Schnittstellenfehler mit Stemmer Imaging zuverlässig erkennen

Qualitätsprüfung mittels Bildverarbeitungssystem bei Harro Höfliger

Anzeige
In einer neuen Anlage von Harro Höfliger, in der Schmerzmittel in Form von Filmstreifen verarbeitet und verpackt werden, sorgen drei Bildverarbeitungsmodule für zuverlässige Qualitätsüberprüfungen. Das System setzt sich aus Soft- und Hardwarekomponenten unterschiedlicher Hersteller zusammen, die gemeinsam mit Stemmer Imaging für diese Applikation angepasst wurden.

Peter Stiefenhöfer, PS Marcom Services

Mucoadhesive Buccal Film (MBF) lautet der medizinische Fachausdruck für die Verabreichungsform der starken Schmerzmittel, für die der international tätige Maschinenbauer Harro Höfliger Produktions- und Verpackungsanlagen entwickelt und baut. Was Patienten am Ende aus der Verpackung entnehmen, muss bei der vorangegangenen Verarbeitung in allen Prozessstadien strengsten Qualitätsanforderungen genügen. Zur Überprüfung werden in der neuen Produktions- und Verpackungsmaschine vom Typ PMK 150/300 insgesamt drei Bildverarbeitungsmodule eingesetzt, die das Unternehmen zusammen mit dem langjährigen Partner Stemmer Imaging zusammengestellt und an die spezifischen Aufgaben angepasst hat. Inzwischen wurden weltweit bereits über 100 solcher Anlagen verkauft, doch dafür mussten in der Entwicklung einige Schwierigkeiten überwunden werden.

Prüfung des Dosierungsaufdrucks

Bei der Produktion und Verpackung der oral einzunehmenden Filmstreifen wird zunächst der Wirkstoff, der auf einer Trägerfolien-Rolle aufgebracht ist, zu drei Bahnen abgewickelt und die Schutzfolie auf der Oberseite über entsprechende Mechaniken abgezogen. Anschließend werden die Bahnen über einen Flexodrucker jeweils mit einer Angabe zur Wirkstoffdosierung bedruckt. „Der Wirkstoff ist in dem Laminat gleichmäßig verteilt, sodass die Medikamentendosierung über die Größe des MBF gesteuert werden kann“, erläutert Hartwig Sauer, Leiter des Bildverarbeitungsteams bei Harro Höfliger. Zwischen 10 x 10 mm und 17 x 17 mm groß sind die Produkte, die in dieser Anlage zwischen einer oberen und einer unteren Aluminiumverbundfolie in jeweils 50 x 50 mm großen Aluminiumbeuteln eingesiegelt werden.

Das erste Bildverarbeitungsmodul der Anlage überprüft den korrekten Aufdruck auf der Vorderseite der Wirkstoffstreifen mit einer maximalen Geschwindigkeit von bis zu 1050 Teilen pro Minute oder umgerechnet fast 18 Teilen pro Sekunde – auf jeder der drei Bahnen. Die getriggerte Bildaufnahme über alle drei Streifen und 150 mm hinweg übernimmt dabei eine Spyder3-Zeilenkamera von Teledyne Dalsa mit einer Auflösung von 4k Pixeln sowie einer APO-Componon-Optik von Schneider Kreuznach. Für die passende Beleuchtung sorgt eine rote LNSP-Zeilenbeleuchtung von CCS. Die Auswertung der Bilder aller drei Bildverarbeitungsmodule übernimmt ein Industrie-PC, der nachfolgend gesondert beschrieben wird.

Positions-, Größen- und Kontaminationskontrolle sowie die abschließende Inspektion

Im nächsten Schritt werden mit einer Rotationsstanze aus den drei Bahnen die finalen Produkte ausgeschnitten und mittels Vakuum an die untere Packstofffolie übergeben. Die Filmstreifen sollten somit an diesem Punkt der Verarbeitung mit dem korrektem Abstand in Längs- und Querrichtung in Dreierreihen auf dem Trägerstoff platziert sein. Überprüft wird dies von der zweiten Bildverarbeitungsstation, die zum einen die Position der vereinzelten Produkte kontrolliert. Dadurch wird sichergestellt, dass der anschließende Versiegelungsprozess korrekt ablaufen kann. Zum anderen prüft die Station die Produktgröße sowie eine Kontamination durch Fremdkörper. Diese Fehler werden bis zu einer Größe von etwa 1 mm² erkannt.

