Etikett, Sleeve und Verschluss prüfen: Sitz, Ausrichtung und Variante in der Abfülllinie

Der Aufdruck kann stimmen und die Packung trotzdem falsch sein. Ein Etikett, das schief auf der Flasche sitzt. Ein Rundumetikett, das zu einer anderen Sorte gehört. Ein Kronkorken, der im Zuführsystem hängen geblieben ist und auf der falschen Flasche landet. Ein Sammelpack, in dem eine Flasche fehlt. In allen vier Fällen ist das Datum korrekt gedruckt und lesbar, und der Karton kommt als Reklamation zurück. Dieser Beitrag behandelt die Prüfung des Verpackungsobjekts selbst: Anwesenheit, Sitz, Ausrichtung, Variante und Verschluss. Für das Zurücklesen des gedruckten Inhalts gilt der Beitrag „MHD und Chargencode gegenlesen: OCR und OCV in der Lebensmittel- und Getränkelinie".

Wichtige Punkte im Überblick

Der Aufdruck kann stimmen und die Packung trotzdem falsch sein, denn ein schiefes Etikett, ein Rundumetikett der falschen Sorte, ein falscher Kronkorken oder ein unvollständiger Sammelpack fallen erst beim Kunden auf.
In dokumentierten Anwendungen wird der Etikettensitz auf etwa 0,5 mm in der Position und die Schräglage auf etwa 1 mm im Bildbereich geprüft, bei Sichtfeldern von rund 50 mm auf einem einzelnen Etikett bis 350 x 350 mm auf einer Flaschengruppe.
Bei hunderten Artikelvarianten und über hundert Etikettentypen auf einer Maschine ist ein Klassifikator robuster als eine Sammlung von Vorlagen, weshalb die All-in-One Kamera mit integrierter AI der Modellreihe VS die Packung einer gelernten Klasse zuordnet.
Die Verschlusskontrolle beantwortet drei Fragen an derselben Station: ob ein Verschluss vorhanden ist, ob es der richtige Typ ist und ob er richtig sitzt.
Eine gute Flasche, die als schlecht ausgeleitet wurde, lässt sich nicht wieder in die Linie geben, deshalb werden die Toleranzen an Serienmustern eingestellt und im Betrieb beide Zahlen mitgeführt, die Fehlerrate und die Ausleitrate.

Falsches Etikett, schiefes Etikett, fehlender Deckel: die typischen Fehlerbilder aus Reklamationen

Die Fehlerbilder aus den dokumentierten Projekten wiederholen sich in einer überschaubaren Liste:

Etikett fehlt, ist verrutscht, sitzt schräg oder ist an der Kante beschädigt
Vorderseite und Rückseite passen nicht zusammen, weil eines der beiden Etiketten aus der falschen Rolle kam
Deckel oder Kronkorken fehlt, sitzt lose oder ist der falsche Typ
Becher sind auf dem Förderband umgekippt und Deckel liegen frei darauf
der Sammelpack ist unvollständig, was erst beim Kunden auffällt
das Etikettenband an der Etikettiermaschine ist gerissen und die Linie läuft weiter

Auffällig ist die Ausgangslage: In mehreren Fällen gab es überhaupt keine Prüfung, und wie oft der Fehler auftrat, ließ sich im Werk niemand entnehmen. Andere Betriebe kontrollierten von Hand, während das Bedienpersonal die Flaschen auf die Palette setzte.

Bei der Auslegung zählt die Gegenrichtung mit. Eine gute Flasche, die als schlecht ausgeleitet wurde, lässt sich nicht wieder in die Linie geben. Pseudoausschuss ist damit kein Komfortthema, sondern direkter Verlust.

Sitz und Schrägstellung prüfen: rund 0,5 mm Position und 1 mm Schräglage

Die Toleranzen sind eng, aber bekannt. In dokumentierten Anwendungen wird der Etikettensitz auf etwa ±0,5 mm in der Position und die Schräglage auf etwa ±1 mm im Bildbereich geprüft. Die Sichtfelder reichen von rund 50 mm auf einem einzelnen Etikett bis zu 350 x 350 mm auf einer Flaschengruppe, die Arbeitsabstände von etwa 130 mm bis über 560 mm. Solche Werte sind objektivabhängig und gehören in die Auslegung, nicht in eine Datenblattzeile.

