Position von Code und Etikett auf Kunststoffverpackung und -behältern prüfen

Ein Code liefert nicht nur einen Inhalt, sondern auch eine Lage. Bei Kunststoffverpackungen und -behältern reicht es oft nicht, den Barcode oder Data-Matrix-Code nur zu lesen. Die Anlage muss zusätzlich wissen, wo er sitzt und unter welchem Winkel, damit ein Etikett positionsgenau aufgebracht, eine Palette korrekt erfasst oder ein Behälter richtig sortiert wird. Erschwert wird das Lesen durch gewölbte, transparente und dunkle Flächen, durch große Arbeitsabstände und durch die Vorgabe, dass die Bestandsanlage möglichst nicht angefasst werden soll. Dieser Beitrag zeigt, wie Sie Codes auf Boxen, Flaschen, Fässern und Beuteln stabil lesen, Position und Winkel zusätzlich zum Inhalt ausgeben und die Etikettenlage prüfen. Die Position ganzer Bauteile für den Roboter behandelt der Leitartikel, hier stehen Code und Etikett im Mittelpunkt.

Wichtige Punkte im Überblick

  • Bei Kunststoffverpackung liefert ein Code nicht nur einen Inhalt, sondern auch eine Lage: erst Position und Winkel machen positionsgenaues Etikettieren, Palettieren und Sortieren möglich.
  • Die wiederkehrenden Aufgaben sind 1D- und 2D-Codes auf Boxen, Flaschen, Fässern und Beuteln, die Etikettenlage auf Deckel und Rohling sowie die Position von Öffnungen an Kunststofffässern.
  • Ein AI-Codeleser der Modellreihe SR-X liest stabil auf gewölbten, transparenten und dunklen Flächen und unter Winkel; Arbeitsabstände bis in den Bereich von einem Meter kommen in der Praxis vor.
  • Zusätzlich zum Inhalt geben moderne Leser Position und Winkel des Codes aus, mit einer in Anwendungen geforderten Winkelgenauigkeit von etwa 0,1° bis 1°, und übergeben den Wert an eine Etikettier- oder Handhabungsachse.
  • Für die Anbindung ohne Eingriff in die Bestandsanlage liefern hart verdrahtete Ausgänge ein grünes und ein rotes Signal, daneben stehen Profinet, EtherNet/IP und digitale I/O zur Verfügung.

Wo Position und Winkel eines Codes so wichtig sind wie sein Inhalt

In vielen Anwendungen genügt der reine Codeinhalt nicht, weil der nächste Schritt den Ort des Codes braucht. Beim Palettieren muss die Anlage wissen, wo auf der Palette ein Behälter mit einer bestimmten Nummer steht. Beim positionsgenauen Etikettieren entscheidet die Lage des Codes darüber, wo das Etikett landet. Und beim Sortieren wird nicht nur der Inhalt gelesen, sondern die Position genutzt, um das Teil zu greifen oder auszuschleusen.

Das gemeinsame Muster ist Codeinhalt plus Position oder Winkel. Beispiele aus der Anwendungspraxis sind der Code auf einer Palette, der die Depalettierung steuert, der Code auf Behälter und Deckel, dessen Lage das Handling vorgibt, und das Etikett auf einem Rohling, das positionsgenau geprüft wird. In all diesen Fällen liefert das System zwei Informationen in einem Schritt: was gelesen wurde und wo es sich befindet.

Typische Aufgaben: Palettencode, Behälter- und Deckelcode, Etikett auf Rohling

Die konkreten Aufgaben lassen sich in wenige wiederkehrende Muster gruppieren:

  • 1D- und 2D-Codes auf Boxen, Flaschen, Fässern und Beuteln: Der Code muss auch dann sicher gelesen werden, wenn die Fläche gewölbt oder das Material transparent ist. Bei Beuteln erschwert die unruhige, faltige Oberfläche das Lesen zusätzlich.
  • Etikett auf Deckel und Rohling: Neben dem Inhalt zählt, ob das Etikett an der richtigen Stelle und in der richtigen Lage sitzt. Das ist eine kombinierte Prüfung aus Lesen und Positionskontrolle.
  • Position von Öffnungen an Kunststofffässern: Bei Fässern müssen die Positionen der Spuntlöcher oder Öffnungen bestimmt werden, damit ein Roboter oder eine Achse sie anfahren kann. Hier steht die Position im Vordergrund, oft in Verbindung mit einer Codelesung zur Variantenunterscheidung.

