Inspektionen von Taschenflaschen mit Smart Kamera

  • Die „Klaren“ im Flachmann stellen hohe Anforderungen bei der Flascheninspektion. Etiketten, Füllstand und Verschluss werden mit Smart Kameras LSIS 412i von Leuze electronic kontrolliert.

  • Im kompakten Gehäuse der LSIS 400i Smart Kamera sind alle notwendigen Komponenten integriert – von der Beleuchtung über die Bildverarbeitung, den Bild- und Programmspeicher, die Display und Ergebnisanzeige bis hin zu den Schnittstellen.

  • Die Smart Kamera LSIS 412i von Leuze electronic ist prädestiniert für die Kontrollaufgaben im Flachmann-Inspektor von Küppersbusch.

  • Im Durchlicht-Verfahren wird der Füllstand als dunkle Linie sichtbar – hervorgerufen durch die Lichtbrechung an der Flüssigkeitsoberfläche.

Flachmänner im Durchlicht

Küppersbusch löst Flascheninspektion mit Leuze electronic Smart Kamera

Bevor Getränke zur Auslieferung gelangen, gibt es einiges zu kontrollieren – schließlich muss die Qualität in jeder Hinsicht stimmen. Dazu gehören beispielsweise Kontrollen der Etiketten, des Füllstands und der Verschlüsse. Mehr oder weniger transparente Flaschen und Flüssigkeiten, hohe Durchlaufgeschwindigkeiten und eine raue, meist auch feuchte Industrieumgebung stellen anspruchsvolle Rahmenbedingungen an die Sensorik sogenannter Flaschen-Inspektionsanlagen z. B. in der Kornbrennerei Wilhelm Büchter. Smart Kameras LSIS 412i von Leuze electronic sind mit ihrer BLOB-Analyse prädestiniert, mehrere Merkmale in Sekundenbruchteilen zu prüfen.

Die Küppersbusch GmbH in Velbert ist ein Unternehmen, das seit 1972 Füllmaschinen für flüssige bis pastöse Produkte, Verschließ- und Etikettiermaschinen sowie Endkontrollsysteme entwickelt und baut. „Automatisierte Mess- und Prüfsysteme, wie z.B. Flascheninspektoren für den Bereich der Qualitätssicherung, runden unser Maschinen- und Anlagenprogramm ab“, erzählt Geschäftsführer Jochen Küppersbusch. Wie die meisten von ihm konzipierten Anlagen, werden auch diese den jeweiligen Kundenanforderungen angepasst. Die hierfür verwendeten Anlagenelemente sind jedoch bewährte Module. „Dennoch entwickeln wir immer neue Ideen, um die Qualiät und Leistungsfähigkeit unserer Anlagen zu verbessern“, ergänzt Küppersbusch. Mit dieser Zielsetzung wurde auch ein Inspektor für die Endkontrolle von 0,2-Liter-Taschenflaschen mit Spirituosen, sogenannte Flachmänner, entwickelt (Bild 1 und Kastentext). Die Kernkomponente hierbei ist ein Kamera-Kontrollsystem auf Basis der Smart Kamera LSIS 412i von Leuze electronic, die mehrere Merkmale gleichzeitig prüft (Bilder 2 und 3).

„Klare“ in transparenten Flaschen

Der neue Flascheninspektor ist für eine Kapazität von 10.000 Flaschen pro Stunde, also knapp drei Flaschen in der Sekunde, ausgelegt. In dieser kurzen Zeit ist zu kontrollieren ob Etiketten vorhanden sind, die Füllmenge stimmt und ob die Flaschen richtig verschlossen sind. „Vor allem die klaren Flüssigkeiten in transparenten Flaschen stellen besondere Anforderungen“, erklärt Klaus Voigt, der bei Küppersbusch für Entwicklung, Konstruktion und Inbetriebnahme verantwortlich ist. Insgesamt reicht das Spektrum der im Wechsel zu kontrollierenden Produkte von ganz klaren, durchsichtigen über diffus bräunlichen bis zu fast undurchsichtigen Spirituosen. Für diese Anforderungen ist die Smart Kamera LSIS 412i die ideale Lösung. Besonders wegen der integrierten BLOB-Analyse mit pixelgenauer Auswertung sagt Voigt: „Ich wüsste nicht wie man es besser lösen könnte.“

Alles in einem kompakten Gehäuse

Mit innovativer und leistungsstarker Kameratechnologie ermöglichen LSIS 412i Smart Kameras eine schnelle, einfache Qualitätssicherung und Identifikation. Sie bieten alle notwendigen Komponenten, von der Beleuchtung über die Bildverarbeitung, Bild- und Programmspeicher, Display, Ergebnisanzeige und Schnittstellen in einem Gehäuse mit kompakter Bauform. Damit sind sie leicht auch unter engen Platzverhältnissen in Maschinenkonzepte zu integrieren. Dank industrietauglicher, robuster Ausführung ist die LSIS Serie auch für die raue und meist feuchte Umgebung in der Getränkeproduktion bestens geeignet.

