De uitdaging
De verpakkingslijnen draaien op hoge snelheid en verwerken tot 80 verpakkingen per minuut, in gewichten van 450 tot 2500 gram. Er wordt gewerkt met PE-folie in verschillende diktes, zowel bedrukt als transparant. Bij die snelheden en die grote variatie in folie en verpakkingsformaat is een betrouwbare, handmatige controle van de langsseal in de praktijk onhaalbaar.
Het probleem is bovendien dat een sealfout zich op verschillende manieren voordoet, en niet elke fout met het blote oog te herkennen is. Vision Partners onderscheidde verschillende condities die de inspectie moet kunnen scheiden, waaronder:
- Goede seal – overlap en naadprofiel zijn nominaal.
- Koude seal – de sealtemperatuur is te laag, de folies smelten niet volledig samen.
- Hete seal – de sealtemperatuur is te hoog. De folie rond de naad vervormt en het naadprofiel is vervormd.
- Niet-geseald – er heeft geen seal plaatsgevonden; de verpakking wordt enkel door de folie-overlap dichtgehouden, zonder naadprofiel.
De kern van de uitdaging: kan één sensortechnologie, in-line en bij volle lijnsnelheid, al deze foutbeelden betrouwbaar onderscheiden – over verschillende folietypes en verpakkingsformaten heen?
De aanpak
Vision Partners voerde de haalbaarheidstests uit op locatie, direct op een productiemachine. Daarbij werd een 3D Laser Profile Sensor tijdelijk gemonteerd op het verwarmingselement van de langsseal, op de inspectiepositie direct nadat de buisfolie is gevormd, geseald en gekoeld, maar vóór het vullen en de dwarsseal.
De sensor meet met lasertriangulatie de hoogteverschillen in de seal en bouwt via een line-scan-methode een gedetailleerde 3D-puntenwolk van het naadgebied op. Concreet realiseerde de geteste 3D-profielsensor:
- Hoogteresolutie (z-as) van circa 4 µm (0,004 mm) over een meetbereik (FOV) van ongeveer 60 mm;
- X-resolutie van circa 0,03 mm – waardoor een sealbreedte van 3 mm alleen al in de breedte ongeveer 100 meetpunten oplevert;
- Meetfrequentie van 660 Hz, wat bij de maximale lijnsnelheid van 500 mm/s een y-resolutie van ten minste 0,75 mm garandeert.
Deze meetdichtheid maakt het mogelijk om het naadprofiel niet alleen te zien, maar ook nauwkeurig te karakteriseren.
Het resultaat
De haalbaarheidsstudie toonde aan dat de 3D-puntenwolk voor elk van de geteste foutcondities een herkenbare signatuur bevat.
De conclusie was eenduidig: elke foutklasse is helder gekarakteriseerd in de 3D-data. Daarmee ligt er een sterke basis voor de vervolgfase waarin de inspectie-algoritmes worden ontwikkeld en gevalideerd op een productiemachine.
Vision Partners begeleidt dit traject van haalbaarheid tot turn-key oplossing: van de eerste feasibility-tests op locatie, via de ontwikkeling van de inspectie-algoritmes en het RVS camerahuis, tot volledige integratie met de verpakkingsmachine en PLC, inclusief FAT, SAT en Service & Onderhoud. Zo wordt een bewezen meetprincipe stap voor stap een betrouwbaar productiesysteem. Vision Partners is een gecertificeerd MVTec HALCON-integrator en is distributeur van o.a. LED2Work, TPL Vision en Hikrobot Machine Vision-producten.
Meer weten over seal-inspectie met 3D-lasertriangulatie? Neem contact op.
