Dank leistungsstarker Smartkamera-Technologie

Qualitätskontrolle in Highspeed

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Bei der Verpackung von Soßen, Snacks oder Fertiggerichten müssen die eingesetzten Sensoren vor allem eines leisten: Sie müssen hohe Anforderungen an Leistung, Flexibilität und Hygiene miteinander verbinden. Dazu haben die Verpackungsmaschinen-Experten von SN Maschinenbau das Gesamtkonzept einer Beutelabfüllanlage neu durchdacht und bei der Verifizierung von Codes und Mindesthaltbarkeitsdaten auf die Smartkamera-Technologie von Leuze electronic gesetzt.

Bei der Entwicklung der Form-, Füll- und Verschließmaschine FMH 80 ließen sich die Konstrukteure von SN Maschinenbau eine ganzheitliche Lösung verschiedener Aufgaben mit nur ein und demselben Kamerasystem einfallen. Ziel war es, einerseits die Überwachung des Mindesthaltbarkeitsdatums (MHD) wirtschaftlich zu machen, andererseits Referenzcodes zu erkennen – letzteres sogar automatisch umschaltbar beim Produktwechsel. Eine dritte Applikation mit derselben Kamera vermisst die Position der Druckmarke auf der Verpackung mit der Ausgabe einer Stellgröße [mm] an einen Servoantrieb und berichtigt im Prozess die Siegelstationen der vertikalen Siegelnähte. Hierdurch werden die Druckschwankungen auf der Verpackung automatisch korrigiert.

Das Ergebnis kann sich sehen lassen: „Heraus kam ein Konstruktionskonzept, das die Basis für eine neue Generation von Beutelverpackungsmaschinen legt“, sagt Thomas Berger, Leiter der Elektroentwicklung bei SN Maschinenbau, zufrieden. Mit dem Maschinenneukonzept wurde eine offene, hygienische Maschinenbauform mit reduziertem Teilevolumen realisiert, das versteckte Stellen und Kanten ausschließt und so eine sehr einfache Reinigung ermöglicht. Gleichzeitig konnte man den gestiegenen Kundenanfor-derungen an Hygiene und Allergenfreiheit gerecht werden.

Prüfung von Referenzcodes

„Die erste Aufgabe stellte die Verifizierung von Referenzcodes dar“, erklärt Michael Fahr, langjähriger Vertriebsspezialist bei Leuze electronic. Die in die Maschine einprogrammierten Produkte und Rezepturen werden direkt über die Steuerung gewechselt, ohne manuellen Eingriff durch einen Mitarbeiter. „Zudem muss eine Qualitätskontrolle jederzeit gegeben sein. Schließlich muss sichergestellt sein, dass der richtige Inhalt auch wirklich in die dafür vorgesehene richtige Verpackung abgefüllt wird“, fügt Fahr hinzu. Hierzu bedarf es einer Visualisierungsoptik, die die Referenzcodes entsprechend liest und gleichermaßen abgleicht. Bildlich gesprochen könnte sonst passieren, dass ein Kunde statt seiner auf der Verpackung abgebildeten Lieblingsbolognese plötzlich eine Carbonarasoße erhält. Bei dem eingesetzten Visualisierungssystem LSIS 462i handelt es sich um eine kamerabasierte Technologie. Zur absoluten Highend-Lösung wird diese in Kombination mit dem eingesetzten Kontrasttaster KRTM20, der unterschiedliche Kontrastwerte der Druckmarken auf der Verpackung speichern kann. Diese können direkt aus der Steuerung heraus abgerufen werden. „Eine solch komfortable und gleichermaßen wirtschaftliche Lösung schwebte mir schon lange vor – bislang hatte ich jedoch noch keine Möglichkeit gefunden, diese Wirklichkeit werden zu lassen“, sagt Berger. Er zeigt sich mit dieser Highend-Variante sehr zufrieden. In der Vergangenheit konnten entweder Referenzcodes erkannt werden, die in Form eines Barcodes abgebildet waren, oder 2-D-Codes. „Um für zukünftige Aufgabenstellungen unserer Kunden gerüstet zu sein, ist es wichtig, eine Lösung für Barcodes, Datamatrixcodes und QR-Codes gleichermaßen vorzuhalten“, so Berger. Auch für dieses Problem hatte Michael Fahr für ihn mit der Smartkamera eine passende Lösung gefunden, denn beim LSIS 462i handelt es sich um einen multicodefähigen Highspeed-Reader, der verschiedene Typen von Referenzcodes erkennen kann. Die Prüfung erfolgt während der Bewegung der Verpackungen mit einer Geschwindigkeit von bis zu 4 m/s. Aufgrund der hohen Hygienebestimmungen in der Lebensmittelindustrie wurde der LSIS 462i in der neuen Beutelverpackungsmaschine zusätzlich in ein Edelstahlschutzgehäuse mit hoher IP-Schutzart eingebaut, was sein Detektionsvermögen aber in keinster Weise beeinträchtigt.

