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Industrielle Automation 5/2016

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Industrielle Automation 5/2016

SENSORIK UND MESSTECHNIK

SENSORIK UND MESSTECHNIK Nahezu Unsichtbares zuverlässig erkennen Vision- und ID-Lösungen steigern die Qualität einer automatisierten Kontaktlinsen-Verpackung Janina Guptill, Jan Grootjans Wenn empfindliche, durchsichtige Produkte in einer klaren Flüssigkeit erkannt werden müssen und dabei ein lichtdurchlässiger Code zu lesen ist, übersteigt dies die üblichen Anforderungen einer Identifikation. Ein niederländischer Hersteller von Kontaktlinsen muss genau solch eine Herausforderung meistern. Er setzt deshalb auf eine Verpackungsmaschine mit Visionund ID-Systemen, die sehen, was andere nicht sehen. Sorgfalt und Hygiene spielen nicht nur beim Endkunden von Kontaktlinsen eine wichtige Rolle, auch der Verpackungsprozess ist mit hohen Qualitäts- und Hygieneanforderungen verbunden. NKL Contactlenzen – ein Tochterunternehmen von Menicon, einem in Japan ansässigen Hersteller von Kontaktlinsen und medizinischen Lösungen rund um Kontaktlinsen – installierte aus diesem Grund in seinen Produktionseinrichtungen im niederländischen Emmen eine kompakte Verpackungsmaschine. In dieser Maschine werden kundenspezifische Kontaktlinsen effizient und besonders vorsichtig verpackt. Die schlüsselfertige Lösung, in der die reine Mechanik optimal mit elektrischer Automation kombiniert ist, wurde von Stevens Engineering entwickelt und installiert. Die Vision- und ID-Lösungen, die in dieser Verpackungsmaschine zum Einsatz kommen, stammen dagegen von Cognex. Hohe Versiegelungsqualität für ein empfindliches Produkt 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 sehr kleinen Grundriss und erfordert kaum Bedienpersonal. Die Versiegelungsqualität ist sehr hoch und die Dosierung der Flüssigkeit hochpräzise. Aktuell beträgt die Zykluszeit nur 10 s. 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. Die Maschine ist mit einem rotierenden Drehtisch ausgestattet, der zehn 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 200 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 × 480 Pixel (bei größter Blende) – er ist geeignet für 1-D-Anwendungen. Innerhalb der Verpackungsmaschine scannt dieses Lesegerät den Barcode, der auf dem Produktträger aufgebracht ist. Basierend auf dieser Identifikation wird der Linsenbe - hälter mit einer von zwei möglichen Konservierungsflüssigkeiten exakt befüllt. Füllstand prüfen und Schäden aufspüren Nach dem Befüllen detektiert das Bildverarbeitungssystem In-Sight 7050 von Cognex die Kontaktlinsen – und dies ist eine 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 aufgrund seiner Autofokusfunktion und der schnellen Bildaufnahme 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 Janina Guptill, Janina Guptill, Marcom Specialist, Cognex Germany Inc.; Jan Grootjans, Projektmanager Manufacturing & Machinery, Stevens Engineering, 26 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2016

SENSORIK UND MESSTECHNIK 01 Die moderne Verpackungsmaschine für Kontaktlinsen bietet einen hohen Durchsatz auf kleinem Raum 02 Eines der drei Systeme im Verpackungsprozess: der Barcode-Reader liest 1-D- und 2-D-Codes auf Produktträgern und Deckeln Schäden aufweisen. Dies ist z. B. 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. 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 2D-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 200 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. Konstant hohe Verpackungsqualität gewährleisten Stevens Engineering benötigte weniger als ein halbes Jahr, um diese kundenspezifische Lösung für NKL Contactlenzen zu entwickeln und zu installieren. Nach weiteren sechs Monaten praktischer Anwendung in einer Reinraum-Produktionsumgebung ist der Kunde mit der Verpackungslösung, die ihm vielfältige Funktionen auf sehr kleinem Raum bietet, zufrieden. Die neue Maschine ist schneller und benötigt weniger Bedienpersonal, was 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, erfüllt wurden. Fotos: Aufmacher Fotolia, Einklinker Cognex, 01 - 02 Stevens Engineering www.cognex.com DER Bestseller für Transportüberwachungen, Diagnosen, Belastungstests! Speicherrekord: 1 Milliarde Messwerte Datenlogger MSR165 für Schock und Vibration Mit dem robusten MSR165 können Sie bis zu 5 Jahre lang 1600 Messungen pro Sekunde im Bereich Beschleunigung (Stösse, Vibrationen) durchführen. 3-Achsen-Beschleunigungssensor ±15 g /±200 g • Sensoren für Temperatur, Feuchte, Druck, Licht • 4 Analogeingänge • LiPo-Akku 900 mAh • IP 67 • MSR PC-Software zur Datenerfassung und –auswertung. Kontaktieren Sie uns, wir beraten Sie gerne! Weitere Infos und Verkaufsstellen: www.msr.ch