Packungen im Durchlauf zählen: Gläser, Dosen, Kartons und Tuben am Band erfassen

Wie viele Gläser hat die Linie in dieser Schicht verlassen, wie viele Kartons einer Sorte gingen in den Auftrag, wie viele Artikel liegen schon im Gesamtpaket? An Verpackungslinien soll diese Zahl gezählt und nicht geschätzt werden. Der Beitrag richtet sich an Linien- und Verpackungsingenieure bei Verpackungsherstellern, Abfüllern und Lohnverpackern. Er geht vom Zählgut aus: Packungen, die sich berühren, Sorten auf derselben Linie, Tuben, die zugleich aufrecht stehen müssen, Artikel, die bis zum vollen Gebinde abgezählt werden, und Packmittel, die ein einzelner Strahl erfasst. Grundlage sind dokumentierte Anwendungen an Verpackungslinien.

Wichtige Punkte im Überblick

Soll die Zahl einen Auftrag belegen, gehört der Zählpunkt hinter die letzte Station, die Packungen ausschleust, sonst zählt die Linie auch Ware, die nie ausgeliefert wird.
Ein Einzelsensor zählt, wie oft sein Strahl unterbrochen wird, und stoßen zwei Packungen aneinander, zählt er eine statt zwei.
Kommen Sorten gemischt, muss die Station die Sorte an jedem einzelnen Karton erkennen und für jede Sorte einen eigenen Zähler führen.
Bei Tuben soll dieselbe Station zählen und prüfen, ob jede Tube aufrecht steht, weil eine umgefallene Tube mit der Maschine kollidieren kann.
An einer Anlage sind CMOS-Lasersensoren mit integrierter Auswerteeinheit der Modellreihe LR-Z zur Erfassung von Deckeln installiert, die Einstellung für das Zählen wird technisch noch angepasst.

Die Zahl je Auftrag, Sorte oder Schicht: warum Packungen am Band gezählt werden

Am Band hat die Stückzahl drei Aufgaben. Sie belegt, wie viel ein Auftrag oder eine Schicht tatsächlich ergeben hat. Sie trennt Sorten, die auf derselben Linie laufen. Und sie löst eine Aktion aus, sobald genug Artikel für ein Gebinde beisammen sind. In allen drei Fällen ist die Zahl offen und das eigentliche Ergebnis.

Davon zu unterscheiden ist die Station, die nur prüft, ob ein Karton seine feste Sollzahl enthält. Das ist eine Vollständigkeitsprüfung und hier nicht Thema. Gezählt werden in diesem Beitrag außerdem Packungen und Packmittel, nicht lose Lebensmittel vor der Verpackungsmaschine.

Wo der Zählpunkt sitzt, folgt aus dem Zweck. Soll die Zahl einen Auftrag belegen, gehört er hinter die letzte Station, die Packungen ausschleust, sonst zählt die Linie auch Ware, die nie ausgeliefert wird. Soll die Zahl ein Gebinde auslösen, sitzt er unmittelbar vor Schieber, Stapler oder Beutel. Manche Linien brauchen beides.

Kontur im Bild oder Unterbrechung im Strahl: was das Zählgut entscheidet

Ein Einzelsensor zählt, wie oft sein Strahl unterbrochen wird. Das ist einfach und robust, solange jede Packung mit einer Lücke allein an ihm vorbeikommt. Stoßen zwei Packungen aneinander, sieht ein einzelner Strahl nur eine lange Unterbrechung und zählt eine statt zwei.

Ein Bild über dem Band erfasst dagegen die Packungen in der Fläche; ob es aneinanderliegende Objekte einzeln zählt, zeigt der Test mit Originalware. Der AI Vision-Sensor der Modellreihe IV4 arbeitet mit Abständen von 50 mm bis über 3 m und lässt sich deshalb hoch über dem Förderer anbringen. Wird das Band zu breit für ein Gerät, bleiben mehrere Geräte nebeneinander oder ein Sensor je Bahn. Eine Kartondruckerei nennt das Zählen als Nebenthema und denkt dafür eher an einen einfachen Sensor als an einen Vision-Sensor.

