Kastenerkennung im Leergut: Kastentyp, Logo und Farbe vor dem Auspacker unterscheiden

Bevor eine einzelne Flasche aus dem Rücklauf betrachtet wird, steht der Kasten vor der Station. Er trägt das Logo eines Abfüllers, eine Farbe und eine Bauform, und an ihm hängt, wohin das Leergut geht: zum eigenen Auspacker, in einen Sortierbereich für einen anderen Betrieb oder aus dem Umlauf. Dieser Beitrag richtet sich an Ingenieure in Brauereien und Mineralbrunnen und an Maschinenbauer, die Leergutsortieranlagen auslegen. Er geht die Fragen durch, die in dokumentierten Anwendungen an die Kastenerkennung gestellt werden: wie viele Kastensorten ein Werkzeug trennt, wie ein Logowechsel in die Station kommt, warum zwei Seiten gesehen werden, was eine Sekunde je Kasten bedeutet und was die Verschlüsse von oben über die Flaschen verraten. Eine laufende Kastenerkennung beschreibt keiner dieser Fälle.

Wichtige Punkte im Überblick

Der Kasten ist im Mehrwegpool die gröbste und schnellste Typentscheidung, deshalb fällt sie vor dem Auspacker, und ein Kasten mit fremdem Logo muss nicht Flasche für Flasche geprüft werden.
In einer dokumentierten Anwendung geht es um bis zu 50 Kastensorten und damit um mehr, als ein einzelnes Klassifizierungswerkzeug aufnimmt, weshalb die Auslegung mit einer Zählung der tatsächlich zurückkommenden Sorten beginnt.
Der Kasten mit dem alten Logo ist kein Fehler, sondern ein eigener Typ mit eigener Klasse und eigenem Ausgang, sodass beim Logowechsel an der Station nichts umgebaut werden muss.
Weil das Logo nicht immer zur Kamera weist, sehen mehrere Anwendungen zwei Ansichten vor, und die High-Performance Bildverarbeitung mit integrierter AI der Modellreihe VS-G wertet beide Seiten an einem Controller gemeinsam aus.
Die Verschlussfarbe zeigt die richtigen Flaschen im Kasten nur, wenn der Kasten zuvor in der erwarteten Richtung liegt und jede Sorte eine eigene Kappenfarbe trägt.

Der Kasten zuerst: warum die Sorte im Leergut am Kasten beginnt

Im Mehrwegpool ist der Kasten die gröbste und zugleich schnellste Typentscheidung. Ein Kasten mit fremdem Logo muss nicht Flasche für Flasche geprüft werden, um zu wissen, dass er nicht an diese Linie gehört. Die Entscheidung fällt deshalb vor dem Auspacker. Danach teilt sich der Strom: Eigene Kästen laufen weiter, fremde oder veraltete gehen in einen Sortierbereich oder aus dem Umlauf.

Die Merkmale, nach denen in den Anwendungen gefragt wird, sind überschaubar. Es sind das Logo auf der Stirnseite, die Kastenfarbe und die Bauform, dazu von oben der Blick auf Mündungen und Verschlüsse. Welche einzelne Flasche fremd ist und woran man sie erkennt, behandelt der Artikel zu Fremdflaschen im Mehrwegrücklauf.

Die Kastenerkennung beantwortet dabei nur die Typfrage am Erscheinungsbild. Liest eine Station einen Code am Kasten, um seinen Weg im Kreislauf zu dokumentieren, ist das Rückverfolgung. Ob im leeren Kasten noch Flaschen stehen oder ob der Kasten beschädigt ist, sind Anwesenheits- und Defektfragen mit eigenen Beiträgen.

Bis zu 50 Kastensorten auf einer Linie: was ein Werkzeug trennt und wo die Grenze liegt

Die größte dokumentierte Zahl stammt aus einer Sortieranlage, die ein Maschinenbauer auslegt. Bis zu 50 Sorten Getränkekästen sollen von zwei Seiten erkannt und zugeordnet werden, zwei Kameras sind dafür vorgesehen.

