In vielen Industriebereichen ist die Qualitätssicherung im Verpackungsprozess unerlässlich. Moderne Verfahren wie die industrielle 3D-Bildgebung – basierend auf Radartechnologie – ermöglichen es, alle Arten von „versteckten Objekten“ zu scannen, um Anomalien sichtbar zu machen. So lassen sich automatisiert Verpackungen auf zahlreiche Qualitätskriterien prüfen – und das In-Line.
Laut Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit gab es 2023 46 Meldungen zu in Lebensmitteln gefundenen Fremdkörpern. Es ist daher zwingend erforderlich, in der Lebensmittelindustrie sicherzustellen, dass keine Produkte in den Handel kommen, die eventuell Fremdkörper enthalten. Aber auch in der Pharmaindustrie, beispielsweise bei Medikamenten, Nahrungsergänzungsmitteln oder anderen Produkten spielt die Qualitätssicherung eine zentrale Rolle. Denn es dürfen weder beschädigte Arzneimittel, noch mangelhafte Verpackungen in den Handel gelangen. Damit genau das vermieden beziehungsweise das Risiko auf ein Minimum reduziert wird, sind zuverlässige und flexible Produktionslinien mit einer 100%igen In-Line-Qualitätskontrolle am Ende des Verpackungsprozesses erforderlich.
Die Lösung: Radar Imaging
Heute werden in der Produktion unterschiedlichste Technologien zur Qualitätskontrolle eingesetzt. Dazu gehören unter anderem optische Systeme, die jedoch nicht durch Verpackungsmaterial sehen können. Auch gibt es Durchlaufwagen, die jedoch keinen Aufschluss über den Fehlerfall geben sowie das Verfahren der Röntgeninspektion, die kostspielige Schutzeinrichtungen wegen der ionisierenden Röntgenstrahlung erfordert. Hinzu kommt die Notwendigkeit eines Strahlenbeauftragten. Allerdings kann die Röntgenanalyse zwar Metalle zuverlässig in Verpackungen detektieren, aber etwa bei Glas-, Kunststoff- und Holzsplittern funktioniert diese Methode nicht mehr einwandfrei.
Genau hier setzt der RadarImager von Balluff an. Das industrielle 3D-Bildgebungssystem basiert auf Radartechnologie und ist in der Lage verschiedenste Verpackungen zuverlässig zu durchleuchten. Dabei lassen sich alle Arten von „versteckten Objekten“ detektieren. So prüft das System Verpackungen auf Vollständigkeit, Produkte auf Unversehrtheit oder identifiziert Fremdkörper. Somit lässt sich die Qualitätskontrolle auf ein neues Level heben.
Ein Sensorprinzip, das auch bei widrigen Bedingungen seine stärken zeigt
Der Begriff Radar ist die Abkürzung von „Radio Detection And Ranging“. Mittels elektromagnetischer Wellen bestimmt ein Radar typischerweise die Entfernung zu einem Objekt und dessen relative Geschwindigkeit. Die elektromagnetischen Wellen werden von einem Radartransmitter erzeugt und in Richtung Zielobjekt abgestrahlt, wobei sie sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Treffen die Wellen auf ein Objekt, so werden sie daran reflektiert, gestreut und breiten sich teilweise wieder in Richtung Empfangsort aus, wo sie vom Radarreceiver empfangen werden. Im Anschluss werden die empfangenen Signale aufbereitet und in einer Signalverarbeitungseinheit verarbeitet und analysiert.
Die eingesetzte spezialisierte Software übersetzt die gemessenen Amplituden- und Laufzeitdifferenzen in Bilder. Das System erstellt so bis zu zehn Bildstapel pro Sekunde, die den gesamten Bereich unter dem RadarImager abdecken. Die Auswertung des Bildstapels bildet die Basis der Qualitätsprüfung. Da jedes Bild seinen eigenen Zeitstempel hat, ist damit eine exakte Rückverfolgung möglich. Die so gewonnenen Daten dokumentieren Unregelmäßigkeiten und Fremdkörper und zeigen auf, ob Verpackungen vollständig und unversehrt sind. „Mit dem Radarimager unterstützen wir unsere Kunden dabei, die Prozesssicherheit ihrer Anlagen zu erhöhen und mögliche Rückrufe sowie daraus resultierende Kosten zu vermeiden“, so Jörg Maier, Stratetic Incubation Manager bei Balluff.
Ein multitalent für viele Anwendungen
Im verwendeten Frequenzbereich können die Radarstrahlen sämtliche dieelektrische Materialien wie Folien, Kartonagen und Kunststoffe durchleuchten. Metall, leitfähige Gegenstände und Flüssigkeiten lassen sich detektieren, aber nicht durchleuchten. So kann man dennoch metallische Gegenstände oder Partikel auffinden und Füllstände erkennen. Dazu erlaubt es der Sensor die Oberflächenbeschaffenheit unterschiedlicher Materialien zu erfassen. Durch den verwendeten Frequenzbereich kann der Imager dielektrische Objekte mit einem Abstand von wenigen Millimetern optisch sicher trennen. Auch wenn Objekte dichter beieinander liegen, lassen sich noch wichtige Informationen gewinnen und das bei Bandgeschwindigkeiten bis 1,5 m/S oder 90 m/Minute. Um mit der nötigen Präzision messen zu können, setzt der Radarimager allerdings eine kontinuierliche Bewegung des Produktförderbands oder seiner Position und eine freie Sicht auf die zu überprüfenden Produkte voraus.
Vorteile auf den Punkt gebracht
Das industrielle 3D-Bildgebungssystem bietet wichtige Vorteile. Er zeichnet sich durch seine hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit aus und bietet zudem eine breite Palette an Konfigurationsmöglichkeiten. Der kompakte Sensor lässt sich einfach per Plug&Play in bestehende Produktlinien integrieren. Die Kalibrierung ist komfortabel und kann durch den Kunden durchgeführt werden. Er ist wartungsfrei, bietet eine benutzerfreundliche Bedienung, agiert präzise und zuverlässig auch unter ungünstigen Lichtverhältnissen und liefert zuverlässige Ergebnisse selbst bei Staub, Rauch, Feuchtigkeit und rauen Oberflächen, ohne das Produkt selbst zu beschädigen.
Bild- und Textquelle: Balluff
