DE102014019829B3 - Process for monitoring the weight of the packaging (TARA) of a product chain and changes in an X-ray device - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Überwachung des Gewichts der Verpackung (TARA) einer Produktkette und/oder zur Überwachung von Veränderungen an einer Röntgeneinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dassa) mittels einer Röntgeneinrichtung ein Kontrollwert für eine TARA-Region (K), in der sich kein Produkt befindet, ermittelt wird undc) der Kontrollwert für eine TARA-Region (K) ausgewertet wird, um unzulässige Abweichungen von einem Grenzwert zu erkennen.Method for monitoring the weight of the packaging (TARA) of a product chain and / or for monitoring changes in an X-ray device, characterized in thata) using a X-ray device determines a control value for a TARA region (K) in which no product is located and c) the control value for a TARE region (K) is evaluated in order to identify inadmissible deviations from a limit value.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Gewichts der Verpackung (TARA) einer Produktkette und von Veränderungen an einer Röntgeneinrichtung . Derartige Verfahren finden u.a. in der Lebensmittelindustrie bei der Herstellung von Fertigpackungen Anwendung. Üblicherweise werden hierbei Schlauchbeutel als umhüllende Verpackung eingesetzt (beispielsweise Chips-Tüte).The invention relates to a method for monitoring the weight of the packaging (TARA) of a product chain and changes in an X-ray device. Such processes are found among others application in the food industry in the manufacture of prepackages. Tubular bags are usually used as enveloping packaging (for example, chips bag).
Diese Schlauchbeutel bestehen aus einer dünnen Folie, welche von einer Rolle abgerollt zuerst als lange flache Bahn vorliegt, dann gefaltet und an einer Seite (Falz) verschlossen wird. Der so entstandene Schlauch wird anschließend an der Unterseite verschlossen, so dass sich ein befüllbarer Sack bzw. Beutel ergibt. Dieser wird mit dem zu verpackenden Produkt gefüllt und dann an einer als Oberseite dienenden Trennlinie ebenfalls verschlossen.
Der obere Verschluss der ersten Packung dient zugleich als unterer Verschluss für die nachfolgende zweite Packung. Anschließend kann der verschlossene erste Schlauchbeutel vom nachfolgenden Strang, also vom zweiten Beutel, abgetrennt (separiert) und einzeln weiterverarbeitet werden.These tubular bags consist of a thin film, which is unrolled from a roll first as a long flat sheet, then folded and closed on one side (fold). The tube created in this way is then closed on the underside, so that a fillable sack or pouch results. This is filled with the product to be packaged and then also closed on a dividing line serving as the top.
The top closure of the first package also serves as the bottom closure for the subsequent second package. The sealed first tubular bag can then be separated from the following strand, that is to say from the second bag, and processed individually.
Als Weiterverarbeitung kommt zum Beispiel eine Inspektion und Kontrolle der Dichtigkeit, der Kennzeichnung oder des Inhalts der Beutel in Betracht. Der Inhalt des Beutels, also die im Beutel enthaltene Masse an Produkt, wird üblicherweise durch Wiegen der separierten Beutel überprüft. Die Untersuchung auf unzulässige Verunreinigungen erfolgt mittels Metallsuchgeräten oder Röntgeninspektionsgeräten. Die Analyse der auf dem Beutel vorhandenen Kennzeichnung kann mittels Bilderkennung (Barcodescanner, etc.) vorgenommen werden.For further processing, for example, an inspection and control of the tightness, the labeling or the content of the bags can be considered. The content of the bag, ie the mass of product contained in the bag, is usually checked by weighing the separated bags. The examination for impermissible impurities is carried out using metal detectors or X-ray inspection devices. The analysis of the labeling on the bag can be carried out using image recognition (barcode scanner, etc.).
Die gesamte Prozedur der Produktabfüllung und Beutelinspektion kann sowohl in separaten Maschinen und Anlagen erfolgen als auch im Wesentlichen in einer kompakten Abfüll-/Verpackungs-/Inspektionsmaschine durchgeführt werden.The entire procedure of product filling and bag inspection can be carried out in separate machines and systems or essentially carried out in a compact filling / packaging / inspection machine.