An dieser Zahl zeigt sich, wo die Geräteklassen enden. Die AI-Klassifizierung der All-in-One Kamera mit integrierter AI der Modellreihe VS deckt OK/NG-Klassen und die Identifikation von Produkttypen mit einem Werkzeug ab, bis zu 32 Produkttypen je Werkzeug. Der Sortiermodus des AI Vision-Sensors der Modellreihe IV4 registriert bis zu acht Varianten und ordnet jedes aufgenommene Objekt einem registrierten Typ zu. Rechnerisch bleiben bei 50 Sorten also 18, die ein einzelnes Klassifizierungswerkzeug nicht mehr aufnimmt. Eine Erkennung von 50 Sorten in einem Werkzeug ist nicht dokumentiert, und sie wird hier auch nicht in Aussicht gestellt.

Daraus folgt eine Planungsfrage, keine Geräteangabe. Lässt sich der Pool vorab nach einem groben Merkmal teilen, etwa nach Kastenfarbe oder Bauform, bleibt jede Teilmenge vielleicht unter der Grenze. Ob das für den eigenen Pool trägt, klärt ein Versuch mit Kästen aus dem Rücklauf, nicht das Datenblatt. Neue Sorten nimmt die AI-Klassifizierung durch Nachtrainieren auf. Wer heute schon nahe an 32 plant, hat damit kaum Spielraum für die Kästen, die der Markt später bringt.

In der Anwendungspraxis beginnt die Auslegung deshalb mit einer Zählung. Wie viele Kastensorten kommen tatsächlich zurück, wie viele davon in nennenswerter Menge? Welche müssen einzeln getrennt werden, und welche dürfen in einen gemeinsamen Sammelbereich?

Altes Logo, neues Logo: den Wechsel im Pool als eigenen Typ abbilden

Ändert ein Abfüller sein Logo, laufen alte und neue Kästen noch lange nebeneinander im Pool. Bei einem Abfüller soll eine Leerkastenkontrolle vorn und hinten am Kasten das alte vom neuen Logo unterscheiden und alte Kästen aussortieren; zusätzlich soll die Kastenfarbe erkannt werden. Vorgesehen sind drei Vision-Sensoren, je einer vorn, oben und hinten. Außerdem soll die Station prüfen, ob noch Flaschen im Kasten stehen, eine Anwesenheitsfrage, die an dieser Station nur nebenher beantwortet wird.

Für die Auslegung heißt das: Der alte Kasten ist kein Fehler, sondern ein eigener Typ. Er bekommt eine eigene Klasse oder eine eigene registrierte Variante und damit einen eigenen Ausgang. AI Identify am Vision-Sensor startet mit der Registrierung eines einzigen Bildes, weiteres Anlernen trennt zusätzliche Typen. Das Werkzeug wertet Form, Farbe, Helligkeit und Kanten gemeinsam aus, was für zwei Logostände auf einem sonst gleichen Kasten eine übersichtliche Aufgabe ist.

Mit der Zeit kehrt sich das Verhältnis um. Anfangs ist der neue Kasten die Ausnahme, später der alte. Wer den alten Logostand als Typ führt, statt ihn als Abweichung zu behandeln, muss beim Übergang an der Station nichts umbauen, sondern nur entscheiden, welcher Ausgang welchem Typ zugeordnet ist.

Zwei Seiten, eine Entscheidung: den Kasten von vorn und hinten sehen

Ein Kasten zeigt sein Logo nicht immer auf der Seite, die gerade zur Kamera weist. Deshalb verlangen mehrere der dokumentierten Fälle zwei Ansichten. Die Anwendung mit bis zu 50 Kastensorten sieht die Erkennung von zwei Seiten vor, die Leerkastenkontrolle mit drei Sensoren setzt vorn und hinten je einen. Im Anforderungskatalog eines Maschinenbauers für eine Leergutsortiermaschine steht das beidseitige Kastenlogo als eines von mehreren Merkmalen neben den Merkmalen der Flaschen. Dort sind ein bis zwei Kameras vorgesehen.