Diese Aufgaben treten häufig an Depalettier-, Etikettier- und Sortierstationen auf, an denen Durchsätze von einigen zehn bis über hundert Einheiten pro Minute üblich sind.

Stabil lesen auf gewölbten, transparenten und dunklen Kunststoffflächen

Die Hauptschwierigkeit liegt in der Oberfläche. Eine gewölbte Flasche verzerrt den Code und wirft Reflexe, ein transparenter Behälter bietet wenig Kontrast, und eine dunkle Fläche schluckt das Licht. Zusätzlich wird der Code oft nicht frontal, sondern unter einem Winkel gelesen, weil die ideale Leseposition mechanisch nicht erreichbar ist. In der Anwendungspraxis ergibt sich daraus eine anspruchsvolle Kombination aus Wölbung, Winkel und schwierigem Material.

Ein weiterer Faktor ist der Arbeitsabstand. Beim Lesen über eine Palette hinweg treten Abstände bis in den Bereich von etwa einem Meter auf, bei denen der Code trotz Entfernung scharf und mit ausreichender Auflösung erfasst werden muss. Das stellt hohe Anforderungen an Optik und Beleuchtung.

Für stabile Ergebnisse haben sich mehrere Ansätze bewährt: eine Optik mit ausreichender Tiefenschärfe, damit auch gewölbte Flächen im Fokus bleiben, eine Beleuchtung, die Reflexe auf glänzenden und transparenten Flächen dämpft, und die Fähigkeit, denselben Code aus leicht unterschiedlichen Blickwinkeln sicher zu decodieren. Wo die Leseposition nicht ideal ist, entscheidet die Kombination aus Fokus, Licht und robuster Decodierung darüber, ob die Lesung im Betrieb stabil bleibt.

Winkel- und Positionsausgabe zusätzlich zum Codeinhalt

Über die reine Lesung hinaus geben moderne Codeleser und Bildverarbeitungssysteme auch Winkel und Position des Codes aus. Damit wird der Code selbst zum Bezugsmerkmal: Aus seiner Lage im Bild lässt sich ableiten, wie das Teil orientiert ist und wo es sich befindet.

In der Anwendungspraxis liegt die geforderte Winkelgenauigkeit häufig im Bereich von etwa 0,1° bis 1°, je nachdem, wie genau der Folgeprozess ausgerichtet werden muss. Die Position und der Winkel gehen dann an eine Etikettier- oder Handhabungsachse, die das Etikett passend aufbringt oder das Teil greift.

Dieser Zusatznutzen macht aus einer reinen Lesestation eine Positioniereinheit. Statt eines separaten Sensors für die Lage liefert der Codeleser beide Informationen in einem Schritt, was Aufbau und Abstimmung vereinfacht. Wichtig ist, die geforderte Winkel- und Positionsgenauigkeit früh festzulegen, weil sie die Auflösung und den Arbeitsabstand bestimmt.

Sensorwahl: Codeleser der Modellreihe SR-X, High-Performance Bildverarbeitung mit integrierter AI der Modellreihe VS-G oder All-in-One Kamera VS

Die passende Technik richtet sich danach, ob reines Lesen mit Positionsausgabe genügt oder ob mehrere Prüfungen zusammenkommen.

  • Codeleser der Modellreihe SR-X: für das stabile Lesen von 1D- und 2D-Codes auf Kunststoffverpackung. Er beherrscht gewölbte und schwierige Flächen sowie große Arbeitsabstände und liefert neben dem Inhalt die Lage des Codes.
  • High-Performance Bildverarbeitung mit integrierter AI der Modellreihe VS-G: wenn Codelesung und Etikettenlage kombiniert werden oder mehrere Merkmale im selben Bild geprüft werden. Sie wertet Code, Etikettenposition und weitere Bezüge gemeinsam aus.
  • All-in-One Kamera mit integrierter AI der Modellreihe VS: für flexible Prüfungen mit AI-Werkzeugen, etwa wenn Etiketten stark variieren oder die Prüfung neben dem Code weitere, schwer regelbare Merkmale umfasst.
  • AI Vision-Sensor der Modellreihe IV4: für die einfachere Prüfung der Anwesenheit und Lage eines Etiketts auf Deckel oder Rohling, wenn keine vollständige Codeauswertung nötig ist.

Welche Lösung passt, hängt von Material, Codegröße, Arbeitsabstand und der Frage ab, ob nur gelesen oder zusätzlich positioniert und geprüft wird. Die Auswahl sollte an realen Verpackungen mit ihren tatsächlichen Oberflächen erfolgen.