Zwei Randbedingungen entstehen aus der Mechanik. Erstens verdrehen sich Flaschen zwischen Etikettierer und Kamera, in einer dokumentierten Linie um 10 bis 20 Grad gegenüber dem Etikett. Die Prüfung muss die Drehlage also finden, statt sie vorauszusetzen. Zweitens steht oft nur eine Seite zur Verfügung, weil die Flasche im Drehstern gehalten wird und die Rückseite verdeckt bleibt.

Glas und glänzende Folien machen die Kantenfindung zusätzlich unruhig. LumiTrax trennt hier das Formbild vom Texturbild, sodass die Etikettenkante als Geometrie sichtbar wird und nicht als Reflexion. In einem Ausrichtprojekt an Glasbehältern war genau das der Weg zur stabilen Lageerkennung.

Hunderte Artikelvarianten und über hundert Etikettentypen auf einer Linie: Prüfprogramm und Auftragswechsel

Eine Abfülllinie fährt in einer Schicht mehrere Sorten, und dokumentierte Anwendungen nennen hunderte Artikelvarianten sowie über hundert Etikettentypen auf derselben Maschine. Damit wird die Programmverwaltung zur eigentlichen Arbeit. Wird ein festes Musterbild verglichen, muss für jede Variante ein Programm gepflegt und mit dem Auftrag umgeschaltet werden. AI Vision-Sensoren der Modellreihe IV4 halten 32 Programme intern und 128 mit microSD-Karte und aktivierter `[Programmerweiterung]`; erfolgt die Umschaltung über externe Eingänge, deckelt sie bei All-In-One-Modellen bei 32.

Wo sich die Varianten nur in Farbe, Druckdetail oder Etikettenform unterscheiden, ist ein Klassifikator robuster als eine Sammlung von Vorlagen. Die All-in-One Kamera mit integrierter AI der Modellreihe VS ordnet die Packung einer gelernten Klasse zu und verträgt dabei Druck- und Farbschwankungen, die eine Vorlagensuche aus dem Tritt bringen. Für den heiklen Fall zweier fast gleicher Packungen, die sich nur in einem gedruckten Detail unterscheiden, ist die Klassenzuordnung die einzige Prüfung, die den Unterschied überhaupt sieht.

Vorder- und Rückseite verknüpfen: Etikettenidentität gegen den Code auf der Rückseite absichern

Trägt die Flasche vorn ein Etikett und hinten einen Code, lässt sich das Paar gegeneinander absichern. In einer dokumentierten Anwendung liest ein AI-Codeleser der Modellreihe SR-X den Strichcode auf der Rückseite, während ein AI Vision-Sensor der Modellreihe IV4 die Identnummer des Frontetiketts ausliest. Erst die Kombination beider Ergebnisse gibt die Flasche frei, und ein falsch aufgebrachtes Etikett auf einer der beiden Seiten führt zur Ausleitung.

Der Aufwand lohnt dort, wo Sleeves und Etiketten gemischt laufen und nicht jede Einheit einen Data-Matrix-Code trägt, wie er auf den Kartonlinien üblich ist. Der Code, der ohnehin auf der Packung steht, wird so zur Referenz für die Variantenprüfung, ohne dass ein zusätzliches Merkmal aufgebracht werden muss.

Verschluss, Kronkorken und Schraubdeckel kontrollieren, auch im Drehstern

Die Verschlusskontrolle hat drei Fragen: Ist ein Verschluss vorhanden, ist es der richtige, und sitzt er richtig. Der dokumentierte Anlass für die zweite Frage ist ein Zuführsystem, in dem Kronkorken hängen bleiben, sodass ein falscher Korken auf eine Bierflasche gelangt. Geprüft wurde dort vor oder nach der Etikettierung, nicht erst im Kasten, und die Station brauchte einen externen Trigger, weil der Takt nicht von der Kamera vorgegeben wird.