Zwei Ansichten ergeben zwei Bilder, aber nur einen Kasten. Die Station braucht eine Regel, wie die beiden Ergebnisse zusammengehen. Genügt ein erkanntes Logo auf einer Seite, oder müssen beide Seiten übereinstimmen? Und was gilt, wenn eine Seite ein anderes Ergebnis liefert als die andere? Diese Fälle sollten vor dem ersten Test festgelegt sein, nicht erst an der Linie.

Laufen beide Kameras an einem Controller, fällt die Regel an einer Stelle. Die High-Performance Bildverarbeitung mit integrierter AI der Modellreihe VS-G nimmt bis zu acht Kameras an einem Controller auf, sodass beide Seiten dort gemeinsam ausgewertet werden. Mit zwei getrennten Vision-Sensoren wandert die Verknüpfung in die Steuerung, die beide Ergebnisse demselben Kasten zuordnen muss. Beide Wege sind denkbar. Der zweite verlangt eine saubere Kastenverfolgung zwischen den beiden Aufnahmepunkten, besonders wenn Kästen dicht an dicht laufen.

Rund eine Sekunde je Kasten: den ganzen Kasten im Durchlauf erkennen

Eine Brauerei fasst die Anforderung knapp: den ganzen Kasten im Durchlauf erkennen, bei rund einer Sekunde je Kasten. Die Zahl beschreibt gut, was eine Kastenstation leisten muss.

Rechnerisch sind eine Sekunde je Kasten 3.600 Kästen pro Stunde auf einer Bahn. In diese Sekunde müssen die Aufnahme, gegebenenfalls eine zweite Ansicht, die Klassifizierung und die Übergabe an die Weiche passen. Wie viele Sorten die Klassifizierung in dieser Zeit sicher trennt, zeigt ein Test an Originalkästen.

Anhalten müssen die Kästen für die Aufnahme nicht. Beim Vision-Sensor wählt AI Trigger den Aufnahmemoment selbst, eine Lichtschranke als Auslöser ist nicht nötig, und das Objekt darf dabei weiterfahren. Mit einem dokumentierten Arbeitsabstand zwischen 50 mm und mehr als 3 m lassen sich die Sensoren seitlich neben der Kastenbahn oder darüber anbringen, ohne in den Förderweg zu ragen. Das Ergebnis geht an die Steuerung; die All-in-One Kamera bietet dafür EtherNet/IP, PROFINET, PLC-Link und EtherCAT. Steht die Station nahe der Waschanlage in der Nasszone, gehört ihre Reinigung zur Wahl des Standorts.

Verschlussfarbe im Kasten: zeigt der Deckel die richtige Flasche?

Stehen verschlossene Flaschen im Kasten, sieht eine Kamera von oben vor allem Verschlüsse. Genau diese Ansicht nutzt eine dokumentierte Anwendung: Anhand der Flaschendeckel soll geprüft werden, ob die richtigen Flaschen in den Kästen stehen. Die Reihenfolge ist dort festgelegt. Zuerst kommt eine Kontrolle der Längsrichtung, und erst wenn diese gelingt, folgt die Unterscheidung der Varianten.

Diese Reihenfolge hat einen Grund. Liegt der Kasten nicht in der erwarteten Richtung, stehen die Verschlüsse an anderen Stellen im Bild, und jede Regel, die sich auf Positionen stützt, greift ins Leere. Die Lage ist eine eigene Frage mit eigenem Beitrag; für die Sortenprüfung ist sie die Voraussetzung.

