Die Etikettenprüfung ist ein kritischer Schritt der Qualitätskontrolle auf nahezu jeder Verpackungslinie für Konsumgüter. Etiketten tragen obligatorische Produktinformationen wie Zutatenlisten, Allergenerklärungen, Chargennummern, Ablaufdaten und behördliche Kennzeichnungen. Jeder Fehler auf dem Etikett — fehlender Text, vertauschte Ziffern, falscher Barcode, Falten, Knicke, Blasen oder Fehlausrichtungen — kann Produktrückrufe, behördliche Nichtkonformitäten oder Bedenken hinsichtlich der Verbrauchersicherheit auslösen.
Industrielle Bildverarbeitungssysteme bieten eine 100%ige Inline-Etikettenprüfung bei voller Produktionsgeschwindigkeit. Die Leistungsfähigkeit dieser Systeme hängt vollständig von der Qualität des Bildes ab, das die Beleuchtung erzeugt. Diffuse Beleuchtung ist der Ausgangspunkt für die meisten Etikettenprüfaufgaben, da sie spekulare Reflexionen und Schatten eliminiert, die das Erfassen von Etikettenoberflächen unter direkter Beleuchtung erschweren. Die Wahl der richtigen Kombination aus Beleuchtungsgeometrie und Wellenlänge ist der Schlüssel zu einer zuverlässigen Erkennung über das breite Spektrum von Etikettenmaterialien, Oberflächenausführungen und Fehlertypen hinweg, die in der Produktion vorkommen.
Warum Etikettenoberflächen schwer zu beleuchten sind
Etiketten werden auf gebogenen, zylindrischen oder unregelmäßigen Oberflächen angebracht. Das Etikettenmaterial selbst kann Papier, Folie, Metallfolie oder ein Laminat aus mehreren Materialverbunden sein. Der Druck kann Flexodruck, Offsetdruck, Digitaldruck oder Thermotransferdruck sein. Die Oberflächenausführung kann matt, glänzend, satiniert oder metallisiert sein. Jede Kombination aus Oberfläche, Material und Ausführung weist unterschiedliche optische Eigenschaften auf, die das Verhalten des Etiketts unter Beleuchtung prägen.
Glänzende Etiketten erzeugen unter direkter Beleuchtung starke spekulare Reflexionen. Diese Reflexionen erzeugen helle Hotspots im Kamerabild, die den Sensor überstrahlen und das Lesen von Texten oder das Überprüfen des Drucks im betroffenen Bereich unmöglich machen. Metallisierte und Folienetiketten sind noch fehleranfälliger: Die gesamte Etikettenoberfläche wirkt unter direkter Beleuchtung wie ein Spiegel und erzeugt ein Bild, das nahezu keine nutzbaren Informationen über den Inhalt des Etiketts enthält.
Möchten Sie Hilfe bei der Auswahl des Produkts?
Matte und ungestrichene Papieretiketten erzeugen weniger spekulare Reflexionen, sind jedoch bei nicht homogener Beleuchtung anfällig für Schattenbildung und Helligkeitsgradienten. Jede Variation der Beleuchtungsintensität über das Sichtfeld hinweg erzeugt scheinbare Dichteschwankungen im Bild, die von Bildverarbeitungsalgorithmen fälschlicherweise als Druckfehler interpretiert werden können.
Diffuse Beleuchtung für die Etikettenprüfung
Diffuse Beleuchtung verteilt das Licht über einen großen Raumwinkel und beleuchtet die Etikettenoberfläche aus vielen Richtungen gleichzeitig. Dies reduziert die Intensität einzelner spekularer Reflexionen drastisch, da die reflektierte Energie über viele Richtungen gestreut wird, anstatt sich auf einen einzigen Reflexionswinkel zu konzentrieren. Das Ergebnis ist ein deutlich gleichmäßigeres Bild der Etikettenoberfläche, unabhängig von geringfügigen Oberflächenneigungen oder Krümmungsschwankungen.
Flache Kuppelbeleuchtung für flache und leicht gebogene Etiketten
Flat-Dome-Beleuchtungen liefern diffuse Beleuchtung aus einer großflächigen Quelle. Das Licht tritt durch ein Diffusorpaneel aus, das ein gleichmäßiges, omnidirektionales Beleuchtungsfeld erzeugt. Für flache Etiketten und Etiketten auf Oberflächen mit geringer Krümmung bietet die Flat-Dome-Beleuchtung die homogenste Hintergrundbeleuchtung, die von einer Frontlichtquelle erzielt werden kann. Die Homogenitätswerte der Flat-Dome-Beleuchtungen von RODER Vision der Serie FD liegen bei über 90 % über die aktive Fläche und gewährleisten eine konstante Bildqualität über das gesamte Etikett.
