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Ident- und Bildverarbeitungslösungen von Cognex in der automatisierten Kontaktlinsen-Verpackung

NKL Contactlenzen

Industry:
Logistik
    Location:
    Emmen, Netherlands
      Customer Objectives:
      • Ensure that customer-specific lenses are packaged efficiently and carefully
      • Make sure seal quality is high and fluid dosing is accurate
      • Minimize the manpower required for checking contact lens packaging quality
      Key Results:
      • Each product and lens holder can be tracked at all times both during and after packaging
      • New machine is faster and requires less manpower, which leads to consistently high packaging quality
      • Quality checks and the packaging quality have been enhanced, fulfilling the high requirements for this delicate product
      Cognex Solution:

      Kundenspezifische Produkte sind hier der Standard

      NKL Contactlenzen ist ein Tochterunternehmen von Menicon, dem in Japan ansässigen weltweiten Marktführer für die Herstellung von Kontaktlinsen und für medizinische Lösungen rund um Kontaktlinsen. In den Produktionseinrichtungen im niederländischen Emmen installierte NKL eine kompakte Verpackungsmaschine nach höchsten Qualitäts- und natürlich auch Hygieneanforderungen. In dieser Maschine werden die kundenspezifischen Kontaktlinsen effizient und besonders vorsichtig verpackt. Die schlüsselfertige Lösung, in der die reine Mechanik perfekt mit elektrischer Automation kombiniert ist, wurde von Stevens Engineering entwickelt und installiert. Die Vision- und ID-Lösungen, die in dieser maßgeschneiderten Verpackungsmaschine zum Einsatz kommen, stammen von Cognex, dem führenden Hersteller solcher Systeme.

      Verpacken und gleich versenden

      Auf den ersten Blick erscheint die Arbeitsweise der Maschine recht einfach: Nach einer finalen manuellen Prüfung der Kontaktlinsen werden diese in ihren Behälter und dieser wiederum in den neu entwickelten Produktträger der Maschine eingesetzt. Daraufhin greift sich die Maschine den Träger mit dem Behälter, fügt eine spezielle konservierende Flüssigkeit hinzu, versiegelt ihn mit Aluminiumfolie, schließt sodann den Deckel des Behälters – und schon ist alles versandfertig. So weit, so einfach. Jedoch bringt der Gesamtprozess einige Besonderheiten mit sich: Die Maschine hat einen bemerkenswert kleinen Grundriss und erfordert kaum Bedienpersonal. Die Versiegelungsqualität ist extrem hoch, die Dosierung der Flüssigkeit hochpräzise. Aktuell beträgt die Zykluszeit nur 10 Sekunden. Und jede einzelne Linse sowie jeder Linsenbehälter können während und nach dem Verpacken dank der Cognex ID-Technik und einer SQL-Datenbank jederzeit genau nachverfolgt werden.

      Identifikation für die richtige Befüllung

      Die Maschine ist mit einem rotierenden Drehtisch ausgestattet, der 10 Einzelpositionen aufweist. Damit kann der Tisch sowohl einzelne Linsen als auch Behälter und Träger zugleich handhaben und kontrollieren. Schon bei einer der ersten Aufgaben innerhalb der Maschine kommt der DataMan Barcode-Lesegeräte von Cognex zum Einsatz. Dabei handelt es sich um einen kleinen, stationären, also fest montierten industriellen Barcodeleser mit großem Leistungsvermögen und einer Auflösung von maximal 752 x 480 Pixel (bei größter Blende) – er ist prädestiniert für 1-D-Anwendungen. Innerhalb der NKL Verpackungsmaschine scannt dieses Lesegerät den Barcode, der auf dem Produktträger aufgebracht ist. Basierend auf dieser Identifikation wird der Linsenbehälter mit einer von zwei möglichen Konservierungsflüssigkeiten exakt befüllt.

      Smart Kamera prüft Befüllung

      Nach dem Befüllen detektiert das Bildverarbeitungssystem In-Sight von Cognex die Kontaktlinsen – und dies ist eine echte Herausforderung, weil die Linsen nicht nur transparent sind, sondern auch verschiedene Farben haben können und von einer durchsichtigen Flüssigkeit bedeckt sind. Jedoch ist das komplett integrierte In-Sight System für solche anspruchsvollen Anwendungen dank seiner Autofokusfunktion und der schnellen Bildaufnahme perfekt gerüstet. Zeitgleich prüft diese Smart-Kamera auch, ob die Kontaktlinsen mit ausreichend Flüssigkeit bedeckt sind, also ob der Füllstand stimmt, und ob die Behälter irgendwelche Schäden aufweisen; dies ist beispielsweise erkennbar, wenn Tropfen außerhalb dieser Station vom Vision-System entdeckt werden. Das Kamerasystem wurde mit der In-Sight Explorer Software auf Basis der EasyBuilder-Benutzeroberfläche und verschiedenen Prüfwerkzeugen so vorkonfiguriert, dass keine zusätzliche Programmierung oder manuelle Konfiguration bei der Installation vor Ort notwendig war.

      Verifizierung am Prozessende

      Nach dieser Prüfung wird der Behälter mit den Kontaktlinsen mit einer Aluminiumfolie versiegelt und der Kunststoffdeckel geschlossen. Daraufhin wird auf den Deckel des Behälters mittels UV-Direktdruck ein 2-D Datamatrix-Code aufgebracht, um die Linsen eindeutig identifizieren zu können. Sowohl der Barcode auf dem Produktträger als auch der Datamatrix-Code auf dem Behälterdeckel werden nun von einem weiteren DataMan Barcode-Lesegeräte gelesen. Hierbei kommt neben dem integrierten hellen Lesefeld des Scanners eine zusätzliche, spezielle UV-Beleuchtung zur Anwendung, um die UV-gedruckten Codes zuverlässig zu detektieren. So helfen die Linsen, ihre Behälter und die jeweiligen Verpackungsdaten dabei, den Abschluss des Verpackungsprozesses in der SQL-Datenbank und im NKL-Informationsmanagementsystem zu verifizieren.

      Stevens Engineering benötigte weniger als ein halbes Jahr, um diese kundenspezifische Lösung für NKL Contactlenzen zu entwickeln und installieren. Nach weiteren sechs Monaten praktischer Anwendung in einer Reinraum-Produktionsumgebung ist der Kunde mit der Verpackungslösung, die ihm vielfältige Funktionen auf einem sehr kleinem Raum bietet, hochzufrieden. Die neue Maschine ist schneller und benötigt weniger Bedienpersonal, was wiederum zu einer konstant hohen Verpackungsqualität führt. Verglichen mit der vorherigen Lösung wurden mit den Vision- und ID-Systemen von Cognex die Qualitätsprüfungen und die Verpackungsqualität verbessert, wobei die hohen Anforderungen, die eine Kontaktlinse als sehr empfindliches Produkt stellt, optimal erfüllt wurden. Im Moment diskutieren NKL und Stevens schon über weitere Verbesserungen für die nächste Generation dieser Verpackungsmaschine. Die optimale Qualitätsprüfung und Rückverfolgbarkeit werden dabei zweifellos wieder von Cognex-Systemen sichergestellt

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