In manchen Fällen ist es vorteilhaft oder wünschenswert, die Beutel nicht unmittelbar nach dem Befüllen zu separieren, sondern sie als zusammenhängenden Strang oder Kette von Produkten weiterzubearbeiten. Die Verpackungen liegen in diesem Fall in Form einer zusammenhängenden Produktkette aus gefüllten und verschlossenen Schlauchbeuteln vor.In some cases it is advantageous or desirable not to separate the bags immediately after filling them, but to process them further as a coherent strand or chain of products. In this case, the packaging is in the form of a coherent product chain consisting of filled and closed tubular bags.
Wenn die gefüllten Schlauchbeutel noch als zusammenhängende Produktkette vorliegen und in der miteinander verbundenen Struktur gewogen werden sollen, beispielsweise, um die Füllorgane der Abfüllmaschine zu überwachen, anzusteuern bzw. zu regeln, so ist die für die Füllkopfregelung erforderliche präzise Bestimmung der Produktmasse in jedem einzelnen der Beutel erforderlich.If the filled tubular bags are still available as a coherent product chain and are to be weighed in the interconnected structure, for example to monitor, control or regulate the filling elements of the filling machine, then the precise determination of the product mass required for the filling head control in each of them Pouch required.
Der Messvorgang erfordert hierbei eine hohe Genauigkeit, um beim Abfüllen ein vorgegebenes oder ggf. gesetzlich gefordertes Nettogewicht der Produktmasse innerhalb enger Toleranzen (z.B. +/-0,1g) zu gewährleisten.The measuring process requires a high level of accuracy in order to guarantee a specified or, if applicable, legally required net weight of the product mass within narrow tolerances (e.g. +/- 0.1 g).
Zudem erfolgt die Herstellung industriell gefertigter Fertigpackungen üblicherweise mit sehr hoher Geschwindigkeit bzw. sehr hohem Durchsatz, so dass die Wägung in der Bewegung erfolgen muss, also die zu wiegende Packung sich während der Wägung in Bewegung befindet und nicht still steht (dynamische Wägung).In addition, the manufacture of industrially manufactured prepackages is usually carried out at a very high speed or very high throughput, so that the weighing must take place while it is moving, i.e. the package to be weighed is in motion during the weighing and does not stand still (dynamic weighing).
Prinzipiell unterscheidet man bei der dynamischen Wägung zwischen einer kontinuierlichen Wägung und einer diskontinuierlichen Wägung. Für eine kontinuierliche Wägung kommen Förderbandwaagen zum Einsatz, die für einen endlosen (kontinuierlichen) Strom von zu wiegendem losen Schüttgut den zeitlichen Massenstrom ermitteln. Für eine diskontinuierliche Wägung kommen selbsttätige Waagen für Einzelwägung (sogenannte Catchweigher) und selbsttätige Kontrollwaagen (sogenannte Checkweigher) zum Einsatz, die in der Lage sind, die individuellen Gewichtswerte von diskret vorliegenden (separaten) Einzelpackungen bzw. Gebinden zu ermitteln.In principle, a distinction is made in dynamic weighing between continuous weighing and discontinuous weighing. Conveyor belt scales are used for continuous weighing, which determine the mass flow over time for an endless (continuous) flow of bulk material to be weighed. For discontinuous weighing, automatic scales for single weighing (so-called catchweighers) and automatic checkweighers (so-called checkweighers) are used, which are able to determine the individual weight values of discrete (separate) individual packs or containers.
Bei der gewichtsmäßigen Untersuchung einer oben genannten zusammenhängenden Produktkette kann jedoch nachteiligerweise weder mit Förderbandwaagen, noch mit Checkweighern oder Catchweighern hinreichend genau das Gewicht des in den einzelnen Beuteln befindlichen Produkts ermittelt werden, da die zusammenhängenden benachbarten Beutel mechanische Koppelkräfte aufeinander ausüben, welche aufgrund dieses „Kraftnebenschlusses“ zu unzulässigen Messabweichungen führen.When examining the weight of an interrelated product chain mentioned above, however, the weight of the product in the individual pouches can disadvantageously be determined neither with conveyor belt scales, nor with checkweighers or catchweighers, since the contiguous adjacent pouches exert mechanical coupling forces on one another, which due to this “force shunt” “Lead to impermissible measurement deviations.
