Anwesenheits- und Vollständigkeitskontrolle in der Verpackungslinie: Etikett, Inhalt, Verschluss und Stückzahl automatisch prüfen

Auf jeder Verpackungslinie stellt sich vor dem Verschließen, Palettieren und Versenden dieselbe Frage, nur an unterschiedlichen Stellen: Ist die Verpackung vollständig und richtig ausgestattet? Sitzt das Etikett auf dem Becher, ist das MHD aufgedruckt, liegt der Beipackzettel im Karton, stimmt die Stückzahl im Tray, ist die Siegelnaht sauber geschlossen? Jede dieser Prüfungen wirkt für sich klein. Wird eine davon ausgelassen und fällt der Fehler erst beim Handel oder Endkunden auf, steht schnell eine ganze Charge zur Disposition.

Dieser Beitrag ordnet die Prüfaufgaben, die in dokumentierten Anwendungen aus der Verpackungs- und Druckbranche immer wiederkehren, und zeigt, wie sie sich als automatische 100%-Kontrolle lösen lassen: vom kompakten AI-Vision-Sensor, den das eigene Team einrichtet, über die All-in-One Kamera mit integrierter AI bis zum Bildverarbeitungssystem für hohe Taktraten und kombinierte Prüfungen.

Wichtige Punkte im Überblick

Auf jeder Verpackungslinie lassen sich die Prüfungen auf vier Grundfragen zurückführen: Kennzeichnung vorhanden, Inhalt komplett, Verpackung richtig verschlossen und Stückzahl korrekt.
Drei Anlässe dominieren die dokumentierten Projekte: eine Reklamation oder ein Lastenheft mit geforderter 100%-Kontrolle, ein abgekündigtes Prüfsystem ohne Ersatzteile und die manuelle Sichtkontrolle, die bei Personalmangel nicht mehr trägt.
Der naheliegende Einstieg ist der AI-Vision-Sensor der Modellreihe IV4: Er vereint Kamera, Beleuchtung und Auswertung in einem Gerät und lernt aus wenigen Gut- und Schlechtbildern, ob Etikett, Produkt oder Deckel vorhanden ist.
Die nächste Geräteklasse übernimmt erst, wenn Taktrate, Bildfeld oder Prüftiefe es verlangen: die All-in-One Kamera mit integrierter AI für Druckbild, Code und OCR in einer Station, das Bildverarbeitungssystem für sehr große Bildfelder und mehrere Kameras.
Die Anbindung an die Linie entscheidet über den Nutzen: Das i.O./n.i.O.-Signal geht per Profinet oder OPC UA an die Steuerung und schleust fehlerhafte Verpackungen aus, bevor sie verschlossen oder palettiert werden.

Warum fehlende Etiketten, Beilagen und Produkte ganze Chargen entwerten

Die kritischen Fehler auf der Verpackungslinie sind selten spektakulär. Ein Pouch verlässt den Etikettierer ohne Aufkleber, ein Karton wird ohne Beipackzettel verschlossen, in einer Mehrfachpackung fehlt ein einzelnes Produkt, eine Siegelnaht schließt über einem eingeklemmten Beutelrest. Einzeln betrachtet sind das Kleinigkeiten. In der Konsequenz sind sie teuer, denn bei Lebensmitteln, Pharmaprodukten und Konsumgütern gilt: Eine fehlende Kennzeichnung oder ein unvollständiger Inhalt macht nicht nur die eine Verpackung unverkäuflich, sondern stellt die gesamte Charge in Frage.

In den ausgewerteten Projekten steht deshalb fast nie der Wunsch nach mehr Technik am Anfang, sondern ein konkreter Anlass. Drei Motive kehren immer wieder:

Eine Reklamation ist bereits passiert oder ein Kundenlastenheft fordert die 100%-Kontrolle, bevor weiter geliefert werden darf.
Ein vorhandenes Prüfsystem ist abgekündigt und ohne Ersatzteilversorgung, die Linie läuft aber noch viele Jahre.
Die manuelle Sichtkontrolle trägt nicht mehr, weil Personal fehlt oder weil Menschen über eine ganze Schicht hinweg keine verlässliche Prüfinstanz sind.

