Aufrufe
vor 5 Monaten

Industrielle Automation 3/2018

  • Text
  • Industrielle
  • Automation
Industrielle Automation 3/2018

Sicherheit hat höchste

Sicherheit hat höchste Priorität Bildverarbeitungssysteme gewährleisten zuverlässigen Verpackungsprozess von medizinischen Wirkstoffen 01 02 03 In der Pharmaindustrie müssen bei der Verarbeitung von Medikamenten strenge Qualitätsanforderungen eingehalten werden, damit Patienten keine Folgeschäden erleiden. In einer neuen Anlage zur Verpackung von Schmerzmitteln sorgen deshalb drei Bildverarbeitungssysteme für zuverlässige Qualitätsüberprüfungen. Mucoadhesive Buccal Film (MBF) lautet der medizinische Fachausdruck für die Verabreichungsform der starken Schmerzmittel, für die der Maschinenbauer Harro Höfliger Produktions- und Verpackungsanlagen entwickelt und baut. Was Patienten am Ende aus einer Verpackung entnehmen und zur Schmerzlinderung im Mund zergehen lassen, muss bei der vorangegangenen Verarbeitung in allen Prozessstadien strengsten Qualitätsanforderungen genügen. „Bei unserer Produktions- und Verpackungsmaschine vom Typ PMK 150/300 wird zunächst der MBF-Wirkstoff, der auf einer Trägerfolie aufgebracht ist, in Form einer Rolle abgewickelt und die Schutzfolie auf der Oberseite über entsprechende Mechaniken abgezogen“, erläutert Hartwig Sauer, Leiter des Bildverarbeitungsteams bei Harro Höfliger, den ersten Schritt der Abläufe in der Maschine. „Anschließend wird die Bahn mit einer Angabe zur Wirkstoffdosierung über einen Flexodrucker bedruckt. Der Wirk- Peter Stiefenhöfer, PS Marcom Services, Olching stoff ist in dem Laminat gleichmäßig verteilt, sodass die Medikamentendosierung über die Größe des MBF gesteuert werden kann.“ Zwischen 10 × 10 und 17 × 17 mm groß sind die Produkte, die in dieser Anlage zwischen einer oberen und unteren Aluminiumverbundsfolie in jeweils 50 × 50 mm große Aluminiumbeutel ge siegelt werden. Drei Bildverarbeitungsstationen im Einsatz Das erste Bildverarbeitungsmodul überprüft den korrekten Aufdruck auf der Vorderseite aller drei Wirkstoffstreifen mit einer maximalen Geschwindigkeit von 1 050 Teilen pro Minute oder umgerechnet fast 18 Teilen pro Sekunde, und dies auf jeder der drei Bahnen. Die getriggerte Bildaufnahme über alle drei Streifen und 150 mm hinweg übernimmt eine Spyder3-Zeilen kamera von Teledyne Dalsa mit 4k-Pixeln Auflösung und einer APO-Componon- Optik von Schneider Kreuznach. Für die passende Beleuchtung sorgt eine rote LNSP- Zeilenbeleuchtung von CCS. Die Auswertung der Bilder übernimmt anschließend ein Indus trie-PC. Fehlerhafte Teile werden im internen Schieberegister der Maschine als „schlecht“ gekennzeichnet und am Ende der Maschine in einen separaten Auswurf ausgeschleust. Anschließend werden aus den drei Bahnen die finalen Produkte mit einer Rotationsstanze ausgeschnitten und mittels Vakuum auf die untere Packstofffolie übergeben. Die Produkte sollten somit nun in Dreierreihen mit korrektem Abstand in Längs- und Querrichtung auf dem Trägerstoff platziert sein, was die zweite Bildverarbeitungsstation überprüft: Sie kontrolliert zum einen die Position der vereinzelten Produkte, um sicherzustellen, dass der anschließende Versiegelungsprozess korrekt ablaufen kann. Zum anderen prüft sie die Produktgröße sowie eine Kontamination durch Fremdkörper. Diese Fehler erkennt das System bis zu einer Größe von etwa 1 mm². An dieser zweiten Bildverarbeitungsstation erfolgt die Bildaufnahme über alle drei 01 An der ersten Bildverarbeitungsstation findet die Aufdruckkontrolle mit bis zu 1 050 Teilen pro Minute statt 02 An der zweiten Bildverarbeitungsstation werden die Positionen der vereinzelten Produkte überprüft 03 Die dritte Station prüft die Bedruckung der oberen Packstoffbahn und liest unter anderem Produktionsdaten, Verfallsdatum und Chargennummer als 2D-Matrixcode 74 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2018

