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Visuelle Objektprüfung Qualität gut im Auge behalten

16.02.2017

Ob in der Lebensmittel- oder der Konsumgüterindustrie – fehlerhaft hergestellte Produkte führen immer wieder zu kostspieligen Rückrufaktionen. Mit dem Einsatz von hochentwickelter Vision-Technik lassen sich solche Aktionen vermeiden und die damit verbundenen Kosten senken.

Das jüngste Desaster um das Galaxy Note 7 von Samsung hat es mal wieder deutlich vor Augen geführt: Produktrückrufe bedrohen nicht nur die Profitabilität eines Unternehmens, weil der Absatz schlagartig zurückgeht oder die logistischen Kosten für den Rückruf und den Ersatz der beeinträchtigten Produkte so hoch sind. Sie können ein Unternehmen auch langfristig schädigen, weil das Vertrauen der Verbraucher und damit hart erkämpfte Marktanteile verloren gehen.

Auch in der Lebensmittelindustrie sind Produktrückrufe keine Seltenheit. Solche Fälle zeigen, wie wichtig eine hohe Qualität im Produktions- und Verpackungsprozess ist und wie entscheidend es ist, ein effektives System für die Produktnachverfolgung etabliert zu haben. Der Anbieter von industriellen Bildverarbeitungssystemen Cognex hat Vision-Lösungen und Barcode-Lesesysteme für Produktion, Verpackung und Logistik entwickelt, mit deren Hilfe sich teure Produktrückrufe vermeiden oder zumindest deren Kosten auf ein Minimum reduzieren lassen.

Leckeres einwandfrei verpacken

Speziell die Punkte Allergen-Management, Produktqualität, Bestückungsprüfungen, Verpackungsprüfungen und lückenlose Rückverfolgbarkeit sind für jeden Fertigungsingenieur und Produktionsleiter von kritischer Bedeutung. Die Produktpalette des Unternehmens beinhaltet für die Lebensmittelindustrie erweiterte Bildverarbeitungssysteme aus Edelstahl, mit Farbidentifikationssystemen, Inspektionssensoren und leistungsfähigen 1D- und 2D-Barcode-Lesegeräten. In der Schokoladenproduktion sind vor allem die Unterseiten der Kunststoffformen, in der die Schokoladenmasse erkaltet, hochbeansprucht und einer systematischen Abnutzung ausgesetzt. Deshalb verwendet ein bekannter Schokoladenhersteller für die Inspektion seiner Kunststoffgießformen, die während des Produktionsablaufes beschädigt werden können, den 3D-Laser-Profilsensor DS1300 von Cognex. Das System überwacht automatisch den Verschleiß der Formen und erkennt Bruchstücke rechtzeitig.

Eine etwas andere Thematik bringt die Verpackung beispielsweise von Keksen mit sich. Die mit Haselnusscreme gefüllte Manner-Schnitte, auch als Neapolitaner bekannt, ist eine weltweit erfolgreiche Marke. Um deren Stellung in ihrem sensiblen und harten Wettbewerbsumfeld zu behaupten, muss die einwandfreie Qualität des Produktes stets sichergestellt sein.

Mit seinem In-Sight-Vision-System fand Cognex eine Lösung für die sichere 100-prozentige Kontrolle der Verpackung bei Produktionsgeschwindigkeiten von bis zu 400 Packungen/Minute. Diese ist flexibel einstellbar auf die verschiedenen Produktvarianten und einfach in der Bedienung sowie Programmierung. Die neuen Kontrollstationen gestalten auch den Produktionsprozess – im dreischichtigen Betrieb und an sechs Tagen in der Woche – flüssiger und minimieren die Anzahl der Ausschusspackungen durch eine fehlerhafte Produktion.

Objekte genau prüfen

Auch Verpackungsunternehmen streben eine Null-Fehler-Quote bei ihren Produktversiegelungen an. So hat eine Beutelabpackmaschine bei Knorr schon viele Millionen Knorr-Fix-Produkte abgepackt – immer gemäß neuesten technischen und lebensmittelhygienischen Anforderungen. Per Total Productive Maintenance (TPM) ist es gelungen, die Leistungsfähigkeit der Produktion nicht nur zu erhalten, sondern über die Jahre immer weiter zu steigern. Ein relevanter Verbesserungsschritt war die Installation eines intelligenten Vision-Systems von Cognex, bestehend aus einer In-Sight-Micro-Kamera und der In-Sight-Explorer-Software mit PatMax-Mustererkennungstechnik für die 100-Prozent-Kontrolle der Siegelnähte.

Mit PatMax erschließt sich der Anwender sehr sichere und genaue Prüfmöglichkeiten. Im Gegensatz zur allgemeinen Grauwertkorrelation arbeitet die Software mit den geometrischen Grundstrukturen von Objekten, ähnlich einer CAD-Konstruktion. Zuerst werden die wichtigsten Einzelmerkmale eines Objektes wie Kanten, Abmessungen, Formen, Winkel, Bögen und Schattierungen isoliert identifiziert. Die räumlichen Verhältnisse zwischen diesen zentralen Merkmalen des „eingelernten“ Bildes werden mit dem Echtzeit-Bild verglichen. Aus der Analyse der geometrischen Informationen sowohl der Merkmale als auch deren räumlicher Relation wird dann die Position des Objektes eindeutig und mit höchster Genauigkeit bestimmt. Eine gleichzeitige Untersuchung der Kontur und Struktur des Objektbilds eliminiert wechselnde Beleuchtungs- und Kontrastverhältnisse. PatMax ist damit invariant gegenüber Lage, Orientierung und Maßstabsveränderung des Objekts.

Rückverfolgung spart Kosten

Oft ist das industrielle Umfeld der Codequalität nicht gerade zuträglich. Das bedeutet, die Codequalität kann niedrig sein und das Lesegerät steht vor der Herausforderung, auch schwer lesbare Codes zuverlässig zu scannen. So sind bei Warsteiner die Etiketten auf Bierfässern meist durchnässt und dadurch faltig. Abhängig von der Größe der Fässer sind auch die Distanzen zum Lesegerät mehr oder weniger groß. In diesem schwierigen Umfeld gelang es mit dem Einsatz des Algorithmus 2DMax+, der Flüssiglinsen-Autofokus-Technik und der steuer- und austauschbaren Rotlichttechnik des DataMan, die Leserate von 92 auf
100 Prozent zu steigern.

Mit den stationären oder tragbaren Barcode-Lesegeräten
DataMan erzielt der Anwender eine erhöhte Lebensmittelsicherheit, vermeidet Produktrückrufe und spart Zeit und Geld. Hersteller nutzen DataMan unter anderem für den Aufbau zuverlässiger Datenbanken für die Produktrückverfolgung vom Hersteller zum Verbraucher und umgekehrt. Indem jedes Produkt bis zum Endkunden hin trackbar ist, können Lebensmittel- und Getränkehersteller sowie pharmazeutische Unternehmen nicht nur eine Qualität entsprechend der hohen Industriestandards und ein korrektes Etikettieren von Produkten mit Allergenen sicherstellen, sondern auch effiziente Produktrückrufe gewährleisten.

Bildergalerie

  • Ein In-Sight-System kontrolliert die Siegelnähte von Verpackungen anhand der geometrischen Grundstrukturen.

    Bild: Cognex

  • Lesegeräte wie der DataMan sorgen mit guten Scaneigenschaften für einfache Rückverfolgbarkeit der Produkte.

    Bild: Cognex

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