Anbindung ohne Eingriff in die Bestandsanlage: Schnittstellen und harte Ausgänge

Ein wiederkehrender Wunsch aus der Anwendungspraxis ist, die vorhandene Schnittstelle möglichst nicht anzufassen. Oft betreut die IT die Bestandslinie, und ein Eingriff in die Steuerungsstruktur ist unerwünscht. Deshalb lohnt es sich, die Anbindung früh zu klären.

Für die Datenübergabe sind Profinet, EtherNet/IP und digitale I/O gebräuchlich. Wo die Steuerung nicht verändert werden soll, sind hart verdrahtete Ausgänge eine praktikable Lösung: Ein grünes und ein rotes Signal für gut und schlecht lassen sich direkt abgreifen, ohne in die vorhandene Schnittstelle einzugreifen. So bleibt die Bestandslinie unberührt, während der Codeleser sein Ergebnis über eigene Ausgänge meldet.

Für die Umsetzung ist außerdem zu klären, wer integriert. Häufig übernimmt der Maschinenbauer die Einbindung, in anderen Fällen die IT des Betreibers. Eine Lösung, die sich ohne tiefen Eingriff in die Bestandsanlage nachrüsten lässt, senkt die Hürde deutlich, gerade wenn ein alternder Leser oder eine ältere Kameralösung ersetzt werden soll.

Häufige Fragen

F Wie lese ich einen Code auf einer gewölbten Kunststoffflasche zuverlässig?

A

Gewölbte Flächen verzerren den Code und erzeugen Reflexe, weshalb Optik und Beleuchtung entscheidend sind. Eine ausreichende Tiefenschärfe hält auch gewölbte Bereiche im Fokus, und eine reflexarme Beleuchtung dämpft Störungen auf glänzenden Flächen. Ein Codeleser, der denselben Code aus leicht unterschiedlichen Winkeln sicher decodiert, bleibt auch dann stabil, wenn die Leseposition nicht ideal ist.

F Kann ein Codeleser neben dem Inhalt auch die Position ausgeben?

A

Ja. Moderne Codeleser und Bildverarbeitungssysteme geben zusätzlich Position und Winkel des Codes aus, sodass der Code selbst als Bezugsmerkmal dient. Die in Anwendungen geforderte Winkelgenauigkeit liegt häufig im Bereich von etwa 0,1° bis 1°. Diese Werte gehen an eine Etikettier- oder Handhabungsachse, die das Teil passend positioniert.

F Welche Arbeitsabstände sind beim Lesen auf Paletten möglich?

A

Beim Lesen über eine Palette hinweg treten Abstände bis in den Bereich von etwa einem Meter auf. Der Code muss trotz der Entfernung scharf und mit ausreichender Auflösung erfasst werden, was hohe Anforderungen an Optik und Beleuchtung stellt. Der belastbare Abstand hängt von Codegröße und Auflösung ab und sollte am realen Aufbau geprüft werden.

F Wie prüfe ich, ob ein Etikett an der richtigen Stelle sitzt?

A

Die Etikettenlage ist eine kombinierte Prüfung aus Lesen und Positionskontrolle. Das System erfasst das Etikett, prüft seine Position und Ausrichtung auf dem Deckel oder Rohling und meldet Abweichungen. Für einfache Fälle genügt ein Vision-Sensor, der Anwesenheit und Lage prüft, bei kombinierter Codelesung und Lagekontrolle ist ein Bildverarbeitungssystem die passende Wahl.

F Wie binde ich das System an, ohne die Bestandssteuerung anzufassen?

A

Wo die vorhandene Schnittstelle unberührt bleiben soll, sind hart verdrahtete Ausgänge eine praktikable Lösung: Ein grünes und ein rotes Signal für gut und schlecht lassen sich direkt abgreifen, ohne in die Steuerung einzugreifen. Für die Datenübergabe stehen daneben Profinet, EtherNet/IP und digitale I/O zur Verfügung. So lässt sich die Lösung nachrüsten, ohne die Bestandslinie umzubauen.

F Welche Technik eignet sich für Code und Etikett auf schwierigen Flächen?

A

Für stabiles Lesen mit Positionsausgabe eignet sich ein Codeleser der Modellreihe SR-X. Sollen Codelesung und Etikettenlage kombiniert werden, übernimmt die High-Performance Bildverarbeitung mit integrierter AI der Modellreihe VS-G die gemeinsame Auswertung. Bei stark variierenden Etiketten oder schwer regelbaren Merkmalen spielt die All-in-One Kamera mit integrierter AI der Modellreihe VS ihre Stärke aus.

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