Wer diese Anlässe kennt, kann die Prüfaufgabe sauber fassen, bevor über Geräte gesprochen wird.

Die vier Grundaufgaben: Etikett da, Inhalt komplett, richtig verschlossen, Stückzahl korrekt

Über alle Verpackungsebenen hinweg, vom Pouch über den Becher bis zu Karton, Tray und Europalette, lassen sich die Prüfungen auf vier Grundfragen zurückführen:

Ist die Kennzeichnung vorhanden? Etikett, Sonderetikett, Druckbild, Druckmarke oder MHD auf der Verpackung, geprüft direkt nach Etikettierer oder Coder. Häufig genügt die reine Anwesenheit, das Lesen des Inhalts folgt als Ausbaustufe.
Ist der Inhalt komplett? Produkt und Einlage in der Einzelverpackung vor dem Siegeln, Beipackzettel und Feuchtigkeitsbeutel im Karton, die richtige Sorte in jedem Nest des Trays.
Ist die Verpackung richtig verschlossen? Siegelnaht vorhanden und frei von Fremdprodukt, Klebesiegel im Deckel eingesetzt, Kappe in richtiger Lage, Kartonlaschen zu und Klebeband beidseitig haftend.
Stimmt die Stückzahl? Die richtige Anzahl in Karton, Tray und Lage, bis hin zur Zahl der Umkartons auf der Palette, teils ergänzt um eine Doppelbelegungsprüfung.

Auffällig ist, wie oft mehrere dieser Fragen an einer Station zusammenkommen. An einer Abfülllinie werden Etikett und MHD geprüft, wenige Meter weiter Inhalt und Verschluss, am Linienende die Palette. Diese Kette entscheidet später über die Auslegung der einzelnen Prüfstationen.

Abgekündigte Prüftechnik ersetzen: Retrofit in der bestehenden Anlage

Ein großer Teil der dokumentierten Projekte beginnt nicht auf der grünen Wiese, sondern in einer laufenden Anlage. Das alte Prüfsystem ist abgekündigt, der Hersteller liefert keine Ersatzteile mehr, oder ein Spezialsensor hat keinen Nachfolger. Die Anforderung lautet dann: gleiche oder bessere Prüfleistung, Einbau in den vorhandenen Bauraum, Anbindung an die vorhandene Steuerung.

Für ein solches Retrofit haben sich drei Punkte bewährt. Erstens sollte die neue Prüfung nicht das alte Prinzip kopieren, sondern die Aufgabe neu bewerten. Ein Sensor, der früher nur einen Punkt abfragte, lässt sich oft durch eine flächige Prüfung ersetzen, die zugleich Lage und Vollständigkeit bewertet. Zweitens zählt der Bauraum: Kompakte Geräte mit integrierter Beleuchtung passen auch in enge Stationen, in denen für Kamera, Rechner und externe Beleuchtung kein Platz wäre. Drittens muss die Schnittstelle zur Bestandssteuerung von Anfang an geklärt sein, damit das i.O./n.i.O.-Signal denselben Weg nimmt wie zuvor.

So wird der erzwungene Austausch zur Gelegenheit, eine bekannte Schwachstelle gleich mit zu beheben, etwa die Prüfung, die bisher bei wechselnden Folienfarben regelmäßig Fehlalarme erzeugte.

Der AI-Vision-Sensor als Einstieg: Prüfungen ohne Bildverarbeitungs-Know-how einrichten

Für die Mehrheit der beschriebenen Aufgaben ist der AI-Vision-Sensor der Modellreihe IV4 der naheliegende Einstieg. Er vereint Kamera, Beleuchtung und Auswertung in einem kompakten Gerät und wird ohne Programmierkenntnisse eingerichtet. Das passt zur Realität der Verpackungsbetriebe, in denen Instandhaltung und Linienverantwortliche die Prüfung selbst aufsetzen und bei Formatwechseln anpassen.

