Cognex Product Applications banner

Customer Stories

Packing line upgrade for sorting and defect elimination

Related Products

2D Machine Vision Systems Insight 7000 and hand holding In-Sight 9000

In-Sight Vision Systems

Easy to use, industrial-grade smart cameras with advanced machine vision technology.

Fixed-mount Barcode Readers

Vision-enabled barcode readers with the ease-of-use and cost of laser scanners

In der hoch rationalisierten schnellen Produktion der Verpackungs- und Getränkeindustrie müssen gleichzeitig eine ganze Reihe von Qualitätsmerkmalen erfüllt werden. Vision-Systeme sind zum unabdingbaren Bestandteil sicherer Prozessketten geworden.

 

Wer will sich schon an einem Erfrischungsgetränk laben, dessen Flasche Defekte aufweist oder gar innen unsauber ist? Für den Verbraucher ist die einwandfreie Beschaffenheit der Verpackung ein gewichtiges Entscheidungskriterium und für den Hersteller ist sie ein zentraler Bestandteil erfolgreichen Marketings. Der schwedische Verpackungsmittelhersteller Rexam AB, der u.a. in Lidköping prozuziert, stellt 80% der in Skandinavien verkauften PET-Flaschen her. Zu den Kunden zählen die bedeutensten skandinavischen Getränkehersteller. Sie alle stellen hohe Anforderungen an die Flaschen, was Transport- und Lagerfähigkeit, Aussehen und Attraktivität für die Käufer angeht.

 

Gut ist nicht Gut genug

Um die Qualität der hergestellten Flaschen zu verbessern und die Zahl von Flaschen mit Fertigungsfehlern zu senken begann man Ende der 90er Jahre die Bidlverarbeitung einzusetzen. Damals erhielt das Unternehmen von einem großen Kunden den Auftrag, eine Bierflasche aus Polyethylennaftalat (PEN) zu konzipieren. PEN-Flaschen haben Eigenschaften, die eher Glas- als PET-Flaschen ähneln und halten u. a. höhere Temperaturen beim Waschen aus.

Bei der Herstellung der PEN-Flaschen bildeten sich jedoch einige Luftbläschen. Der Kunde befürchtete, dass an diesen Stellen Risse entstehen und Verunreinigungen wie Pilze und Schimmel in die Flaschen eindringen könnten. Mit Hilfe der Vision-Systemen In-Sight® von Cognex und deren leistungstarke Bildverarbeitungssoftware wurde die Möglichkeit geschaffen, mangelhafte PEN-Flaschen auszusortieren und dieses Problemfeld zu lösen. Dadurch fiel die Fehlerhäufigkeit praktisch auf null. „Das geschäftliche Verhältnis zum Kunden verbesserte sich durch die Lösung des Problems außerordentlich“, erinnert sich Urban Larsson, Produktionsleiter bei Rexam Petainer in Lidköping. Das war der Startschuss für die Herstellung einer Vielzahl verschiedener Produkte, und das optische Qualitätsüberwachungssystem mittels Vision-Systemen spielte in verschiedenen Produktionsbereichen eine immer wichtigere  Rolle.

Rein kosmetische Mängel wie Luftbläschen können bei der Herstellung noch immer vereinzelt auftreten. Diese Flaschen werden gleich nach der Herstellung aussortiert. Mit der bildbasierten Qualitätskontrolle lassen sich auch die Ränder kontrollieren, wo später der Kronkorken sitzt, um spätere Undichtigkeit auszuschließen. Auch das Aussehen der Flaschen spielt schon seit Jahren eine immer größere Rolle.  Flaschen, die Schrammen, Sprenkel, Einschlüsse (Luftbläschen etc.) und andere Mängel aufweisen, die ihre Funktion eigentlich nicht beeinflussen, werden durch die Vision-Systemen aussortiert. Darüber hinaus wird auch die Menge des unnötig aussortierten Ausschusses gesenkt.

„In den vergangen 6 Jahren haben wir rund 5 Millionen Schwedische Kronen in unterschiedliche optische Überwachungssysteme investiert“, sagt Urban Larsson und fährt fort: „Bei einer Herstellmenge von mehreren hundert Millionen Flaschen im Jahr mussten wir von der manuell vorgenommenen Stichprobenkontrolle zu einer systematischen Kontrolle übergehen, bei der jede einzelne Flasche kontrolliert wird. Dadurch ist eine umfassende Prüfung gewährleistet, und das Auftreten von Fehlern wird zusammen mit anderen Qualitätssicherungsmaßnahmen minimiert.“


Präzise Algorithmen für die Qualitätssicherheit

Bereits mit den ersten Installationen der Vision-Systemen In-Sight 2000 erzielte man derart überzeugende Ergebnisse dass der weitere Ausbau der Kontrollsysteme zügig fortgeführt wurde. Heute werden nahezu zwanzig Vision-Systemen aus der Produktfamilie In-Sight eingesetzt, bis hin zu den neuesten hochauflösenden Hochleistungssystemen der Familie In-Sight 5400. Durch ihre kompakte Bauweise mit Schutzklasse IP67 können sie als autarke Bildverarbeitungssysteme problemlos auch unter beengten Gegebenheiten sehr einfach in den Produktionsprozess installiert werden. Über die integrierte Ethernet-Schnittstelle werden sie in die Kommunikation und Auswertung mit dem werksweiten Fertigungsnetzwerk eingebunden.