Gläser und Dosen im Strom: zählen an der Zähllinie

Gefüllte Gläser und Dosen laufen oft dicht an dicht. Im AI Dynamic Count Modus zählt der Vision-Sensor die eingelernten Objekte, die eine festgelegte Zähllinie durchlaufen haben, auch wenn mehrere gleichzeitig unterwegs sind und keines angehalten wird. Die Lage der Zähllinie lässt sich verschieben, um die Zählung zu optimieren, und der Zählwert reicht bis zu 9.999.999 Stück.

Beide Packungsarten tauchen in den Vorgängen auf. Ein Betrieb hat den Vision-Sensor an gefüllten Gläsern getestet, montiert rund einen halben Meter über dem Förderband. Dosen sollen im Durchlauf gezählt werden; eine Zählung an der teils manuellen Endverpackung kommt dort dagegen weniger in Frage. Wie sich Glanz auf Glas und Dosenblech im Bild auswirkt, bleibt in beiden Fällen eine Frage für den Test an der Linie.

Drei Kartonhöhen: Sorten unterscheiden und hochzählen

Drei Kartonsorten, alle schwarz und nur in der Höhe verschieden, sollen unterschieden und hochgezählt werden.

Der Fall zeigt eine typische Hürde. Kommen die Sorten gemischt, hilft ein Programm je Sorte nicht weiter, auch wenn sich am Vision-Sensor bis zu 32 Programme über externe Eingänge wechseln lassen. Soll je Sorte gezählt werden, muss die Station die Sorte an jedem einzelnen Karton erkennen und für jede Sorte einen eigenen Zähler führen. Mit AI Identify unterscheidet der Vision-Sensor Objekte nach Form, Farbe, Helligkeit und Kanten. Ob ein reiner Höhenunterschied bei schwarzen Kartons im Bild von oben sichtbar wird, ist offen. Alternativ liefert ein abstandsmessender Sensor von oben die Höhe direkt. Wo die Zähler je Sorte geführt werden, im Sensor oder in der Steuerung, gehört in die Auslegung.

Zählen und gleichzeitig prüfen: stehende Tuben und Code in einer Station

Bei Tuben in einer Verpackungsmaschine genügt die Zahl allein nicht. Fällt eine Tube um, kann sie mit der Maschine kollidieren, und die Reinigung kostet viel Zeit. Deshalb soll dieselbe Station zählen und prüfen, ob jede Tube aufrecht steht. Von oben gesehen zeigt eine stehende Tube ihren Querschnitt, eine liegende ihre ganze Länge. Ein Applikationstest mit dem Vision-Sensor an stehenden Tuben wurde gemacht.

Eine andere Kombination ist an einem Produktionsband vorgesehen: Eine Lichtschranke löst einen AI-Codeleser der Modellreihe SR-X unter dem Band aus, und jede Lesung ergibt eine gezählte Packung. Die Ergebnisse sollen zunächst in einer CSV-Datei mitgeschrieben werden und später in eine Datenbank gehen. Der Codeleser kann Lesedaten als CSV per FTP übergeben. Wird die Lesung selbst als Menge im Lager oder Versand gebucht, ist das eine Logistikfrage; hier dient sie der Zählung an der Linie.

Bis das Gebinde voll ist: Artikel an Vereinzelung, Stapler und Gesamtpaket abzählen

Beim Bilden eines Gebindes muss die Zahl feststehen, bevor die Maschine handelt. Der AI Dynamic Count Modus setzt dafür einen Ausgang, sobald der Zählwert den Sollwert erreicht oder übersteigt, und kann sich danach selbst zurücksetzen.

Für eine Verpackungslinie mit mehreren Artikelsorten auf schnellen Bändern ist die korrekte Zahl der Einzelartikel je Gesamtpaket gefordert. Die Artikel sollen möglichst weit entzerrt ankommen und sich höchstens um rund ein Fünftel überlappen; das dynamische Zählen ist eine notierte Option neben Zählwaagen. Ob überlappende Artikel dabei sicher getrennt werden, müsste ein Test zeigen.

