Vision-Sensor Damit’s Bier schmeckt: Multitalent sorgt bei Warsteiner für Qualität

Redakteur: Dipl. -Ing. Ines Stotz

Wer hat sich nicht schon immer einen Sensor gewünscht, der so vielseitig ist, dass er unterschiedliche Inspektionsaufgaben mit Bravour lösen kann. Balluff hat solche Multitalente im Programm. Die universellen Einsatzmöglichkeiten dieser Vision-Sensoren überzeugten auch die Warsteiner Brauerei.

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Integriert in ein spezielles Gehäuse muss der Sensor innerhalb von 25 ms das Vorhandensein der Beschriftung prüfen.
Integriert in ein spezielles Gehäuse muss der Sensor innerhalb von 25 ms das Vorhandensein der Beschriftung prüfen.
(Balluff)

Die Warsteiner Gruppe mit ihren 2.300 Mitarbeitern gehört mit einem Absatzvolumen von 4,56 Mio. Hektolitern und einem Umsatz von 530 Mio. Euro (2012) zu den führenden privaten Brauereiunternehmen Deutschlands. Zum Familienunternehmen zählen heute weltweit rund 120 Firmen, darunter zahlreiche renommierte Brauereien wie die Herforder und die Paderborner Brauerei. Herzstück der Unternehmensgruppe ist die 1753 gegründete Warsteiner Brauerei Haus Cramer mit Sitz in Warstein in der Nähe von Soest, mit ihrer Stammmarke Warsteiner Premium Verum. Sehenswert ist auch das Betriebsgelände, dessen Fläche ca. 66 Fußballfeldern entspricht. Hier werden täglich bis zu 4.000 Paletten bewegt und 200 LKWs abgefertigt.

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Vision-Sensor prüft Markierungen im Sauseschritt

In den Abfülllinien für 0,5 l Flaschen werden mit einem schnellen Laser auf spezielle auf der Flaschenrückseite aufgebrachte Labels das Mindesthaltbarkeitsdatum (MDH), die Uhrzeit und der Maschinencode eingebrannt. Diese Markierungen gilt es mit dem Vision-Sensor BVS-E für jede Flasche mit dem Werkzeug „Kantenzählen" zu prüfen, denn fehlt das Datum, darf sie nicht in den Handel gelangen. Getriggert wird die Kamera von einer Lichtschranke. Sie detektiert die Gestänge der Zentriertulpen, die die Flaschen durch die Anlage führen.

Die besonderen Herausforderungen der Applikation erklärt Andreas Zydek, geschäftsführender Consultant der Firma BHV Automation, der den Getränkehersteller bei der Auslegung der Anlagen beraten hatte: „Die Flaschen sind in extrem schneller Bewegung, denn bis zu 55.000 Flaschen durchlaufen in der Stunde die Anlage. Für den Sensor mit seinem Schwarzweiß-CMOS-Bildaufnehmer (640 x 480 Pixel) bleibt damit nur noch eine Bearbeitungszeit von 25 ms pro Prüfvorgang bei 16 Flaschen pro Sekunde, doch diese Aufgabe löst der Sensor mit Bravour. Wir haben ein besonders kompaktes VA-Ringlicht mit Fresnelloptik als Zusatzbeleuchtung eingesetzt. Es verstärkt die Lichtleistung der integrierten Leuchte punktuell.“

Tritt ein Fehler auf, also fehlt die Markierung auf dem Etikett, gibt der Sensor ein NIO-Signal aus. Dieses wird von der Steuerung in das Schieberegister übergeben. Erreicht die fehlerhafte Flasche einen Pusher, wird sie mit einer Drehung von den anderen Flaschen separiert und ausgeschleust.

Um den besonderen Bedingungen des Brauereibetriebes gerecht zu werden, wurden Sensor und Leuchte noch zusätzlich in ein abgedichtetes V2A Einbaugehäuse mit entspiegelter Glasscheibe integriert, was eine problemlose Reinigung der Anlage mit viel Wasser und Reinigungsmitteln erlaubt.

Parametrierung des Vision-Sensors leicht gemacht

Für die Parametrierung des Sensors benötigt man bei Warsteiner keinerlei Programmierkenntnisse oder langwierige Schulungen. Der robuste High-End-Sensor im Scheckkartenformat ist über die mitgelieferte Software ConVIS mit ihrer intuitiv zu bedienenden Benutzeroberfläche einfach zu handhaben.

„Sobald wir den Sensor über die integrierte Ethernet-Schnittstelle an ein Windows-Notebook angeschlossen haben, sehen wir sofort ein laufendes Bild des Erfassungsbereichs auf dem Monitor", erläutert Rainer Ifland, Gruppenleiter Elektrotechnik in der Instandhaltung bei der Warsteiner Brauerei, und führt weiter aus: „Wir müssen dann nur noch die gewünschten Werkzeuge und Bildausschnitte aussuchen und den Ausgang anwählen, schon ist der Sensor betriebsbereit.“

Den korrekten Schwellenwert für jedes Werkzeug zu finden, ist einfach: Hinweise in den Farben Rot und Grün signalisieren die korrekte Einstellung schon vor dem Wechseln in den Betriebsmodus. Danach arbeitet der Sensor vollkommen autonom als Stand-alone-Gerät. Besonders komfortabel: Bis zu 20 Konfigurationen kann der Anwender direkt im Sensor speichern.

Das gilt auch für eine zweite Variante des Sensors, den BVS-E Identification, der speziell für das Lesen und Erkennen von 1-D-Codes (Barcodes) bzw. 2-D-Codes (DataMatrix-Codes) konzipiert wurde. Mit ihm lassen sich gebräuchliche Codes erfassen und auch Texte und Zahlenfolgen sicher verifizieren.

Anwesenheitskontrolle per DataMatrix-Code

Eingesetzt wird er in der Warsteiner Brauerei in Etikettier-Systemen für 30 und 50 Liter Mehrwegfässer aus Edelstahl, sogenannte Keg-Fässer. Er überprüft dort im Rahmen einer 100 Prozent Kontrolle die Anwesenheit von Etiketten auf der Verschlusskappe über dem Keg-Kopf der Fässer. Das Etikett gibt in Klarschrift Auskunft über die Biersorte, das Abfülldatum und kann neben dem MDH noch weitere ganz spezifische Informationen wie die Chargennummer und Losgröße enthalten.

Der besondere Clou: Gelesen wird nicht die Schrift, sondern ein zusätzlich aufgedruckter 2D-Matrixcode auf dem Etikett, was einen besonders schnellen und störungsfreien Erfassungsprozess erlaubt. Dies ist wichtig, denn bei Warsteiner werden 1.000 Fässer pro Stunde abgefüllt und das im Zweischichtbetrieb. Werden die gelesenen Codedaten benötigt, was aber bei dieser Applikation nicht der Fall ist, lassen sich diese via RS232 oder Ethernet-Schnittstelle ausgeben.

„In seinem äußeren Erscheinungsbild sowie im elektronischen und mechanischen Aufbau unterscheidet sich der Sensor von den anderen BVS-Varianten nur marginal“, bestätigt Rainer Ifland von Warsteiner. „Und auch die Applikationssoftware ist absolut identisch. So findet man sich dank des einheitlichen Bedienkonzeptes immer auf Anhieb zurecht.“ Selbst das Zubehör wie Haltewinkel, Hintergrundbeleuchtung, Spot, Ringbeleuchtung, Dunkelfeldbeleuchtung oder Linienlicht ist identisch, was die Lagerhaltung und Instandhaltung ungemein vereinfacht.“

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