Ursächlich hierfür ist, dass eine Förderbandwaage als Messergebnis nur einen Massenstrom ermitteln kann, dessen zeitlicher Verlauf allerdings nur grobe Rückschlüsse auf das Einzelgewicht in den einzelnen Beuteln erlaubt. Checkweigher und Catchweigher als diskontinuierlich wiegende Waagen erwarten dagegen üblicherweise nur eine einzige separate (diskrete) zu wiegende Packung auf der Waagenplattform und können aufgrund des „Kraftnebenschlusses“ zwischen den benachbarten Beuteln der Produktkette ebenfalls nur ungenaue Messergebnisse liefern. The reason for this is that a conveyor belt scale can only determine a mass flow as the measurement result, the course of which, however, only allows rough conclusions to be drawn about the individual weight in the individual bags. Checkweighers and catchweighers as discontinuously weighing scales, on the other hand, usually only expect a single, separate (discrete) package to be weighed on the scale platform and, due to the "force shunt" between the adjacent bags in the product chain, can also only provide inaccurate measurement results.
Die Situation wird noch weiter erschwert, wenn die Wägevorrichtung als alleiniges Kontrollmessgerät in der Produktion von Fertigpackungen eine hundertprozentige Kontrolle gewährleisten und den gesetzlichen Vorschriften entsprechen soll. Dann muss diese Wägevorrichtung eine behördliche Bauartzulassung besitzen, und das Seriengerät muss eine regelmäßig wiederkehrende messtechnische Prüfung (Nacheichung) bestehen. Dies erfordert neben der hohen Messgenauigkeit auch eine hohe Reproduzierbarkeit der Messungen.The situation is made even more difficult if the weighing device, as the sole control measuring device in the production of prepackages, is to guarantee 100% control and comply with the legal requirements. Then this weighing device must have an official type approval, and the series device must pass a regularly recurring measurement test (re-verification). In addition to the high measurement accuracy, this also requires a high reproducibility of the measurements.
Aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu dessen Durchführung zu schaffen, welche eine Überwachung des Gewichts der Verpackung (TARA) einer Produktkette mit einer hohen Genauigkeit und Geschwindigkeit ermöglicht.The present invention is therefore based on the object of providing a method and a device for carrying it out which enables the weight of the packaging (TARE) of a product chain to be monitored with high accuracy and speed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.This object is achieved according to the invention with a method with the features of
Im Sinne der Erfindung stellt ein Durchleuchten ein Durchstrahlen mit einer Strahlungsquelle (insbesondere Röntgenquelle) und Inspizieren mit einem strahlungsempfindlichen Detektor, insbesondere Kamera, dar.In the sense of the invention, a x-ray represents a x-ray with a radiation source (in particular an x-ray source) and inspection with a radiation-sensitive detector, in particular a camera.
Im Folgenden wird die im Sprachgebrauch sowie Handel übliche Bezeichnung Gewicht, wie beispielsweise Brutto- bzw. Gesamtgewicht und Nettogewicht bzw. Reingewicht eines Wägegutes oder Produktes, Verpackungsgewicht (TARA), etc. verwendet, obwohl die physikalisch korrekte Bezeichnung Masse wäre.In the following, the term weight commonly used in language and trade, such as gross or total weight and net weight or net weight of a weighing good or product, packaging weight (TARE), etc., is used, although the physically correct term would be mass.
Das nachfolgende Verfahren kann teilweise (semiautomatisch) oder vollständig manuell oder vorzugsweise automatisch z.B. durch eine Steuerung, insbesondere durch eine Auswerte- und/oder Steuervorrichtung, ausgeführt werden. Zudem können Weiterverarbeitungsschritte, wie beispielsweise Sortierung, Klassieren, Ausschleusen (bzw. die Steuerung entsprechender Vorrichtungen wie Sortier-, Klassiervorrichtung, etc.) in Abhängigkeit der erfindungsgemäß ermittelten Werte vorgenommen werden.The following procedure can be partial (semi-automatic) or completely manual or preferably automatic e.g. by a controller, in particular by an evaluation and / or control device. In addition, further processing steps, such as sorting, classifying, discharging (or the control of corresponding devices such as sorting, classifying device, etc.) can be carried out as a function of the values determined according to the invention.
