Sensoren für die Verpackungsindustrie Sterne zeugen von Qualität

„Qualität ist kein Zufall, sie ist immer das Ergebnis angestrengten Denkens.“ John Ruskin, englischer Kunstkritiker und Sozialökonom des 19. Jahrhunderts, war ein leidenschaftlicher Vordenker und Förderer von Qualität. Denken freilich setzt Intelligenz voraus und umso besser, wenn die Technik des 21.Jahrhunderts immer intelligenter wird. Denn in den hochkomplexen Umgebungen der Industrie muss sich der Mensch mehr und mehr auf künstliche Intelligenz verlassen, um seine steigenden Qualitätsansprüche verwirklichen zu können.

Qualität ist der Gradmesser zum Erfüllen aller Anforderungen an Produkte, Waren und Dienstleistung, aber auch weiter gefasst für Verfahren und Prozesse. Diese Anforderungen sind gerade in der Verpackungsindustrie besonders hoch. Die Qualität der Verpackung repräsentiert die Qualität des Inhalts und ist ein Schlüssel zum Verkauf am Point of Sale. Es geht um nicht weniger als perfekte Primär-, Sekundär- und Endverpackungen, aber auch um die anspruchsvollen Vorgaben im industriellen Arbeitsfluss. Die Verpackungsindustrie braucht intelligente Systeme und Geräte, um die geforderte Güte sicherzustellen. Sick nimmt dieser Herausforderung an und bietet der Branche ein breites Spektrum an intelligenten Sensoren und Sensorsystemen, die auf komplexe, häufig wechselnde Aufgaben zugeschnitten sind und zugleich die stetig steigenden Anforderungen an Markenschutz, Sicherheit und Dokumentierbarkeit erfüllen.

Lückenlose Kontrolle sorgt für Qualität

In allen Branchen der Verpackungsindustrie, ob Pharma, Kosmetik, Nahrungs- und Genussmittel, Haushaltswaren oder Hygiene, zählen verlässliche Qualität und Güte zu den Unternehmenszielen. Die hohen Durchlaufgeschwindigkeiten und Taktzeiten der Anlagen und Verpackungsmaschinen ermöglichen eine hohe Produktivität, die allerdings nur dann erreicht wird, wenn eine lückenlose Qualitätskontrolle sichergestellt werden kann. Ausfallzeiten müssen so weit wie möglich minimiert und Prozessdaten für vielfältigste Automatisierungsaufgaben, auch im Hinblick auf die anstehenden hohen Erwartungen im Rahmen von Industrie 4.0, erfassbar gemacht werden.

In der Verpackungsautomation gilt es, eine schier unüberschaubare Fülle von Verpackungsaufgaben mit Hilfe smarter Sensorik zu erfüllen. Am Beginn der Prozesskette steht die Primärverpackung. In der Verbrauchs- oder Konsumgüter-Industrie ist sie Träger von Markenkonzepten. Entscheidend für deren erfolgreiche Umsetzung in Produktideen sind Anlagen, die vollständige, stabile, hygienische und markengerechte Primärverpackungen sicherstellen. Hohe Anlagengeschwindigkeiten stellen hohe Ansprüche an die Zuverlässigkeit und Robustheit der Sensorik. Lichtschranken im Behältereinlauf und -auslauf erkennen transparente Objekte wie Glas- oder PET-Flaschen (Polyethylenterephthalat) und kontrollieren Anwesenheit, Position, Geschwindigkeit und Kontur. Beim Verschließen der Behälter kommen energetische Reflexions-Lichttaster zum Einsatz, die in Vibrationsförderern den Füllstand regulieren. Schließlich überwachen Reflexions-Lichtschranken die Verschlusszuführung. Auskunft über Füllstand, Druck, Durchfluss oder Temperatur im Vorlagetank geben kapazitive Näherungssensoren oder Sensoren mit geführter Mikrowellentechnik wie zum Beispiel der Füllstandsensor LFP Inox von Sick.

Ob der letzte Schritt im Handling der Primärverpackung, also das Verschließen der Behälter, erfolgreich ausgeführt wurde, ermittelt der konfigurierbare Stand-alone-Sensor TriSpector1000. Damit hat Sick eine kostengünstige 3D-Inspektion auf den Markt gebracht, die sich für die Qualitätskontrolle in der Konsumgüterindustrie eignet. Geprüft wird, ob beispielsweise die Deckel auf Marmeladengläser fest sitzen und die Gläser luftdicht verschlossen sind. Fehlerhafte Ware wird dann ausgeschleust, das sichert die Qualität. Handelt es sich bei der Primärverpackung um Verbundkartonagen, wie zum Beispiel in den Abfüllanlagen für Molkereiprodukte, kommen vor allem Kameralösungen zum Einsatz: 2D- und 3D-Kameras überprüfen die korrekt ausgestanzten Ausgießöffnungen im Kartonzuschnitt oder verifizieren die aufgebrachte Abdecklasche über der Ausgießöffnung auf korrekte Position. Encoder ermitteln dabei die genaue Geschwindigkeit.

