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Industrielle Automation 1/2018

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Industrielle Automation 1/2018

Hochwertig verpackt

Hochwertig verpackt LIVE@ Bildverarbeitung gewährleistet fehlerfreie Produktion von Aluminiumbehältern Eine undichte Verpackung für Tiernahrung und Lebensmittel kann schwerwiegende Folgen nach sich ziehen, wenn der Inhalt verdirbt. Aus diesem Grund ist bei der Herstellung von Aluminiumbehältern die Qualitätssicherung von zentraler Bedeutung. Zum Einsatz kommt hier Bildverarbeitung. Sie stellt sicher, dass alle fehlerhaften Behälter frühzeitig aussortiert werden, und ermöglicht eine optimale Datenerfassung. Unablässig 120 Mal pro Minute hebt und senkt sich im Drei-Schicht-Betrieb der Stössel der Presse im Kompetenz-Center der HLM und spuckt nach jedem Hub vier fertige Pet-Food-Behälter aus. Eine solche Anlage produziert somit pro Minute 480 Behälter aus Aluminium, in welche später Tiernahrung abgefüllt wird. Für die Verwendung von Aluminium gibt es mehrere Gründe: Zum einen ist es Gasdicht, wodurch sich der Inhalt länger lagern lässt. Zum anderen kann Aluminium recycelt werden und ist somit nachhaltiger als Plastik, das nicht Gas-dicht ist und durch den Zusatz von Weichmachern gesundheitlich als bedenklich eingestuft werden kann. Die Aluminiumdosen sind zudem beschichtet, sodass die Lebensmittel keinen direkten Kontakt mit dem Aluminium haben. „Unsere Anlagen produzieren auch diverse Aluminiumschalenformen für Konfitüren, Pasteten oder Kaffeepulver“, erläutert Mathias Leuthold, der im Familienunternehmen für die Leitung des Werkzeug- und Maschinenbaus verantwortlich ist. Auch für Brennpasten oder Verpackungen für Medizinprodukte hat HLM Anlagen entwickelt. Von der Idee zur fertigen Anlage Voraussetzung für das Stanzen dünnwandiger Behälter ist qualitativ hochwertiges Aluminiumfolien-Material. Die fertiggestanzten Behälter werden In-Line zu den modular eingebauten Kontroll- und Stapler- Anlagen weitertransportiert. „Hat sich ein Kunde für uns als Maschinenlieferant entschieden, schickt er uns Ideen, Skizzen und/oder 3D-Modelle seines Wunsch-Aluminiumbehälters. Auf dieser Basis entwickeln wir die Anlage vom Design des Behälters bzw. der Kapsel über das Werkzeug und Prüfmodul bis hin zur Stapel- einheit oder passen unsere Standardanlagen an die Wünsche an“, beschreibt der Ingenieur den Weg von der Idee zur fertigen Anlage. Nachdem die Behälter in der Presse in einem einzigen Hub in die fertige Form gebracht wurden, werden sie ausgeblasen und In-Line über Transportriemen und mechanische Bahnen zu den Modulen transportiert, in denen die Qualitätskontrolle erfolgt. „Aluminium ist als Basismaterial relativ teuer, daher sollen die Behälter möglichst dünnwandig sein. Jedoch steigt mit abnehmender Materialstärke die Gefahr, dass während des Umformvorgangs aufgrund von Einschlüssen im Rohmaterial oder wegen zu hoher Spannungen bei der Umformung Löcher entstehen, die den Behälter undicht und somit unbrauchbar machen“, erläutert Mathias Leuthold. „Deshalb müssen wir jeden fehlerhaften Behälter erkennen und aussortieren, da ansonsten bei Tiernahrung oder generell Lebensmitteln die Gefahr besteht, dass der Inhalt verdirbt.“ Aufgrund der hohen Fertigungsgeschwindigkeiten und der 100-%-Kontrolle kommt als Werkzeug zur Qualitätsprüfung die Bildverarbeitung in Frage. HLM nutzt diese Technologie bereits seit über 20 Jahren. Schnelle Fehlererkennung dank Embedded-PC-Systemen Bei der neuesten Anlagengeneration setzt das Schweizer Unternehmen nicht mehr auf intelligente Kamerasysteme, sondern auf ein Embedded-PC-Bildverarbeitungssystem. „Bei der bisherigen Architektur mit intelligenten Kameras musste erst ein PC an die Anlage angeschlossen werden, um Fehlerbilder anzuzeigen oder statistische Auswertungen vorzunehmen. Nur so konnte z. B. überprüft werden, ob auf einer der Linien mehr Fehler entstanden oder ob ein Fehlertyp häufiger auftrat. Solche Tendenzen kann der Bediener jetzt über einen Monitor an der Anlage einfacher und schneller erkennen und die Fehlerquellen in kürzerer Zeit gezielt ausschalten“, erklärt Mathias Leuthold. Realisiert ist diese Möglichkeit über einen Ringbuffer, der im Embedded-System die jeweils letzten 20 Fehlerbilder speichert und auf Abruf anzeigt. Neben aktuellen Ergebnisbildern kann sich der Anwender Statistiken über Fehlerarten und deren Häufigkeit, die Verteilung von Ausschuss auf die ver- Peter Stiefenhöfer, PS Marcom Services, Olching 42 INDUSTRIELLE AUTOMATION 1/2018

