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Bildverarbeitung für Märkte im Wandel – eine Chance für Verpackungshersteller

30. März 2022 | Lesezeit: 3 min

Viele Branchen stehen derzeit vor großen Aufgaben, die sich durch starke Veränderungen im Zuge der Digitalisierung, Automatisierung und dem gestiegenen Nachhaltigkeitsbewusstsein ergeben. Zusätzlich fordern Kunden eine immer stärkere Flexibilität und Individualisierung. Der Wandel eröffnet Herstellern Riesenchancen. Doch Fachwissen ist geboten, um sie mit den richtigen Ressourcen optimal zu nutzen.

Wir zeigen Ihnen heute am Beispiel der Verpackungsindustrie, wie Bildverarbeitung hilft, auch bei höchster Flexibilität, immer stärkeren Sicherheitsanforderungen und ständig wachsenden Produktionsgeschwindigkeiten 100%ige Qualitätsprüfungen zu garantieren.

Unternehmerische Herausforderungen

Materialien und Formen sind bei Verpackungen sehr vielfältig, da Verpackungen ganz verschiedene Funktionen erfüllen müssen.

Hinzu kommen neue Anforderungen wie:

  • Nachhaltiges Verpackungsmaterial ohne Mehrkosten
  • Smart Packaging – NFC
  • Sicherheitsmerkmale bzw. Fälschungssicherheit
  • Sicherstellung der Rückverfolgbarkeit
  • Produktschutz
  • Kleine Losgrößen
  • Innovative Designs für die Freude am Auspacken (Unboxing)

Gerade die Themen Nachhaltigkeit und Sicherheit verändern die Materialien und Designkonzepte ganz gravierend. Es muss mit völlig neuen Materialen und Techniken gearbeitet werden, die jedoch nicht die Produktsicherheit gefährden oder den Preis in die Höhe treiben dürfen.

Nachhaltigkeit und Produktsicherheit

Diese zwei Aspekte stellen auch besondere Anforderungen an die Bildverarbeitung, denn für jedes neuartige Material und jedes neu gestaltete Produkt muss eine Prüfstation an die vorliegenden Rahmenbedingungen angepasst werden.

Anwendungsbeispiele von Bildverarbeitung

  • Prüfung von Kartonagen auf korrekte Stanzung und Zuschnitt,
  • Kontrolle des Gewindes von Glasflaschen auf richtige Ausformung,
  • Lesen erhabener Zahlen oder gestanzten Punkt-Codes auf bedruckten Verpackungen,
  • Inspektion von Verschlusskappen auf seitenrichtige Montage oder
  • Zuverlässige Kontrolle von Verfallsdaten auf bunt bedruckten, unebenen Aluminiumdeckeln.

Moderne Produktionsanlagen ermöglichen die Herstellung verschiedenartiger Teile mit nur einer Maschine, um den Kundenwünschen nach Kleinserien und Einzelanfertigungen nachzukommen. Vor dem Versand ist es notwendig, die Produkte zu klassifizieren, damit sie entsprechend verpackt werden können.

Dazu dient eine am Roboter montierte 3D-Sensorlösung, die die richtigen Objekte identifiziert, aufnimmt und in den entsprechenden Behältern ablegt. Eine geeignete Software wie z.B. der Machine-Learning-Ansatz von CVB Polimago hilft beim Auffinden von Objekten mit Rotationsinvarianz oder mit Beschädigungen. So lassen sich falsch angeordnete Produkte oder Produktionsfehler zuverlässig erkennen.

Bildverarbeitungsprodukt und -lösungen

Eine besonders interessante Herangehensweise wird immer attraktiver und wird immer häufiger eingesetzt: Kameras mit InGaAsSensoren lassen im kurzwelligen Infrarot-Bereich (SWIR) bunte Aufdrucke ganz einfach „verschwinden“. Der Druck wird damit ausgeblendet und die für die Inspektion interessanten Punkt-Codes können so zuverlässig geprüft werden.

Auch Füllstandkontrolle oder der Blick durch opake Folien lassen sich mit Kameras im SWIR-Bereich realisieren. Hintergrund: Kurzwellige Infrarotstrahlen dringen tiefer vor oder können auch durch die Verpackung „hindurchsehen“.

Selbst schwierig zu inspizierende Lebensmittel wie beispielsweise Zucker, Salz, Saatkörner oder Nüsse lassen sich mithilfe von SWIR-Komponenten zuverlässig sortieren bevor sie in die Verpackung gehen.

Bereits verpacktes Obst und Gemüse kann auf Reifegrad und Frische untersucht werden.

Lesen Sie auch den Artikel zur neuen Sony SenSWIR-Technologie >

Wie rechnet sich ein Bildverarbeitungssystem?

Fertigungsprozesse sollen so schnell und effizient wie möglich ablaufen. Dies gelingt durch den Einsatz von Bildverarbeitung. Multikamera-Anwendungen sind hier ein spannendes Beispiel. Selbst in Highspeed-Prozessen lassen sich damit auswertbare Bilder aufnehmen. Die Daten werden im nächsten Schritt an industrietaugliche GPU-beschleunigte Edge-AI-Plattform zur Weiterverarbeitung transferiert.

Der Vorteil: Reaktionszeit und Bandbreitenbedarf lassen sich enorm reduzieren, da die Daten zur Verarbeitung nicht über das Netzwerk zu einem entfernten Recheneinheit geschickt werden müssen. Auf Ereignisse kann ohne Verzögerungen reagiert werden. Beispielsweise werden fehlerhafte Teile sofort und zuverlässig ausgeschleust.

Bildverarbeitung trägt zudem erheblich zur Prozessoptimierung bei. Beispielsweise kann die fehlerhafte Bestückung von Umverpackungen vermieden werden. Die Softwarebibliothek CVB bietet ein umfangreiches Portfolio an Tools, um Produkte zu zählen oder deren Anordnung zu prüfen. Selbst hohe variable Abweichung und / oder eine hohe Varianz der Objekte stellen zwar eine Herausforderung für die CVB-Tools dar, der unsere Software souverän begegnet. Damit lassen sich Fehler äußerst zuverlässig erkennen. Zusätzlich ist der Trainingsaufwand für neue Produkte relativ gering. Auch auf das Thema „kleine Losgrößen“ können Sie somit ganz flexibel reagieren.

Besonders deutliche Einsparungen bringt Bildverarbeitung dann, wenn Kontrollen in der industriellen Produktion automatisiert werden können, die bislang nur manuell oder halbautomatisch durchgeführt wurden. Diese Technologie birgt also noch viel Potenzial - insbesondere für die Verpackungsindustrie.

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