Codelesen als Freigabe in der Lebensmittel- und Getränkeproduktion: richtiges Packmittel, richtiges Produkt, richtiger Auftrag

In Lebensmittel- und Getränkelinien wird viel gelesen. Die meisten Lesungen halten fest, wo eine Flasche, ein Karton oder eine Palette war, oder prüfen, ob MHD und Charge richtig gedruckt sind. Beides behandeln die Artikel zur Kennzeichnung und Rückverfolgbarkeit in dieser Reihe, das Gegenlesen von MHD und Chargencode ebenso wie das Lesen von der Flasche bis zur Palette. Dieser Leitfaden stellt eine andere Frage: Was tut die Linie anders, weil sie einen Code gelesen hat? Er folgt dem Auftragswechsel in der Reihenfolge, in der eine Verwechslung entsteht. Am Anfang steht der Sollwert beim Auftragsstart, dann das Packmittel vor dem Füllen, die Zuordnung von Produkt und Packung und schließlich das Signal an die Anlage. Ein letzter Abschnitt behandelt den Code, der das Kennzeichnungsprogramm wählt. Die Beispiele stammen aus dokumentierten Anwendungen und beschreiben Aufgaben und Anforderungen.

Wichtige Punkte im Überblick

Codelesen als Freigabe vergleicht den Code mit einem Sollwert und lässt die Linie handeln: Die Maschine hält vor dem Füllen an, eine Packung wird ausgeschleust oder ein Programm wird gewählt, während die Rückverfolgung nur festhält, wo eine Packung war.
Den Sollwert je Auftrag erhält der feste Leser in dokumentierten Anwendungen per Handscan vor Produktionsbeginn, per Taster für die Vergleichsdatenerfassung oder aus dem Linienrechner, und der AI-Codeleser der Modellreihe SR-X gleicht jede Lesung mit den im Gerät registrierten Daten ab.
Das Packmittel ist in den dokumentierten Lebensmittelanwendungen der häufigste Anlass, und weil ein Leser hinter dem Füller eine falsch eingelegte Rolle erst nach den ersten gefüllten Packungen findet, entscheidet die Position vor dem Füllen, nicht das Gerät.
Die passende Reaktion hängt davon ab, wie viel zwischen Lesung und Reaktion schon verarbeitet ist: eine Signalleuchte, wo ein Werker die Packung selbst herausnimmt, eine Ausschleusung mit festem Weg zur Weiche oder ein Stopp, wo falsches Material sonst jede weitere Packung des Auftrags erreicht.
Nach Ablauf des Timeouts startet der Codeleser die nächste Lesung und meldet nicht von selbst ein No-Read, deshalb gehört in die Planung, wann die Steuerung eine ausbleibende Lesung als NOK wertet.

Nicht wohin, sondern ob: wann ein gelesener Code die Linie steuert

Die Trennlinie verläuft über den Zweck der Lesung. Eine Lesung, die den Verbleib dokumentiert, schreibt einen Datensatz: diese Flasche, dieser Kasten, diese Palette. Eine Lesung, die die Linie handeln lässt, vergleicht den Code mit einem Sollwert und löst etwas aus. Die Maschine hält vor dem Füllen an, eine Packung wird ausgeschleust, ein Programm wird gewählt. Im zweiten Fall zählt weniger, was gespeichert wird, als wann und wogegen gelesen wird.

Die Kosten, die die dokumentierten Anwendungen nennen, sind handfest: das falsche Produkt in der Packung, das falsche Etikett auf der Packung, das falsche Packmittel in der Maschine. Wie daraus eine Reklamation oder ein Rückruf wird, beschreibt die Übersichtsseite zur Lebensmittel- und Getränkeproduktion. Für die Station genügt eine Faustregel aus der Anwendungspraxis. Je früher der Abgleich liegt, desto weniger Packungen sind betroffen, wenn er anschlägt.

Zwei Nachbarfragen gehören nicht hierher. Ob ein Etikett richtig sitzt oder zur Variante passt, prüft eine Kamera im Artikel zur Etiketten- und Verschlusskontrolle. Welche Sorte ein Produkt nach seinem Aussehen ist, entscheidet die Sorten- und Typunterscheidung.

Der Sollwert beim Auftragsstart: Handscanner, Taster oder Linienrechner

Ein fest montierter Codeleser weiß von sich aus nicht, welcher Code in diesem Auftrag der richtige ist. Die dokumentierten Anwendungen zeigen drei Wege, ihm das mitzuteilen. Beim ersten scannt ein Mitarbeiter vor Produktionsbeginn den Barcode mit einem mobilen Gerät. So beschreibt es eine Linie für Zitronensaft: Der feste Leser liest den Barcode auf der Etikettenfolie, bevor die Folie auf die Flasche kommt, und vergleicht ihn mit diesem Vorgabewert.

Beim zweiten Weg drückt der Werker einen Taster, der den Leser in die Vergleichsdatenerfassung schaltet. So ist es in einer Anwendung zur Sortenreinheit von Kartons vorgesehen. Beim dritten kommt der Sollwert aus dem Linienrechner. Bei Barcodes auf Deckeletiketten soll die Kommunikation über das Leitsystem der Linie laufen.

