Verpackungsinspektor

Hundertprozentige Qualitätsprüfung von Lebensmittelverpackungen. Bildverarbeitungssystem mit 53 Digitalkameras von Allied Vision Technologies.

Als Verbraucher achtet man nur wenig auf sie – dennoch ist die Verpackung ein wichtiger Bestandteil von Lebensmittelprodukten, der verschiedene Aufgaben erfüllen soll. Am Wichtigsten ist natürlich die Schutzfunktion von verderblichen Produkten: Eine einwandfreie Verpackung ist entscheidend für die Lebensmittelsicherheit und somit die Gesundheit des Verbrauchers. Außerdem können z.B. Dellen in einer Dose oder Schale das Inhaltsvolumen reduzieren und zu einer fehlerhaften Abfüllung führen. Die Verpackungen unseres Alltags tragen auch wichtige Informationen sowohl für Verbraucher als auch für die gesamte Lieferkette und den Einzelhandel – etwa Barcode, Rückverfolgbarkeitsdaten und Ablaufdatum. Last but not least ist die Verpackung das, was Verbraucher auf dem Supermarktregal als erstes sehen. Somit wirkt sie als Botschafter der Marke, soll Wertigkeit ausstrahlen, sich von der Konkurrenz abheben – kurz: zum Kauf anregen. Bei so vielen wichtigen Aufgaben ist es kein Wunder, dass die Lebensmittelindustrie und ihre Zulieferer so viel Wert auf die Qualität ihrer Dosen, Schalen, Becher und Deckel legen.

Superfos a/s mit Sitz in Taastrup (Dänemark) ist einer der größten Hersteller von Verpackungen aus Spritzgussplastik für die Lebensmittelindustrie und andere Märkte wie die Gesundheits- und Drogerie-Branchen. Um die Qualität seiner Produkte zu sichern, beauftragte Superfos a/s TriVision, einen führenden dänischen Bildverarbeitungsspezialisten, eine flächendeckende automatische Qualitätsprüfung in ihrem Stammwerk Randers zu entwickeln. Dort werden Schalen und Becher für Butter, Margarine und andere Milchprodukte hergestellt.



Qualität und Wirtschaftlichkeit unter ein Dach bringen
Bei dem hohen Wettbewerbsdruck der Lebensmittelbranche stand Superfos vor der Herausforderung, eine zuverlässige, hundertprozentige Qualitätsprüfung umzusetzen und dabei die Kosten zu minimieren. „Zwar ist das primäre Ziel einer optischen Qualitätsprüfung, möglichst hohe Qualitätsstandards zu erfüllen“, erklärt Stig Skovbo Sørensen, Projektleiter bei Superfos. „Dennoch erwarteten wir auch wirtschaftliche Vorteile von dem System: Es sollte nicht nur dafür sorgen, dass alle Produkte, die die Produktion verlassen, gut sind, sondern auch dass alle aussortierten Produkte auch tatsächlich schlecht sind. Das heißt: Wir wollten auch Verschwendung durch die fehlerhafte Aussortierung von guten Produkten reduzieren“. Eine zusätzliche Herausforderung des Lastenhefts war, dass die Prüfung zur Wahrung der Produktivität auf keinen Fall die Geschwindigkeit der Fertigungsanlage bremsen durfte.

Null Fehler erlaubt: TriVision Packaging Inspector

Der TriVision Packaging Inspector ist ein leistungsstarkes Bildverarbeitungssystem, das speziell für die Verpackungsindustrie entwickelt wurde. Es kann Spritzfehler bei Kunststoffschalen und -bechern erkennen und gedruckte Etiketten prüfen. Der TriVision Packaging Inspector ist modular ausgelegt und lässt sich einfach und schnell auf neue Produkte bzw. neue Prüfaufgaben anpassen.

Die Umsetzung bei Superfos besteht aus verschiedenen Prüfstationen  für eine hundertprozentige Inspektion aller Schalen und Verschlüsse, die die Produktion verlassen. Die Kunststoffschalen werden mit Hilfe von Digitalkameras von Allied Vision Technologies aus bis zu drei verschiedenen Blickwinkeln inspiziert.

Dank seiner hohen Flexibilität ist der Packaging Inspector in der Lage, eine neue Verpackungsform innerhalb weniger Sekunden zu erlernen. Außerdem liefert das System eine statistische Auswertung der Qualitätskontrolle, mit der sich einzelne Fehler sofort der betroffenen Spritzform zuordnen lassen. So kann der Mitarbeiter schnell reagieren und Wartungstechniker alarmieren, wenn eine Maschine zu viel Abfall produziert. Mit einer leicht zu bedienenden grafischen Oberfläche kann der Nutzer auch die Toleranzwerte jedes Prüfkriteriums je nach Qualitätsanforderungen des Kunden verändern.