Die Sitzhöhe war früher eine Sensoraufgabe. Wo eine mechanische Vorrichtung mit Lichtleitersensor an ihre Grenzen kommt, übernimmt entweder ein bildbasierter Höhenvergleichssensor der Modellreihe IX die Höhendifferenz oder die Kamera prüft Höhe und Sitz zusammen mit dem Etikett in einem Bild. Bei Bechern und Schalen kommt der Maschinenschutz hinzu: Ein umgekippter Becher oder ein loser Deckel auf dem Förderband soll erkannt werden, bevor die Siegelstation ihn erreicht. Raten von rund 50 Stück pro Minute im Drehstern sind dabei ebenso dokumentiert wie Hochleistungsstationen im vierstelligen Bereich.

Vollständigkeit im Sammelpack und in der Schale zählen

Am Linienende wird gezählt statt gemessen. Ob sechs Flaschen im Träger stehen, ob alle Becher in der Schale liegen und ob die Kartonklappen geschlossen sind, entscheidet ein Blick von oben. Das Werkzeug `AI Count` der Modellreihe IV4 zählt bis zu 500 Objekte je Werkzeug und arbeitet in dokumentierten Anwendungen aus rund 0,5 bis 1 m Montageabstand, auch bei acht bis zehn Packungsvarianten.

Praktisch wichtig ist die Autonomie der Station. In mehreren Projekten war die Anforderung ein Gerät, das ohne Steuerungsanbindung entscheidet und selbst einen Ausschieber ansteuert. Damit lässt sich eine Zählprüfung an einer Bestandslinie ergänzen, ohne das SPS-Programm anzufassen. Wie sich die Identität der geprüften Einheit danach über Kartons, Mehrwegkästen und Paletten fortschreibt, zeigt der Beitrag „Von der Flasche bis zur Palette: Codes lesen und Mehrwegkästen, Fässer und Paletten rückverfolgen".

Nachrüsten im Bestandsfüller: Kameraposition, Kabellänge, fünf bis sieben Stationen an einem Controller

Der Rahmen der Bestandsmaschine gibt die Kameraposition vor, nicht die Prüfaufgabe. In einem dokumentierten Fall standen an einer Station 85 mm freie Einbaubreite zur Verfügung. In einem anderen scheiterte die Auslegung zunächst an der Kabellänge, weil der Schaltschrank 15 m entfernt stand und die Standardlänge nicht reichte. Solche Maße klärt man vor der Systemwahl.

Sobald mehrere Prüfstellen an einer Maschine zusammenkommen, ändert sich die Architektur. Dokumentiert sind fünf und sieben Kameras an einer Abfüll- und Etikettiermaschine, verteilt auf Etikett von der Seite, Etikett von unten, Schrägsitz, Verschluss und Vollständigkeit. Die High-Performance Bildverarbeitung mit integrierter AI der Modellreihe VS-G führt bis zu acht Kameras an einem Controller zusammen, was gegenüber acht Einzelgeräten eine gemeinsame Programmverwaltung, einen Auftragswechsel und eine Schnittstelle zur Linie bedeutet.

Statische Aufladung an Folie und Etikettenband als Störgröße

Etikettenbänder und Folien laden sich auf, kleben aneinander oder stoßen sich ab. Am Wickler und an der Etikettiermaschine erscheint das als scheinbarer Prüffehler, obwohl die Kamera richtig entschieden hat. Ionisatoren der Modellreihe SJ entladen die Bahn, bevor sie in die Station läuft. Ein Hinweis aus der Praxis: Fast durchsichtige Etikettenbänder eines Alternativlieferanten waren in einem Projekt der Grund, überhaupt eine Bandrisskontrolle einzuführen, weil der Riss mit dem Auge nicht mehr auffiel.

