Flaschen vor Etikettierer und Drucker ausrichten: Glasnaht, Prägung, Bügel und Gewinde als Bezugsmerkmal

Eine runde Flasche hat keine Vorderseite: warum Etikett und Druck einen Bezug brauchen

Für den Etikettierer ist jede runde Flasche gleich, für den Kunden im Regal nicht. Das Etikett soll die Prägung frei lassen, der Aufdruck soll nicht über die Formnaht reichen, und der Bügel einer Bügelverschlussflasche soll zur Schauseite passen. Die Drehlage muss also vor dem Etikettieren feststehen, und sie lässt sich nur an einem Merkmal der Flasche selbst festmachen.

Zwei Wege führen dorthin. Entweder dreht der Teller die Flasche, bis das Merkmal im Prüfbereich erscheint, und das Gerät meldet den Halt. Oder die Kamera misst den Winkel in einer Aufnahme, und die Dreheinheit stellt ihn gezielt ein. Welcher Weg passt, hängt am Antrieb: Ein Teller mit Einzelantrieben kann auf ein Signal warten, eine Station im Durchlauf braucht einen Wert. Ob die Flasche im Einlauf überhaupt richtig herum ankommt, behandelt ein eigener Beitrag dieser Reihe, und ob das Etikett danach gerade sitzt, gehört zur Etikettenkontrolle.

Glasnaht und Prägung an klarem Glas

Eine Wasserflasche aus klarem Glas soll anhand ihrer Glasnaht ausgerichtet werden: Die Station findet die Naht und dreht sie um 90 Grad aus dem Etikettenbereich, bei ±3 mm und einem einzigen Format. Später könnte auch die Prägung als Bezug dienen. Weil hier ein Winkel gebraucht wird, passt die All-in-One Kamera mit integrierter AI der Modellreihe VS. Zur Einordnung der Toleranz: Bei einem angenommenen Durchmesser von 80 mm entsprechen ±3 mm am Umfang rechnerisch etwa ±4 Grad.

Eine Glasnaht ist ein flacher Grat ohne eigene Farbe. An klarem Glas wird sie erst sichtbar, wenn das Licht streifend einfällt oder die Naht vor einem hellen Hintergrund als Linie bricht. Die Beleuchtung ist deshalb die erste Frage, die an Originalflaschen zu klären ist; die Übersichtsseite zu Lebensmitteln und Getränken behandelt transparentes Material für alle Aufgaben gemeinsam.

Für die Prägung kommt ein anderes Verfahren in Frage. Die High-Performance Bildverarbeitung mit integrierter AI der Modellreihe VS-G erzeugt mit LumiTrax aus Aufnahmen mit wechselnder Beleuchtungsrichtung ein Formbild, das Unregelmäßigkeiten der Oberfläche hervorhebt. Ob eine flache Prägung an klarem Glas darin deutlich genug erscheint, zeigt erst ein Versuch mit Mustern.

Bügel, Emblem und Quetschnaht: sichtbare Merkmale am Drehteller

Deutlicher sind Merkmale, die aus der Flasche heraustreten oder sich in der Helligkeit abheben. Eine Brennerei will Bügelverschlussflaschen in drei Varianten auf einem Drehteller nach dem Bügel ausrichten, bei gut 3.000 Flaschen pro Stunde. Rechnerisch ist das knapp eine Flasche je Sekunde über alle Teller. Die Prägung oder der Etikettendruck könnten später den Bügel als Bezug ablösen, und ob die Kamera von oben oder von der Seite blickt, ist noch offen.

Auf einem anderen Drehteller mit sieben Einzelantrieben drehen sich sechs oder sieben Flaschen so lange, bis ein Emblem in Sicht kommt. Hier genügt je Flasche ein Signal zum Anhalten, und das spricht für Vision-Sensoren an den Prüfpositionen. In Frage kommen vier Vision-Sensoren mit Monitor.

Transluzente Flaschen mit Quetschnaht zeigen ihr Merkmal am besten im Hintergrundlicht. An einer solchen Linie ist ein Vision-Sensor bereits im Einsatz und prüft die einzelne Flasche. Inzwischen stehen vier Flaschen nebeneinander, mit rund 7 mm Abstand und einer geforderten Drehlage auf 5 Grad. Das Bildfeld wächst damit von etwa 70 mm für die einzelne Flasche auf rund 500 mm für alle vier. Optional soll eine Kamera alle vier Flaschen abdecken; die All-in-One Kamera kann dabei jede Flasche in einem eigenen Prüfbereich auswerten.

