Trinkhalmkontrolle unabhängig vom Verpackungsdekor

Die Milch-Union Hocheifel eG (MUH) ist eine klassische Molkereigenossenschaft mit Sitz in Pronsfeld in der Eifel. Rund 800 Mitarbeiter verarbeiten am Standort täglich um die 3,5 Mio. l Milch. Jährlich verlassen 1,3 Mrd. Packungen veredelter Milch die Molkerei. Dabei ist das Unternehmen aus dem Dreiländereck Deutschland, Belgien, Luxemburg weltweit aktiv, fast 40 % aller Umsätze werden im Ausland erzielt. Nach der verarbeiteten Produktionsmenge am Standort, ist MUH die zweitgrößte Molkerei Deutschlands. Damit Bearbeitung, Abfüllung, Verpackung und Vorbereitung zum Transport reibungslos und mit qualitativ hochwertigen Ergebnissen vonstattengehen, ist modernste Technik gefragt.

Zur Lagekontrolle der Trinkhalme war bei der MUH bis vor Kurzem noch eine kamerabasierte Lösung im Einsatz. Diese Lösung war jedoch nicht nur in der Anschaffung teuer, sondern hat auch im laufenden Betrieb zusätzliche Kosten verursacht, da für jedes neue Dekor an den Primärverpackungen meistens auch die Bildauswertung der Kamera und die digitalen Eingänge für den automatischen Chargenwechsel neu angepasst werden mussten. Bei mehr als 30 verschiedenen Dekoren, die über die Linie für Halbliterpackungen mit Trinkhalmen laufen, ein beachtlicher Zeit- und Kostenaufwand. Alternative Lösungen mit 3-D-Laserscannern arbeiten bezogen auf Dekor und Trinkhalm zwar auch völlig farbunabhängig, kosten jedoch ein Vielfaches von Kamera- oder Smart-Vision-Lösungen. Gegenüber dem Status quo suchte MUH hier eine zuverlässige, aber auch bezahlbare Lösung.

Hier kamen die Smart-Vision-Spezialisten von Baumer ins Spiel. Nachdem Peter Bratsch von der Abteilung Verpackungstechnik Aseptic bei der MUH seine Anforderungen spezifiziert hatte, wurde ein Lösungsvorschlag präsentiert. Die finale Integration der neuen Trinkhalmkontrolle in den bestehenden Trinkhalm-Applikator konnte, dank der guten Vorbereitung seitens der MUH-Mitarbeiter, in nur wenigen Stunden abgewickelt werden. Für den Umbau konnte die Technik des bestehenden Trinkhalm-Applikators, wie Spannungsversorgung und Signaleingänge des alten Kamerasystems, eins zu eins übernommen werden. An bestehenden Trinkhalm-Applikatoren steht einem schnellen Wechsel der optischen Überwachungstechnik nichts im Wege.

Dass der Umbau nicht nur schnell ging, sondern auch zuverlässige Ergebnisse liefert, bestätigt Andreas Bartzen vom Service Aseptic, der die Inbetriebnahme maßgeblich vorbereitet hat: „Die neue Lösung läuft bei uns nun seit ziemlich genau drei Monaten problemlos. Das ist bei Projekten, in denen neue Technik erstmals zum Einsatz kommt, alles andere als selbstverständlich.“ Etwas über 12 000 Verpackungen pro Stunde passieren seither in sechseinhalb Tagesschichten (bei einem 24-Stunden-Arbeitszeitmodell) die Trinkhalmkontrolle. Die problemlose und prozesssichere Prüfung von über drei Millionen Verpackungen in den ersten drei Monaten seit der Installation spricht für die Zuverlässigkeit der neuen Technik.

