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Vision-Sensoren und die Verpackungsindustrie

01  Verisens-Sensoren von Baumer werden unter anderem im Bereich der ­Verpackung und der Qualitäts­prüfung eingesetzt. Als Inline-Lösung können Produkte beispielsweise ­direkt nach dem Prozessschritt ­anhand verschiedener Merkmale ­geprüft und fehlerhafte Teile umgehend ausgeschleust werden

01  Verisens-Sensoren von Baumer werden unter anderem im Bereich der ­Verpackung und der Qualitäts­prüfung eingesetzt. Als Inline-Lösung können Produkte beispielsweise ­direkt nach dem Prozessschritt ­anhand verschiedener Merkmale ­geprüft und fehlerhafte Teile umgehend ausgeschleust werden

02  Neue Verisens-Vision-Sensor-­Modelle von Baumer verdoppeln die ­Produktivität und verfügen über ­integriertes Industrial-Ethernet

02  Neue Verisens-Vision-Sensor-­Modelle von Baumer verdoppeln die ­Produktivität und verfügen über ­integriertes Industrial-Ethernet

03  Michael Steinicke ist im Produktmanagement im Baumer ­Vision Competence Center tätig

03  Michael Steinicke ist im Produktmanagement im Baumer ­Vision Competence Center tätig

Seit Anfang des Jahres sind die neuen Modelle der Vision-Sensor-Reihe von Baumer verfügbar. Bei diesen profitieren Anwender unter anderem von einer ­gesteigerten Produktivität bei der bildbasierten Qualitätskontrolle. Welche weiteren Vorteile die Sensoren zusätzlich für die Verpackungsindustrie und die zukünftige Industrie 4.0 mitbringen, erklärt Michael Steinicke, Produktmanager im Baumer Vision Competence Center, im Interview.

Herr Steinicke, der Industrie-4.0-Hype verändert das Produktionsumfeld wie kein Trend zuvor. Mit welchen wesentlichen neuen Anforderungen werden Sensorhersteller wie Baumer im Zuge der Umsetzung des Industrie-4.0-Gedankens konfrontiert?
M. Steinicke (Bild 3): Die aktuelle Diskussion um Industrie 4.0 hat sich kontinuierlich entwickelt und inzwischen kristallisieren sich Trends heraus, die wir schätzen. Zu nennen sind hier Themen, wie OPC UA und TSN. Wir arbeiten aktiv in der VDMA Working Group zur Entwicklung ­einer OPC UA Maschine Vision Spezification mit. ­Unsere Baumer-IoT-ready-Sensoren unterstützen die aktuellen Kommunika­tionsstandards, wie Profinet, Ethernet/IP oder IO-Link. Baumer ist bestrebt, dieses Angebot sukzessive auszubauen. Diese Kommunikationswege ­ermöglichen es, zusätzlich zu den für die Steuerung relevanten Daten auch (Meta-)Daten dieser Sensoren in die Cloud zu transferieren.
Bildgebende Sensorik unterstützt bereits viele Indus­trie-4.0-relevante Themen, wie die Produktidentifizierung (zum Beispiel über 2D-Codes), liefert auf Wunsch eine Vielzahl an Daten und bietet Prinzip bedingt ein hohes Maß an ­Flexibilität.

Seit Anfang des Jahres bieten Sie 16 neue Modelle Ihrer Vision-Sensor-Reihe Verisens an. Inwiefern entsprechen Sie mit diesen den I4.0-Anforderungen?
M. Steinicke: Unsere Verisens-Sensoren (Bild 2) bieten bei allen neuen Modellen die Unterstützung von Echtzeit-Ethernet, zum Beispiel Profinet. Der Vision-Sensor speichert bis zu 255 Prüfprogramme, die auch noch online ausgetauscht werden können. Damit werden die zum Thema ­Industrie 4.0 angedachten kleinen Fertigungslose bereits heute unterstützt. Fast alle Modelle konnten auch bisher schon Prozessdaten und Statistik liefern. Nicht zuletzt genannt sei das konfigurierbare Web-Interface, welches seit 2013 – entsprechende Infrastruktur vorausgesetzt – selbst über mobile Devices und plattformübergreifend die Visualisierung und Nachparametrierung ermöglicht.

Was ist der Hintergrund für diese massive Ausweitung der Verisens-Baureihe und welche Verbesserungen bringen die neuen Vision-Sensoren generell mit?
M. Steinicke: Baumer hat hier aktuell Handlungsbedarf gesehen, weil Kunden immer schnellere Prozesse mit immer mehr gleichzeitigen Prüfungen versehen. Demzufolge wurde die Rechen-Performance im Durchschnitt um den Faktor zwei gesteigert. Einige Modelle können mehr als 7 000 Objekte pro Minute prüfen – bei voller Auflösung. Genauso relevant ist aber die Möglichkeit, nun zusätzliche Prüfungen in der gleichen Zeit wie bisher durchführen zu können. Es ist schließlich einer der wesentlichen Vorteile bildbasierter Verfahren, verschiedene Merkmale auf einmal zu untersuchen.
Zusätzlich wurden die Algorithmen optimiert. Kunden profitieren hier unter anderem von Vorteilen bei der Erkennung schwer lesbarer Codes. Und wie bereits erwähnt, haben alle neuen Geräte integriertes Industrial Ethernet, wie Profinet, an Bord.

