In allen Produktions-, Verarbeitungs- und Vertriebsstufen von Lebensmitteln sind europaweit neue, strengere Vorschriften für die Qualitätskontrolle und Dokumentation zu erfüllen. Die industrielle Bildverarbeitung mit leistungsstarken Visionsensoren ist dabei von zentraler Bedeutung. Beispielsweise setzt der spanische Weißblechdosenhersteller Mivisa Visionsensoren der In-Sight-Baureihe ein, die verschiedene Prüffunktionen direkt in der Produktionslinie übernehmen.
Dipl.-Ing. Kamillo Weiß
Reibungslose Prozessketten sind die Voraussetzung für Produkte mit hundertprozentiger Qualität. Entsprechend den neuen Rahmenverordnungen der Europäischen Kommission zur vollständigen Rückverfolgung von Produkten muss ab Januar 2005 die Chargenrückverfolgung lückenlos sichergestellt sein. In allen Herstellungsstufen gilt das Prinzip der Stufenverantwortung. Die neuen zusätzlichen Anforderungen machen zuverlässige Qualitätskontrollsysteme und Schnittstellen für die Dokumentation notwendig.
Fehlerfreie Fertigung von Weißblechdosen
Die Spezialitäten von Mivisa, einem führenden spanischen Hersteller von Weißblechdosen für Lebensmittel, sind Dosen mit Standardenden, Easy-Open- bzw. Aufreißdeckelenden, Twist-Off- oder Schraubdeckel sowie zwei- und dreiteilige Dosen. Das Werk Las Torres de Cotillas, bei Murcia, ist für den Zuschnitt von Coils sowie für ihre Beschichtung und die Bedruckung ausgelegt. Die prozessgesteuerte Produktion stellt sicher, dass die Kunden abfüllbereite Dosen erhalten, die höchste Qualitätsanforderungen erfüllen. Die Dosen werden später mit Sardinen, Spargel, Fertiggerichten und vielen anderen Produkten befüllt.
Das Unternehmen hatte bereits in der Vergangenheit verschiedene Bildverarbeitungssysteme in den Fertigungslinien installiert. Im Rahmen von weiterreichenden strategischen Entscheidungen unterzog das Unternehmen die gesamte Produktionskette einer kritischen Prüfung. Es galt das gesamte Potenzial von Verbesserungen zu erschließen, den Fertigungsprozess komplett zu optimieren und zuverlässig auf ein Qualitätsniveau zu heben, das den aktuellen gesetzlichen Festlegungen und den ständig wachsenden Anforderungen der Lebensmittelproduzenten Rechnung trägt. In diesem Zusammenhang entschied sich der spanische Dosenspezialist auch für die Anschaffung eines neuen Bildverarbeitungssystems.
Vier verschiedene Anbieter von Vision- systemen kamen in die engere Wahl. Nach einer viermonatigen Versuchsphase auf ähnlichen Fertigungsstraßen hat sich Mivisa für die Systemtechnologie der Vision-sensoren In-Sight von Cognex entschiedenen.
Spitzengeschwindigkeiten bei der Deckelfertigung
An einer der Fertigungslinien werden Weißblechdeckel für die Dosen mit einer Geschwindigkeit von 20 000 Stück pro Stunde (5,55 pro Sekunde) produziert. Bei dieser hohen Produktionsgeschwindigkeit müssen die Bildverarbeitungssysteme folgende Kontrollfunktionen absolut sicher abdecken:
- Prüfung der gestanzten Teile am Schnitt
- Kontrolle der Welligkeit (Umformungen der Oberfläche)
- Nachweis der Dichtungsfähigkeit
Auf der Basis dieser drei Kontrollfunktionen kann Mivisa garantieren, dass sämtliche Dosen 1-A-Qualität haben. Das heißt: Sie sind frei von fehlerhaft aufgetragenem oder überschüssigem Dichtstoff und weisen keine Defekte auf, die den Verschluss der Deckel behindern könnten.
