Beliebige Zeichen erkennen

Dirk Dickfeld

Die Online-Etikettenverifizierung (Abb. 1) nutzt die Etikettennummer selbst als eindeutiges Verifizierungsmerkmal. Da diese Nummer mit jeder Weiterbearbeitung des Druckbildes weiter geschrieben wird, ist sie wesentlich besser zur Etikettenverifizierung geeignet als eventuell mitaufgebrachte Barcodes, Etikettennamen oder Produktkennzeichnungen. So können auf dem Weg über die Etikettennummer auch Untermischungen zwischen älteren und aktuellen Etikettenvarianten herausgefiltert werden. Alle weiteren, für diesen spezifischen Zweck zusätzlich aufgedruckte Codes (Pharmacode, Datamatrixcode, Lagercode) können entfallen. Besonders bei der Verwendung von sehr kleinen Etiketten ist die aus der OCV-Lesung resultierende Platzersparnis wichtig. Die Kamera erlaubt bei der Online-Etikettenverifizierung zusätzlich die Erfassung und Verifizierung der variablen Daten (Haltbarkeitsdatum, Chargennummer). Bei mehrfarbig gedruckten Etiketten kann durch die zusätzliche Anwesenheitskontrolle einzelner Druckfarben sichergestellt werden, dass tatsächlich alle Farbklischees aufgebracht wurden.

Die im Kontrollsystem (Abb. 2) von PCE eingesetzte Kamera OCV 260 beinhaltet als Smartkamera sämtliche Systemkomponenten, die für die selbstständige Kontrolle an der Etikettiermaschine notwendig sind: eine leistungsstarke LED-Ringbeleuchtung und ein industrielles Kameraobjektiv hinter einer leicht zu reinigenden Glasscheibe, einen hochauflösenden CCD-Videochip (740 x 580 Pixel), einen Datenspeicher, einen schnellen Signalprozessor sowie die Verwaltung von diversen Ein- und Ausgängen von oder zur Maschinenelektronik hin. Die geringen Abmessungen und der Einsatz moderner LC-Flachbildschirme ermöglichen ein einfaches Handling und eine unproblematische Systemintegration auch bei engen Einbausituationen. Mit einer Leistung von bis zu 150 Produkten pro Minute (optional bis zu 350) ist auch die Etikettenüberprüfung auf schnelleren Etikettiermaschinen sehr gut möglich. Die digitale RS232-Schnittstelle und je vier Impuls-Ein- und Ausgänge sorgen für die problemlose Anbindung der Kontrolleinrichtung sowohl an die Bedienelemente, als auch an absichernde oder verwaltende übergeordnete PCs oder Rechner. Die Software kann durch die variable Fenstertechnik die wesentlichen Daten und Informationen auf dem Etikett lesen und verifizieren. Vier Lesefenster mit insgesamt bis zu 40 Zeichen bieten alle Möglichkeiten, sowohl in der Horizontal- als auch der Vertikallesung, die auf Standardetiketten in der Praxis benötigt werden. Bei der Einstellung der Smartkamera auf den jeweiligen Etikettentyp werden einzelne Fangfenster um die zu lesenden Schriftzüge gelegt, um bei auftretenden Drucktoleranzen immer noch eine Verifizierung zu gewährleisten. Für jedes einzelne Segment überprüft die Kamera, ob die vorgefundenen Daten korrekt sind und innerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegen.

Neben den alphanumerischen lesbaren Zeichen können auch beliebige Sonderzeichen verwendet werden. Erst wenn alle Merkmale als richtig erkannt sind, wird das Prüfobjekt durch ein Gutsignal freigegeben.

Für die OCV-Lesung eignet sich nicht nur die Etikettennummer, die meistens sauber und in einem definierbaren Fond gedruckt ist, sondern auch die variablen Daten, die entweder im Stempeldruck, Heißprägedruck oder in einer qualitativ hochwertigen Inkjet-Bedruckung aufgebracht werden (Abb. 3). Da jede Klarschriftlesung von dem Einlernen des jeweilig benutzten Fonds lebt, müssen auch bei den Smartkameras die jeweils genutzten Zeichen zuvor eingelernt werden. Dieses kann durch ein relativ kurzes Teach-In-Verfahren geschehen, bei dem die Bedeutung des jeweiligen Zeichens in einem Fondsatz gespeichert wird. Es können bis zu 16 verschiedene Zeichensätze eingelernt, abgespeichert und beliebig wieder aufgerufen werden. Durch die Art der Kontrolle von Etikettennummer und der später aufgedruckten variablen Daten werden also für ein Etikett mindestens zwei Fonds verwaltet.