04 Flexibel konfigurierbare Produktions- und Verpackungsmaschine für Pharmazie, Medizin und Diagnostik Streifen hinweg erneut über die Kombination einer Spyder3-Zeilenkamera und einer APO-Componon-Optik. Für die optimale Ausleuchtung der Streifen sorgt in diesem Fall eineblaue LNSP-Zeilenbeleuchtung mit Koaxial-Aufsatz. Mit ihr konnten das Produkt und für den Fall einer späteren Erweiterung um Druckprüfungen an dieser Stelle auch die Schrift zum Hintergrund optimal kontrastiert werden. Eine dritte Bildverarbeitungsstation prüft die Bedruckung der oberen Packstoffbahn. Diese Inspektion ist der ersten Station sehr ähnlich: Geprüft werden die zuvor gedruckten Produktionsdaten, das Verfallsdatum, die Chargennummer sowie die Packstoffnummer als 2D-Matrixcode. Zuverlässige Fehlererkennung Die zeilenförmigen Bilddaten aller drei Bildverarbeitungsstationen werden an einen Rechner übergeben, in dem ein Frame Grabber des Typs Microenable IV von Silicon Software die eingehenden Zeilendaten puffert, zu kompletten Bildern zusammensetzt und auswertet. „Dieser Teil der Aufgabe war sehr anspruchsvoll, denn die Bilder wer-den über die einzelnen Produkte hinweg überlappend aufgenommen“, erläutern die verantwortlichen Applikationsingenieure Achim Hasmüller und Goran Tambolas von Harro Höfliger. „Jedes Bild besteht aus dem Ende des vorangegangenen Produkts, des kompletten aktuellen Produkts und dem Anfang des nachfolgenden Produkts. So können wir sicherstellen, dass auch Fehler an den Schnittstellen zweier Pro dukte zuverlässig erkannt werden.“ Da alle Aufnahmen getriggert erfolgen, können die Positionen der fehler- haften Produkte im Prozess exakt verfolgt werden, um diese am Ende der Maschine als Schlechtteile aus zuwerfen. Nach vergeblichen Versuchen mit anderen Technologien konnte das Bildverarbeitungsteam von Harro Höfliger diese Verarbeitungsaufgabe mit einem Frame Grabber in Kombination mit der Softwareumgebung Visual Applets von Silicon Software lösen. Einen rechenintensiven Teil der Bildverarbeitung übernimmt dabei ein FPGA auf dem Frame Grabber und reduziert damit die CPU- Belastung des Indus trie-PCs durch eine Bildvor verarbeitung. „Nach einer Schulung von Silicon Software zur optimalen Nutzung der FPGA- Architektur auf dem Frame Grabber in Kombination mit Visual Applets haben wir die für unsere Anforderungen nötigen Anpassungen bei Stemmer Imaging in Auftrag gegeben. Stemmer Imaging hat dabei die FPGA-Programmierung übernommen und das Bildverarbeitungssystem mit uns weiterentwickelt, um u. a. Monochrom- und Farbzeilenkameras einsetzen zu können.“ Von den beschriebenen Anlagen hat Harro Höfliger mittlerweile weltweit bereits über 100 Stück verkauft. www.stemmer-imaging.de Immer im Fokus Trotz Vibrationen Das einzigartige Fujinon Objektivdesign für stabile Bildqualität Dank der Anti Shock & Vibration Technologie bieten die Fujinon Objektive eine hohe Robustheit gegen Stöße und Vibrationen in der industriellen Bildverarbeitung. Das Auflösungsvermögen bleibt konstant hoch und die Verschiebung der optischen Achse wird minimiert. Die Fujinon HF-12M Serie und die Modelle HF6XA & HF50XA sind bereits mit der neuen Technologie ausgestattet. Mehr auf www.fujifilm.eu/fujinon Fujinon. Mehr sehen. Mehr wissen.

AUSGABE