Smart Cameras in der Verpackungsbranche: Qualitätskontrolle in High-Speed

In der Verpackungsindustrie müssen Sensoren hohen Anforderungen an Leistung, Flexibilität und Hygiene entsprechen. Dies betrifft auch Bildverarbeitungssysteme wie die Smart Camera LSIS 462i von Leuze, die in Beutelabfüllanlagen von SN Maschinenbau Codes und Mindesthaltbarkeitsdaten verifiziert.

Druckmarkenvermessung in der Form-, Füll- und Verschließmaschine FMH 80 von SN Maschinenbau – mit zusätzlichem Edelstahlgehäuse und Visualisierung auf einem Industrie-Tablet Bildquelle: © Leuze electronic

Druckmarkenvermessung in der Form-, Füll- und Verschließmaschine FMH 80 von SN Maschinenbau – mit zusätzlichem Edelstahlgehäuse und Visualisierung auf einem Industrie-Tablet

Ob Soßen, Snacks oder Fertiggerichte abgefüllt und verpackt werden müssen: In der Verpackungstechnik und Lebensmittelindustrie zählen hoher Durchsatz und schnelle Formatwechsel – und das bei strengen Qualitäts- und Hygienestandards. Hierzu müssen die eingesetzten Sensoren vor allem Eines leisten: sie müssen hohen Anforderungen an Leistung, Flexibilität und Hygiene entsprechen. Hierzu haben die Verpackungsmaschinen-Experten von SN Maschinenbau das Gesamtkonzept einer Beutelabfüllanlage, eingesetzt bei Unternehmen in der Lebensmittelindustrie, neu durchdacht, innovativ gelöst und bei der Verifizierung von Codes und Mindesthaltbarkeitsdaten auf die Smart-Camera-Technik von Leuze electronic gesetzt.

Bei der Entwicklung der neuen Form-, Füll- und Verschließmaschine FMH 80 ging es den Konstrukteuren von SN Maschinenbau darum, verschiedene Aufgaben mit ein und demselben Kamerasystem zu lösen. Ihr Ziel war es, einerseits die Überwachung des Mindesthaltbarkeitsdatums (MHD) wirtschaftlich zu machen, andererseits Referenz-Codes 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. Dadurch werden die Druckschwankungen auf der Verpackung automatisch korrigiert.

Das Ergebnis liegt jetzt vor: »Heraus kam ein innovatives Konstruktionskonzept, das die Basis für eine neue Generation von Beutelverpackungsmaschinen legt«, sagt Thomas Berger, Leiter der Elektroentwicklung bei SN Maschinenbau. »Mit dem neuen Maschinenkonzept haben wir eine offene, hygienische Maschinenbauform mit reduziertem Teilevolumen realisiert, das versteckte Stellen und Kanten ausschließt und so eine einfache Reinigung ermöglicht. Gleichzeitig konnten wir den gestiegenen Anforderungen der Kunden an Hygiene und Allergenfreiheit gerecht werden. Jedes einzelne Element, vom Safety-Konzept bis hin zur Visualisierung, stand auf dem Prüfstand und wurde neu überdacht.«

Die erste Aufgabe war die Verifizierung von Referenz-Codes. »Die in die Maschine einprogrammierten Produkte und Rezepturen werden direkt über die Steuerung gewechselt, ohne manuellen Eingriff durch einen Mitarbeiter«, erläutert Michael Fahr, Vertriebsspezialist bei Leuze electronic. »Zudem muss eine Qualitätskontrolle, dass der richtige Inhalt auch wirklich in die dafür vorgesehene richtige Verpackung abgefüllt wird, jederzeit gegeben sein.« Hierzu bedarf es einer Visualisierungsoptik, die die Referenz-Codes entsprechend liest und abgleicht. Bildlich gesprochen könnte sonst passieren, dass ein Kunde statt seiner auf der Verpackung abgebildeten Lieblings-Bolognese- plötzlich eine Carbonara-Soße bekommt, was nicht nur ärgerlich, sondern in Zeiten verstärkt auftretender Allergieerkrankungen eventuell sogar gefährlich wäre. Bei dem neu eingesetzten Visualisierungssystem LSIS 462i von Leuze handelt es sich um eine Smart Camera. Zur Highend-Lösung wird sie in Kombination mit dem eingesetzten Kontrasttaster KRTM20, der unterschiedliche Kontrastwerte der Druckmarken auf der Verpackung speichern kann, die direkt aus der Steuerung heraus abgerufen werden können.

In der Vergangenheit konnten entweder Referenz-Codes erkannt werden, die in Form eines Barcodes abgebildet waren, oder 2D-Codes. »Um für zukünftige Aufgaben unserer Kunden gerüstet zu sein, ist es wichtig, eine Lösung für Barcodes, Data-Matrix-Codes und QR-Codes gleichermaßen vorzuhalten«, führt Berger aus. Bei der Smart Camera LSIS 462i handelt es sich um einen multicodefähigen Highspeed-Reader, der verschiedene Typen von Referenz-Codes erkennen kann. Die Prüfung erfolgt während der Bewegung der Verpackungen mit einer Geschwindigkeit von bis zu 4m/s. Wegen der strengen Hygienebestimmungen in der Lebensmittelindustrie wurde die LSIS 462i in der neuen Beutelverpackungsmaschine zusätzlich in ein Edelstahlschutzgehäuse mit Schutzart IP67 eingebaut, was ihr Detektionsvermögen aber nicht beeinträchtigt.