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Messtechnik Wenn Laserscanner Bierflaschen in Slowenien kontrollieren

| Autor / Redakteur: Christian Kämmerer* / Sariana Kunze

Wer kontrolliert, ob alle Flaschen in einem Bierkasten sind und darüber hinaus, ob es sich um den richtigen Flaschentyp handelt? Bei dem slowenischen Unternehmen Tipteh gelingt eine automatisierte Leergutkontrolle mithilfe von Laserscannern.

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Bei Tipteh in Slowenien erkennen die Scanner, ob sich alle Flaschen im Kasten befinden und darüber hinaus auch, ob es sich dabei um die richtigen Flaschentypen handelt.
Bei Tipteh in Slowenien erkennen die Scanner, ob sich alle Flaschen im Kasten befinden und darüber hinaus auch, ob es sich dabei um die richtigen Flaschentypen handelt.
(Bild: Micro-Epsilon)

Die Deutschen trinken gerne Bier. So lag der Pro-Kopf-Verbrauch im Jahr 2018 bei rund 102 Litern. Zieht man den Vergleich mit anderen Ländern, so kommen nur Tschechien und Österreich auf einen höheren Pro-Kopf-Verbrauch.

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Es fällt also viel Leergut an: Bierflaschen, die aus der Abfüllanlage oder der Brauerei zum Kunden kommen, nehmen in der Regel auch wieder den Weg zurück. Denn Glasflaschen sind Pfandflaschen, die 40- bis 50-mal wieder befüllt werden können. Sie kommen millionenfach in den einzelnen Brauereien oder bei den Abfüllbetrieben an, wo sie erneut befüllt werden. Für einen reibungslosen Ablauf der weiteren maschinellen Verarbeitungsschritte wie das Entfernen der Deckel und Etiketten, das Waschen und Wiederbefüllen ist es notwendig, die Transportkästen direkt am Wareneingang sorgfältig zu prüfen. Zum einen spielt die Vollständigkeit eine große Rolle, zum anderen ist wichtig, ob sich die richtigen Flaschentypen im zugehörigen Kasten befinden. Unterschiedliche Flaschentypen machen den Brauereien dabei zu schaffen. Häufig ist das Logo der Brauerei ins Glas eingelassen oder die Flaschen wurden in einer bestimmten Form hergestellt, die nur ein bestimmter Hersteller vertreibt. Nach Schätzungen werden mehr als ein Drittel falsche Flaschen in den Brauereien angeliefert. Das erfordert mehr Personal, denn die Kästen werden häufig manuell von Mitarbeitern geprüft. Dies ist ein ebenso anstrengender wie auch fehlerbehafteter Prozess. Die Kästen laufen am Fließband durch, was dem Mitarbeiter viel Konzentration abverlangt. Lässt diese nach, werden häufig nicht mehr alle fehlerhaften Flaschen erkannt oder es fehlen trotz Kontrolle Flaschen in den Kästen.

Jeder Laserscanner vermisst eine Flaschenreihe im Kasten

Für eine absolut zuverlässige Prüfmethode setzt das slowenische Unternehmen Tipteh auf Laserscanner von Micro-Epsilon. Tipteh hat für eine vollautomatisierte Prüfung von Leergut eine Prüfanlage mit Laser-Linien-Triangulatoren entwickelt, die bereits zur Eingangskontrolle der Kästen eingesetzt wird. Diese Inline-Konstruktion ist mit fünf Laserscannern der Reihe Scancontrol 2900-50 ausgestattet. Die Scanner messen in der Produktionslinie von oben auf die Getränkekisten, die auf einem Förderband geführt werden. Jeder Scanner vermisst dabei eine Flaschenreihe im Kasten. Die Anwesenheitskontrolle erfolgt bei Durchlaufgeschwindigkeiten von bis zu 850 mm/s. Gegenüber einer Lösung mit herkömmlichen Bildverarbeitungssystemen prüfen die Laserscanner nicht nur die Anwesenheit, sondern auch die Höhe der Flaschen. Aus der jeweiligen Flaschenhöhe ermittelt der Sensor, ob sich der richtige Flaschentyp im Kasten befindet. Die Höhe der Flaschen darf bei dieser Anwendung maximal 3 mm von der Sollhöhe des jeweiligen Typs abweichen. Die SPS empfängt das Ergebnis der Bewertung als „OK“ oder „not OK“, wodurch fehlerhafte Kästen direkt ausgeschleust werden können. Für den Anwender lassen sich die Messergebnisse zusätzlich über einen integrierten Bildschirm an der Kontrolleinheit ausgeben.

Mit Abmessungen von 96 x 85 x 33 mm und einem integrierten Controller bietet der Laserscanner von Micro-Epsilon eine automatisierte Lösung zur Leergut-Kontrolle bei Abfüllern oder Brauereien. Der Sensor arbeitet mit bis zu 2.000 Messwerten pro Sekunde und ist sowohl für statische wie auch für dynamische Prozesse konzipiert. Die Herausforderungen liegen bei dieser Messaufgabe vor allem in den unterschiedlichen Reflexionseigenschaften der Flaschen. Diese variieren aufgrund der unterschiedlichen Glasfarben. Es handelt sich dabei vor allem um Grün- und Brauntöne. Zudem befinden sich am Wareneingang Flaschen mit oder ohne Deckel im Kasten, was der Scanner mittels hinterlegter Algorithmen erkennt. Erschütterungen durch den Transport auf dem durchlaufenden Förderband führen auch dazu, dass die Flaschen Vibrationen ausgesetzt sind.

Bis zu 2.000 Messwerte pro Sekunde

Die Laserscanner von Micro-Epsilon zeigen sich dank des Messprinzips der Laser-Triangulation gegen diese Herausforderungen unempfindlich. Sie können in hohem Abstand zum Messobjekt platziert werden und nehmen über die Laserlinie 1.280 Messpunkte pro Profil auf. Ausgewertet werden die Werte direkt in der Produktionslinie. Über eine GigE-Vision-Anbindung werden die Rohdaten in eine Bildverarbeitungssoftware eingebunden und bewertet. Die Daten lassen sich für nachfolgende Statistiken, Auswertungen oder Prozessoptimierungen protokollieren.

* Christian Kämmerer, Leiter Vertrieb 2D/3D Optische Messtechnik, Micro-Epsilon

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