Nach der Erfindung wird eine aus mehreren zusammenhängenden (mechanisch gekoppelten) Produktbereichen bestehende Produktkette (vorzugsweise jede Produktkette) sowohl insgesamt gewogen (GewichtGesamtbrutto) als auch insgesamt durchleuchtet. Bevorzugt wird jede Produktkette (als jedes mal) gewogen. Alternativ hierzu kann des Gesamtgewicht (GewichtGesamtbrutto) ermittelt werden, indem durch einmaliges Wiegen ein Referenzwert (beispielsweise Grauwert) gebildet wird und jede Produktkette nur mit diesem Referenzwert verglichen wird. Infolge des Durchleuchtens der Produktkette mit einer Röntgeneinrichtung werden Werte (Grauwerte) ermittelt, die derjenigen Röntgenstrahlung entsprechen, welche einen definierten Bereich der Produktkette bzw. die gesamte Produktkette durchdringt, d.h. nicht vom Produkt oder vom Verpackungsmaterial absorbiert wurden.According to the invention, a product chain consisting of a plurality of connected (mechanically coupled) product areas (preferably each product chain) is both weighed overall ( total gross weight) and also screened overall. Each product chain is preferably weighed (as every time). As an alternative to this, the total weight ( total gross weight) can be determined by forming a reference value (for example gray value) by weighing it once and comparing each product chain only with this reference value. As a result of the product chain being X-rayed with an X-ray device, values (gray values) are determined which correspond to that X-ray radiation which penetrates a defined area of the product chain or the entire product chain, ie has not been absorbed by the product or the packaging material.
Die Ermittlung eines gesamten, insbesondere aufsummierten oder integrierten Gesamtwertes (GrauwertGesamtbrutto) aus vorgenannten gewonnenen Werten kann hierbei zeilenweise oder auch aus einer einzigen Röntgenaufnahme bzw. einem einzigen Röntgenbild der gesamten Produktkette erfolgen. Einzelne Werte für die Produktkette können ebenso sowohl zeilenweise als auch aus einer einzigen Röntgenaufnahme der gesamten Produktkette (mittels Bildauswertung) gewonnen werden.A total, in particular summed up or integrated, total value ( total gray value gross ) from the above-mentioned values can be determined line by line or also from a single x-ray image or a single x-ray image of the entire product chain. Individual values for the product chain can also be obtained line by line or from a single x-ray of the entire product chain (by means of image evaluation).
Durch einfache Division (GewichtGesamtbrutto/GrauwertGesamtbrutto) kann für die Produktkette ein grober Referenzwert RefBrutto in der Einheit [Gramm pro Grauwert] bestimmt werden. Dieser beachtet jedoch nicht die Dichteunterschiede zwischen dem Produkt und dem Verpackungsmaterial. Auch das Produkt selbst kann sich aus verschiedenen Materialien bzw. Zerealien (Lebensmitteln) zusammensetzen, z.B. bei Beuteln mit Tütensuppe (mit Nudeln, Erbsen, Fleischstücken, etc.).By simply dividing (total gross weight / gray level total gross), for the Chain of a rough reference value Ref gross in the unit [grams per gray value] to be determined. However, this does not take into account the density differences between the product and the packaging material. The product itself can also be made up of different materials or cereals (food), for example bags with bag soup (with pasta, peas, pieces of meat, etc.).
Weiterhin werden nach der Erfindung Bereiche mit jeweils einem einzelnen darin enthaltenen Produkt (Produktbereiche) vorgegeben oder durch Auswertung der ermittelten Werte ausgewählt. Eine derartige Auswahl kann beispielweise über einen detektierten sprunghaften Anstieg oder Abfall der ermittelten Werte erfolgen. Bei einem in Längsrichtung der Produktkette bewegten Produktstrom mit einer im Wesentlichen konstanten Breite der Produktkette kann ein derartiger (Produkt-)Bereich als Längsabschnitt vorliegen. Selbstverständlich ist es aber auch denkbar, einen beliebigen, flächigen Bereich zu ermitteln (Hüllkurve bzw. das einzelne Produkt einschließende Umrisslinie mittels Bildauswertung) oder (insbesondere im Falle von vorbekannter Position und/oder Abmessung des Produktes) vorzugeben. Furthermore, according to the invention, areas with a single product (product areas) contained therein are specified or selected by evaluating the determined values. Such a selection can be made, for example, via a detected sudden increase or decrease in the values determined. In the case of a product stream moving in the longitudinal direction of the product chain with an essentially constant width of the product chain, such a (product) area can be present as a longitudinal section. Of course, it is also conceivable to determine any flat area (envelope curve or outline including the individual product by means of image evaluation) or (in particular in the case of a previously known position and / or dimension of the product).
