Kunststoffbecher und Deckel für Molkereiprodukte werden grundsätzlich im In-Mould-Labeling-Verfahren (IML) hergestellt. Anschließend befüllen und versiegeln Molkereien die Behälter. Um mangelhafte Behälter, die beispielsweise Grate, eine ungleichmäßige Oberflächenbeschaffenheit oder Größenunterschiede aufweisen, sicher erkennen und ausschleusen zu können, sind Inspektionssysteme während des Herstellungsprozesses notwendig. Wichtig sind zudem weitere Kontrollen vor dem Versand der Produkte, um sicherzustellen, dass nur einwandfreie Verpackungen in den Handel gelangen.
Speziell für die Inspektion von Behältern hat der Spezialist für Qualitätskontrollsysteme Trivision den Packaging Inspector entwickelt. Er kommt in der Herstellungsphase zum Einsatz. Der Product Inspector hingegen eignet sich für die Untersuchung von verpackten Endprodukten.
Präzises Bildverarbeitungssystem
Der Packaging Inspector entstand in Zusammenarbeit mit RPC Superfos, einem Entwickler und Hersteller von Kunststoffverpackungen. Das System sollte neben einer 100%-Inspektion in der Lage sein, alle Schlechtteile auszusortieren. Dank der engen Zusammenarbeit erhielten die Bildverarbeitungsexperten von Trivision einen umfassenden Überblick über die gesamte Bandbreite an Defekten, die während des Herstellungsprozesses entstehen können, und konnten so eine zuverlässige Bildverarbeitungslösung entwickeln.
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 beratend 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 leitungsstarken Kameras Manta und Mako von Allied Vision. Sie bieten neben einer flexiblen Kamerasteuerung auch eine große Auswahl an kamerainternen Bildoptimierungsfunktionen. Zudem verfügen sie über eine GigE-Schnittstelle und ermöglichen so höhere Datenraten und längere Kabelstrecken. Außerdem lassen sich mit den GigE-Vision-Kameras Kosten sparen, da keine Frame Grabber mehr benötigt werden. Für die Softwareentwicklung ist Trivision intern verantwortlich und setzt dabei auf Allied Visions API. Neben der Mustererkennung, die für die Anwesenheitskontrolle von Etiketten und Aufdrucken angewendet wird, sind noch weitere Methoden im Einsatz
Im IML-Prozess im Einsatz
Der Packaging Inspector ist ein modulares System, das sich an verschiedene Produkte und Prüfaufgaben flexibel anpassen lässt. Bei RPC Superfos ist der Packaging Inspector im IML-Prozess im Einsatz. Hier soll er Etikettierungen und Ecken von Behältern auf Fehler durch Überspritzen untersuchen, Barcodes überprüfen und Fehler im Aufdruck erkennen. Dazu gehören beispielsweise falsche oder fehlende Etiketten, Abweichungen in Text und/oder Farbe, falsche Positionierung von Etiketten oder Etiketten mit Löchern, Falten.
Der Anwender kann dabei die Toleranzen bei den Ausschusskriterien für fehlerhafte Erzeugnisse selbst festlegen wie z. B. 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 5 s bewerkstelligen.
Außerdem erfasst das System die genaue Anzahl 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 Anwender 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 Onlinehilfe für Updates via Remote-Desktop. So kann Trivision direkt mit der Produktionslinie kommunizieren, falls ein Problem nicht vor Ort gelöst werden kann. Die IML-Techniken werden ständig weiterentwickelt. Hier bietet der Packaging Inspector die notwendige Flexibilität, um mit zukünftigen Entwicklungen Schritt zu halten.
Arla lässt Barcode überprüfen
Bei Arla Foods stellt der Product Inspector sicher, dass alle Behälter den korrekten Barcode und alle Deckel die korrekte Nummerierung erhalten, dass der Aufdruck fehlerfrei und richtig platziert, und dass die Schutzfolie korrekt und akkurat positioniert ist. Alle Behälter, die nicht einwandfrei 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. Bei auftretenden Störungen kann der Anwender das Problem mithilfe des Moduls sehr schnell identifizieren und erhält Unterstützung bei der Behebung des Fehlers.
Darüber hinaus ist das System in der Lage, die Qualität verschiedener Produkte bzw. Produktionslinien miteinander zu vergleichen. So lässt sich beispielsweise 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.
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Autor: Peter Stiefenhöfer
Freier Journalist
