Das Auge isst mit

100-Prozent-Kontrolle von Beutelverpackungen

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03.11.2013 Spaghetti Bolognese, Gulasch oder Schmorbraten - die Beutelabpackmaschine im Fertigungswerk Knorr in Heilbronn, ein Unternehmen des Unilever Konzerns, hat schon viele Millionen Fix-Produkte abgepackt.

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Entscheider-Facts Für Betreiber

  • Das System erkennt fehlerhafte Siegelnähte auch bei hohen Maschinengeschwindigkeiten.
  • Das kompakte Design ermöglicht es, das Gerät praktisch überall zu installieren.
  • Die Benutzeroberfläche ist einfach gehalten, so dass Bediener das Gerät schon nach kurzer Einarbeitungszeit eigenständig parametrieren können.

Mit kontinuierlichen Nachrüstungen konnte der Betreiber erreichen, dass die Anlage stets den aktuellen technischen und lebensmittelhygienischen Anforderungen entsprach. Per TPM (Total Productive Maintenance) ist es gelungen, die Produktivität und Qualität nicht nur zu erhalten, sondern über die Jahre immer weiter zu steigern. Der neueste Verbesserungsschritt war der Einbau eines Vision-Systems von Cognex zur 100-Prozent-Kontrolle der Siegelnähte im Jahr 2011.

100 Prozent Qualität
Bei Verpackungsvorgängen im Hochgeschwindigkeitsbereich kommt es im Verlauf der Beutelfertigung, -befüllung und dem abschließenden Verschweißen hin und wieder zu Fehlern, unter anderem aufgrund von Verschleiß. Da der Betreiber aber auf einer Null-Fehler-Quote besteht, bleibt zum Ausschluss möglicher Fehlteile nur die Kontrolle der Endprodukte. Bis Mitte 2011 erfolgte diese durch Mitarbeiter am Ausgang der Herstellungslinie. Die gefüllten Trays wurden per Auge in nur wenigen Sekunden auf fehlerhafte Siegelnähte untersucht. Auch wenn dies funktionierte und kundenseitig keine Produktreklamationen eintraten, wollte der Produzent mit dem Vision-System auf Nummer sicher gehen und den Prozess weiter optimieren. Das autark arbeitende Bildverarbeitungssystem In-Sight Micro 1400 konnte der Betreiber ohne Änderungen in die bestehende Anlage installieren. Ausgestattet ist die Anwendung mit der Vision-Software In-Sight Explorer – mit den Algorithmen der Pat-Max Mustererkennungstechnologie – sowie dem Vision View 700 Benutzer-Display und deren Anwendungssoftware.

Praxis überzeugt
Die anfängliche Skepsis des Betreibers, ob die automatische Produktkontrolle direkt in den Prozess integriert mit voller Anlagengeschwindigkeit fehlerfrei arbeiten konnte, relativierte das System nach kurzer Zeit. In die bestehende Anlage eingebaut, wertet das Vision-System bei voller Geschwindigkeit die Qualität der Siegelnähte aus. Im s/w-Modus der Kamera liefert das Relief der verschweißten Siegelnähte gute Hell-Dunkel-Kontraste. Mögliche Materialüberlappungen oder fehlerhafte Verschweißungen erkennt das System in der laufenden Produktion und schleust das Produkt aus. Ein wichtiges Qualitätsmerkmal ist auch der Winkel der Siegelnähte zur Außenkante der Beutel. Von Vorteil in der Aufgabenlösung erweisen sich hier die Vision-Tools der Mustererkennungstechnologie Pat-Max. Diese verwendet geometrische Grundstrukturen für das Erkennen der Objekte. Aus der Analyse der geometrischen Informationen, sowohl der Merkmale als auch deren räumlicher Relation, bestimmt die Applikation Merkmalspositionen mit hoher Genauigkeit, theoretisch bis in den µm-Bereich. Konturen mit geringem Kontrast erkennt die Anlage dadurch zuverlässig, genau und schnell. Das Vision-Tool ist dabei unempfindlich gegenüber Lage-, Orientierungs- und Maßstabsveränderung des Objektes und ein gleichzeitiges Untersuchen von Kontur und Struktur des Objektbildes eliminiert wechselnde Beleuchtungs- und Kontrastverhältnisse. Das Bildverarbeitungssystem erfasst die Ist-Werte der Merkmale, setzt sie mittels internem Prozessor in Relation zu den Toleranzwerten und sendet im Falle eines Über- oder Unterschreitens das NIO-Signal an die SPS, die das Produkt aus dem Prozess nimmt. Mithilfe der integrierten Bildaufnahmetechnologie des RoI (Region of Interest; eine Verkleinerung des Bildausschnitts auf ausschließlich für die Qualitätsprüfung relevante Bildbereiche) ist es den Entwicklungs-Ingenieuren von Aku-Automation gelungen, die Auswertungsrate auf 840 Aufnahmen pro Minute zu steigern.

Klasse statt Masse
Mit der Anwendung verlässt sich der Lebensmittelhersteller auf ein vollkommen autark arbeitendes Bildverarbeitungssystem, das in Kunststoffgehäusen der Schutzklasse IP67 und Abmessungen von 30 x 30 x 60 mm untergebracht ist. Aufgrund der geringen Größe ist das Gerät überall direkt in der Produktionslinie zu montieren, selbst unter beengten Verhältnissen an Robotern und schwer zugänglichen Orten. Das anwenderfreundliche Display ermöglicht es, das Fertigungsverfahren zu überwachen und, passwortgeschützt, Parameter und Zielbereiche ohne PC auf Werksebene einzustellen. Die verantwortlichen Mitarbeiter von Knorr konnten die Anlage schon nach kurzer Einlernphase selbstständig parametrieren und bei Abweichungen regulierend in den Prozess eingreifen.

 

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Zur Homepage des Herstellers gelangen Sie hier.

Mehr Informationen zu Vision View finden Sie hier.

Heftausgabe: November 2013
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Über den Autor

Ralf Baumann, Freier Fachjournalist
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