Ebenso kann die Position einer geraden Trennlinie zwischen zwei benachbarten Verpackungen oder der Abstand zwischen zwei Produkten durch Auswertung der gewonnenen Werte ermittelt bzw. festgelegt werden, um einzelne (in Kammern) verpackte Produkte voneinander unterscheiden zu können. So ist es beispielsweise denkbar, eine Trennlinie (Trennung wird detektiert und (logische) Trennlinie (logische Verpackung) festgelegt) anhand einer Analyse der gewonnen Grauwerte (hälftiger Abstand benachbarter Maxima oder von Bereichen oberhalb eines bestimmten Wertes, eventuell inklusive Mittelwertbildung etc.), zu detektieren bzw. festzulegen und auf dieser Basis Bereiche (Beutel-Region) mit (oder ohne) jeweils darin enthaltenem Produkt zu definieren. Eine derartige definierte Trennlinie muss dabei nicht mit einer tatsächlichen, vorhandenden Naht, insbesondere Siegelnaht, übereinstimmen.Likewise, the position of a straight dividing line between two adjacent packagings or the distance between two products can be determined or determined by evaluating the values obtained, in order to be able to distinguish individual (packaged) products from one another. For example, it is conceivable to create a dividing line (separation is detected and (logical) dividing line (logical packaging)) based on an analysis of the gray values obtained (half the distance between adjacent maxima or from areas above a certain value, possibly including averaging, etc.) detect or define and on this basis define areas (bag region) with (or without) the product contained in each. Such a defined dividing line does not have to match an actual, existing seam, in particular a sealed seam.
Nach vorgenommener Unterteilung der Produktkette in Produktbereiche wird nach der Erfindung ein Wert (GrauwertProduktbereichlBrutto) für jeden Bereich mit Produkt (Beutel-Region) bzw. jede „logische“ Verpackung durch Aufsummieren oder Integrieren der gewonnen Werte, insbesondere Grauwerte, von Trennlinie zu Trennlinie (oder innerhalb einer Hüllkurve) ermittelt.After subdivision of the product chain into product areas, according to the invention, a value (gray value product area / gross ) for each area with product (pouch region) or each "logical" packaging by adding up or integrating the values obtained, in particular gray values, from dividing line to dividing line ( or within an envelope).
Aus den vorgenannten Werten kann erfindungsgemäß ein Gewicht des einzelnen Bereichs mit dem darin enthaltenen Produkt (GewichtProduktbereichBrutto) aus der Beziehung
Wenn das Gewicht des Verpackungsmaterials sehr viel kleiner ist als das Nettogewicht des Produkts im Produktbereich, dann kann als ausreichende Näherung das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelte Bruttogewicht GewichtProduktbereichBrutto als das Nettogewicht (GewichtProduktbereichNetto) des Produkts angesehen werden. Diese Annahme kann für den einzelnen Produktbereich (eine Kammer einer Mehrkammerverpackung oder eine Einzelkammerverpackung) oder für die gesamte Produktkette getroffen werden.If the weight of the packaging material is very much smaller than the net weight of the product in the product area, then the gross weight weight product area gross determined by the method according to the invention can be regarded as a sufficient approximation as the net weight (weight product area net) of the product. This assumption can be made for the individual product area (one chamber of a multi-chamber packaging or a single chamber packaging) or for the entire product chain.
Nach der Erfindung können auch andere Angaben einer Nettofüllmenge, wie beispielsweise ein Nettovolumen des in einer Verpackung enthaltenen Produktes, aus dem ermittelten Nettogewicht gewonnen werden. Derartige Angaben können auf leichte Weise aus dem ermittelten Nettogewicht mittels Umrechnung unter Verwendung vorbekannter Parameter der Produktkette gewonnen werden. Beispielsweise kann ein Nettovolumen bei einer vorgegebenen, vorzugsweise homogenen, Produktdichte auf einfache Weise durch Multiplikation mit dem ermittelten Nettogewicht gewonnen werden.According to the invention, other details of a net filling quantity, such as a net volume of the product contained in a package, can also be obtained from the net weight determined. Such information can easily be obtained from the net weight determined by means of conversion using known parameters of the product chain. For example, a net volume with a predetermined, preferably homogeneous, product density can be obtained in a simple manner by multiplication with the net weight determined.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht vorzugsweise auch eine Ermittlung der Nettofüllmenge eines einzelnen Produktbereichs in einer Produktkette mit mehreren zusammenhängenden (mechanisch gekoppelten) Produktbereichen, während eine derartige Produktkette in Bewegung ist und weitere Verarbeitungsschritte einem Abfüll- und Verschließvorgang folgen. So können in einer Produktionslinie qualitätssichernde Maßnahmen, wie Inspektion auf Fremdkörper, Verunreinigungen, Kennzeichnungskontrolle etc., nachfolgen, wobei das erfindungsgemäße Verfahren nach dem Abfüllen und Vorliegen einer Produktkette an einer beliebigen Position in der Produktionslinie (als deren integraler Bestandteil) eingebunden oder als eigenständige Inspektionsvorrichtung ausgebildet sein kann.The method according to the invention preferably also enables the net filling quantity of an individual product area in a product chain with a plurality of connected (mechanically coupled) product areas to be determined while such a product chain is in motion and further processing steps follow a filling and closing process. In a production line, quality assurance measures, such as inspection for foreign bodies, contamination, labeling control, etc., can follow, the method according to the invention being integrated into an arbitrary position in the production line (as an integral part thereof) after filling and the presence of a product chain, or as an independent inspection device can be trained.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Gewicht des Produkbereichs ohne Produkt (TARA-Gewicht eines Produktbereichs) GewichtTARA vorbekannt sein oder ermittelt werden. Ebenso könnte das TARA-Gewicht der Produktkette (GewichtGesamtTA RA) vorbekannt sein oder ermittelt werden.In a further embodiment of the invention, the weight of the product area without product (TARA weight of a product area) weight TARA can be known or determined. Also, the tare weight might be already known the chain of products (weight GesamtTA RA) or be determined.
