Kamerasystem

Mit Visualisierung Beutel schneller überprüfen

| Autor / Redakteur: Martina Schili* / Sariana Kunze

Kameratechnologie von Leuze Electronic verifiziert Codes und Mindesthaltbarkeitsdaten in einer Beutelabfüllanlage für die Lebensmittelindustrie.
Kameratechnologie von Leuze Electronic verifiziert Codes und Mindesthaltbarkeitsdaten in einer Beutelabfüllanlage für die Lebensmittelindustrie. (Bild: gemeinfrei / CC0)

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Verpackungsmaschinen für die Lebensmittelindustrie müssen hohen Anforderungen gerecht werden. Mit einem Kamerasystem konnten nun bei einer Beutelabfüllanlage drei Aufgabenstellungen mit einer Visualisierung realisiert werden.

Ob Soßen, Snacks oder Fertiggerichte abgefüllt und verpackt werden müssen – in der Verpackungstechnik und Lebensmittelindustrie zählen hoher Durchsatz und schnelle Formatwechsel – und das bei höchsten Qualitäts- und Hygienestandards. Hierzu 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 für die Lebensmittelindustrie neu durchdacht und für die Verifizierung von Codes und Mindesthaltbarkeitsdaten auf die Smart-Kamera-Technologie von Leuze Electronic gesetzt.

Visualisierungsoptik gleicht Codes ab

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. „Heraus kam ein Konstruktionskonzept, das die Basis für eine neue Generation von Beutelverpackungsmaschinen legt“, sagt Thomas Berger, Leiter der Elektroentwicklung bei SN Maschinenbau. Mit dem Maschinenneukonzept wurde eine offene, hygienische Maschinenbauform mit reduziertem Teilevolumen realisiert, das versteckte Stellen und Kanten ausschließt und so eine einfache Reinigung ermöglicht. „Die erste Aufgabe stellte die Verifizierung von Referenzcodes dar“, erklärt Michael Fahr, 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 bei einer Qualitätskontrolle jederzeit gegeben sein, dass der richtige Inhalt auch wirklich in die dafür vorgesehene richtige Verpackung abgefüllt wird“, sagt Fahr. Hierzu bedarf es einer Visualisierungsoptik, welche die Referenzcodes entsprechend liest und gleichermaßen abgleicht. Bei dem eingesetzten Visualisierungssystem LSIS 462i handelt es sich um eine kamerabasierte Technologie. Dieses wird in Kombination mit dem Kontrasttaster KRTM20 eingesetzt, welcher bis zu 128 Kontrastwerte der Druckmarken auf der Verpackung speichern kann, die direkt aus der Steuerung heraus abgerufen werden können. „Um für zukünftige Aufgabenstellungen unserer Kunden gerüstet zu sein, ist es wichtig, eine Lösung für Barcodes, Datamatrixcodes und QR-Codes gleichermaßen vorzuhalten“, sagt Berger. Auch für dieses Problem wurde eine Smart Kamera eingesetzt. Die Prüfung erfolgt während der Bewegung der Verpackungen mit einer Geschwindigkeit von bis zu 4m/s. Aufgrund der hohen Hygienebestimmungen in der Lebensmittelindustrie wurde LSIS 462i in der Beutelverpackungsmaschine zusätzlich in ein Edelstahlschutzgehäuse mit hoher IP-Schutzart eingebaut, was das Detektionsvermögen aber nicht beeinträchtigt.

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Mindesthaltbarkeitsdauer bei 4m/s bewerten

Druckmarkenvermessung in einer Form-, Füll- und Verschließmaschine – mit zusätzlichem Edelstahlgehäuse und Visualisierung auf einem Industrietablet.
Druckmarkenvermessung in einer Form-, Füll- und Verschließmaschine – mit zusätzlichem Edelstahlgehäuse und Visualisierung auf einem Industrietablet. (Bild: Leuze)

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 ganz, konnten solche Beutel in einer Highspeed-Anwendung nur mit teuren Systemen erkannt werden. Die Smart-Kamera-Technologie hingegen bewertet die MHD-Beschriftungen an jedem einzelnen Beutel anhand mehrerer Qualitätsmerkmale, sowohl im Stillstand als auch in der Bewegung von bis zu 4m/s. Ein zweiter LSIS 462i detektiert die Qualität eines jeden Codes und nimmt zudem einen Referenzcode-Vergleich vor, so dass 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 umgeschalten werden. Es bedarf keines mechanischen Eingriffs oder gar des Öffnens der Kamera durch einen Mitarbeiter. Änderungen der Verpackungseigenschaften können in Rezepturen hinterlegt und mit der Maschinenrezeptur vom Bediener aufgerufen werden. Auch die Software ist direkt in der Smart Kamera von Leuze Electronic enthalten. Die Konfiguration erfolgt direkt über Webconfig, so dass keine separate Parametriersoftware notwendig ist.

* Martina Schili, Corporate Communications/Public Relation, Leuze Electronic

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