Alle 25ms eine Flaschenprüfung

100% Kontrolle mit Vision-Sensoren bei Warsteiner

Die Warsteiner Brauerei kontrolliert mit dem Vision Sensor BVS-E nach dem Abfüllprozess im Rahmen einer 100% Kontrolle die Anwesenheit von Etiketten auf Keg-Fässern, die korrekte Beschriftung von Flaschenlabeln sowie die Qualität von Sixpack-Cluster-Verpackungen.
Die Warsteiner Gruppe mit ihren 2.300 Mitarbeitern gehört mit einem Absatzvolumen von 4,56 Mio. Hektolitern und einem Umsatz von 530Mio.E (2012) zu den führenden privaten Brauereiunternehmen Deutschlands. Zum Familienunternehmen zählen heute weltweit rund 120 Firmen. Herzstück der Unternehmensgruppe ist die 1753 gegründete Warsteiner Brauerei Haus Cramer mit Sitz in Warstein in der Nähe von Soest, mit ihrer Stammmarke Warsteiner Premium Verum. Sehenswert ist auch das Betriebsgelände, dessen Fläche ca. 66 Fußballfeldern entspricht. Hier werden täglich bis zu 4.000 Paletten bewegt und 200 LKWs abgefertigt.

55.000 Flaschen pro Stunde prüfen

In den Abfülllinien für 0,5l Flaschen werden mit einem schnellen Laser auf spezielle auf der Flaschenrückseite aufgebrachte Labels das Mindesthaltbarkeitsdatum (MDH), die Uhrzeit und der Maschinencode eingebrannt. Diese Markierungen gilt es mit dem Vision-Sensor für jede Flasche mit dem Werkzeug ´Kantenzählen´ zu prüfen, denn fehlt das Mindesthaltbarkeitsdatum, darf sie nicht in den Handel gelangen. Getriggert wird die Kamera von einer Lichtschranke. Sie detektiert die Gestänge der Zentriertulpen, die die Flaschen durch die Anlage führen. Die besonderen Herausforderungen der Applikation erklärt Andreas Zydek, geschäftsführender Consultant der Firma BHV Automation, der den Getränkehersteller bei der Auslegung der Anlagen beraten hatte: „Die Flaschen sind in extrem schneller Bewegung, denn bis zu 55.000 Flaschen durchlaufen in der Stunde die Anlage. Für den Sensor mit seinem s/w-CMOS-Bildaufnehmer (640×480 Pixel) bleibt damit nur noch eine Bearbeitungszeit von 25ms pro Prüfvorgang bei 16 Flaschen pro Sekunde, doch diese Aufgabe löst der Sensor mit Bravour. Wir haben ein besonders kompaktes VA-Ringlicht mit Fresnelloptik als Zusatzbeleuchtung eingesetzt. Es verstärkt die Lichtleistung der integrierten Leuchte punktuell.“ Um den besonderen Bedingungen des Brauereibetriebes gerecht zu werden, wurden Sensor und Leuchte zusätzlich in ein abgedichtetes V2A Einbaugehäuse mit entspiegelter Glasscheibe integriert, was eine problemlose Reinigung der Anlage mit viel Wasser und Reinigungsmitteln erlaubt.

Parametrierung leicht gemacht

Für die Parametrierung des Sensors benötigt man bei Warsteiner keinerlei Programmierkenntnisse oder langwierige Schulungen. Der Vision Sensor im Scheckkartenformat ist über die mitgelieferte Software ConVIS einfach zu handhaben. „Sobald wir den Sensor über die integrierte Ethernet-Schnittstelle an ein Windows-Notebook angeschlossen haben, sehen wir sofort ein laufendes Bild des Erfassungsbereichs auf dem Monitor“, erläutert Rainer Ifland, Gruppenleiter Elektrotechnik in der Instandhaltung bei der Warsteiner Brauerei, und führt weiter aus: „Wir müssen dann nur noch die gewünschten Werkzeuge und Bildausschnitte aussuchen und den Ausgang anwählen, schon ist der Sensor betriebsbereit.“ Den korrekten Schwellenwert für jedes Werkzeug zu finden, ist einfach: Hinweise in den Farben Rot und Grün signalisieren die korrekte Einstellung schon vor dem Wechseln in den Betriebsmodus. Danach arbeitet der Sensor vollkommen autonom als Standalone-Gerät. Bis zu 20 Konfigurationen kann der Anwender direkt im Sensor speichern. Das gilt auch für eine zweite Variante des Sensors, den BVS-E Identification, der speziell für das Lesen und Erkennen von 1D-Codes (Barcodes) bzw. 2D-Codes (DataMatrix-Codes) konzipiert wurde.

Anwesenheitskontrolle per DataMatrix-Code

Eingesetzt wird er in der Warsteiner Brauerei in Etikettier-Systemen für 30 und 50l Mehrwegfässer aus Edelstahl, sogenannte Keg-Fässer. Er überprüft dort im Rahmen einer 100% Kontrolle die Anwesenheit von Etiketten auf der Verschlusskappe über dem Keg-Kopf der Fässer. Das Etikett gibt in Klarschrift Auskunft über die Biersorte, das Abfülldatum und kann neben dem Mindesthaltbarkeitsdatum noch weitere spezifische Informationen wie Chargennummer und Losgröße enthalten. Der besondere Clou: Gelesen wird nicht die Schrift, sondern ein zusätzlich aufgedruckter 2D-Matrixcode auf dem Etikett. Der Erfassungsprozess in der Etikettierlinie ist schnell erklärt: Ein Transportband führt die Fässer mittig zu, so erscheinen die Schutzkappen der KEG-Verschlüsse immer an der gleichen Position unterhalb des Druckers. Sobald ein Sensor die Anwesenheit eines Fasses meldet, liefert ein Etikettendruckspender just in time ein druckfrisches Etikett an, das dann von einer Pneumatikachse auf die Schutzkappe des Keg-Fasses geklebt wird. Der am Druckgestell befestigte Vision-Sensor wird bei Sortenwechsel automatisch mitgeführt. Ist die Achse wieder an ihren Ausgangspunkt zurückgefahren, löst dies ein Triggersignal aus, auf das der Sensor dann zuerst mit einem OK-Signal seine Betriebsbereitschaft signalisiert, was sicherstellt, dass kein Fass ungeprüft das Haus verlässt.

Verpackungskontrolle leicht gemacht

Pfiffig gelöst wurde auch noch eine dritte Aufgabenstellung bei Warsteiner: Hier werden nach der Abfüllung jeweils sechs Getränkeflaschen zu einem 6er-Gebinde (‚Sixpack‘) geclustert. Die patentierte Kartonverpackung kommt ohne Heißkleber aus und beruht auf einem speziellen Schiebe-Ziehmechanismus, bei dem eine Kartonage von oben automatisiert über die Flaschen geschoben und unterhalb der Flaschen drei Kartonlaschen so miteinander verriegelt werden, dass die Flaschen beim Anheben sicher transportiert werden können. Auch hier kontrolliert Warsteiner mittels eines Vision-Sensors den festen Sitz aller Verriegelungen auf der Unterseite der Verpackung. Geprüft wird jeweils an drei Positionen die Breite der einzelnen halbmondförmigen Laschen, die schwarz bedruckt sind und gut zum übrigen Karton kontrastieren. Ist nur eine der Verriegelungen defekt, so wird das Sixpack ausgeschleust. Getriggert wird der Sensor über die Kanten der Sixpacks, sobald sie von Lichtwellenleitern erfasst werden.