Im Unterschied zur vorstehend erläuterten Näherung wird das Nettogewicht des in einer Verpackung befindlichen Produkts (GewichtProduktbereichNetto) bzw. das Nettogewicht der Produktkette (GewichtGesamtNetto) jetzt aus der Differenz von Bruttogewicht und einem vorgegebenen oder ermittelten TARA-Gewicht ermittelt.
Die Definition der Unterregion kann vor Analyse der gewonnen Grauwerte in unterschiedlichen Varianten vorliegen und während einer Auswertung mittels einer Kausalitätsprüfung zu einem erwarteten Wertebereich geändert werden. Zudem ist es auch denkbar, eine TARA-Region durch Analyse der Grauwerte (analog zur Festlegung der Produktbereiche) selbst zu definieren (mittels Bildauswertung oder Schwellwertbetrachtung, also beispielsweise ein Bereich mit konstanten geringen Werten, also Minima bzw. Unterschreiten eines Grauwertschwellwertes).The definition of the sub-region can exist in different variants before analysis of the gray values obtained and can be changed to an expected value range during an evaluation by means of a causality check. In addition, it is also conceivable to define a TARE region yourself by analyzing the gray values (analogous to the definition of the product areas) (using image evaluation or threshold value analysis, e.g. an area with constant low values, i.e. minima or falling below a gray value threshold value).
Wenn das Gewicht (GewichtRegionTARA) der zuvor ausgewählten (garantiert produktfreien) TARA-Region bekannt ist, oder ermittelt wurde z.B. durch Multiplikation der Grauwertzahl (GrauwertRegionTARA) mit der Referenz (RefBrutto), dann kann nachfolgend das TARA-Gewicht des gesamten Beutels berechnet werden. Dies erfolgt über das Verhältnis der FlächeRegionTARA der TARA-Region zur FlächeProduktbereich des Produktbereichs im Röntgenbild, und ist zulässig, weil auch in dem Bereich mit Produkt (Produkt-Region) ein TARA darstellendes Verpackungsmaterial rund um das Produkt herum vorhanden ist.
Falls vorab aus einer (vorzugsweise einmaligen) Referenzmessung mit einem TARA-Abschnitt einer leeren Verpackung von beliebiger Dimension (beispielsweise Verpackungsschnipsel) sowohl deren Gewicht (GewichtAbschnittTARA) wie auch deren Grauwert (GrauwertAbschnittTARA) und Fläche (bzw. Länge) ermittelt werden konnten, so kann zur Verbesserung der TARA-Bestimmung anstelle des RefBrutto der besser geeignete RefTARA verwendet werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird daher das TARA-Gewicht der gesamten Produktkette (GewichtGesamtTARA) ermittelt.In a preferred embodiment of the invention, the TARE weight of the entire product chain ( total TARE weight) is determined.
