Kamillo Weiss
Bei dem Getränkehersteller Original Juice Co. AG sollte jeder Flaschenverschluss, der auf die verschiedenen Produktflaschen aufgeschraubt wird, vollständig und fest angezogen sein. Er muss gerade und nicht schräg aufgesetzt werden. Außerdem sollte gewährleistet sein, dass ein Siegelband über den Flaschenverschlüssen nicht beschädigt ist. Deshalb hat sich Original Juice Co. entschieden, ein Bildverarbeitungssystem nach dem neuesten Stand der Technik zu installieren, um das Auftreten einer ganzen Reihe von Mängeln zu überwachen, die auf Hochgeschwindigkeits-Abfüllanlagen nicht mehr toleriert werden können. Dabei ist auch die Schulterstärke der verschiedenen Flaschen sehr wichtig, denn die Flasche muss beim Verschließen und im Verlauf der verschiedenen Stufen des Befüllvorganges wesentlichen Druckbelastungen von oben, und auch einem erheblichen Drehmoment standhalten. Um diese Aufgabe zu bewältigen, begann Original Juice Co. mit dem Unternehmen SciTech zusammenzuarbeiten, das als Cognex-Systemintegrator über eine umfangreiche Erfahrung in der industriellen Bildverarbeitung verfügt.
Konzentriert auf nur einen Flaschentyp und die wesentlichen Prüfmerkmale, konnte SciTech mit einem Probelauf direkt vor Ort demonstrieren, dass die Anforderungen machbar sind und zügig umgesetzt werden können. Die Ergebnisse hinsichtlich der gestellten Anforderungen wurden von allen beteiligten Parteien positiv bewertet. Nach Abschluss des Probelaufs begannen die Arbeiten zur Einführung eines für alle gegenwärtigen Flaschenprodukte verwendbaren Systems, das auch für weitere, zukünftige Flaschen- und Verschlussarten skalierbar ist.
Bei der Umsetzung der Aufgabe wurden die autarken und kompakten industriellen Bildverarbeitungssensoren In-Sight 5100 und 5400 von Cognex eingesetzt. Die In-Sight-5100-Einheit umfasst ein Aluminium-Druckguss-Gehäuse mit abgedichtetem M12-Ethernetanschluss, der gegen Eindringen von Staub und Wasser die Schutzklasse IP 67 bietet. Eine Eigenschaft, die hinsichtlich des nassen, mit Zitronensäure angereicherten Milieus am Prüfstandort und der in diesem Bereich verwendeten Reinigungschemikalien von Vorteil ist. Aufgrund dieser anspruchsvollen Umgebungsbedingungen ist es auch erforderlich, dass die Vorrichtungen und die Armaturen ausschließlich aus Edelstahl gefertigt sind. Ein industrieller Touchscreen-PC, die Ethernet-Anschlüsse, die digitale Stromversorgung der Lampen, eine SPS (PLC) und verschiedene Verteilerkomponenten der elektrischen Stromversorgung sind in einem Schaltschrank aus Edelstahl untergebracht.
Nach dem Abfüllen und Verschließen der Flaschen werden sie auf dem Transportband bis zur Prüfstation weitergeleitet, wo die beiden Vision-Sensoren die Flaschen nacheinander prüfen. Der erste In-Sight-Sensor kontrolliert von der Seite nur den Flaschenverschluss. Eine rote LED-Hintergrundbeleuchtung liefert der Kamera eine Abbildung der Flaschensilhouette und bietet einen maximalen Kontrast zwischen dem Umriss des Produktes und dem Hintergrund. Diese Beleuchtung ist auch für die Messung der äußeren Kanten und Konturen von transparenten Flaschen ideal. Das durch den Sensor ausgelöste Kamerabild wird anschließend nach einer Reihe von Prüfkriterien analysiert. Die auf PC-basierten Systemen eingesetzte Vision-Technologie PatMax von Cognex bietet hierzu viele Algorithmen. Das gegenüber der sonst üblichen Grauwertkorrelation mit geometrischen Grundstrukturen arbeitende Softwarepaket erschließt sehr hohe Auflösungen bis in den Subpixelbereich und sichere Winkelbestimmungen von Objekten bis 0,02°. Aus der Analyse der geometrischen Informationen wie der spezifischen Merkmale und deren räumlicher Relation wird die Position des Objektes eindeutig und mit höchster Genauigkeit bestimmt. Mit den Software-Tools analysiert In-Sight die Abbildung auf Fehler, und erkennt eine Flasche als gut oder schlecht. Bei Fehlermeldung erfolgt ein Signal direkt an die SPS. Diese löst dann einen Aussonderungsmechanismus aus, der die Flasche vom Band entfernt.