Das Prinzip bleibt bewusst einfach:

Gut und schlecht einlernen. Statt Regeln zu programmieren, zeigt man dem AI-Werkzeug einige i.O.- und n.i.O.-Beispiele. Der Sensor lernt daraus, ob Etikett, Produkt oder Deckel vorhanden ist, und bleibt auch bei wechselnden Folienfarben und glänzenden Untergründen stabil.
Anwesenheit, Zählen und Lage in einem Gerät. Ein Prüfprogramm deckt mehrere Prüfstellen ab, zählt Produkte im Karton und bewertet, ob das Etikett grob richtig sitzt. Für getrennte Teilbereiche eines großen Kartons arbeiten zwei Geräte parallel.
Varianten im Programm verwalten. In der Anwendungspraxis laufen 5 bis 11 Formatvarianten in einem Programm, bei Kartonprüfungen bis zu 40. Der Formatwechsel wird über die Steuerung angewählt statt neu eingerichtet.
AI-OCR als Ausbaustufe. Soll später nicht nur die Anwesenheit des MHD geprüft, sondern das Datum gelesen werden, deckt der Sensor das mit AI-OCR ab, ohne dass die Station umgebaut wird.

Wo die Optik prinzipbedingt nicht greift, etwa bei Aluminium-Verbundfolien, übernimmt ein hochpräziser digitaler Messtaster der Modellreihe GT2 die mechanische Höhenabfrage; wo nur die Höheninformation zuverlässig trennt, ein 2D/3D Laser-Profilsensor der Modellreihe LJ-X8000. Für den einzelnen transparenten Prüfpunkt an der Maschine genügt oft ein CMOS-Lasersensor mit integrierter Auswerteeinheit der Modellreihe LR-Z. Die Kunst der Auslegung besteht darin, nicht mehr Technik zu wählen als nötig, aber genug, damit die Prüfung sicher trägt.

Hohe Taktraten, viele Formate, Code und OCR: wann die All-in-One Kamera und das Bildverarbeitungssystem übernehmen

Der AI-Vision-Sensor deckt den Einstieg ab. Es gibt jedoch klare Signale dafür, dass eine Station in die nächste Klasse gehört.

Druckbild, Code und OCR in einer Station: Sollen neben der Anwesenheit auch ein DMC verifiziert und eine Klarschrift gelesen werden, ist die All-in-One Kamera mit integrierter AI der Modellreihe VS die passende Wahl. Sie kombiniert AI-Klassifizierung, AI-OCR und Codelesung in einem Gerät und bleibt vergleichbar einfach in der Bedienung. Für die reine Codeprüfung nach dem Coder genügt ein AI-Codeleser der Modellreihe SR-X.
Sehr große Bildfelder und kombinierte Prüfungen: Trays mit Sichtfeldern, die in dokumentierten Anwendungen bis 1200 x 1000 mm reichen, Prüfungen bis zur Europalette oder viele Prüfbereiche über eine Station verteilt führen zur High-Performance Bildverarbeitung mit integrierter AI der Modellreihe VS-G, die mehrere Kameras verwaltet und Beleuchtungstechniken wie LumiTrax einbindet.
Hohe Geschwindigkeit: Einzelverpackungen laufen in den dokumentierten Fällen mit bis zu 900 Teilen/min, Etikettierprüfungen mit 130-180 Takten/min. Solche Raten verlangen eine Auslegung von Bildaufnahme, Auswertezeit und Ausschleusung aus einem Guss.

Die Übergänge sind fließend, und die Praxis zeigt eine sinnvolle Reihenfolge: Man beginnt beim einfachsten Gerät, das die Aufgabe sicher löst, und wechselt die Klasse erst, wenn Taktrate, Bildfeld oder Prüftiefe es verlangen.

Anbindung an die Linie: Profinet, OPC UA, Auswurfstation und Bildspeicherung

Eine Anwesenheitskontrolle entfaltet ihren Nutzen erst, wenn ihr Ergebnis in der Linie etwas bewirkt. In den dokumentierten Linienprojekten haben sich vier Bausteine etabliert.

Das Prüfergebnis geht als i.O./n.i.O.-Signal oder Zählwert per Profinet oder OPC UA an die Steuerung. Dort verriegelt es den nächsten Prozessschritt oder steuert eine Auswurfstation an, die die fehlerhafte Verpackung ausschleust, bevor sie verschlossen oder palettiert wird. Auf durchgängigen Abfüll- und Packlinien mit 50 bis 130 Verpackungen/min entstehen so Prüfketten mit mehreren Stationen: Etikett nach dem Etikettierer, MHD direkt nach einem Coder, etwa einem Tintenstrahldrucker für Karton der Modellreihe CC-1000, Inhalt vor dem Verschließen, Palettenetikett am Linienende.