Dies kann z.B. erfolgen, indem das Gewicht des Verpackungsmaterials (GewichtLängeTARA) pro Längeneinheit (z.B. in Gramm pro Meter) bzw. pro Flächeneinheit (z.B. in Gramm pro Quadratzentimeter) vorbekannt ist oder ermittelt wird, dieses mit der detektierten Fläche FlächeGesamt der Produktkette (oder deren Länge LängeGesamt bei konstanter Breite) multipliziert wird, und daraus das TARA-Gewicht der gesamten Produktkette (GewichtKetteTARA) berechnet wird. Die Fläche bzw. Länge der Produktkette kann bevorzugt mittels der Röntgendurchleuchtung (und entsprechender Bildauswertung) bestimmt werden.
Anschließend kann das Nettogewicht der Produktkette (GewichtGesamtNetto) aus der Differenz des Bruttogewichts des Produktkette (GewichtGesamtbrutto) und dem TARA-Gewicht der Produktkette (GewichtGesamtTARA) berechnen werden.
Daher wird in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vor der Integration des Grauwertes (GrauwertProduktbereichBrutto) des Beutels eine Normierung des Röntgenbildes ausgeführt.In a further preferred embodiment of the invention, therefore, the x-ray image is normalized before the gray value (gray value product area gross ) of the bag is integrated.
Wie oben beschrieben, wird zunächst das TARA-Gewicht der gesamten Produktkette (GewichtGesamtTARA) ermittelt.As described above, the TARE weight of the entire product chain ( total TARE weight) is first determined.
Hierfür wird erneut mindestens eine Unterregion mindestens einer Verpackung vordefiniert (TARA-Region) und hierfür eine Grauwertzahl (GrauwertRegionTARA) in Abhängigkeit wenigstens eines Parameters der Abmessung und die Fläche FlächeRegionTARA ermittelt. Bevorzugt können auch mehrere TARA-Regionen definiert und deren mittlere Grauwertzahl ermittelt werden.For this purpose, at least one sub-region of at least one package is predefined again (TARE region) and for this a gray value number (gray value RegionTARA ) is determined depending on at least one parameter of the dimension and the area area RegionTARA . Preferably, several TARA regions can also be defined and their average gray scale number can be determined.
Die Definition der Unterregion kann vor Analyse der gewonnen Grauwerte in unterschiedlichen Varianten vorliegen und während einer Auswertung mittels einer Kausalitätsprüfung zu einem erwarteten Wertebereich geändert werden. Zudem ist es auch denkbar, eine TARA-Region durch Analyse der Grauwerte selbst zu definieren (beispielsweise Bereich mit konstanten geringen Werten, also Minima).The definition of the sub-region can exist in different variants before analysis of the gray values obtained and can be changed to an expected value range during an evaluation by means of a causality check. In addition, it is also conceivable to define a TARA region yourself by analyzing the gray values (for example, area with constant low values, i.e. minima).
Wenn das Gewicht (GewichtRegionTARA) der zuvor ausgewählten (garantiert produktfreien) TARA-Region bekannt ist, oder ermittelt wurde z.B. durch Multiplikation der Grauwertzahl (GrauwertRegionTARA) mit der Referenz (RefBrutto), dann kann nachfolgend das TARA-Gewicht der gesamten Produktkette GewichtGesamtTARA berechnet werden. Dies erfolgt über das Verhältnis der FlächeRegionTARA der TARA-Region zur FlächeGesamt der Produktkette im Röntgenbild, und ist zulässig, weil auch in dem Bereich mit Produkt (Produkt-Region) ein TARA darstellendes Verpackungsmaterial rund um das Produkt herum vorhanden ist.
Anschließend kann das zuvor ermittelte Nettogewicht der gesamten Produktkette (GewichtGesamtNetto) zu korrekten Anteilen auf die einzelnen Beutel bzw. Produktbereiche aufgeteilt werden.The previously determined net weight of the entire product chain (total weight net ) can then be distributed to the individual bags or product areas in correct proportions.
Dies erfolgt erfindungsgemäß durch eine einfache Verhältnisrechnung. Die aufsummierten Grauwerte des (normierten) Produktbereichs (GrauwertproduktbereichNormiert) werden ins Verhältnis gesetzt zum (normierten) Gesamtgrauwert der Produktkette. Jedoch wird nun nicht der ursprüngliche von Produkt und Verpackungsmaterial vermische Grauwert (GrauwertGesamtbrutto) verwendet, sondern die neu berechnete Summe aller normierter Grauwerte der Produktkette (GrauwertGesamtNormiert).