Ringbeleuchtung für zylindrische Behälter
Etiketten auf zylindrischen Behältern wie Flaschen, Dosen und Tuben werden mit einer auf die Behälterachse zentrierten Ringbeleuchtung geprüft. Die Ringgeometrie liefert Beleuchtung aus allen azimutalen Richtungen gleichzeitig, was die Krümmung der Etikettenoberfläche ausgleicht. Jeder Punkt auf der zylindrischen Etikettenoberfläche erhält Licht von mindestens einigen LED der Ringbeleuchtung in einem Winkel nahe dem normalen Einfall, was ein relativ gleichmäßiges Bild über die Krümmung des Behälters ergibt.
Für Etiketten auf Flaschen wird eine Ringbeleuchtung mit großem Innendurchmesser verwendet, sodass die Flasche in den Ring passt. Der Ring wird auf einer Höhe positioniert, die ihn auf die Etikettierzone zentriert. Für die hochdynamische Rotationsprüfung zylindrischer Behälter werden mehrere Ringbeleuchtungen entlang des Umfangs eines Sternrads oder Rundschalttischs angeordnet, um alle Etikettenseiten in einem einzigen Durchlauf zu prüfen.
Erkennung von Druckfehlern und fehlendem Text
Die Druckfehlererkennung vergleicht das Kamerabild des Etiketts mit einem Referenzbild oder einer parametrischen Beschreibung des erwarteten Inhalts. Zu den Prüfaufgaben gehören das Bestätigen des Vorhandenseins und der Position aller gedruckten Elemente, das Lesen variabler Daten wie Chargennummern und Ablaufdaten, das Überprüfen der Barcode-Symbologie und -Lesbarkeit sowie das Erfassen von Druckqualitätsfehlern wie Streifen, Fehlstellen, Verschmierungen und Farbverschiebungen.
Wellenlängenauswahl für den Druckkontrast
Die Wellenlänge der Beleuchtung bestimmt den Kontrast zwischen den verschiedenen Druckfarben und dem Etikettenhintergrund. Für schwarze Tinte auf weißen oder hellen Etiketten bietet jede sichtbare Wellenlänge einen ausreichenden Kontrast. Bei farbigen Tinten hängt der Kontrast vom Verhältnis zwischen der Tintenfarbe und der Beleuchtungswellenlänge ab.
Eine rote Beleuchtung dämpft rote Tinte und erhöht den Kontrast von blauer und grüner Tinte auf weißem Hintergrund. Eine blaue Beleuchtung dämpft blaue Tinte und erhöht den Kontrast von roter und gelber Tinte. Wenn dieselbe Kamera schwarze Tinte, farbige Tinte und Barcodes auf einem Etikett lesen muss, bietet weiße Beleuchtung einen angemessenen Basiskontrast für alle Farben. Wenn eine spezifische Tintenfarbe mit dem höchstmöglichen Kontrast geprüft werden muss, wird eine monochromatische Beleuchtung bevorzugt, die auf die Komplementärfarbe der Tinte abgestimmt ist.
UV-Beleuchtung für Sicherheits- und Authentifizierungsmerkmale
Viele Etiketten enthalten UV-fluoreszierende Sicherheitsmerkmale, die unter weißem Licht unsichtbar bleiben. Dazu gehören UV-reaktive Tinten, Fasern und Beschichtungen, die unter ultraviolettem Licht bei 365 nm oder 395 nm stark fluoreszieren. Die Bildverarbeitungsprüfung mit UV-Beleuchtung kann das Vorhandensein und die Position dieser Sicherheitsmerkmale bestätigen. Sie wird bei der Prüfung von Pharmaetiketten, der Authentifizierung hochwertiger Produkte und dem Markenschutz eingesetzt.
Erkennung von Falten und Knicken
Etikettenfalten und -knicke sind mechanische Defekte, die durch falsche Etikettenspendung, falsche Bahnspannung während des Applikationsprozesses oder Materialfehler des Etiketts verursacht werden. Sie verzerren das Erscheinungsbild des Etiketts und können gedruckte Informationen schwer oder unlesbar machen. In pharmazeutischen und Lebensmittelanwendungen kann ein faltiges Etikett behördliche Anforderungen an die Lesbarkeit obligatorischer Informationen verletzen.
Schattenbasierte Faltenerkennung
Falten und Knicke sind dreidimensionale Oberflächenverformungen. Sie werfen unter gerichteter Beleuchtung Schatten und erscheinen unter Dunkelfeldbeleuchtung bei streifendem Einfall als helle Linien. Der effektivste Ansatz zur Faltenerkennung kombiniert zwei Beleuchtungsmodi: diffuse Beleuchtung zur Druckverifikation und gerichtete Flachwinkelbeleuchtung zur Erkennung von Falten und Knicken. Die beiden Bilder werden separat mittels Stroboskop-Triggerung erfasst und durch unterschiedliche Prüfalgorithmen analysiert.