Ein weiterer Vorteil des Packaging Inspectors ist der damit verbundene Service: TriVision kann für Ferndiagnose und -Problemlösung auf jede Anlage per gesicherter Netzwerkverbindung (VPN) jederzeit zugreifen, um im Fall einer Störung sehr schnell Unterstützung leisten zu können.

Beste Zutat für den Erfolg: AVT FireWire-Kameras
Allein im Randers-Werk von Superfos sind 53 Digitalkameras als Teil des TriVision Packaging Inspectors im Einsatz. Alle sind FireWire-Kameras von Allied Vision Technologies.

Für die Prüfung von rechteckigen Butter- und Margarineschalen wählte TriVision Stingray F-046B Kameras, um Spritzgussfehler zu identifizieren: Zwei Kameras sind unter einem Fließband positioniert und prüfen die Innenfläche der über sie vorbeifahrenden Schalen. Gleichzeitig erfasst eine über dem Fließband hängende Stingray F-201B die Außenseiten und prüft die korrekte Position der Etiketten, Barcodes, etc. Die Folienverschlüsse, mit denen die Schalen nach dem Befüllen versiegelt werden, werden auf einer separaten Linie mit Stingray F-201C Farbkameras kontrolliert.

Die AVT Stingray ist eine leistungsstarke und modulare Industriekamera. Sie ist mit einer schnellen IEEE 1394b-Schnittstelle ausgestattet und verfügt über eine Vielzahl ausgeklügelter Bildoptimierungsfunktionen (AVT Smart Features). Die Stingray F-046 und F-201 Modelle verwenden CCD-Sensoren mit jeweils 0,4 und 2 Megapixeln Auflösung.

Runde Sahne- und Quarkbecher werden mit einer Kombination aus Stingray F-146B und Marlin F-145C Kameras kontrolliert. Die Stingray F-046B ist über dem Fließband positioniert und erfasst die Innenseiten des Bechers, während eine seitlich montierte Marlin F-145C Farbkamera prüft, ob das Etikett korrekt an der Außenseite angebracht ist.

Die Stingray F-146B ist eine 1,4 Megapixel-Monochromkamera, die bis zu 15 Bilder pro Sekunde bei voller Auflösung liefern kann. Die Marlin F-145C ist eine robuste Farbkamera mit IEEE 1394a-Schnittstelle und 1,4 Megapixeln Auflösung.

Auf einer anderen Fertigungslinie prüfen AVT Guppy F-146B Kameras die Schutzfolien für die runden Becher. Die Guppy F-146B ist eine ultra-kompakte Monochromkamera mit 1,4 Megapixeln Auflösung und IEEE 1394a-Schnittstelle.

Wechsel zu AVT lohnt sich
“Wir starteten die Entwicklung des Packaging Inspectors vor elf Jahren mit Digitalkameras eines anderen Herstellers“, erinnert sich Ole K. Neckelmann, Geschäftsführer von TriVision. „Diese Kameras waren uns jedoch nicht zuverlässig genug. Außerdem boten sie keine ausreichenden Einstellungsmöglichkeiten, um die Bildqualität für unsere Software zu justieren und optimieren“. Nach vier Jahren beschloss TriVision, alle Kameras durch AVT-Modelle zu ersetzen. „Anspruchsvolle Systeme brauchen anspruchsvolle Kameras. Unser Packaging Inspector kann die kleinsten Fehler erkennen, aber dies erfordert eine sehr feine Abstimmung der Kameraeinstellungen auf die Auswertungssoftware. Die AVT Stingray Modelle bieten eine sehr breite Palette an Einstellungsmöglichkeiten und Steuerungsfunktionen, mit denen wir aus jedem Bild das Beste herauskitzeln können“, so Neckelmann.

In sieben Jahren Zusammenarbeit mit Allied Vision Technologies hat TriVision mehrere Kameragenerationen eingesetzt und viel Erfahrung mit dem Fine-Tuning der Kameras gesammelt. Hierzu konnte sich das Unternehmen auf die lokale Unterstützung von Parameter AB verlassen, Allied Vision Technologies‘ Vertriebspartner in Dänemark und Skandinavien.

Heute ist der Packaging Inspector ein voller Erfolg, sowohl für TriVision als auch für Superfos. „Die entscheidenden Erfolgskriterien für den Packaging Inspector sind eine hohe Präzision und eine hohe Zuverlässigkeit. AVT-Kameras sind die richtige Wahl, um beides zu erreichen“, sagt Ole K. Neckelmann. Auch Stig Skovbo Sørensen von Superfos freut sich über TriVision’s Packaging Inspector: „Wir sind überzeugt, in ein sehr effizientes System investiert zu haben. Damit habe ich ein sehr gutes Gefühl“.

Auf Basis dieses Erfolgs arbeitet TriVision an mehreren ähnlichen Projekten für andere Verpackungshersteller.