Auch Sekundärverpackung muss perfekt sein

Die hohen Qualitätsanforderungen an die Primärverpackung bestehen in gleichem Maße für die Sekundärverpackung. Handel und Verbraucher sind anspruchsvoll und erwarten bei der Konfektionierung der Artikel und der Kommissionierung in Schachteln, Kästen, Gebinden und Displays vor allem Perfektion. Das Qualitätskontrollsystem Inline Code Matcher stellt durch Lesen eines Codes auf der Verpackung sicher, dass die richtige Verpackung für das richtige Produkt verwendet wird. Die Stand-alone-Lösung für modular vernetzte Lector 62x Codeleser ist einfach zu integrieren. Das System eignet sich damit besonders zum Nachrüsten bestehender
Anlagen.

Eine besondere Herausforderung stellt der Trend in der Verpackungsindustrie zu immer aufwändigeren und ausgefalleneren Etiketten dar. Mit dem Pattern-Sensor PS30 sind sie aber problemlos und flexibel zu handhaben. Eingelernte, markante Muster eines Bildes dienen als Referenz für das anschließende stabile Erkennen und Positionieren von Objekten, unabhängig von speziellen Referenzmarken. Vorteile dieses Systems sind mehr Designfreiheit, weniger Materialverbrauch und eine effektive Prozesskontrolle.

Im Kartonierer kommen eine Vielzahl von Lichtschranken und Lichttaster zum Einsatz, um der Komplexität des Einpackvorganges gerecht zu werden. IO-Link, die Schnittstelle von Sick, sorgt für Effizienz im Prozess und für ein komfortables Umstellen bei Formatwechseln. Werden Artikel kartoniert oder in Schrumpffolie verpackt, ist die Vollständigkeit des Gebindes das Qualitätsziel. Der 3D-Vision-Sensor TriSpector1000 kommt auch hier zum Einsatz. Er detektiert ob der Karton vollständig befüllt ist. Mit dem Blob-Finder lokalisiert er Objekte innerhalb eines benutzerdefinierten Größenbereichs, selbst wenn diese Objekte, wie etwa Pralinen in einer Pralinenschachtel, unterschiedliche Formen haben.

Codierdrucker bringen auf die Sekundärverpackungen Data-Matrix-Codes auf – deren lückenlose Überprüfung ist in vielen Branchen entscheidend für den Qualitätsprozess. Soll im ersten Schritt geprüft werden, ob der Druckvorgang erfolgreich und die Druckqualität ausreichend ist, kommt der „Print Detector“ der KTX/KTS-Reihe zum Einsatz. Da in der Pharmaindustrie die Null-Fehler-Toleranz gilt, stellt sie besondere Anforderungen an Bestückungssicherheit und Dokumentierfähigkeit. Darüber hinaus ist der Schutz vor Markenpiraterie ein großes Thema. Eine Lösung für diese Anforderungen ist der kamerabasierte Codeleser Lector62x. Er ist ein Sensor zur automatischen, stationären Decodierung von Codes auf
bewegten oder unbewegten Objekten.

Nur einwandfreie Ware darf zum Kunden

Sind Primär- und Sekundärverpackungsqualität sicher gestellt, dann geht es an die Endverpackung. Ob Versandschachtelverpackung, Palettierroboter oder Folienwickelmaschine, einer großen Aufgabenvielfalt müssen sich alle Endverpackungsanlagen stellen. Denn es geht nicht nur um verschiedene Paketformen und Paketgrößen oder um das Handling von Verpackungsmaterialien und der Gefahrstellenabsicherung. Auch die Gewährleistung des Materialflusses und die unterschiedlichen Leseabstände für ID-Träger müssen bewältigt werden. Die wichtigste Qualitätsanforderung besteht darin, dass die Ware in einwandfreiem Zustand beim Kunden ankommt. Der Hersteller Sick bietet dafür eine große Vielzahl an Lichtschranken-, Sensor- sowie Scannersystemen an.

Darüber hinaus sind auch Sicherheitsschalter, sichere Steuerungen bis hin zu kompletten Dienstleistungen im Portfolio des Sensor-Spezialisten. Für Flexibilität beim Formatwechsel von Kartonzuschnitten und gleichzeitig als sicherheitstechnische Schutzvorkehrung hat Sick das zertifizierte Sicherheitssystem Safeguard Detector entwickelt. Das Sicherheitssystem für Verpackungsmaschinen sorgt für zuverlässigen Eingreifschutz an Kartonmagazinen.

Qualität im Fokus

Die Linienkompetenz von Sick für die Verpackungsindustrie ist umfassend. Bei jedem Verpackungsschritt steht dabei die Qualitätssicherung an erster Stelle – von der ersten Tube, Flasche oder Spritze, vom ersten Blister, Beutel oder Karton über das Verkaufsgebinde für den Supermarkt bis hin zum kompletten Gebinde für den Versand. Ob Standardsensorik, komplette Systeme oder Serviceleistungen, für alle Verpackungsbranchen hat das Unternehmen intelligente Sensor-, Sicherheits- und
Auto-Identsysteme auf dem neuestem Stand der technischen Entwicklung im Portfolio. Qualität ist eben kein Zufall, wie John Rushin sagt.