Bei Hygieneartikeln liegt der Zählpunkt im Stapler: Dort sollen die Artikel gezählt werden. Für den Stapler kommt die All-in-One Kamera mit integrierter AI der Modellreihe VS in Frage. Hinter einer Vereinzelungsmaschine in einem Verpackungsbetrieb soll der CMOS-Lasersensor mit integrierter Auswerteeinheit der Modellreihe LR-Z jede Zählung auslösen.

Ein Strahl je Bahn: Deckel, Becher und Kartons von oben mit Laser- und Lichtleitersensoren

Wo Packmittel einzeln an einer festen Stelle vorbeikommen, reicht ein Strahl je Objekt. An einer Anlage sind Lasersensoren der Modellreihe LR-Z installiert, unter anderem zur Erfassung von Deckeln; die Zähleinstellung wird dort technisch noch angepasst. Empfohlen ist, die Einlernversuche mit der DATUM-Kalibrierung fortzuführen und dabei den Schaltwert anzupassen; ändert sich die Höhe der Verschlüsse, ist neu einzulernen. Eine zusätzliche Lichtschranke am Förderer soll melden, ob ein Deckel da ist, mit einer Verzögerung für den Fall, dass Verschlüsse aneinanderstoßen. Der Lasersensor deckt je nach Ausführung Erfassungsbereiche zwischen 25 und 500 mm ab und lässt sich damit auch mit etwas Abstand über dem Förderer montieren.

Für Kunststoffbecher brachte ein Versuch mit Digitalen Lichtleitersensoren der Modellreihe FS-N und Lichtleitergeräten der Modellreihe FU ein sehr gutes Ergebnis. In einer weiteren Anwendung sollen Kartons von oben mit dem Allzweck-Lasersensor der Modellreihe LR-T gezählt werden, der je nach Ausführung 60 bis 2.000 mm oder 60 bis 5.000 mm abdeckt.

Häufige Fragen

F Muss das Band anhalten, damit ein Vision-Sensor Packungen zählt?

Nein. Im AI Dynamic Count Modus zählt der AI Vision-Sensor der Modellreihe IV4 bewegte Objekte, die eine festgelegte Zähllinie durchlaufen haben, auch mehrere gleichzeitig. Ob sich berührende Packungen dabei einzeln erfasst werden, klärt der Test an der Linie.

F Lassen sich mehrere Sorten auf derselben Linie getrennt zählen?

Ja, wenn die Station die Sorte an jeder Packung erkennt und für jede Sorte einen eigenen Zähler führt. Ein Programm je Sorte reicht nur, wenn die Sorten nacheinander und nicht gemischt kommen. Ob sich Sorten, die sich nur in der Höhe unterscheiden, im Bild trennen lassen, klärt der Test; sonst liefert ein Abstandssensor von oben die Höhe.

F Wann genügt ein Laser- oder Lichtleitersensor statt eines Bildes?

Wenn Deckel, Becher oder Kartons einzeln und mit Lücke an einer festen Stelle vorbeikommen. Stoßen sie aneinander oder überlappen sie, zählt ein einzelner Strahl zu wenig; dann kommt ein Bild über dem Band in Frage, dessen Eignung der Test zeigt.

F Wie lässt sich die gezählte Menge je Auftrag nachweisen?

Die Zählung wird mitgeschrieben, in einem dokumentierten Fall zunächst als CSV-Datei und später in einer Datenbank. Der AI-Codeleser der Modellreihe SR-X kann Lesedaten als CSV per FTP übergeben, wenn die Zahl aus den Lesungen kommt.

F Warum werden Tuben gleichzeitig gezählt und auf ihre Lage geprüft?

Eine umgefallene Tube kann mit der Verpackungsmaschine kollidieren, und die Reinigung ist zeitaufwendig. Deshalb soll eine Station beides leisten. Ob die Lage dabei zuverlässig erkannt wird, zeigt ein Test an der Linie.

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