Bevor die Verpackungen den Bereich der Trinkhalmkontrolle passieren, werden sie auf dem Förderband auf einen definierten Abstand gebracht. Ein Sensor triggert beim Vorbeifahren der vereinzelten Verpackungen die Bildaufnahme. Damit das ständige Blitzen der eingesetzten Power-LED-Beleuchtung die MUH-Mitarbeiter im unmittelbaren Arbeitsbereich nicht permanent stört, schützt eine Abdeckblende den Bildaufnahmebereich gegen Einblicke von außen. „Der Clou ist dabei, dass mit der speziell angeordneten Beleuchtung nur der Trinkhalm selbst indirekt beleuchtet und der Hintergrund dabei völlig ausgeblendet wird. Damit ist die Lösung dekorunabhängig“, erklärt Bartzen. „Über das Triggersignal kann die Aufnahme präzise zur Packungskante referenziert werden und ob ein Trinkhalm vorhanden ist und richtig sitzt, wird in weniger als 30 ms erkannt.“ Packungen mit falsch positionierten Trinkhalmen werden am Trinkhalm-Applikator direkt nach der Kontrolle ausgeschleust.

Das Herz der Trinkhalmkontrolle ist ein Vision-Sensor Verisens XF100M03W10 sowie eine seitens Baumer speziell modifizierte Standardbeleuchtung. Der kompakte Vision-Sensor hat eine Auflösung von 752 x 480 Pixel. Im High-Speed-Modus können 100 Inspektionen pro Sekunde ausgeführt werden, im High-Resolution-Modus sind es bis zu 50 Inspektionen pro Sekunde. Der Sensor kann bis zu 255 verschiedene Merkmalsprüfungen mit jeweils 32 Merkmalen speichern. „Für unsere Zwecke ist natürlich praktisch, dass der Vision-Sensor standardmäßig mit IP 67 eine hohe Schutzart hat“, betont Bartzen. „Somit können wir einfach reinigen und sind zudem sehr flexibel bei der Wahl des Installationsortes. Überzeugt hat uns auch die bedienerfreundliche Software, mit der sich der Sensor sehr einfach nach unseren Vorgaben parametrieren lässt.“

Über die TCP/IP-Schnittstelle des Vision-Sensors wurde für die Inbetriebnahme ein Notebook angeschlossen. Die Parameter der Merkmalsprüfungen wurden in der komfortablen Software zügig erstellt und anschließend direkt auf den Sensor aufgespielt. Seither arbeitet das System völlig PC-unabhängig. „Unmittelbar nach der Inbetriebnahme hatten wir noch einen Parameter der Merkmalsprüfungen nach unseren Wünschen angepasst, um die Empfindlichkeit etwas zu reduzieren, seither läuft die Trinkhalmkontrolle gemäß dem Motto: Einbauen und vergessen“, freut sich Bartzen. Sollten in Zukunft Anpassungen nötig sein, kann Bartzen diese ebenfalls ohne fremde Hilfe über die einfach zu parametrierende Software selbst vornehmen. Zudem fallen auch keine weiteren Wartungs- und Servicekosten mehr an, wenn neue Dekore ins Sortiment aufgenommen werden. Dazu muss das System weder neu angepasst noch umgestellt werden.

Ergänzt wird der Smart-Vision-Sensor über eine externe Beleuchtung VXB 80BL8W. Diese Beleuchtung wurde von Baumer auf die Bedürfnisse der MUH in besonderer Weise angepasst, sodass nur die Details der Trinkhalme hervorgehoben werden, was für den dekorunabhängigen Betrieb der Trinkhalmkontrolle von großem Vorteil ist. Darüber hinaus werden Beleuchtungen dieses Typs auch gerne für Durchlichtanwendungen eingesetzt. Sie benötigt kein externes Netzteil und wird elektrisch in die Zuleitung des Vision-Sensors eingebunden, damit ist gleichzeitig die Spannungsversorgung als auch der korrekte Anschluss des Triggersignals sichergestellt.

Zufrieden ist man bei der MUH aber nicht nur mit den gelieferten Komponenten, sondern auch mit dem Service und der Zusammenarbeit. Bartzen resümiert: „Wir haben eine gute Kommunikation mit Baumer. Alle Themen wurden schnell vor Ort geklärt, zu technischen Fragen war die Servicehotline telefonisch immer erreichbar.“

Halle 5, Stand 128

prozesstechnik-online.de/dei1111416