svs-vistek ECO 625: Maßgeschneidertes Bildverarbeitungssystem sorgt für fehlerfreie Etikettenkontrolle

Die Käseverpackungen laufen an dieser Station von links kommend unter dem Bildverarbeitungssystem hindurch und werden nach der Inspektion von einem Roboter in Transportkisten abgelegt. (Bild: Kaiser engineering)

„Bei uns dreht sich alles ums Automatisieren“, lautet das Firmenmotto von Kaiser engineering in Rheinfelden bei Basel. Die Kernkompetenzen des 1972 gegründeten Unternehmens lassen sich in vier Themen gliedern: „Im Bereich Maschinenbau decken wir Aufgaben wie z. B. die Konstruktion von Sondermaschinen und die Herstellung von Produktionsanlagen ab. Als zweites Standbein bieten wir Roboterlösungen für verschiedenste Branchen an. Unter dem Begriff Elektroengineering unterstützen wir unsere Kunden bei allen Fragen rund um die Projektierung von Hard- und Software sowie bei der Programmierung von Robotern und speicherprogrammierbaren Steuerungen. Im vierten Bereich beschäftigen wir uns mit Bildverarbeitungstechnologie“, beschreibt Roger Schweingruber, stellvertretender Geschäftsführer von Kaiser engineering. Diese vier Kompetenzzentren können einzeln oder im Kollektiv genutzt werden: „Damit liefern wir eine enorme Bandbreite für alle Bereiche der Industrie. Von der einfachsten Halterung bis hin zu komplexen Sondermaschinen, Prototypen und Anlagen erarbeiten wir kundenspezifische und optimierte Lösungen für unsere Kunden“, ergänzt Roger Schweingruber.

Auch FDA-konforme Konstruktionen für die Lebensmittelbranche oder GMP-konforme Systeme für die Pharmaindustrie zählen nach Aussage des Geschäftsführers zu den üblichen Aufgabenstellungen seines Unternehmens.

Kameramodelle der ECO-Reihe von SVS-Vistek stellen die Basis der Etikettenprüfung an den Käseverpackungen dar. (Bild: SVS-Vistek)

Roger Schweingruber
stellvertretender Geschäftsführer von Kaiser engineering

„In enger Zusammenarbeit mit der Fabrimex Systems AG, die SVS-Vistek in der Schweiz vertritt, haben wir für diese Aufgabenstellung eine Lösung entwickelt, die für eine zuverlässige 100 %-Kontrolle aller Etiketten und sämtlicher darauf abgebildeter Daten sorgt.“

Als Team erfolgreich

Die langjährigen Erfahrungen bei der Entwicklung von Anlagen zur Lebensmittelherstellung kamen Kaiser engineering auch bei einem Auftrag zugute, bei dem die Etiketten von Käseverpackungen zu lesen, zu überprüfen und auszuwerten waren. „Früher wurde auf den Etiketten der Käseverpackungen nur die Anwesenheit des Barcodes kontrolliert, nicht jedoch die restlichen Informationen“, beschreibt Roger Schweingruber die Ausgangssituation. In enger Zusammenarbeit mit der Fabrimex Systems AG entwickelte sein Team eine Lösung, die für eine zuverlässige 100 %-Kontrolle aller Etiketten und sämtlicher darauf abgebildeten Daten sorgt.

Das ebenfalls in der Schweiz angesiedelte Unternehmen Fabrimex Systems bietet OEM- und Systemlösungen für die Automatisierung und Qualitätskontrolle in zahlreichen Branchen an und arbeitet schon seit vielen Jahren mit Kaiser engineering zusammen. „Dieser Partner berät uns schon seit Jahren und unterstützt uns bei der Auswahl der optimalen Bildverarbeitungskomponenten auf Basis der jeweiligen Anforderungen“, verrät Roger Schweingruber.

Fabrimex Systems ist in der Schweiz bereits seit vielen Jahren der Vertriebsweg für die Industriekameras des deutschen Herstellers SVS-Vistek aus Seefeld bei München. Thomas Graf, Verkaufsleiter bei der Fabrimex Systems, schätzt an den Kameras seines Partners u. a. das breite Angebot und die hohe Flexibilität: „SVS-Vistek entwickelt und produziert hochwertige Kameras und kann sehr schnell und flexibel auf besondere Kundenanforderungen eingehen. Die verfügbaren Kameramodelle und -serien sind in Bezug auf Auflösung, Geschwindigkeit, Schnittstellen und viele weitere technische Merkmale sehr vielfältig. Wir haben in den vergangenen Jahren bei zahlreichen Installationen sehr gute Erfahrungen mit dem Einsatz von SVS-Vistek-Kameras gemacht“, lobt er.

Aufgrund ihres staub- und wasserdichten IP67-Gehäuses und des robusten Steckerkonzepts eignen sich die ECO-Kameras von SVS-Vistek optimal für Anwendungen in der Lebensmittelproduktion. (Bild: SVS-Vistek)

Optimal angepasste Bildverarbeitung

Für die Prüfung der Etiketten auf verpackten Käseportionen stellte Thomas Graf in enger Zusammenarbeit mit Kaiser engineering ein Bildverarbeitungssystem zusammen, welches auf IP67-geschützten GigE-Vision Kameras vom Typ ECO 625 respektive ECO 815 mit 5 und 9 Megapixel Auflösung basiert. Sie sind mit 2/3“ und 1“ Sensoren von Sony ausgestattet. Je nach Anforderung kommt sogar die 12 Megapixel-Variante dieser Kamerareihe zum Einsatz.