Auch hier erfolgt die Bildaufnahme über alle drei Streifen hinweg über die Kombination einer Spyder3-Zeilenkamera sowie einer APO-Componon-Optik. Für die optimale Ausleuchtung sorgt in diesem Fall eine blaue LNSP-Zeilenbeleuchtung mit Koaxial-Aufsatz. Mit dieser Beleuchtung konnten das Produkt und – für den Fall einer späteren Erweiterung um Druckprüfungen an dieser Stelle – auch die Schrift zum Hintergrund optimal kontrastiert werden.

Die Inspektion, die das dritte Bildverarbeitungsmodul ausführt, ähnelt der ersten Station. Sie prüft den Bedruck der oberen Packstoffbahn zu dem die zuvor gedruckten Produktionsdaten, das Verfallsdatum, die Chargennummer sowie die Packstoffnummer als 2D Matrixcode gehören.

Eine anspruchsvolle Auswertung

Die zeilenförmigen Bilddaten aller drei Bildverarbeitungsstationen werden an einen speziell zusammengestellten Rechner übergeben, in dem ein Frame Grabber des Typs Microenable IV von Silicon Software die eingehenden Zeilendaten puffert, zu kompletten Bildern zusammensetzt und dann auswertet. „Dieser Teil der Aufgabe war extrem anspruchsvoll, denn die Bilder werden über die einzelnen Produkte hinweg überlappend aufgenommen“, erläutern die verantwortlichen Applikationsingenieure Achim Hasmüller und Goran Tambolas von Harro Höfliger die besonderen Anforderungen. „Jedes Bild besteht aus dem Ende des vorangegangenen Produkts, des kompletten aktuellen Produkts und dem Anfang des nachfolgenden Produkts. Auf diese Weise können wir sicherstellen, dass auch Fehler an den Schnittstellen zweier Produkte zuverlässig erkannt werden.“ Da alle Aufnahmen getriggert erfolgen, können zudem die Positionen aller fehlerhaften Produkte im Prozess exakt verfolgt und diese am Ende der Maschine als Schlechtteile ausgeworfen werden.

Nach diversen vergeblichen Versuchen mit anderen Technologien konnte das Bildverarbeitungs-Team von Harro Höfliger die Verarbeitungsaufgabe mit dem Frame Grabber in Kombination mit der Softwareumgebung Visual Applets von Silicon Software lösen. Einen rechenintensiven Teil der Bildverarbeitung übernimmt dabei ein FPGA auf dem Frame Grabber. Dies reduziert die CPU-Belastung des Industrie-PCs durch eine geeignete Bildvorverarbeitung. „An dieser für die gesamte Verarbeitung entscheidenden Stelle des Prozesses zeigte sich, wie wichtig es ist, mit kompetenten Partnern zusammenzuarbeiten“, unterstreicht Sauer. „Nach einer Schulung von Silicon Software zur optimalen Nutzung der FPGA-Architektur auf dem Frame Grabber in Kombination mit Visual Applets haben wir die speziell für unsere Anforderungen nötigen Anpassungen bei Stemmer Imaging in Auftrag gegeben.“ Stemmer Imaging hat daraufhin die FPGA-Programmierung übernommen und das Bildverarbeitungssystem mit Harro Höfliger gemeinsam kontinuierlich weiterentwickelt, um unter anderem den Einsatz von Monochrom- sowie Farbzeilenkameras zu ermöglichen. Dementsprechend steht für Hartwig Sauer beim Thema Bilderverarbeitung auch für zukünftige Anlagen mit Bahnbreiten über 300 mm fest, dass Stemmer Imaging als Komponenten- und Technologiepartner für gemeinsame Entwicklungen im Bildverarbeitungsbereich weiterhin gesetzt ist.

www.stemmer-imaging.com

www.hoefliger.com

Weitere Informationen zu den Bildverarbeitungsmöglichkeiten in der Druck- und Verpackungsindustrie:
http://hier.pro/jhmjy

Anzeige

Festo: Digitalisierung

Smartenance

Die Digitalstrategie von Festo im Überblick

Schlagzeilen

Video aktuell

Oliver Vogel, Team Leader Commercial Engineering bei Rockwell Automation GmbH erläutert das Besondere an Engineeringtools und welchen Vorteil Maschinenbauer davon haben

Aktuelle Ausgabe

Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

Webinare & Webcasts

Technisches Wissen aus erster Hand

Automation Award

Automation Award 2018
Die Besucher der SPS IPC Drives haben gewählt. And the winners are…

Videos

Hier finden Sie alle aktuellen Videos

Whitepaper

Hier finden Sie aktuelle Whitepaper

Anzeige
Anzeige

Industrie.de Infoservice

Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de