Klebstoffreste sind der zweite Störfaktor. In einer Anwendung mit rund 1.800 Stück pro Minute werden schadhafte Etiketten mit Klebstoff aussortiert, bevor sie in die Waschmaschine gelangen, bei einem Sichtfeld von 50 mm, einem Arbeitsabstand von 132 mm und einer kleinsten zu erkennenden Abweichung von 1 mm. Über hundert Flaschen- und Etikettentypen laufen über dieselbe Station.

Häufige Fragen

F Wie genau lässt sich der Etikettensitz inline prüfen?

In dokumentierten Anwendungen wird die Position auf etwa ±0,5 mm und die Schräglage auf etwa ±1 mm im Bildbereich geprüft. Erreichbar ist das, wenn Sichtfeld und Arbeitsabstand zur Aufgabe passen: rund 50 mm auf einem einzelnen Etikett, bis zu 350 x 350 mm auf einer Flaschengruppe. Weil sich Flaschen zwischen Etikettierer und Kamera um 10 bis 20 Grad verdrehen können, muss die Prüfung die Drehlage selbst finden.

F Was hilft bei hunderten Artikelvarianten auf einer Linie?

Zwei Wege sind gangbar. Ein Prüfprogramm je Variante, das mit dem Auftrag umgeschaltet wird, wobei AI Vision-Sensoren der Modellreihe IV4 32 Programme intern und 128 mit microSD-Karte und aktivierter `[Programmerweiterung]` halten. Oder ein Klassifikator auf der All-in-One Kamera mit integrierter AI der Modellreihe VS, der die Packung einer gelernten Klasse zuordnet und Farb- sowie Druckschwankungen verträgt. Bei Varianten, die sich nur in einem gedruckten Detail unterscheiden, ist der zweite Weg der sicherere.

F Wie verhindert man, dass Vorder- und Rückseitenetikett nicht zusammenpassen?

Durch Verknüpfung der beiden Merkmale. Ein Codeleser der Modellreihe SR-X liest den Strichcode auf der Rückseite, ein AI Vision-Sensor der Modellreihe IV4 die Identnummer des Frontetiketts, und erst die Kombination gibt die Flasche frei. Der Code, der ohnehin aufgebracht ist, dient dabei als Referenz, ohne dass ein zusätzliches Merkmal nötig wird.

F Lässt sich die Deckel- und Kronkorkenkontrolle in eine bestehende Maschine einbauen?

Ja, wenn Einbauplatz, Trigger und Kabelweg geklärt sind. Die Station braucht in der Regel einen externen Trigger, weil der Takt von der Maschine kommt. Freie Einbaubreiten von 85 mm und Kabelwege von 15 m sind aus Projekten dokumentiert, und im Drehstern lässt sich häufig nur eine Seite der Flasche einsehen. Diese Randbedingungen gehören vor die Systemwahl.

F Warum ist eine falsche Ausleitung so teuer wie ein durchgelassener Fehler?

Weil eine gute Flasche, die als schlecht ausgeleitet wurde, nicht wieder in die Linie gegeben werden kann und damit verloren ist. Eine Prüfung, die auf Sicherheit getrimmt ist und Grenzfälle grundsätzlich ausleitet, erzeugt Pseudoausschuss und wird betriebswirtschaftlich zum Problem. Deshalb werden Toleranzen an Serienmustern eingestellt und die Ausleitrate im Betrieb mitgeführt, nicht nur die Fehlerrate.

Weiterführende Artikel

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

Hauptartikel zum Thema: MHD und Chargennummer in der Abfüllung kennzeichnen: Verfahren, Taktzeit und Verfügbarkeit

Weiterer Artikel im Thema: Glasflaschen, Verschlüsse und Kanister per Laser codieren: verbrauchsmaterialfrei kennzeichnen

Weiterer Artikel im Thema: MHD und Chargencode gegenlesen: OCR und OCV in der Lebensmittel- und Getränkelinie

Weiterer Artikel im Thema: Von der Flasche bis zur Palette: Codes lesen und Mehrwegkästen, Fässer und Paletten rückverfolgen