schiedenen Bahnen sowie Bilder von fehlerhaften Behältern am Anlagenbildschirm ansehen. Dies trägt zu einer schnelleren Fehlerbehebung durch geeignete mechanische Anpassungen an der Anlage bei. Ein weiterer Vorzug ist die bessere Anbindung an die MES-Systeme der Anwender. Dies ermöglicht eine optimierte Kontrolle der Produktion und Vorteile bei der Datenerfassung. Realisierung kundenspezifischer Lösungen HLM beschäftigt keine Bildverarbeitungsspezialisten, sondern vertraut auf das Knowhow von Stemmer Imaging. Dies galt auch für die Umstellung auf Embedded PC-basierte Systeme, wo sich Stemmer Imaging unter anderem um die Auswahl der Bildverarbeitungskomponenten kümmerte. Eine Machbarkeitsstudie führte dann zu einer Empfehlung, welche Produkte für die neue Anlagengeneration optimal geeignet sind. Zudem hat Stemmer Imaging alle Komponenten vorkonfiguriert und getestet geliefert, was den Aufwand bei der Anlagenrealisierung reduziert hat. In der neuen Anlagengeneration kommt pro Linie eine Kamera Genie Nano von Teledyne Dalsa zum Einsatz, die über Lichtschranken getriggert wird. Ausgestattet mit 01 Die Kameras sind unterhalb der Transportbahnen angebracht, die Beleuchtungen oberhalb einer Optik von Lensation sind diese Kameras unterhalb der Transportbahnen angeordnet. Die per Lichtschranke getriggerten LED-Beleuchtungen sind oberhalb der Prüfstationen in die Anlagen integriert, sodass die Behälter im Durchlichtverfahren inspiziert werden. „Für diesen Fall waren eine bestimmte Größe und ein festgelegter Beleuchtungswinkel nötig, sodass wir eine kundenspezifische Beleuchtung entwickelt haben“, so Claudio Sager, Geschäftsführer der Schweizer Stemmer-Imaging-Niederlassung. Der Embedded PC, der die Auswertung aller Bilder der vier Linien übernimmt und über den Real Time Manager für die Steuerung der Anlage sorgt, ist eine Sonderan- 02 Pro Transportbahn sorgt eine Kamera für optimale Aufnahmen der Behälter fertigung des Schweizer Elektronikherstellers Worx. Bei dieser Anlage muss der Embedded PC pro Minute und Bahn 120 Bilder auswerten und die Ergebnisse innerhalb kürzester Zeit an die Ausschleusestationen weitergeben, damit fehlerhafte Behälter sofort aussortiert werden können. Die Auswertung der Bilder erfolgt über die Bildverarbeitungssoftware Common Vision Blox (CVB) von Stemmer Imaging. „Auch bei dieser Komponente war das Know-how von Stemmer Imaging entscheidend, um die optimale Lösung zu finden“, so Mathias Leuthold. www.stemmer-imaging.de Unvergleichlich. Die neue HF­12M Serie Die derzeit kleinsten Objektive für Kameras mit 2.1µm Pixel Pitch Trotz des hohen Auflösungsvermögens überraschen die Objektive mit sehr kleiner Bauform. Mit einem Außendurchmesser von nur 33 mm bietet die neue Serie die derzeit kleinsten Objektive auf dem Markt im Vergleich zu anderen Objektiven mit ähnlichem Auflösungsvermögen. Mehr auf www.fujifilm.eu/fujinon Fujinon. Mehr sehen. Mehr wissen.

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