Eine Besonderheit dieser Kamerafamilie ist der integrierte zwei- oder vierkanalige Blitzcontroller, der direkt über die Kamera angesteuert werden kann. „Diese Eigenschaft der SVS-Vistek-Kameras hat für den Anwender den Vorteil, dass er bei der Integration erheblich Zeit, Platz und Kosten spart. Zudem muss er nur ein statt zwei SDKs nutzen und miteinander synchronisieren. Das reduziert seinen Aufwand deutlich“, hebt Thomas Graf hervor. Roger Schweingruber kann das bestätigen: „Unser Aufwand und unsere Kosten für die Anbindung der Kameras an diese Anlage und an die Auswertesoftware lagen erheblich unter dem, was sonst üblich ist. Wesentliche Gründe dafür sind das I/O-Konzept und die integrierten Blitzcontroller der SVS-Vistek-Kameras“, präzisiert er.

Eine weitere Eigenschaft der eingesetzten Kameras von SVS-Vistek führt ebenfalls zu einer einfacheren und schnelleren Entwicklung des Gesamtsystems: Sie unterstützen nämlich das sogenannte Safe-Trigger-Konzept, bei dem das Triggersignal von Störungen befreit wird. Als zusätzliches Argument für die Auswahl der Kameras von SVS-Vistek nennt Thomas Graf deren staub- und wasserdichte IP67-Gehäuse. Sie können somit ohne zusätzliches Extragehäuse in Anwendungen zur Lebensmittelproduktion eingesetzt werden. Auch das M8/M12-Steckerkonzept der ECO-Reihe, das dem Feldverkabelungsstandard entspricht, gewährleistet die erforderliche Dichtigkeit für eine Branche, die regelmäßig mit Hochdruckreinigern in Berührung kommt.

Das eingesetzte Bildverarbeitungssystem besteht aus zwei LED-Beleuchtungen von Effilux, GigE-Vision Kameras von SVS-Vistek und einem Industrie-PC von Fabrimex Systems, auf dem die Bilder über den Matrox Design Assistant 5 aus der Bildverarbeitungssoftware MIL von Matrox ausgewertet werden. (Bild: Kaiser engineering)

Zahlreiche Etikettenvarianten

Da die Verpackungen und Etiketten beim Blitzen aufgrund ihrer Materialien zum Glänzen neigen, was die nachfolgende Auswertung erschweren würde, entwickelte Kaiser engineering eine speziell für diese Aufgabe optimierte, tunnelförmige, indirekte Beleuchtungseinheit auf Basis von zwei LED-Leuchten des Herstellers Effilux. Die auf diese Weise aufgenommenen Bilder können über den Matrox Design Assistant 5, der auf der eingesetzten Bildverarbeitungssoftware MIL von Matrox basiert, problemlos ausgewertet werden. Die gesamte Bildauswertung läuft auf einem lüfterlosen, leistungsstarken Industrie-PC von Fabrimex Systems.

„Es gibt in dieser Anlage rund 150 verschiedene Etikettentypen, auf denen je nach Käsesorte und Kunde unterschiedliche Daten aufgedruckt sein können. Eine angebundene Datenbank liefert dem Bildverarbeitungssystem daher zunächst Informationen über die Daten, die auf dem aktuellen Etikett geprüft und gelesen werden sollen“, erklärt Roger Schweingruber. Im Anschluss werden die auf jedem Etikett gelesenen Daten an das übergeordnete SAP-System übergeben und gespeichert.

Datencheck in maximal 150 ms

Da jeder Kunde selbst entscheiden kann, welche Daten er auf den Etiketten haben möchte, war die Bildverarbeitung entsprechend flexibel zu gestalten. Auch eine sprachunabhängige Auswertung sollte möglich sein. Als Beispiele nennt Roger Schweingruber das Lesen von Gewichten in amerikanischen Einheiten oder von Daten in kyrillischer Schrift für den russischen Markt. „Dies schaffen wir mit der parametrierbaren Software zur Bildverarbeitung von Matrox Imaging, dem Design Assistant 5, der neben vielen mächtigen Funktionen zur Bildverarbeitung auch eine integrierte Rezeptverwaltung hat“, gibt der stellvertretende Geschäftsführer von Kaiser engineering Auskunft.

Bei einer Bandgeschwindigkeit von rund 1 m/s bleiben maximal 150 ms Zeit, um zwei Codes und bis zu 20 zusätzliche Texte, Datumsangaben, Logos oder Dimensionen auf jeder Verpackung zu prüfen und auszuwerten. Als mögliche Fehlerarten nennt Roger Schweingruber, dass kein oder ein falsches Etikett auf der Verpackung aufgebracht wurde, sowie nicht lesbare, nicht gelesene oder falsch ausgewertete Etiketten. „Derzeit stoppt die Maschine, sobald fünf Fehler erkannt wurden, um eine manuelle Nachprüfung durchzuführen. Für künftige Anlagen haben wir jedoch das Ziel, auch diesen Schritt komplett automatisiert zu tun“, verrät Roger Schweingruber.