Unter Flachwinkelbeleuchtung von 10° bis 20° zur Horizontalen wirft eine nur 0,1 mm hohe Falte auf einem flachen Etikett einen Schatten von 0,3 bis 0,6 mm Länge. Dieser Schatten wird vom Prüfalgorithmus leicht erfasst. Die minimal erkennbare Faltenhöhe hängt vom Beleuchtungswinkel und der Pixelgröße des Kamerasystems ab. Für die hochauflösende Etikettenprüfung sind Falten ab einer Höhe von nur 50 Mikrometern mit der passenden Flachwinkelbeleuchtung erkennbar.
Prüfung von Anwesenheit und Position von Etiketten
Bevor der Druckinhalt verifiziert werden kann, muss das System bestätigen, dass das Etikett vorhanden und korrekt auf dem Produkt positioniert ist. Die Etikettenanwesenheitserkennung erfolgt in der Regel mit einer Ringbeleuchtung oder Matrixbeleuchtung im Auflicht. Die unetikettierte Oberfläche des Behälters weist eine andere Reflexion oder Farbe auf als der etikettierte Bereich; dieser Unterschied wird durch einen Helligkeits- oder Farbschwellenwert im Bild erfasst.
Die Etikettenpositionsmessung prüft, ob das Etikett innerhalb der zulässigen Positionstoleranz aufgebracht ist. Sie wird aus den Bildkoordinaten der Etikettenkanten gemessen. Jeder systematische Versatz der Etikettenposition deutet auf ein Problem mit dem Etikettierer oder der Bahnspannung hin. Das Inspektionssystem erzeugt ein Korrektursignal, das zur automatischen Nachführung an die Steuerung des Etikettierers zurückgeführt werden kann.
Verifikation von Barcodes und DataMatrix-Codes
Jedes Etikettenprüfsystem für serialisierte Produkte muss die Lesbarkeit und den Inhalt von Barcodes und DataMatrix-Codes verifizieren. Die Lesbarkeit eines Barcodes hängt von der Druckqualität, dem Kontrast zwischen Strichen und Lücken, der Strichbreitengenauigkeit sowie dem Fehlen von Fehlstellen, Verschmierungen oder Ausbluten ab.
Diffuse Beleuchtung aus einer Ringbeleuchtung oder Flat-Dome-Beleuchtung reicht für die Barcode-Verifikation auf Papier- und Folienetiketten im Allgemeinen aus. Bei Metallfolien- oder metallisierten Etiketten, bei denen der Barcode geprägt oder heißfoliengeprägt ist, kann eine Kombination aus diffuser und gerichteter Beleuchtung erforderlich sein, um ausreichend Kontrast für ein zuverlässiges Barcode-Lesen aufzubauen. Beleuchtungen von RODER Vision der Serie DL6 mit einstellbaren Winkeleinstellungen ermöglichen die Anpassung der Beleuchtungsgeometrie an das spezifische Barcode-Substratmaterial.
Produkte und Technologien
Produktfamilien von RODER Vision Beleuchtungen für die Etikettenprüfung
Die folgenden Produktfamilien von RODER Vision eignen sich für die Etikettenanwesenheit, Druckverifikation, Faltenerkennung und Barcode-Lesung auf Verpackungslinien.
FD2 – Flat Dome LED-Beleuchtungseinheiten
Diffuse Beleuchtung für flache und leicht gebogene Etiketten. Eliminiert Glanz-Hotspots auf Folien- und Metallfolienetiketten. Homogener Hintergrund für Druckverifikation und Farbprüfung.
DC6 — LED-Ringbeleuchtung mit hoher Dichte
Ringbeleuchtung für die Etikettenprüfung an zylindrischen Behältern. Kompensiert die Oberflächenkrümmung. Multi-Wellenlänge zur Optimierung des Tintenfarbkontrasts. Stroboskop-kompatibel.
DL6 – LED-Matrix mit hoher Packungsdichte
Direkte Matrixbeleuchtung für das Lesen von Barcodes und DataMatrix-Codes auf geprägten oder metallischen Etiketten. HTTM-Thermostabilität. UV-Option zur Verifikation fluoreszierender Sicherheitsmerkmale.
DL5 – Hochintensitäts-LED-Matrix
Hohe Spitzenintensität bei flachen Winkeln für die Faltenerkennung an Etiketten. Die Beleuchtung bei streifendem Einfall lässt Oberflächenverformungen sichtbar werden, die unter diffuser Beleuchtung unsichtbar bleiben.