Die übersichtlich gestaltete Menüstruktur ermöglicht auch ungeschultem Bedienungspersonal nach einer kurzen Einweisungsphase eine leichte Handhabung des Kamerasystems. Der Zugang zu den einzelnen Bedienerfunktionen und zu den drei Bedienebenen ist durch Schlüssel- und Passwörter geschützt. Abfragen auf der Bedienerebene sind nur über den Bedienschlüssel möglich. Hier können allein Abfragen getätigt werden, wie nach laufender Stückzahl oder Chargennummer. Die Umstellung auf ein anderes Produkt, das bereits voreingespeichert ist, oder Änderungen der Fonds durch zusätzliches Lernen oder Anlegen eines neuen Fonds, lassen sich erst auf der nächst höheren, passwortgeschützten Ebene vornehmen.

Durch eine spezielle Technik des Mehrfach-Einlernens unterschiedlichster Varianten eines einzigen Zeichens wird die OCV-Kamera tolerant gegenüber Druckschwankungen. Besonders bei den variablen Daten kann es vorkommen, dass durch Schwankungen der Druckstärke, der Tintenkonsistenz und anderer Einflüsse die Zeichen unterschiedlich aufgedruckt werden. Seine besonderen Stärken zeigt das System auch dadurch, dass Druckplazierungs-Toleranzen, wie sie in der Praxis immer bei variablen Daten auftreten, weitgehend toleriert werden. Durch die Fangtechnik können Druckschwankungen nicht nur gegenüber dem Etikettenrand, sondern auch Druckschwankungen zwischen dem eigentlichen Etikettentext und den variablen Daten aufgefangen werden. Das gleiche gilt auch für die Kontrolle eventueller Zusatzfarben. Jede Kontrollaufgabe lässt sich zudem mit dem zugehörigen Etikettennamen oder der Etikettennummer in einer Formatliste abspeichern. So lassen sich einmal eingelernte und eingegebene Kontrollaufgaben immer wieder aufrufen. Die Formate können separat abspeichert werden.

In der Praxis haben sich die Installationen der OCV-Kameras an Etikettiermaschinen kurz vor der Aufbringung des Etiketts besonders bewährt, da hier die sichersten und genauesten Führungsverhältnisse vorliegen. Bevor eine Fehlinterpretation von Daten wegen unsauberer Druckzeichen erfolgen kann, oder gar ein falsches Etikett auf das Behältnis gelangt, greift das System rechtzeitig ein.

Jedes Bildverarbeitungssystem, also auch die OCV-Smartkamera, lebt von der Auflösung. Alle Daten, die in Frage kommen, müssen im gleichen Bildschirmausschnitt groß und deutlich sichtbar werden. Eine Kamera ist bei einem 100 x 100 mm großen Etikett überfordert, wenn links oben in der Ecke die Etikettennummer steht und rechts unten die Chargennummer und das Verfallsdatum.

Um beide Zeichen zu lesen, müsste die Kamera so weit vom Etikett weg platziert werden, dass bereits mit dem menschlichen Auge auf dem Bildschirm eine Lesung nicht mehr möglich wäre. Die Bedingung für die Wahrnehmung mehrerer Kontrollaufgaben muss also heißen: Alle Kontrollaufgaben, Lesung der Etikettennummer und Lesung der variablen Daten, sollten im gleichen Bildschirmausschnitt, also in Wirklichkeit nahe beieinander liegen. Bei ständig wechselnden Produkten und Etiketten auf einer Linie empfiehlt es sich, nicht zu viele Schrifttypen zu verwenden, da sonst das Einlernen der unterschiedlichen Fonds mühsam wird und eventuell das Speichervermögen der Kamera sprengt. Bei der Verwendung weniger Fonds wird beim Wechseln von Etiketten vom Bediener lediglich verlangt, die Referenzzeichen für Etikettennummer und variable Daten über die Kleintastatur einzugeben.

E cav 305