Die zuverlässige Aussonderung von fehlerhaften Produkten ist ein wichtiger wirtschaftlicher Faktor. Durch den Einsatz der In-Sight-Visionsensoren ist es Mivisa gelungen, den Anteil von falscher Ausschussware zu eliminieren. Durch die laufende statistische Auswertung und Dokumentation der Kontrollfunktionen werden die Techniker rechtzeitig über fehlerhaft arbetende Prozesskomponenten informiert. Das Ergebnis: Der Produktionsprozess läuft reibungslos. Die Wartungskontrollen – sie finden alle acht Stunden statt – werden vereinfacht. Und Funktionsstörungen lassen sich schnell lokalisieren und erkennen.
Dezentrale Intelligenz durch Visionsensoren
Die Vorteile von dezentraler Intelligenz, die sich aus dem Einsatz von Visionsensoren ergeben, beeinflussten die Projektierung der Fertigungslinien. Die Leistungsstärke der Visionsensoren profitiert ganz erheblich von den Fähigkeiten der Bildverarbeitungssoftware. Viele Algorithmen der Bildverarbeitung und Vision-Tools lassen sich auf die Visionsensoren der In-Sight-Baureihe portieren, was nicht nur ein deutliches Anwachsen ihrer Leistungsfähigkeit, sondern auch eine bequeme Anpassung an neue Einsatzfälle zur Folge hat. Das gilt auch für die Entwicklungsumgebung In-Sight-Explorer. Letzterer dient zur Programmierung von vernetzten komplexen Systemen, die aus mehreren Vision-Sensoren bestehen.
Die In-Sight-Visionsensoren können verschiedene Aufgaben erfüllen. Das Spektrum reicht hier von der Inspektion, Vollständigkeitskontrolle und Lageerkennung über das Lesen von Bar- und Matrixcodes bis hin zur Farberkennung. Die Produktfamilie umfasst 12 verschiedene Leistungsvarianten mit anwendungsspezifischen Ausprägungen.
Bei den Mehrzwecksystemen In-Sight 1000 handelt es sich um hochauflösende, kompakte Kameras mit integriertem Bildverarbeitungsrechner, Fast-Ethernet-Anschluss und vorinstallierter Bibliothek, die verschiedene, leistungsstarke Vision-Tools beinhaltet. Die Visionsensoren In-Sight 3000 bestehen aus einer separaten, kompakten und robusten Verarbeitungseinheit mit einem Prozessor für die Bildverarbeitung und einem zweiten für die Netzwerkkommunikation sowie aus einer kleinen Progressive-Scan-Digitalkamera.
Mivisa setzt in seiner Fertigungslinie die Visionsensoren In-Sight 1000 und 3000 ein. Sie sind direkt in das ethernetbasierte Fertigungsnetzwerk eingebunden. Die benutzerfreundliche, grafisch unterstützte Spreadsheet-Bedienungsoberfläche der Vision-Software bietet komfortable Entwicklungs- und umfangreiche Überwachungs-Tools. Das ermöglicht eine schnelle und einfache Anpassung der Visionsensoren an die jeweilige Anwendung und führt zu einer erheblichen Verkürzung des Entwicklungs- und Installationszyklus. Außerdem lässt sich eine hohe Funktionssicherheit und Systemflexibilität erzielen. Durch den Einsatz der In-Sight-Visionsensoren profitierte Mivisa auf verschiedenen Ebenen: Aufgrund der deutlich gestiegenen Qualität der Weißblechdosen konnte die Anzahl der Reklamationen auf Null gebracht werden. Gleichzeitig konnte das Image des Unternehmens als Lieferant von Qualitätsprodukten entschieden verbessert werden. Diese Punkte und eine höhere Wirtschaftlichkeit hat Mivisa zur Installation weiterer In-Sight-Visionsensoren veranlasst.
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