Häufig gestellte Fragen
Diffuse Beleuchtung verteilt das Licht über einen großen Raumwinkel und eliminiert spekulare Hotspots auf glänzenden, Folien- und Metallfolienetiketten. Sie bietet einen homogenen Bildhintergrund unabhängig von geringfügigen Oberflächenkrümmungen oder -neigungen, sodass Druckinhalte, Texte und Barcodes über die gesamte Etikettenfläche hinweg gleichmäßig sichtbar bleiben — unabhängig von der Ausführung oder der Krümmung des Behälters.
Für schwarze Tinte auf hellen Hintergründen funktioniert jede sichtbare Wellenlänge. Verwenden Sie für farbige Tinten eine Wellenlänge, die komplementär zur Tintenfarbe ist, um den höchsten Kontrast zu erzielen: rote Beleuchtung für blaue und grüne Tinte, blaue Beleuchtung für rote und gelbe Tinte. Weiße Beleuchtung wird verwendet, wenn eine Kamera mehrere Tintenfarben auf demselben Etikett verifizieren muss. UV-Beleuchtung bei 365–395 nm macht fluoreszierende Sicherheitsmerkmale sichtbar, die unter weißem Licht unsichtbar sind.
Gerichtete Flachwinkelbeleuchtung bei 10 bis 20 Grad zur Horizontalen ist die effektivste Technik zur Faltenerkennung. Die Falte wirft unter Licht bei streifendem Einfall einen langen Schatten, der leicht zu erfassen ist. Die meisten Etikettenprüfsysteme verwenden eine separate stroboskop-getriggerte Flachwinkelbeleuchtung für die Faltenerkennung und eine diffuse Beleuchtung für die Druckinhalt-Verifikation, wobei die beiden Bilder nacheinander erfasst werden.
Eine auf die Behälterachse zentrierte Ringbeleuchtung liefert Beleuchtung aus allen azimutalen Richtungen gleichzeitig und gleicht so die Krümmung der Etikettenoberfläche aus. Für die hochdynamische Rotationsprüfung prüfen mehrere um ein Sternrad oder einen Rundschalttisch angeordnete Ringbeleuchtungen alle Seiten des zylindrischen Etiketts in einem einzigen Durchlauf. Die Stroboskop-Triggerung synchronisiert die Belichtung mit der Behälterposition.
In den meisten Fällen ja. Eine Flat-Dome- oder Ringbeleuchtung mit diffuser Beleuchtung eignet sich sowohl für die Druckinhaltsverifikation als auch für das Barcode-Lesen auf Papier- und Folienetiketten. Bei Metallfolien- oder geprägten Etiketten, bei denen der Barcode unter rein diffuser Beleuchtung schwer lesbar ist, kann eine zusätzliche gerichtete Beleuchtung erforderlich sein, um den Barcode-Kontrast zu erhöhen, getrennt von der diffusen Quelle getriggert.
Kontakte & Informationen
Kontakt für allgemeine Informationen : info@roder.it
Partner für System- und Sensorintegration : www.roder.it
RODER Bildverarbeitungs-Abteilung : www.rodervision.com
RODER Abteilung Messinstrumente : www.innovacheck.com
Mehr Informationen über RODER VISION : about us
Die Informationen auf dieser Website dienen ausschließlich Informationszwecken. Obwohl sie mit größter Sorgfalt erstellt wurden, stellen sie kein vertragliches Angebot und keine verbindliche Lieferverpflichtung dar. Sie können Übertragungs-, Übersetzungs- oder Tippfehler enthalten. Für präzise und aktuelle Informationen wenden Sie sich bitte direkt an unser Unternehmen.
Bitte beachten Sie: Einige Bilder auf dieser Website wurden absichtlich mittels Künstlicher Intelligenz (KI) generiert. Dies liegt daran, dass es bei vielen Anwendungen und Projekten aufgrund von Vertraulichkeitsvereinbarungen, Vertragsklauseln und Geheimhaltungsvereinbarungen (NDAs) nicht möglich ist, Fotografien der tatsächlichen Anlage oder des Systems zu veröffentlichen.
Related topics :
Risserkennung in Glasflaschen durch diffuse Durchlichtbeleuchtung
Telezentrische Durchlichtbeleuchtung für die hochpräzise Prüfung von Verbindungselementen und Schrauben
UV-LED-Beleuchtung für die Fluoreszenz-Lecksuche und die Inspektion von Sicherheitsmarkierungen
Beleuchtung für die industrielle Bildverarbeitung zur Inspektion von Glas und transparenten Materialien
Integration von LED-Beleuchtungen in automatischen Maschinen für eine zuverlässige Teilezuführung