Sie arbeiten kostengünstig und da sie jederzeit bei Beendigung einer Aufgabe für eine neue Kontrollstation installiert werden können ist ein Höchstmaß an Investitionssicherheit geboten. Von herausragender Bedeutung ist die sehr umfangreiche Bibliothek von äußerst fein und zuverlässig arbeitenden Algorithmen und Visiontools, die auf einer einfach zu handhabenden Bedieneroberfläche eine komfortable Programmierung gewährleisten. Sie garantieren die Kontrolle ohne bzw. mit nur extrem kleinen Fehlerraten selbst bei schnell durchlaufenden Objekten. Garant dieser beeindruckenden Leistungsfähigkeit sind die auf der mächtigen Visionsoftware PatMax® basierenden einzigartigen Eigenschaften der Visiontools. Die Fähigkeit von PatMax, präzise detaillierte Informationen zu erfassen, gewährleistet nicht nur eine völlige Fehlerfreiheit, sondern auch eine vernachlässigbare Rate fälschlicherweise aussortierter Produkte. In PatMax berücksichtigt sind sehr viele Aspekte der Produktdokumentation einschließlich wichtiger Schritte der Rückverfolgbarkeit.

Die Vision Software PatMax von Cognex verwenden im Gegensatz zur Grauwertkorrelation die geometrischen Grundstrukturen von Objekten in einem dreistufigen Verfahren. Zuerst werden die wichtigsten Einzelmerkmale eines Objektes wie Kanten, Abmessungen, Formen, Winkel, Bögen und Schattierungen isoliert identifiziert. Die räumlichen Verhältnisse zwischen diesen zentralen Merkmalen des eintrainieren Bildes werden mit dem Echtzeit-Bild verglichen. Aus der Analyse der geometrischen Informationen sowohl der Merkmale als auch deren räumliche Relation wird dann die Position des Objektes eindeutig und mit höchster Genauigkeit bestimmt. Merkmale wie z.B. Konturen mit geringem Kontrast können dadurch wesentlich zuverlässiger, genauer und schneller erkannt werden. PatMax erkennt zum Beispiel an Hand einer Teilkontur sofort, wo es weitere Merkmale trotz Verdrehung, Verschiebung oder Abdeckung finden muss. Nicht mehr das gesamte Aufnahmebild muss erst linear analysiert werden. Das vereinfacht die Merkmalsfindung und macht das Vision-System sehr schnell, flexibel und extrem sicher. PatMax erschließt sehr hohe Auflösungen bis in den Subpixelbereich und sichere Winkelbestimmungen von Objekten bis 0,02 Grad. Das Visiontool ist invariant gegenüber Lage, Orientierung und Maßstabsveränderung des Objektes. Durch gleichzeitige Untersuchung von Kontur und Struktur des Objektbildes werden wechselnde Beleuchtungs- und Kontrastverhältnisse eliminiert.

Die Entwicklungsumgebung des Softwarepaketes ‚In-Sight Explorer’ gewährleistet darüber hinaus die beschleunigte Entwicklung fast aller Aspekte einer Implementierung einschließlich der effizienten Verwaltung bis hin zu einem großen Netzwerke von Vision-Systemen.

Schnelle Reaktionsfähigkeit verbessert Wettbewerbsfähigkeit

Die Anforderungen der Verpackungshersteller an die Leistungsfähigkeit der Visionsysteme steigen ständig. Durch die Optimierung der strukturierten Arbeitsverfahren, Wartungsmaßnahmen und verschiedene Verbesserungen ist man inzwischen bei Rexam in Lidköping wesentlich besser in der Lage, die Produktion auf veränderte Anforderungen seitens der Kunden umzustellen. „Die Zahl der monatlichen Umstellungen an den Herstellautomaten hat sich während der letzten vier Jahre verdoppelt, wobei sich zudem die Zeit für Umstellungen durch Verbesserungen mehr als halbiert hat. Wir haben uns durch eine Vielzahl kontinuierlich stattfindender Verbesserungen einen guten Namen in Sachen Qualität gemacht”, schließt Urban Larsson.

Related Customer Stories

Featured Cognex Products

GET ACCESS TO SUPPORT & TRAINING FOR PRODUCTS & MORE

Join MyCognex

HAVE ANY QUESTIONS?

Cognex representatives are available worldwide to support your vision and industrial barcode reading needs.

Contact Us