Voll integriert

Jennifer Schlick, Lödige Automation GmbH, Scherfede

Eine längst bewährte Technik in diesen Warenabläufen ist die Warenverfolgung und das Warenmanagement per Barcode. Diese können überall dort zum Einsatz kommen, wo Waren nicht rauen Umgebungen ( spanende Fertigung, Luftfracht, etc. ) ausgesetzt sind, sondern in sauberen Umfeldern ( Kommissionierlägern, Verpackungsindustrie, etc. ) Verwendung finden. Liegt erst einmal ein unbeschädigter Barcode auf einer Ware vor, so ist dieser zu hohen Prozentsätzen von handelsübliche Barcodescannern zu identifizieren und seine Daten auszuwerten.

Ein solcher Ablauf setzt voraus, dass der Barcode im Druck und in der Aufbringung jedoch die Anforderung der Scanner erfüllt. Es geht also nicht nur um Art und Inhalt des Barcodes bei diesem Ablauf, sondern um Druckbild und Qualität, z.B. der Kontraste eines Barcodes. Diese Merkmale verursachen die prozentuale Diskrepanz zwischen einwandfrei unbeschädigten und korrekt positionierten Barcodes, die zu 100% gelesen werden sollten, jedoch von den entsprechenden Scannern nicht gelesenen Barcodes. All jene Fälle in denen Personal zwangsläufig manuell eingreifen muss. Ein Abgleich zwischen Herstellung und Druck der Barcodes und Aufnahmetechnik der Scanner kann diese Lücke schließen.

Auch gibt es Prüfgeräte die dieser Norm zugrunde liegen und das stichprobenartige Messen von Barcodes im Hinblick auf deren Qualität übernehmen können. Bei heutigen Herstellungsverfahren in der Verpackungsindustrie wäre es sinnvoll, frühzeitige Qualitätskontrollen einzubinden um Produktionsfehler und damit geldwerten Ausschuss zu vermeiden.

Dieser Aufgabenstellung hat sich die Lödige Automation gestellt. Das erste voll integrierte Prüfgerät für Barcodes befindet sich in der Inbetriebnahme und verspricht allen Produktionsanforderungen gerecht zu werden. Die dafür konzipierte Optik entspricht der Norm und die eigens programmierte Auswertesoftware auf Windows 2000 Basis ist eine Software des Hauses.

In diesem konkreten Anwendungsbeispiel geht es um Verpackungen aus Karton in der Folienherstellung. Die Verpackungen werden dem Folienlieferanten fertig bedruckt und am laufenden Meter angeliefert. Dieser vereinzelt dann die Verpackungen, bestückt jede mit den entsprechend Folien und liefert das gesamte Produkt aus. Da der Folienlieferant letzter der Lieferantenkette ist, ist er verantwortlich für die qualitative Ausführung des Barcodes auf der Verpackung.

Für das nicht Einhalten der Barcode Qualität sind mitunter Geldstrafen üblich. Sobald jedoch eine Warenausgangskontrolle im Sinne der DIN EN 1635 jedes einzelnen Kartons nachgewiesen und protokolliert werden kann, entfallen eventuelle Geldstrafen oder qualitativ minderwertige Barcodes können dem vorherigen Lieferanten gemeldet werden.

Die Förderung der vereinzelten Verpackung geschieht im Takt mit einer Geschwindigkeit von 1,5 s je Werkstück. Die Verpackung wird mittels pneumatischem Anschlag vor dem Prüfgerät in Position gebracht. Die Toleranz in Translation beträgt ca. 10 mm während der Arbeitsabstand vom Prüfgerät zur Verpackungsoberfläche eine maximale Toleranz von 1 mm aufweisen darf.

Ein Startsignal per potenzialfreiem Kontakt initiiert die Messung mittels Prüfgerät. Parallel zur Qualitätskontrolle wird ein zweiter identischer Barcode auf der Verpackung gelesen. Mit dem nach geschalteten Softwarepaket ist es dann möglich nicht nur Aussagen zur Qualität des Barcodes zu machen, sondern diese unter Angabe von Art und Inhalt des Barcodes in einer Datenbank zu protokollieren.

Zur Messung des Barcodes wird eine speziell ausgelegte Optik in fixem Abstand zu einer LED Beleuchtung über die Oberfläche des Barcodes gefahren. Dies dient zu einer einwandfreien Bildaufnahme. Nach der entsprechenden Bildvorverarbeitung wird das optimierte Bild in der entsprechenden Software ausgewertet. Die Auswertung basiert auf diversen Kriterien der Norm.

Die Feineinstellung der Auswertung bestimmt dabei der Kunden durch vorherige Parametrierung des Prüfsystems zu Beginn einer Produktionscharge. Die Bedieneroberfläche ist in drei Detailbereiche gestaffelt, so dass nur bestimmtes Personal Zugriff auf bestimmte Benutzeroberflächen hat. Die entsprechenden Protokolle können dem System pro Schicht entnommen werden.

Das Hardwarekonzept wird maßgeblich durch die Komponenten der hochauflösenden Zeilenkamera, des Vergrößerungsobjektives und des fokussierbaren LED Linienlichts unter 45° zur optischen Achse bestimmt. Diese sind zwar mechanisch einstellbar fest zueinander montiert, werden aber im Gesamten kontinuierlich motorisch über den Barcode geführt.

Technische Daten des Prüfgerätes:

Spezialoptik mit LED Linie, Kamera und PC

Arbeitsabstand ca. 250mm

Auflösung am Objekt ca. 0,01mm

Messung an bedruckten Kartonagen

Schnittstelle zur SPS Umgebung und Netzwerkanbindung

Visualisierung der Daten

Es gibt 20 verschiedene Auswertekriterien, die die Qualität eines Barcodes bestimmen. Da sind u.a. Differenz in der Elementreflexion; gemessenes Verhältnis von schmal zu breit; Druckkontrast Signal, Strichreflexion; Hintergrundreflexion, etc. alle nachzuvollziehen in der Norm EN DIN 1635.

Die Software ist aufgebaut in 3 einzelne Schritte. Der erste Baustein verarbeitet das eingehende Signal um daraus ein optimales Reflexionsprofil zu extrahieren. Der zweite untersucht die Einzelkriterien der Norm innerhalb dieses Profils. Der dritte und letzte Arbeitsgang klassifiziert den Barcode in den vorgegeben verschiedenen Stufen und Klassen. Diese sind ein Mittel der Einzelkriterien und ebenfalls durch die Norm definiert.

Datenbanken, Protokollerfassung und Dokumentation erfolgt in Zusammenarbeit nach Kundenwunsch und kann beliebig gestaltet werden.

Das Barcode Prüfgerät ist ein ideales Instrument zur Parameterkontrolle in der Fertigung und Herstellung von Barcodes und den Produkten, die durch diese Barcodes eindeutig gekennzeichnet sind. Es schließt die Lücke zwischen Lieferant und Abnehmer und kann vor offiziellem Hintergrund, auf der Basis einer neutralen Europäisch Norm ein von allen Seiten akzeptiertes Messinstrument sein.

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