Qualitätsüberprüfung mit Sensorik im Herstellungs- und Verpackungsprozess

Verifizierung der Produktionsplandaten über Auslesung von QR-Codes

Sensorische Prüfung kann im Zusammenhang mit Speiseeis zweierlei bedeuten: das sinnliche Erlebnis, nämlich das Knacken beim Biss in die Schokoladenhülle mit anschließendem Geschmackserlebnis; oder die Qualitätsüberprüfung mit Sensorik im Herstellungs- und Verpackungsprozess. Letzteres übernehmen bei hoch automatisierten Verpackungsmaschinen u. a. kamerabasierte Codeleser und Vision-Sensoren.
Eis am Stiel ist Geschmackssache. Ob Karamell, Schoko, Erdbeere, Himbeere, Mandel oder vielleicht von jeder Sorte eins oder ein ausgewähltes Sortiment: Unilever trifft den Geschmack der Speiseeisliebhaber. Das Unternehmen hat eigenen Angaben zufolge 2014 weltweit 1 Milliarde Stück Magnum am Stiel umgesetzt. Ein Teil ging als sogenannte Single-Portion, ein Teil in Multipacks auf den Markt.
Bei der Sekundärverpackung in Multipacks spielt die richtige Chargenzuordnung nach Größe, Sorte und Stückzahl eine entscheidende Rolle. Der Eisliebhaber will sich am Ende darauf verlassen, dass er seine Wunschsorte auspackt, diese zügig in der Kühlkette verarbeitet wurde und das aufgeprägte Haltbarkeitsdatum zuverlässig Auskunft über die Frische des Produkts gibt.
Der Hersteller des Speiseeises und Anlagenbetreiber muss sich sicher sein können, dass auf einer Verpackungsmaschine zudem unterschiedliche Kartons mit unterschiedlichen Sortimenten korrekt bestückt und verschlossen werden. Dabei stellen wechselnde Designs der Faltschachteln eine weitere Herausforderung dar.

Formatvielfalt auf einer Maschine
Der Horizontal-Kartonierer HK 4 ist ein Topmodell der Dienst Verpackungstechnik GmbH und automatisiert den Verpackungsprozess von vorgeklebten Faltschachteln bei höchsten Anforderungen an die Formatvielfalt, an kurze Rüstzeiten, Ergonomie und sichere Maschinenverfügbarkeit bei gleichzeitig schonendem Umgang mit den Produkten.
Die Verpackungsmaschine ist modular gebaut. In der 6-Zoll-Variante ist die Maschine klein, kompakt und kann bis zu 300 Faltschachteln pro Minute verarbeiten.
Während das Eis in Faltschachteln verpackt wird, ist keine Tiefkühlung nötig. Der HK 4 ist der Produktionslinie nachgeschaltete und übernimmt die ankommenden Eistüten z.

B. für Sechserpackungen der Mini-Varianten von Magnum Weiß, Magnum Mandel und Magnum Classic. Ein kamerabasierter Codeleser Lector620 Professional von Sick liest den QR-Code auf der Faltschachtel ein. Stimmen die Produktionsplandaten damit überein, wird das ankommende Eissortiment per Schieber in die Faltschachtel befördert.
Vorher werden die Laschen der Schachtel auseinander gespreizt, die Produkte eingeschoben und die Laschen anschließend verschlossen. Spätestens, wenn die erste Schachtel an dem QR-Code-Leser ist, kann kontrolliert werden, ob die Daten von der Schachtel mit Daten aus der Produktion übereinstimmen. Sobald die Schachtel aufgerichtet wurde, drücken Schikanen die untere Lasche nach oben, nach dem Aufsprühen des Klebers wird die Decklasche angedrückt. Die Schachtel ist geschlossen.
Falls ein QR-Code als falsch gelesen wurde, protokolliert die Maschine die fehlerhafte Erkennung und schleust automatisch die betreffende Faltschachtel aus dem Verpackungsprozess aus, ohne diesen zu unterbrechen. Wenn per QR-Code drei Schachteln als falsch gelesen wurden, stoppt die Maschine, weil die QR-Daten nicht mit den Daten der Produktionssteuerung übereinstimmen. So werden Fehlkonfektionierungen vermieden. Über den QR-Code kann im Prinzip die ganze Wertschöpfungskette überwacht werden. Denn für die Lebensmittelproduktion und -verpackung gelten besonders strenge Qualitätsregeln. Speiseeis gehört zu den empfindlichen Lebensmittelprodukten.
Auf dem HK 4 werden bis zu 180 Magnum-Faltschachteln pro Minute befüllt. Es gibt derzeit sieben verschiedene Schachtelgrößen für die verschiedenen Packschemata. Dabei werden die Eistüten einreihig, zweireihig, zweimal dreireihig, zweimal vierreihig oder zweimal fünfreihig zugeordnet.
Erst am Ende des Umverpackungsprozesses erhalten die Faltschachteln per Laserdruck das Verbrauchsdatum. Der Vision-Sensor verifiziert die Anwesenheit des Datums. Der Multipack ist komplett.