Für den Referenzscan kommt der Robuste AI-Handscanner der Modellreihe HR-X in Frage. Im Präsentationsmodus mit Werkstückerkennung liest er, sobald der Mitarbeiter den Code vorhält. Der Handscanner ist skriptfähig und unterstützt EtherNet/IP, PROFINET und EtherCAT, der Wert kann also direkt an die Steuerung gehen.

Am festen Platz arbeitet der AI-Codeleser der Modellreihe SR-X mit dem Lesedatenvergleich: Er gleicht jede Lesung mit Daten ab, die im Gerät registriert sind. Auf welchem Weg die Referenz je Auftrag ins Gerät gelangt, per Handscan, Taster oder Linienrechner, gehört vor der Auswahl in die Spezifikation.

Packmittel vor dem Füllen lesen: Folie, Sleeve, Deckel und Dose

In den dokumentierten Lebensmittelanwendungen ist das Packmittel der häufigste Anlass. Folie, Sleeve, Etikett, Faltschachtel oder Dose tragen den Code des Artikels, und eine falsch eingelegte Rolle macht aus einem ganzen Auftrag Fehlpackungen. Liest der Leser erst hinter dem Füller, fällt das falsche Material erst auf, wenn bereits Packungen gefüllt sind. Das ist eine Frage der Position in der Linie, nicht des Geräts.

An einer Kartonfüllmaschine für Milchpulver bietet es sich an, den 2D-Code auf dem Packstoff schon in der Abwickelstation zu lesen. Dann wäre das falsche Material vor dem Füllen bekannt, und die Maschine könnte anhalten. Zwei Packungsformate unterschiedlicher Höhe laufen dort über dieselbe Maschine.

Bei Fleischersatzprodukten geht es um den QR-Code auf dem Sleeve der Packung, inline geprüft, bei knappem Einbauraum. An der Zitronensaftlinie kommt der Codeleser für eine weitere Aufgabe in Frage: prüfen, ob das Etikett auf der fertigen Packung vorhanden und lesbar ist, bei einer schmalsten Strichbreite um einen halben Millimeter. Eine weitere Aufgabe betrifft Barcodes auf den Etiketten von Deckeln für Lebensmittelpackungen. Der Grund sind falsche Etiketten auf Packungen.

An einer Dosenlinie soll ein EAN-Check eingerichtet werden. Die Dosen kommen in wechselnder Lage vorbei, der Code muss deshalb von mehreren Seiten gelesen werden, bei einer Leistung im fünfstelligen Bereich pro Stunde. Verlangt sind Hardwaresignale und PROFINET, und der Einbau soll ohne große Hardwareänderungen gelingen. Ein einzelner Leser sieht keinen Code, der von ihm abgewandt ist. Im Master-Slave-Betrieb des Codelesers beurteilt der Master die Ergebnisse aller Geräte, ohne dass eine SPS Teilergebnisse zusammenführen muss. Ob das bei dieser Leistung jede Dosenlage abdeckt, ist eine Testfrage.

Produkt und Packung zusammenführen: Trichter, Sorte und Packstraße

Manchmal ist nicht das Packmittel die Unbekannte, sondern das Produkt. Bei einem Hersteller von Nussprodukten werden Wagen mit einigen hundert Litern über Trichter mit Bodenklappen in die Verpackungsstrecke entleert. Das Konzept sieht vor, den zugehörigen QR-Code auszulesen, damit das richtige Produkt in der richtigen Verpackung landet, und die Mitarbeiter mit Handscannern auszustatten. Weil drei Sorten einander sehr ähneln, kommt dort zusätzlich die AI-Klassifizierung der All-in-One Kamera mit integrierter AI der Modellreihe VS in Frage. Diese Sortenfrage gehört zur Typunterscheidung, der Code zu diesem Thema.

In einer weiteren Anwendung soll ein DMC die Sortenreinheit von Kartons absichern. Ein Inkjet-Drucker soll den Code auf die Klebelasche bringen, der Takt liegt bei etwa anderthalb Sekunden, und die Anlage ist über Ethernet angebunden. An einer Verpackungslinie für Lebensmittel soll der Codeleser OK oder NOK je Code melden, damit kein falsches Produkt in die Verpackung kommt. In ersten Tests wurden die Codes gelesen.

Am Gebinde selbst kann die Frage aufkommen, bevor ein Abnehmer sie stellt. Ein Zulieferbetrieb der Tiernahrung beschäftigt sich mit dem Lesen von Codes auf Futtersäcken mit dem Handscanner.

Vom Ergebnis zur Anlage: Stopp, Ausschleusung und Signalleuchte

Ein Abgleich hilft nur, wenn die Anlage auf ihn reagiert. Die dokumentierten Anwendungen zeigen drei Stufen. Die einfachste ist die Signalleuchte. Für die OK/NOK-Prüfung an der Verpackungslinie sind ein Triggersensor, eine Leuchte für NOK, eine für Fehler und ein 24-V-Ausgang vorzubereiten. Die zweite Stufe ist die Ausschleusung: An der Kartonfüllmaschine für Milchpulver braucht der Umbau zwei Ausschleusstationen statt einer. Die dritte ist der Maschinenstopp, der bei einer Lesung an der Abwickelstation vor dem ersten gefüllten Karton greifen würde.

