In einer Brauerei kontrollieren Laserscanner vollautomatisch leere Bierkästen. Die Scanner erkennen schnell und einfach, ob sich alle Flaschen im Kasten befinden und darüber hinaus auch, ob es sich dabei um die richtigen Flaschentypen handelt. Sie prüfen Flaschen schneller und genauer als menschliche Prüfer.

Deutsche Verbraucher trinken gerne Bier. Der Gerstensaft zählt zu den beliebtesten Getränken. In Deutschland wurden 2018 etwa 8,7 Milliarden Liter Bier hergestellt. Der Pro-Kopf-Verbrauch lag im selben Jahr bei rund 102 Litern. Zieht man den Vergleich mit anderen Ländern, so kommen nur Tschechien und Österreich auf einen höheren Pro-Kopf-Verbrauch. Als Feierabendbier oder für die nächste Geburtstagsfeier ist ein Bierkasten ein praktisches Gebinde. Er lässt sich leicht tragen und gut lagern, die Flaschen stehen sicher und wer mehr Bier braucht, der kann die Kästen bequem übereinander packen.

Herkömmliche Flaschenprüfung

Bierflaschen, die aus der Abfüllanlage oder der Brauerei zum Kunden kommen, nehmen in der Regel auch wieder den Weg zurück. Denn Glasflaschen sind Pfandflaschen, die 40 bis 50 Mal wiederbefüllt werden können. Sie kommen millionenfach in den einzelnen Brauereien oder bei den Abfüllbetrieben an, die sie erneut befüllen. Für einen reibungslosen Ablauf der weiteren maschinellen Verarbeitungsschritte, wie das Entfernen der Deckel und Etiketten, das Waschen und Wiederbefüllen, ist es notwendig, die Kästen direkt am Wareneingang sorgfältig zu prüfen. Zum einen spielt die Vollständigkeit eine große Rolle, zum anderen ist wichtig, ob sich die richtigen Flaschentypen im zugehörigen Kasten befinden. Unterschiedliche Flaschentypen machen den Brauereien dabei zu schaffen. Häufig ist das Logo der Brauerei ins Glas eingelassen oder die Flaschen wurden in einer bestimmten Form hergestellt, die nur ein bestimmter Hersteller vertreibt. Schätzungen zufolge gehören mehr als ein Drittel der angelieferten Flaschen nicht zur jeweiligen Brauerei. Daher muss diese mehr Personal zum Prüfen der Kästen einsetzen. Denn häufig wird dies noch manuell von Mitarbeitern geprüft. Dies ist ein ebenso anstrengender wie auch fehlerbehafteter Prozess. Die Kästen laufen am Fließband durch, was dem Mitarbeiter viel Konzentration abverlangt. Lässt diese nach, werden häufig nicht mehr alle fehlerhaften Flaschen erkannt oder es fehlen trotz Kontrolle Flaschen in den Kästen.

Automatisierte Leergutkontrolle mit Laserscannern

Eine schonendere, effizientere und gleichzeitig zuverlässige Prüfmethode ermöglichen die Laserscanner von Micro-Epsilon. Zum Einsatz kommen sie beispielsweise bei dem  slowenischen Unternehmen Tipteh, das für das schnelle und vollautomatisierte Prüfen von Leergut eine Prüfanlage mit Laser-Linien-Triangulatoren entwickelt hat, die Eingangskontrolle der Kästen durchführt. Diese Inline-Konstruktion ist mit fünf Laserscannern der Reihe Scancontrol 2900-50 ausgestattet. Diese messen in der Produktionslinie von oben auf die Getränkekisten, die auf einem Förderband geführt werden. Jeder Scanner vermisst dabei eine Flaschenreihe im Kasten. Die Anwesenheitskontrolle erfolgt bei Durchlaufgeschwindigkeiten von bis zu 850 mm/s. Gegenüber einer Lösung mit herkömmlichen Bildverarbeitungssystemen prüfen die Laserscanner nicht nur die Anwesenheit, sondern auch die Höhe der Flaschen. Aus der jeweiligen Flaschenhöhe ermittelt der Sensor, ob sich der richtige Flaschentyp im Kasten befindet. Die Höhe der Flaschen darf bei dieser Anwendung maximal 3 mm von der Sollhöhe des jeweiligen Typs abweichen.

Die SPS empfängt das Ergebnis der Bewertung als „OK“ oder „not OK“, wodurch fehlerhafte Kästen direkt ausgeschleust werden. Für den Anwender lassen sich die Messergebnisse zusätzlich über einen integrierten Bildschirm an der Kontrolleinheit ausgegeben.

Fazit

Mit Abmessungen von 96 x 85 x 33 mm und einem integrierten Controller bieten die Laserscanner der Reihe Scancontrol 2900-50 eine platzsparende, automatisierte Lösung zur Leergut-Kontrolle bei Abfüllern oder Brauereien. Der Sensor arbeitet mit bis zu 2.000 Messwerten pro Sekunde und eignet sich daher sowohl für statische als auch für dynamische Prozesse. Die Herausforderungen liegen bei dieser Messaufgabe vor allem in den unterschiedlichen Reflexionseigenschaften der Flaschen. Diese variieren mit der Glasfarbe. Meist handelt es sich dabei um Grün- und Brauntöne. Zudem befinden sich am Wareneingang Flaschen mit oder ohne Deckel im Kasten, was der Scanner mittels hinterlegten Algorithmen erkennt. Erschütterungen durch den Transport auf dem durchlaufenden Förderband führen außerdem dazu, dass die Flaschen ständigen Vibrationen ausgesetzt sind. Die Laserscanner von Micro-Epsilon sind aufgrund des Messprinzips der Laser-Triangulation gegen diese unempfindlich. Sie können in großem Abstand zum Messobjekt platziert werden und nehmen über die Laserlinie 1.280 Messpunkt pro Profil auf. Ausgewertet werden die Messwerte direkt in der Produktionslinie. Über eine GigE-Vision-Anbindung werden die Rohdaten in eine Bildverarbeitungssoftware eingebunden und bewertet. Die Daten lassen sich für nachfolgende Statistiken, Auswertungen oder Prozessoptimierungen protokollieren.