Bildverarbeitung Weniger Arbeitsschritte, höhere Zuverlässigkeit

Autor / Redakteur: Thomas Graf, Leiter Bildverarbeitung / Andreas Leu

So steigert Bildverarbeitung von Fabrimex Systems die Effizienz beim Verpacken von Blistern.

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Das System verwendet zwei Lucid-­TRI050-Farbkameras zur Produktlokalisierung und -identifizierung
Das System verwendet zwei Lucid-­TRI050-Farbkameras zur Produktlokalisierung und -identifizierung
(Bild: Fabrimex Systems)

Blisterverpackungen kommen immer dann zum Einsatz, wenn Tabletten, Kapseln oder andere Artikel einzeln verpackt werden sollen. Sie bestehen aus zwei Hauptkomponenten: Einem vorgeformten Hohlraum aus Kunststoff oder Aluminium, der das Produkt enthält, und einer Kaschierung aus Weichfolie oder anderen Stoffen.

Bei der Befüllung werden die Produkte zunächst in die entsprechende Mulde gelegt, die anschliessend versiegelt wird. Dabei wird jeder Artikel vor dem Verpacken identifiziert und geprüft. Das Risiko einer Beschädigung vom Artikel oder der Verpackung durch fehlerhaftes Befüllen bleibt allerdings bestehen und erfordert dann häufig manuelle Eingriffe, die durchaus viel Zeit und Aufwand in Anspruch nehmen können.

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Automatisierung steigert Produktivität

In der Vergangenheit bestand der Prozess des Sortierens und Verpackens von Produkten aus zwei Arbeitsschritten: Zunächst mussten die zu verpackenden Artikel manuell sortiert und in einen Behälter gelegt werden, damit sie in der nächsten Phase leichter zugänglich waren. Danach musste ein Mitarbeiter jedes Produkt in eine von der Maschine geformte Blisterpackung einlegen. Diese manuelle, sich jeden Tag zehntausendfach wiederholende Arbeit birgt Risiken für arbeitsbedingte Verletzungen und ist kosten- und zeitaufwendig.

Es macht deshalb durchaus Sinn, dies durch eine vollautomatische Lösung ersetzen zu lassen. Diese sollte einerseits hohe Anforderungen an Geschwindigkeit und Genauigkeit erfüllen und andererseits verschiedene Produktlinien mit unterschiedlichen Grössen, Formen und Designs unterstützen. Ausserdem muss ein kundenspezifisches Kalibrierungsverfahren entwickelt werden, um einen geringen Kommissionierfehler von 0,5 mm zu erreichen. Eine weitere Anforderung ist, durch exakte Positionierung eine Beschädigung von Artikeln und Verpackungen beim Verblistern zu vermeiden.

Um den manuellen Arbeitsaufwand beim Sortieren und Einlegen der Produkte in die Blister auf ein Mindestmass zu reduzieren, entwickelte ein Kunde des kanadischen Kameraherstellers Lucid Vision Labs eine effiziente, bildverarbeitungsbasierte Pick-and-Place-Lösung. Schnelle und zuverlässige Hardware ermöglicht es dabei in Verbindung mit perfekt abgestimmter Software, die Geschwindigkeitsanforderungen zu erfüllen. Dafür kommt eine speziell entwickelte Computer-Vision-Software in Kombination mit den Triton-Kameras von Lucid Vision Labs zum Einsatz, um jedes Produkt schnell, sicher und zuverlässig anzulernen und identifizieren zu können.

Lucid-Kameras sorgen für hohe Geschwindigkeit und Bildqualität

Jedes System umfasst zwei Lucid-­TRI050-Farbkameras, die für die Lokalisierung und Identifizierung der Produkte – in diesem Fall Klebewaren – verwendet werden. Die GigE-­Vision-Kameras sind für maximale Geschwindigkeit an separate Gigabit-Ports angeschlossen und werden von den Robotern über ihre opto-isolierten Pins ausgelöst, um sich mit dem Kommissioniersystem zu synchronisieren. Die Bildqualität der Lucid-­Kameras in Verbindung mit ihrer guten Optik ermöglicht eine präzise und konsistente Identifizierung der Produkte im gesamten Sichtfeld.

Die Lösung besteht aus einem Steuer-­Panel, einer Verarbeitungseinheit, einem Hubförderer und zwei kameragesteuerten Roboter-Fördersysteme. Zunächst werden die zu verblisternden Artikel am Bedienpult ausgewählt, wobei der Bediener aus mehr als 30 verschiedenen Produkten wählen kann. Sie werden mit dem Hubförderer an das System zugeführt – das sorgt für eine konstante Geschwindigkeit in der anschliessenden Sortierphase. Über ein horizontales Förderband erreichen die Artikel dann zunächst den Arbeitsbereich des ersten Roboters, wo sie mit der 5,0-MP-Triton-Farbkamera von Lucid erfasst werden. Die Kamera ist mit einem Sony-­IMX264-CMOS-Bildsensor und Global Shutter ausgestattet und bietet damit eine hohe Bildqualität und Aufnahmegeschwindigkeit. Nach der Verarbeitung der Bilddaten entscheidet das System, ob das Produkt vom Fliessband entnommen werden soll. Je nachdem, in welcher Position es an die Blisterstufe übergeben werden soll, wird es dann vom Roboter auf dem Förderband des zweiten Systems abgelegt. Sobald das Produkt in den Arbeitsbereich des zweiten Roboters gelangt, wird es erneut lokalisiert, die Barcodes überprüft und bei zweifelsfreier Übereinstimmung in die Blisterverpackung eingelegt.

Die vormals zwei Schritte des Sortierens und Verpackens werden mit dieser Lösung in einer Station zusammengefasst: Alle Artikel aus den Produktionslinien werden nach dem Hubförderer mit Hilfe der ersten Triton-­Kamera sortiert. Dabei wird auch sichergestellt, dass die Produkte in korrekter Lage beim zweiten Roboter ankommen und von der Kamera erkannt werden. Der zweite Roboter lokalisiert die Produkte, prüft ihre Identität anhand des Barcodes und legt sie mit einer Geschwindigkeit von 45 Einheiten pro Minute auf die Blister.

Ideale Lösung für verschiedenartige Produkte

Herkömmliche Pick-and-Place-Blisterprüfsysteme erfordern einen komplexen Lernprozess für neue Produkte, die sich häufig in Form, Grösse, Position etc. unterscheiden und damit für Bediener oft schwer handzuhaben sind. Durch den Einsatz schneller und zuverlässiger Hardwarekomponenten, der Hochleistungskameras von Lucid und einer kundenspezifischen Bildverarbeitungssoftware wie beispielsweise von Matrox Imaging ermöglicht ein hochmodernes Pick-and-Place-System Kosteneinsparungen und erhöht die Sicherheit und Produktivität der Mitarbeiter in der Produktion durch Maximierung der Arbeitseffizienz und einem hohen Durchsatz.

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