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Qualitätskontrolle Sensoren steuern Verpackungsprozess

Autor / Redakteur: Alexander Bertsch, Sarah Jess / Dipl. -Ing. Ines Stotz

Die Verpackung eines Produkts repräsentiert dessen Qualität, sie wird als erstes wahrgenommen. Deshalb muss hier alles stimmen. Um eine gleichbleibend gute Qualität bei hoher Durchlaufgeschwindigkeit zu gewährleisten, ist es Aufgabe von Maschinen, Produkte aller Art zu verschweißen, zu etikettieren und zu bedrucken. Zur Überwachung der Vorgänge sind zahlreiche Sensoren in diesen Verpackungsmaschinen im Einsatz. Mit Kontrast-, Farb- und Vision-Sensoren bietet Baumer eine Komplettlösung für die Primär- und Sekundärverpackung.

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Der Weißlicht-Kontrastsensor FKDK 14 ist eine wirtschaftliche Lösung für die schnelle und zuverlässige Druckmarkenerkennung
Der Weißlicht-Kontrastsensor FKDK 14 ist eine wirtschaftliche Lösung für die schnelle und zuverlässige Druckmarkenerkennung
( Archiv: Vogel Business Media )

Beim Aufreißen von Schokoriegel oder Tütensuppe fallen den meisten von uns die Druckmarken auf der Verpackung nicht auf. Nur wenn man darauf achtet und genau hinsieht entdeckt man diese kleinen, aber unendlich wichtigen Helfer der fehlerfreien Verpackung. Sie sorgen auf allen Verpackungsmaterialien dafür, dass diese korrekt positioniert, zugeschnitten und gefalzt werden.

Zu Beginn des Verpackungsprozesses, z.B. der Schokoriegel, werden die Folienverpackungen von großen Rollen kommend zugeschnitten. Um einen hohen Durchsatz zu erzielen, laufen die Folien mit einer sehr hohen Geschwindigkeit vom Band. Der richtige Zuschnitt ist entscheidend, damit z.B. das Logo richtig auf der Verpackung positioniert ist. Deshalb müssen die Druckmarken, die die korrekte Schnittposition anzeigen, zuverlässig und schnell erkannt werden. Später wird mithilfe ggf. aufgedruckter Farbmarken nochmals der richtige Farbton der Verpackungsfolie überprüft. Auch Anwesenheit und Position von Labels müssen kontrolliert werden. Bei all diesen Aufgaben geht es vor allem um die Einhaltung der Qualität bei geringem Ausschuss und hoher Flexibilität.

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Kontrastsensoren für schnelle und zuverlässige Druckmarkenerkennung

Speziell für die Erkennung der Druckmarken werden Kontrastsensoren eingesetzt. Diese Sensoren detektieren die Druckmarken anhand ihrer Grauwertabstufungen zur eigentlichen Verpackungsfarbe. Da beim Verpackungsmaterial keine einzelnen Objekte detektiert werden können, sondern die Folien in einer Endlosschleife vom Band laufen, werden die Marken auf dem Material auch genutzt, um den Prozess zu steuern. Anhand der Druckmarkenabstände werden Vorgänge wie z.B. das Synchronisieren von Befüllen und Verschließen überwacht.

Eine optimale Lösung für die Verpackungsindustrie bietet der Sensorikspezialist Baumer mit dem neuen, wirtschaftlichen Kontrastsensor FKDK 14 an. Mit einer sehr kurzen Ansprechzeit von nur 50 μs kann er der Steuerung die Informationen sehr schnell bereitstellen. Dank einer Wiederholgenauigkeit von 0,05 mm arbeitet der Sensor äußerst präzise und reproduzierbar, was eine gleichbleibend hohe Qualität gewährleistet. Ein intelligenter Rechenalgorithmus in der Software sorgt dafür, dass der Taster auch Kontraste mit nur 2,4 Prozent Unterschied in den Grauwerten zuverlässig erkennt. Dies ist vor allem beim Verpacken von Markenartikeln von Vorteil, da dort häufig Druckmarken mit geringem Kontrast zur geschützten Farbe des Herstellers oder Produktes verwendet werden, die weniger auffallen.

Flexibel, klein und benutzerfreundlich

Da die Lebenszyklen einer Verpackung immer kürzer werden und auf einer Maschine zum Teil diverse verschiedene Produkte verpackt werden, werden hohe Ansprüche an die Flexibilität des Sensors gestellt. Er sollte am besten jegliche Marken auf möglichst vielen Hintergründen erkennen. Diese Voraussetzung erfüllt der Kontrastsensor FKDK 14 als wirtschaftliche Lösung mit seiner Weißlicht-Diode als Lichtquelle. Die Möglichkeit, den Sensor dynamisch während des laufenden Prozesses auf eine neue Druckmarke einzulernen, vermeidet zudem unnötige Maschinenstillstände und erhöht die Produktivität. Im dynamischen Teach-Modus werden drei Marken abgewartet und schon ist der neue Kontrast eingelernt. Dank der externen Teach-Leitung, die mit der Steuerung verbunden wird, kann das dynamische Einlernen komfortabel über das HMI ausgeführt werden.

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