Welche Stufe passt, hängt davon ab, wie viel zwischen Lesung und Reaktion schon verarbeitet ist. Eine Leuchte genügt, wo ein Werker an der Station steht und die Packung selbst herausnimmt. Eine Ausschleusung braucht einen festen Weg zwischen Leser und Weiche, damit das Signal die richtige Packung trifft. Ein Stopp lohnt sich dort, wo ein falsches Material sonst jede weitere Packung des Auftrags erreicht. In allen drei Fällen gehört vor dem Test festgelegt, welches Signal der Leser ausgibt und wer es quittiert. Steht die Station in der Nasszone, zählen Einbauort und Reinigung zur selben Planung.

Zwei Eigenschaften des Codelesers betreffen genau diese Übergabe. Läuft der Timeout beim Dekodieren ab, startet die nächste Lesung, die Station meldet also nicht von selbst ein No-Read. In der Planung gehört deshalb festgelegt, wann die Steuerung eine ausbleibende Lesung als NOK wertet. Außerdem kann der Codeleser Bilder in Echtzeit an einen FTP-Server senden, getrennt einstellbar für Lesefehler und für Lesungen mit Vergleich NG, und Lesedaten als CSV ablegen. Mit den NOK-Bildern einer Schicht lässt sich nachträglich klären, ob ein falsches Packmittel oder ein schwach gedruckter Code dahinterstand.

Scannen statt Tippen: das Kennzeichnungsprogramm über den Code wählen

Die Identifikation kann auch den Inhalt der Kennzeichnung bestimmen. Ein Verarbeiter von Obst und Salat muss nun das Herkunftsland auf der Verpackung angeben. An den Inkjet-Druckern ist dafür für jedes Land ein eigenes Programm angelegt. Über zwei Handscanner soll das passende Programm beim Auftragswechsel gewählt werden.

Der Scan soll die Auswahl von Hand ersetzen, der gelesene Code bestimmt dann, welches Programm druckt. Wie die Angabe auf die Verpackung kommt, welches Verfahren sich für welches Substrat eignet und wie der Druck anschließend geprüft wird, behandelt der Artikel zur Kennzeichnung in der Abfüllung.

Häufige Fragen

F Worin unterscheidet sich Codelesen als Freigabe von der Rückverfolgung?

Die Rückverfolgung liest, um festzuhalten, wo eine Flasche, ein Kasten oder eine Palette war. Die Freigabe liest, um an der Station zu entscheiden: Die Maschine hält an, die Packung wird ausgeschleust oder ein Programm wird gewählt. Dafür braucht die Freigabe einen Sollwert, gegen den der Code verglichen wird.

F Woher weiß ein fest montierter Codeleser, welcher Code im Auftrag richtig ist?

In dokumentierten Anwendungen kommt der Sollwert aus einem Handscan vor Produktionsbeginn, aus einem Taster, mit dem der Werker den Leser in die Vergleichsdatenerfassung schaltet, oder aus dem Linienrechner. Der AI-Codeleser der Modellreihe SR-X gleicht jede Lesung mit Daten ab, die im Gerät registriert sind. Welcher Weg passt, hängt davon ab, wo in der Linie der Auftrag bekannt ist.

F Warum den Code auf dem Packmittel schon an der Abwickelstation lesen?

Ein Leser hinter dem Füller findet eine falsch eingelegte Rolle erst, wenn bereits Packungen gefüllt sind. An der Abwickelstation ist das falsche Material vor dem Füllen bekannt, und die Maschine kann anhalten. In einer dokumentierten Anwendung an einer Kartonfüllmaschine für Milchpulver bietet sich genau diese Lesestelle an.

F Wie liest man Codes auf Dosen, die in wechselnder Lage vorbeikommen?

Ein einzelner Leser sieht keinen Code, der von ihm abgewandt ist, deshalb sind mehrere Leser um die Dose nötig. Im Master-Slave-Betrieb des Codelesers beurteilt der Master die Ergebnisse aller Geräte, ohne dass eine SPS sie zusammenführen muss. Ob das bei einer Leistung im fünfstelligen Bereich pro Stunde jede Lage abdeckt, klärt ein Test.

F Kann ein Handscanner das Kennzeichnungsprogramm am Drucker wählen?

Genau das ist die Aufgabe bei einem Verarbeiter von Obst und Salat, der für jedes Herkunftsland ein eigenes Druckprogramm angelegt hat. Der Robuste AI-Handscanner der Modellreihe HR-X ist skriptfähig und unterstützt EtherNet/IP, PROFINET und EtherCAT. Wie der Scan im Einzelfall an den Drucker übergeben wird, gehört vor der Auslegung geprüft.

Weiterführende Artikel

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