Vision-Sensoren zur Inspektion von Verpackungen

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Wegmüller AG

Baumer Electric AG

Ein Werkzeugkasten für die Verpackungskontrolle

Die neuen Veri-Sens-Vision-Sensoren der Serie 1800 von Baumer zeichnen sich durch eine vielfältige Toolbox aus, die alle notwendigen Werkzeuge für die Inspektion von Verpackungen enthält:

- Ein leistungsstarkes ID-Package ermöglicht, sowohl Barcode als auch Matrixcode zu lesen und so den Inhalt der Verpackung zu verifizieren.

- Datumsangaben, Bestellnummern und andere Aufdrucke lassen sich mit einer integrierten Zeichenerkennung (OCR) überprüfen und ausgeben.

- Um die Position von Etiketten oder die Form, Breite und Höhe von Verpackungen zu überwachen, stehen konturbasierte Funktionen zur Verfügung.

- Photometrische Merkmale wie Grauwert und Kontrast ermöglichen die Inspektion der Oberfläche.

Für jeden Verpackungstyp entsteht damit eine genau angepasste Prüfvorschrift, ohne dass ein mechanischer Umbau notwendig ist. Bis zu 255 dieser Prüfprogramme können auf dem Gerät gespeichert werden, das heisst, es ist ein schneller Wechsel zwischen 255 verschiedenen Verpackungsvarianten möglich. Der Bediener wird während der Inbetriebnahme intuitiv durch alle erforderlichen Schritte geführt und gelangt so schnell zu einer optimalen Einstellung für jede einzelne Verpackung. Auch ohne Erfahrung im Umgang mit Bildverarbeitungssystemen können diese Sensoren in Betrieb genommen werden und ihre Aufgaben zuverlässig erfüllen.

Keine Chance für defekte Verpackungen

Gerade beim Versand von hochwertigen Fertigungsteilen muss darauf geachtet werden, dass die Verpackung keine Defekte aufweist, damit das Produkt optimal geschützt ist. Andernfalls erhöht sich die Gefahr beträchtlich, dass es während des Transports zu Beschädigungen, schlimmstenfalls sogar zur Zerstörung des Transportgutes durch mechanische oder klimatische Belastungen kommt. Um dieses Risiko zu minimieren, ist es notwendig, dass jede Verpackung vor dem Versand optisch inspiziert wird. Typischerweise erfolgt die Inspektion dabei in folgenden drei Schritten:

Ermitteln der Position

Zuerst muss die Position der Verpackung im Bild ermittelt werden, da diese bei jeder Bildaufnahme variiert. Hierbei müssen zahlreiche Umgebungsfaktoren berücksichtigt werden, beispielsweise Farbänderungen der Verpackungen, Verschmutzungen auf dem Transportband und die Änderungen der Lichtverhältnisse im Laufe eines Tages. Die Vielfalt der Anforderungen erfordert den Einsatz konturbasierter Methoden, da diese Verfahren erheblich unempfindlicher gegenüber Helligkeitsschwankungen im Bild sind.

Durch den integrierten Baumer-FEX-Prozessor der Veri-Sens-Vision-Sensoren stehen diese Konturinformationen direkt nach der Bildaufnahme zur Verfügung, die Positionserkennung als auch die nachfolgende Inspektion der Verpackung kann so prozesssicher umgesetzt werden.

Konturvergleich

Nun kann in einem zweiten Schritt mit der Funktion «Konturvergleich» überprüft werden, ob das Symbol «Oben!» nach DIN 55 402 aufgebracht wurde. Allein schon mit dieser einfachen Prüfung kann die Anzahl der Transportschäden erheblich reduziert werden. Eine zusätzliche Sicherheit während des Transportes wird erreicht, indem eingedrückte oder verformte Schachteln bereits vor der Auslieferung aussortiert werden. Auch für diese Prüfung stehen leistungsstarke Werkzeuge der Veri-Sens-Vision-Sensoren zur Verfügung. Mögliche Fehlerfälle lassen sich mit einstellbaren Toleranzen bewerten, um eine 100%-Qualitätskontrolle durchzuführen. Transportschäden können so im Voraus auf ein Minimum beschränkt werden.

Lesen des Barcodes

In einem dritten Schritt wird anschliessend der aufgedruckte Barcode gelesen. Hiermit lässt sich der Inhalt der Verpackung eindeutig identifizieren, um Fehllieferungen auszuschliessen. Die Veri-Sens-Vision-Sensoren der Serie 1800 sind dabei zukunftssicher: Sollte der eingesetzte Barcode durch einen Data-Matrix-Code ersetzt werden, können diese Codes durch eine kleine Anpassung im Prüfprogramm ebenfalls gelesen werden. Ein mechanischer Umbau der Anlage und Änderungen des SPS-Programmes entfallen vollständig. Alle drei Schritte (Position ermitteln, Kontrolle der Symbole, Lesen des Barcodes) werden innerhalb einer Prüfaufgabe durchgeführt, ohne dass dafür mehrere Bildaufnahmen oder gar verschiedene Sensoren notwendig sind.

Texterkennung (OCR)

Vereinzelt ist die Artikelnummer auf Paketen nicht als Barcode kodiert, sondern im Klartext aufgedruckt. Für diese Etiketten ist es notwendig, die Artikelnummern mittels Optical Character Recognition (OCR) zu lesen und zu prüfen. Hierfür bieten die PC-basierten Systeme umfangreiche Möglichkeiten, die jedoch zeitaufwändig einzusetzen sind. Dabei wird für jede Aufgabe ein spezieller Font trainiert, in dem alle auftretenden Zeichen enthalten sind.

Mit den Veri-Sens-Vision-Sensoren der Serie 1800 entfällt dieser zeitaufwändige Schritt. Durch optimierte und direkt einsetzbare Fonts können sowohl serifenlose Schriften wie Arial oder Verdana als auch Dot-Matrix-Fonts gelesen werden, ohne dass vor Ort eine Anpassung des Fonts notwendig ist. Die Überprüfung der Angaben ist damit einfach umzusetzen: Über der Artikelnummer wird ein entsprechender Arbeitsbereich platziert, in dem der Text gelesen wird. Diese Angabe kann dann anschliessend an die Steuerung übergeben werden und dient dort der Überprüfung und Sortierung der Pakete. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, die Ergebnisse im Webbrowser zu visualisieren.

AutorAndreas Döring, Produktspezialist Smart Vision bei Baumer

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