, die zum Beispiel zwei dänische Firmen aus der Milchwirtschaft nutzen.
Kunststoffbecher und Deckel für Molkereiprodukte wie Butter oder Käse werden grundsätzlich im In-Mould-Labeling-Verfahren (IML) hergestellt. Die Weiterverarbeitung von Papier oder Kunststoffetiketten erfolgt mit Hilfe von Blasformung, Thermoformung oder Spritzguss.
Mangelhafte Behälter, die beispielsweise Grate oder eine ungleichmäßige Oberflächenbeschaffenheit aufweisen, müssen ausgeschleust werden. Während des IML-Prozesses werden zudem die Aufdrucke und Barcodes auf Fehlerfreiheit und richtige Platzierung geprüft.
Anschließend werden die fehlerfreien Behälter in der Molkerei befüllt und versiegelt. Vor dem endgültigen Versand sind weitere Kontrollen nötig, um sicherzustellen, dass nur perfekte Produkte die Anlage verlassen.
Industrielle Bildverarbeitungssysteme haben den großen Vorteil, dass sie eine enorme Anzahl replizierbarer Messungen bei extrem hohen Geschwindigkeiten ausführen können. Das macht derartige Systeme gerade in Verpackungsprozessen zu unverzichtbaren Werkzeugen.
Trivision entwickelt Verpackungslösungen für die Lebensmittelindustrie. Der Technikanbieter setzt dabei auf Bildverarbeitungstechnologien, die Produktionseffizienz und -qualität ihrer Kunden verbessern. Der Packaging Inspector wurde speziell für die Inspektion von Behältern entwickelt und kommt in der Herstellungsphase zum Einsatz, während der Product Inspector das verpackte Endprodukt untersucht.
Kameras mit hoher spektraler Empfindlichkeit
Die im Packaging Inspector und im Product Inspector integrierten Kameras einschließlich der Kamerakabel und einige der verwendeten Optiken stammen von Stemmer Imaging. Beim Packaging Inspector kommen Kameras mit hoher spektraler Empfindlichkeit zum Einsatz, da diese in der Lage sind, selbst kleinste Formfehler zu entdecken. Die Experten von Stemmer Imaging standen den Entwicklern von Trivision mit Rat und Tat zur Seite, um aus dem breiten Spektrum von Kameras diejenigen auszuwählen, die über die beste Bildqualität und geeignete On-Board-Verarbeitungsfunktionen verfügen.
Die Entscheidung fiel zugunsten der Kameras von Allied Vision. Während man in frühen Versionen der Inspektionswerkzeuge noch auf die Firewire-Schnittstelle IEEE 1394b setzte, verwendete man bei den Folgemodellen Kameras mit GigE-Schnittstelle wie die Manta und Mako von Allied Vision, die höhere Datenraten und längere Kabelstrecken ermöglichen. Außerdem lassen sich mit GigE-Vision-Kameras erheblich Kosten sparen, da keine Frame Grabber mehr benötigt werden.
Damit eine 100%-Inspektion mit verschiedenen Messungen erfolgen kann, sind mehrere Kameras in verschiedenen Positionen nötig. Der Packaging Inspector überprüft die fertigen Behälter auf viele verschiedene Eigenschaften. Dazu zählen zum Beispiel Fehler durch Überspritzen, Dosierungsfehler, Löcher und Falten in Etiketten oder die Positionierung von Etiketten und Aufdruck.
Der Packaging Inspector in Aktion
Der Packaging Inspector kommt zum Beispiel bei RPC Superfos zum Einsatz – einem dänischen Unternehmen aus der Milchwirtschaft. Hier soll er im IML-Prozess Etikettierungen und Ecken von Behältern auf Fehler durch Überspritzen untersuchen, Barcodes überprüfen und Fehler im Aufdruck erkennen. Dazu gehören zum Beispiel falsche oder fehlende Etiketten, Abweichungen in Text und/oder Farbe, falsche Positionierung von Etiketten und Etiketten mit Löchern.
Der Anwender kann dabei die Toleranzen bei den Ausschusskriterien für fehlerhafte Erzeugnisse selbst festlegen wie etwa Größe und Kontrast der Überspritzung, die Anzahl an fehlplatzierten Etiketten, die Größe der Dosierungsfehler, Länge und Breite von Produkten sowie die Auswertung der Barcodes. Das Anlernen von Parametern für neue Produkte ist einfach und lässt sich in weniger als fünf Sekunden bewerkstelligen.
Zudem erfasst das System die genaue Zahl der ausgeschleusten Produkte, damit im dafür vorgesehenen Auffangbehälter nicht mehr aussortierte Produkte landen als vorgesehen. Darüber hinaus muss jeder teilweise gefüllte Ausschussbehälter bei Produktionsumstellung ausgetauscht und dies vom Nutzer bestätigt werden, um ein Vermischen des Ausschusses zu vermeiden.
Der Packaging Inspector verfügt über eine grafische, statistische Echtzeitfunktion, die sämtliche Fehler, die bei den unterschiedlichen Prüfprozessen erkannt werden, protokolliert. Der Anwender kann damit den Status eines jeden Werkzeuges überprüfen und den entsprechenden Fehler sofort identifizieren. Jedes System verfügt über VPN-Unterstützung und bietet eine schnelle und direkte Online-Hilfe für Updates via Remote-Desktop. So kann Trivision direkt mit der Produktionslinie kommunizieren, falls ein Problem nicht vor Ort gelöst werden kann.
Arla Food – ebenfalls eine Molkerei – arbeitet mit dem Product Inspector. Das System stellt sicher, dass alle Behälter den richtigen Barcode und alle Deckel die korrekte Nummerierung erhalten, dass der Aufdruck fehlerfrei platziert und die Schutzfolie korrekt positioniert sind. Alle Behälter, die nicht hundertprozentig perfekt sind, werden aussortiert.
Der Product Inspector beinhaltet ein Cloud-basiertes Production-Intelligence-Modul, das dafür sorgt, dass die Produktionsanlage stets in einem optimalen Zustand ist. Dadurch sinkt die Zahl der Produktionsausfälle, was die Effizienz der Anlage steigert. Bei auftretenden Störungen kann der Anwender dank des Moduls das Problem sehr schnell identifizieren und erhält sogar Hilfe bei der Behebung des Fehlers.
Darüber hinaus ist das System in der Lage, die Qualität verschiedener Produkte beziehungsweise Produktionslinien miteinander zu vergleichen. Beispielsweise lässt sich feststellen, dass eine bestimmte Fertigungslinie mehr Gutteile in der Stunde hervorbringt als eine Anlage ohne das Inspektionssystem. Zudem ist die Zahl der Kundenbeschwerden deutlich gesunken. ■
Der Autor
Denis Bulgin
Press PR
im Auftrag von Stemmer Imaging
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