Prüfen von Mindesthaltbarkeitsdaten

Eine weitere Herausforderung in dieser Applikation stellte die Prüfung der Lesbarkeit der Mindesthaltbarkeitsdauer-Beschriftungen (MHD) dar. Waren in der Vergangenheit MHD-Codes qualitativ schlecht aufgedruckt, die Daten durch Fehlprägungen in der Verpackungstechnik unleserlich oder der Aufdruck fehlte gar gänzlich, konnten solche Beutel in dieser Highspeed-Anwendung nur mit deutlich teureren Systemen erkannt werden. Die Smartkamera-Technologie hingegen bewertet die MHD-Beschriftungen an jedem einzelnen Beutel anhand mehrerer Qualitätsmerkmale – sowohl im Stillstand als auch in der Bewegung von bis zu 4 m/s. Ein zweiter LSIS 462i detektiert auf selbige Weise die Qualität eines jeden Codes und nimmt zudem einen Referenzcode-Vergleich vor, sodass die Verpackung auch wirklich das beinhaltet, was sie verspricht. „Eine gute Lesbarkeit der MHDs ist nicht zuletzt auch durch die im LSIS 462i integrierte homogene Beleuchtung gegeben“, fügt Michael Fahr hinzu. Durch ihre eingebauten starken RGB-LEDs ist die kamerabasierte Visualisierungsoptik enorm fremdlichtunabhängig und individuell auf jedes denkbare Verpackungdesign anpassbar. Auch kann ihr Fokus automatisch motorisch umgeschaltet werden. Es bedarf keines mechanischen Eingriffs oder gar des Öffnens der Kamera durch einen Mitarbeiter. Änderungen der Verpackungseigenschaften können bequem in Rezepturen hinterlegt und mit der Maschinenrezeptur vom Bediener aufgerufen werden.

Überzeugende Gesamtlösung

Jan Kronenberg und Thomas Berger sind sich einig: Die Gesamtlösung überzeugt auf ganzer Linie. Die in dieser Applikation eingesetzte stationäre Smartkamera LSIS 462i von Leuze electronic liest Barcodes, 1-D- und 2-D-Codes zuverlässig, sowohl gedruckt als auch direkt markiert. Gleichzeitig erkennt sie Mindesthaltbarkeitsdaten. Die Messtechnologie im Bauch der Smartkamera kann im Prozess Messergebnisse mit einfließen lassen oder für die Formatumstellung eine Verstellhilfe geben, die Position der Druckmarke schnell zu finden. Der Bediener bekommt die Richtungen der notwendigen Verstellungen angezeigt. Damit werden drei Aufgabenstellungen mit einer einzigen Kameravariante erfüllt. Dies stellt im Vergleich zur OCR-Lesung für Highspeed-Anwendungen eine wirtschaftliche und kostengünstige Lösung dar.

www.prozesstechnik-online.de

Suchwort: dei0418leuze

Halle 9, Stand F68


Autorin: Martina Schili

Public Relations,

Leuze electronic



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