Für die Sensoren bieten Sie auch ein konfigurierbares Web-Interface an. Wurden auch hier Anpassungen vorgenommen?
M. Steinicke: Das Web-Interface haben wir in den letzten Jahren permanent weiterentwickelt und verbessert. Mit unseren neuen Modellen gehen wir noch einen Schritt weiter: Die Multiviewer-Funktion erlaubt die Überwachung und sogar die Nachparametrierung von bis zu 16 Verisens in einem einzigen Browser. So hat man die Vision-Sensoren einer kompletten Maschine im Blick und kann im Bedarfsfall zielgerichtet Prüfaufgaben ändern.

Vision-Sensoren zeichnen sich durch ihre vielfältige Einsetzbarkeit aus. Welche Möglichkeiten für deren Parametrierung bieten Sie für den Kunden an?
M. Steinicke: Bei der Ersteinrichtung werden alle Verisens mit unserer einheitlichen Konfigurationssoftware „Application Suite“ parametriert. Mit dem Web-Interface kann der Nutzer Parameter ändern, also nachparametrieren. Prädestinierte Anwendungsfälle sind zum Beispiel verschobene Etiketten oder signi­fikant geänderte Oberflächen. Eine gern genutzte Möglichkeit von Kunden mit ähnlichen Produkten bzw. Chargen ist auch, den Job zu kopieren und durch Anpassen von Parametern einen neuen Job zu erstellen. Das erfolgt per Touchscreen direkt an der Maschine und ohne Fremdsoftware. Die dritte Möglichkeit Parameter zu ändern, besteht darin, dem Vision-Sensor ein Datentelegramm mit geänderten Vorgabewerten oder sogar einen komplett neuen Job zuzusenden.

Ihre Vision-Sensoren kommen auch in der Verpackungsindustrie zum Einsatz. Welche besonderen Eigenschaften müssen sie für dieses Anwendungsgebiet mitbringen?
M. Steinicke: Speziell die Verpackungsindustrie fordert sehr hohen Durchsatz bei der Inline-Objektprüfung (Bild 1). Ein kurzes Zeitfenster muss genügen, um die bildbasierte Prüfung durchzuführen. Konkret, um Codes und Texte zu lesen und andere Aufdrucke abzugleichen. Geschwindigkeit ist demzufolge essenziell. Die Ergebnisübertragung schneller Prozesse verlangt häufig nach Echtzeit-Ethernet. Selbstverständlich sind die Erwartungen an die Robustheit der Bildauswertung hoch, hier ist unsere Konturberechnung im eigenen Bildprozessor hilfreich. Visualisierung und Anpassungsmöglichkeiten über das Web-Interface ist für viele Kunden ebenfalls ein Thema, weil es direkt im User-Interface der Maschine durch einfaches Öffnen eines Browsers funktioniert. Man spart sich das Schreiben einer eigenen GUI. Nicht zuletzt kommen in der Verpackungstechnik Farbapplikationen vor, die durch die Maschineneinrichter lösbar sein müssen, was mit Color Fex kein farbspezifisches Fachwissen erfordert – der Mann vor Ort kann einfach damit umgehen.

Bitte erläutern Sie an einem konkreten Beispiel, welche Vorteile die Verisens-Sensoren für dieses Anwendungsfeld mitbringen.
M. Steinicke: Stellen Sie sich vor, ein Unternehmen verpackt Lebensmittel und möchte bei den Verpackungen das Etikett auf inhaltlich richtiges und lesbar aufgedrucktes Haltbarkeitsdatum prüfen. Verisens muss somit sowohl das Datum lesen und mit dem Vorgabewert vergleichen als auch die Druckqualität prüfen. Zusätzlich soll sichergestellt sein, dass das aufgeklebte Label dem richtigen Produkt entspricht. Eine einfache Möglichkeit stellt hier das Kontrollieren des aufgedruckten Barcodes dar. Natürlich soll auch die Verpackung die der richtigen Handelsmarke sein. Um dies herauszufinden, schaut Verisens auf grafische Elemente wie ein Logo. Man sieht: Das sind ziemlich viele Aufgaben, die solch ein kleines Gerät parallel durchführt. Bei größeren Verpackungen muss man unter Umständen mit einer externen Beleuchtung arbeiten – diese kann Verisens direkt versorgen und mit bis zu 4 A blitzen.
Für viele Kunden ist es wichtig, mit dem integrierten Web-Interface ihr bestehendes Mensch-Maschine-Interface ohne Zusatzaufwand auch für unsere Vision-Sensoren verwenden zu können. Es geht nicht nur darum, „zu sehen, was Verisens sieht“, sondern man möchte auch Jobs an Abweichungen anpassen können.

Bitte geben Sie abschließend noch einen kurzen Ausblick: Wie wird der Verisens 4.0 im Jahr 2022 aussehen/welche Funktionalitäten bieten?
M. Steinicke: Verisens wird gerade was die Connectivity angeht, konform mit den Anforderungen von Industry 4.0 sein. Die Abmessungen werden kleiner sein. Die Funktionen werden einfacher zu bedienen sein, unter Umständen muss er gar nicht mehr bedient werden können. Außerdem gibt es aus dem Bereich Deep Learning interessante Ansätze. Da werden wir sicher selber noch überrascht werden und gute Ideen umsetzen. (ih)