Nur zwei Richtungen: wenn das Gewinde entscheidet

Manche Flaschen kennen nur zwei sinnvolle Lagen. Bei kleinen Fläschchen entscheidet der Gewindeanfang, welche der beiden Richtungen vorliegt. Getestet wurde mit Hintergrundlicht aus 50 mm Abstand. Der Vision-Sensor deckt diesen Abstand ab, sein dokumentierter Arbeitsabstand beginnt bei 50 mm. Offen bleibt, mit welchem Werkzeug die beiden Lagen getrennt werden: AI Identify erkennt ein registriertes Teil gerade unabhängig von seiner Orientierung, eine Unterscheidung nach Lage ist dafür nicht dokumentiert.

In einem weiteren Fall soll ein Merkmal wie Form oder Aufdruck das Gewinde als Bezug für die Drehwinkelkorrektur ersetzen. An einem Etikettierer für Dosen und Flaschen soll in jedem Fall ein Codeleser arbeiten, weil dort ein Barcode am Behälter die Drehlage vorgibt. Für diese Aufgabe kommt der AI-Codeleser der Modellreihe SR-X in Frage. Was der Code enthält, ist dabei Nebensache und gehört zum Codelesen.

Mehrere Formate auf einem Drehteller: Höhen, Varianten und Programme

Selten bleibt es bei einem Format je Station. Milch- und Sahneflaschen aus Glas kommen in zwei Höhen und mit weit über 100 Flaschen pro Minute, und gewünscht ist eine Ausrichtung auf ±2 Grad. Eine feste Einstellung deckt beide Höhen nicht ab, denn das Merkmal wandert mit der Höhe im Bild.

Das übliche Mittel ist ein Programm je Format. Der Vision-Sensor hält intern 32 Programme und wechselt über externe Eingänge zwischen bis zu 32 davon; 128 Programme erfordern eine microSD-Karte und die aktivierte Programmerweiterung. Die schnelle Umschaltung in 100 ms gilt nur im Modus Schnelle Programmumschaltung mit höchstens acht Programmen. Für die drei Bügelflaschen der Brennerei wären das drei Programme. Arbeiten mehrere Drehteller an einer Maschine, kann die Bildverarbeitung der Modellreihe VS-G bis zu acht Kameras an einem Controller führen.

Für das Gebinde ausrichten: den Drehwinkel vor dem Packer ausgeben

Dieselbe Drehfrage stellt sich vor dem Packer, nur ist dort der Winkel das Ergebnis. Für eine Standardmaschine, die Dosen und Flaschen zu Achterpacks zusammenstellt, ist ein Konzept mit zwei Kameras vorgesehen. Jede speichert eine 360-Grad-Abwicklung des Etiketts und meldet den Versatz eines Merkmals in Grad oder Millimetern, bei rund 200 Gebinden pro Minute. Mit acht Behältern je Gebinde wären das rechnerisch etwa 1.600 Behälter pro Minute.

Für Flaschen mit einer flachen Seite ist ein Winkel auf etwa 2 Grad innerhalb von 100 ms gefordert, und gefragt ist der Winkel selbst, nicht eine von wenigen festen Lagen. In beiden Fällen gibt die All-in-One Kamera den Wert aus. Ein Encoder-Eingang ist für sie nicht dokumentiert, deshalb verknüpft die Maschinensteuerung das Ergebnis mit der Dreheinheit weiter stromab.

Bei einem Sixpack für Softdrinks sollen die äußeren Flaschen nach innen gedreht werden, damit ihr EAN-Code verdeckt bleibt. Der Maschinenbauer plant unsichtbare, lumineszierende QR-Codes auf dem Etikett, aus denen mehrere Codeleser aus rund 800 mm Abstand den Drehwinkel ableiten sollen. Ob der Codeleser solche Codes liest, ist eine offene Testfrage.

Einstellen mit Abstandsanzeige: die Halterung am Etikettierer ausrichten

Nicht jede Ausrichtung betrifft den Behälter. Ein Maschinenbauer für Getränkeabfüllung und Verpackung möchte die Halterung für Dosen am Etikettierer mit einer Abstandsanzeige ausrichten, damit der Einrichter sieht, wann sie in der Sollposition steht. Dafür kommt der CMOS-Lasersensor der Modellreihe LR-X in Frage, dessen Erfassungsbereich bis 250 mm reicht. Der Sensor misst hier an der Maschine, nicht an der Dose, und soll die Einstellung ablesbar machen.

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