Farbe ist das naheliegende Merkmal, wenn jede Sorte ihre eigene Verschlussfarbe trägt. Die All-in-One Kamera extrahiert Farben als Vorverarbeitung für folgende Werkzeuge, etwa mit Farbe zu binär oder Farbe zu Graustufe, und das Blob-Werkzeug zählt Flächen und bestimmt ihren Schwerpunkt. Ob jeder Verschluss im Kasten die richtige Farbe hat, prüft damit eine Kombination von Werkzeugen, nicht ein einzelnes. Für einfachere Fälle hat der Vision-Sensor ein Werkzeug zur Unterscheidung anhand von Farbe und Helligkeit, das die Dokumentation am Beispiel farbiger Flaschenkappen beschreibt.

Zwei Punkte gehören in den Test. Wird der Weißabgleich geändert, ändert sich die Farbextraktion, und das Programm muss danach erneut geprüft werden. Außerdem zeigt die Verschlussfarbe die Sorte nur dann eindeutig, wenn der Pool es zulässt: Teilen sich zwei Sorten dieselbe Kappenfarbe, braucht die Station ein weiteres Merkmal. Ob beim Füllen der richtige Kronkorken aufgesetzt wurde, ist dagegen Sache der Verschlusskontrolle an der Abfülllinie.

Häufige Fragen

F Warum wird im Leergut zuerst der Kasten erkannt?

Der Kasten zeigt mit Logo, Farbe und Bauform auf einen Blick, zu welchem Abfüller das Leergut gehört. Ein fremder oder veralteter Kasten kann deshalb vor dem Auspacker ausgeschleust werden, ohne dass jede Flasche einzeln geprüft wird. Die Flaschenprüfung folgt danach für die Kästen, die weiterlaufen.

F Was tun, wenn mehr Kastensorten zurückkommen, als ein Werkzeug trennt?

Die AI-Klassifizierung der All-in-One Kamera mit integrierter AI der Modellreihe VS trennt bis zu 32 Produkttypen je Werkzeug, der Sortiermodus des AI Vision-Sensors der Modellreihe IV4 bis zu acht Varianten. In einer dokumentierten Anwendung geht es um bis zu 50 Kastensorten, also mehr als ein Werkzeug aufnimmt. Ob sich der Pool vorab nach Farbe oder Bauform teilen lässt, klärt ein Versuch mit Kästen aus dem Rücklauf.

F Wie bildet die Station einen Logowechsel ab?

Der Kasten mit dem alten Logo wird als eigener Typ geführt, nicht als Fehler. AI Identify am Vision-Sensor beginnt mit einem einzigen registrierten Bild und trennt durch weiteres Anlernen zusätzliche Typen. So bekommt jeder Logostand seinen eigenen Ausgang, solange beide im Umlauf sind.

F Braucht die Kastenerkennung zwei Kameras?

Oft ja, weil das Logo nicht immer auf der Seite liegt, die zur Kamera zeigt. Mehrere dokumentierte Anwendungen sehen deshalb Aufnahmen von vorn und hinten vor. Laufen beide Kameras an einem Controller der Modellreihe VS-G, wird der Kasten an einer Stelle entschieden; mit getrennten Sensoren übernimmt die Steuerung die Zuordnung.

F Kann die Verschlussfarbe zeigen, ob die richtigen Flaschen im Kasten stehen?

Ja, wenn jede Sorte eine eigene Verschlussfarbe trägt und der Kasten zuvor in der erwarteten Richtung liegt. In einer dokumentierten Anwendung folgt die Variantenunterscheidung über die Deckel deshalb erst auf eine Kontrolle der Längsrichtung. Teilen sich zwei Sorten dieselbe Farbe, braucht die Station ein zusätzliches Merkmal.

Weiterführende Artikel

Übergeordnete Themenseite: Messen, Kennzeichnen und Prüfen in der Lebensmittel- und Getränkeproduktion: Der Überblick für Qualitäts- und Produktionsverantwortliche

Hauptartikel zum Thema: Fremdflaschen und falsche Sorten im Mehrwegrücklauf erkennen: Typunterscheidung beim Abfüller