Kamerabasierte Codeleser
Die Sensoren der Produktfamilie Lector62x sind kompakte, kamerabasierte Codeleser, speziell zugeschnitten auf die Anforderungen der Industrie. Sie identifizieren höchst zuverlässig die gängigsten Codearten: in Bewegung oder im Stillstand, sogar bei schlechtester Codequalität. Die sehr kompakte Bauform gewährleistet einen flexiblen Einbau selbst bei wenig Platz.
Das kompakte und robuste Metallgehäuse in Schutzart IP 65 - optional IP 67 - ist um bis zu zwei Drittel kleiner als bei den meisten industriellen 2D-Codelesern. Gehäusenuten und Nutensteine mit variablen Lochabständen sowie die drehbare M12-Steckereinheit gewährleisten jederzeit eine sichere und schnelle Montage. Vielseitig sind auch die Möglichkeiten für eine einfache und offene Integration von Codelesern in ihre jeweilige IT-Umgebung. Ethernet TCP/IP, FTP, EtherNet/IP, PROFINET, CANopen, serielle Schnittstelle, digitale E/As – bei der Produktfamilie Lector62x sind alle relevanten Datenschnittstellen in das jeweilige Gerät integriert. Hinzu kommt eine ebenfalls in alle Geräte integrierte USB-Schnittstelle, die umfangreiche Service- und Diagnosefunktionalitäten ermöglicht.

Intelligente Bildverarbeitungslösung im Sensorpaket
Für Bildverarbeitungsapplikationen ist der Vision-Sensor Inspector eine intelligente Lösung in nur einem Gerät. Und das unabhängig von der Aufgabenstellung: Verifizierung von Qualität und Vollständigkeit, Erkennung der Teileposition oder Messanwendungen. Das robuste IP-67-Metallgehäuse ist an den Industrieeinsatz angepasst und durch die intelligente Bildverarbeitung ist der Vision-Sensor perfekt für Applikationen mit hoher Geschwindigkeit geeignet. Die variablen Befestigungsmöglichkeiten sind für eine einfache Anpassung an die optischen Anforderungen des jeweiligen Einsatzbereichs beim Kunden konzipiert. Das gewährleistet eine hervorragende Inspektion, selbst bei schwierig zu erkennenden Objekten wie stark reflektierenden Teilen und mehrfarbigen Aufklebern. Die gesamte Produktfamilie bietet durch zahlreiche Schnittstellen umfassende Unterstützung bei Steuerung, Kontrolle und Datensammlung.
Jährlich kommt eine Vielzahl an neuen Speiseeissorten auf den Markt. Mit den Eissorten nimmt auch die Vielfalt der Faltschachteldesigns zu. So gibt es jetzt die neue Magnum-Schachtel mit den runden Ecken und ihrem exklusiven Design als Hingucker, denn auch das Auge isst ja bekanntlich mit.
Der Horizontal-Kartonierer HK 4 sorgt für fehlerfreie Konfektionierung unterschiedlicher Eistütenchargen und -sortierungen in vielfältigen Faltschachteldesigns. Der sensorischen Überprüfung am Ende der Wertschöpfungskette, nämlich auf der Zunge des Eisliebhabers, steht nichts mehr im Wege. Über Geschmack lässt sich bekanntlich nicht streiten. Über den falschen schon …
 

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