Zu den markanten Features gehören die motorische Fokusverstellung, die einen flexiblen Einsatz erlaubt, und die von Leuze electronic entwickelte homogene Beleuchtung. Dank der motorischen Fokusverstellungen können auch Applikationen mit variierenden Kameraabständen, wie etwa bei unterschiedlichen Flaschengrößen, gelöst werden. Die jeweils entsprechende Fokuseinstellung erfolgt automatisch über die Programmauswahl und muss bei einem Sortenwechsel nicht manuell durchgeführt werden. Außerdem ist so die optimale Einstellung reproduzierbar gewährleistet.

Ebenfalls qualitätsrelevant ist die integrierte Beleuchtung. Anstatt wie üblich nur LEDs zu verwenden, hat Leuze electronic hierfür zusätzlich eine spezielle Optik entwickelt. Sie liefert ein rechteckig intensiv und gleichmäßig ausgeleuchtetes Bildfeld, das in einer Entfernung von 50 bis 250 mm zum Prüfobjekt besonders homogen ist. Für Kontrollaufgaben im Durchlicht-Verfahren, die im Fall der Flachmann-Inspektion notwendig ist, lässt sich die integrierte Beleuchtung ausschalten und durch eine externe Lichtquelle ersetzen (Bilder 4a und 4b). „Damit erkennen wir auch bei klaren Flüssigkeiten in transparenten Flaschen die Füllstände“, erklärt Voigt. Der Füllstand ist als dunkle Linie sichtbar, die über die Bewertungskriterien der intelligenten BLOB-Analyse von Leuze electronic sicher erkennbar ist.

Leuze electronic BLOB – einfach und zuverlässig

Die „Binary Large Object“ Analyse, der bei Küppersbusch verwendeten Gerätevariante LSIS 412i trägt entscheidend dazu bei, dass die gestellten Kontrollaufgaben prozessicher realisiert werden können. Ein sogenanntes BLOB kennzeichnet einen zusammenhängenden Bereich von Bildpunkten (Pixel), deren Lichtintensität zwischen definierten Grenzwerten liegt. Durch Einstellung von BLOB-Merkmalen lassen sich einzelne Objekte oder Objektgruppen anhand ihrer geometrischen Merkmale sicher erkennen und unterscheiden – auch dann noch, wenn andere Verfahren bereits fehlerhafte Ergebnisse liefern. Die an Küppersbusch gestellen Aufgaben, beispielsweise die Erkennung der Etiketten, der Verschlüsse sowie der dunklen Füllstandslinie, sind typische Aufgaben der BLOB-Analyse. Zur Bewertung von Objekten stehen verschiedenste Kriterien wie Fläche, Umfang, Formfaktor sowie Höhe bzw. Breite, Länge, Winkel und Mittelpunkt zur Verfügung. Eine Fläche ist beispielsweise die Summierung der in einem BLOB eingeschlossenen Pixel, gegebenenfalls sogar einschließlich möglicher Freiflächen innerhalb des BLOBs. Ein Umfang wird über die Länge der äußeren Konturlinie eines BLOBs in Pixel definiert. Die leistungsfähige BLOB-Analyse bietet die Möglichkeit, diverse Erkennungsmerkmale zusammenzufassen und mit einer Einstellung alle Flüssigkeits- und Flaschenvarianten abzudecken. „Die Erkennung funktioniert so gut, dass selbst bei schwappender Flüssigkeit der Füllstand prozesssicher erfasst wird“, ergänzt Voigt.

Schnell implementiert

Neben der Funktionssicherheit der LSIS 412i freut sich Voigt über die einfache Parametrierung, die er direkt über den Webbrowser erledigt hat. Dank der einzigartigen Parametrieroberfläche webConfig ist die Installation einer speziellen Software auf einem separaten Rechner nicht notwendig. Der Zugang zum Gerät erfolgt schnell und einfach via Ethernet.

Verwendete Produkte

  • Branche/Bereich

    Verpackungstechnik (Abfüllanlagen, Etikettiermaschinen)

  • Aufgabenstellung

    Qualitätskontrolle, Lageerkennung, Füllstand

  • Applikation

    Inspektionen von Taschenflaschen mit Smart Kamera

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