Für Rückverfolgbarkeit und Abnahme kommt die Bildspeicherung hinzu: Fehlerbilder werden mit Seriennummer per FTP oder über den Webserver abgelegt, sodass sich jede Ausschleusung später belegen lässt. Wer diese Anbindung von Anfang an mitplant, macht aus einer einzelnen Prüfstation ein Konzept, das sich auf weitere Linien und Werke übertragen lässt.

Häufige Fragen

F Wie prüft man, ob ein Etikett auf der Verpackung vorhanden ist?

Die Anwesenheit eines Etiketts wird direkt nach dem Etikettierer mit einem AI-Vision-Sensor geprüft, der aus wenigen Gut- und Schlechtbildern lernt, wie die etikettierte Verpackung aussieht. Das funktioniert auch bei glänzenden Pouches und wechselnden Folienfarben, an denen Kontrastsensoren scheitern. Das Ergebnis geht als i.O./n.i.O.-Signal an die Steuerung und schleust Verpackungen ohne Etikett aus.

F Wie kontrolliert man die Vollständigkeit eines Kartons vor dem Verschließen?

Ein AI-Vision-Sensor blickt von oben in den offenen Karton und prüft in einem Bild, ob alle Produkte in der richtigen Anzahl und Sorte enthalten sind, inklusive Beipackzettel oder Feuchtigkeitsbeutel. Zähl- und Identifikationswerkzeuge erkennen auch zusammenliegende Produkte. Erst wenn die Prüfung i.O. meldet, gibt die Steuerung das Verschließen frei.

F Wie erkennt man, ob eine Verpackung richtig verschlossen ist?

Die Verschlusskontrolle prüft je nach Verpackung unterschiedliche Merkmale: die Siegelnaht auf Anwesenheit und Fremdprodukt, den Deckel auf richtige Lage, das Klebesiegel im Verschluss und das Klebeband am Karton. Kamerabasierte Prüfungen decken diese Merkmale flächig ab; bei transparenten Nähten helfen angepasste Beleuchtung oder eine Dickenmessung per Laser.

F Wann reicht ein AI-Vision-Sensor und wann braucht es ein Bildverarbeitungssystem?

Ein AI-Vision-Sensor der Modellreihe IV4 deckt Anwesenheit, Zählen und einfache Lagebewertung an einer Station ab und wird ohne Bildverarbeitungs-Know-how eingerichtet. Kommen Code- und OCR-Verifizierung dazu, ist die All-in-One Kamera mit integrierter AI der Modellreihe VS die passende Klasse. Die High-Performance Bildverarbeitung mit integrierter AI der Modellreihe VS-G übernimmt bei sehr großen Bildfeldern, mehreren Kameras und kombinierten Prüfungen.

F Wie wird das Prüfergebnis an die Verpackungslinie übergeben?

Das Prüfergebnis wird als i.O./n.i.O.-Signal oder Zählwert über Profinet oder OPC UA an die Steuerung übergeben. Dort verriegelt es den nächsten Prozessschritt oder steuert eine Auswurfstation an, die fehlerhafte Verpackungen ausschleust. Fehlerbilder lassen sich mit Seriennummer per FTP oder Webserver speichern, um jede Entscheidung zu belegen.

F Wie ersetzt man ein abgekündigtes Prüfsystem in einer bestehenden Linie?

Beim Retrofit wird die Prüfaufgabe neu bewertet statt das alte Prinzip zu kopieren: Häufig ersetzt ein kompakter AI-Vision-Sensor mit integrierter Beleuchtung den abgekündigten Spezialsensor und prüft dabei zusätzlich Lage oder Vollständigkeit. Bauraum, Arbeitsabstand und die Schnittstelle zur Bestandssteuerung werden vorab geklärt, damit das Signal denselben Weg nimmt wie zuvor. Ein Test mit realen Mustern sichert die Machbarkeit ab.

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