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht drin, dass das Brutto-Gesamtgewicht (beispielsweise durch Wiegen einer leeren Produktkette bzw. des Verpackungsmaterials hierfür) und gegebenenfalls auch das TARA-Gesamtgewicht mittels geeichter Waage(n) ermittelt werden können. Dann ist auch das durch digitale Subtraktion entstandene Netto-Gesamtgewicht eichfähig und auch das durch digitale Verhältnisbildung (prozentuale Aufteilung) entstandene Nettogewicht in den einzelnen Beuteln.The advantage of the solution according to the invention is that the gross total weight (for example by weighing an empty product chain or the packaging material therefor) and possibly also the total TARA weight can be determined by means of a calibrated scale (s). Then the net total weight created by digital subtraction is also calibratable and also the net weight created by digital relationship formation (percentage distribution) in the individual bags.
Die Waage(n) kann bzw. können Bestandteil der Vorrichtung oder separat angeordnet sein.The scale (s) can be part of the device or can be arranged separately.
Die Gewichtsbestimmung kann vor, während oder nach dem Durchleuchten erfolgen. Die Gewichtsbestimmung kann anstelle mit Waagen auch mittels des Durchleuchtens selbst erfolgen, beispielsweise mittels sogenanntem vergleichenden Röntgenwiegen (wo man mittels mindestens einmaliger Gewichtsreferenzmessung einer bekannten Referenzpackung die Gewichte aller weiteren Packungen durch Schwellwertvergleich der Grauwerte mit denen der Referenzpackung ermittelt.The weight can be determined before, during or after screening. Instead of using scales, the weight can also be determined by means of fluoroscopy itself, for example by means of so-called comparative X-ray weighing (where the weights of all other packs are determined by comparing the gray values with those of the reference pack by means of at least one weight reference measurement of a known reference pack.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist die Tatsache, dass die anteilsmäßige Aufteilung des exakt ermittelten Netto-Gesamtgewichts aus einem einzigen Röntgenbild abgeleitet werden kann und unabhängig ist von der Kalibrierung der Röntgeneinrichtung, welche durch äußere Einflüsse oder Langzeiteffekte beeinflusst worden sein kann. Another advantage of the solution according to the invention is the fact that the proportionate division of the exactly determined net total weight can be derived from a single x-ray image and is independent of the calibration of the x-ray device, which may have been influenced by external influences or long-term effects.
Ein weiterer Vorteil dieser Lösung ist, dass keine komplizierte Geometrieauswertung bzw. Flächenbetrachtung erforderlich ist, sondern mit einfachen Geometrien, wie Rechtecken oder Dreiecken gearbeitet werden kann. Es ist aber auch denkbar, eine exakte Geometrieauswertung der Umrandung (Kontur) der Regionen anzuwenden, um noch mehr Genauigkeit zu erzielen.Another advantage of this solution is that no complicated geometry analysis or surface analysis is required, but that simple geometries such as rectangles or triangles can be used. However, it is also conceivable to use an exact geometry evaluation of the border (contour) of the regions in order to achieve even more accuracy.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist, dass bei Verwendung der oben genannten TARA-Region(en) für diese TARA-Region(en) ein Kontrollwert KRegionTARA ermittelt werden kann.
Der Kontrollwert kann ausgewertet werden, um unzulässige Abweichungen von einem Grenzwert zu erkennen und z.B. eine Warnmeldung an den Bediener zu generieren. Der Kontrollwert kann der permanenten Überwachung der TARA im laufenden Produktionsprozess dienen und TARA-Schwankungen melden. Die Änderung der TARA-Grauwerte in Bezug zu einer bestimmten TARA-Fläche müssen jedoch nicht nur auf eine Dickenänderung des Verpackungsmaterials zurückgeführt werden. Sie können ggf. auch durch Veränderungen an der Durchleuchtungsvorrichtung bedingt sein, z.B. durch Schwankungen der Spannung der Röntgenröhre.The control value can be evaluated to identify impermissible deviations from a limit value and e.g. generate a warning message to the operator. The control value can serve the permanent monitoring of the TARA in the running production process and report TARA fluctuations. The change in the TARA gray values in relation to a specific TARA area does not only have to be due to a change in the thickness of the packaging material. They may also be caused by changes to the fluoroscopic device, e.g. due to fluctuations in the voltage of the X-ray tube.
Wenn vorab eine TARA-Referenzmessung mit einem bekannten (ungefüllten) TARA-Abschnitt (siehe oben) durchgeführt wurde, kann der Kontrollwert der TARA-Region KRegionTARA auch mit dem Kontrollwert des Abschnitts KTARA verglichen oder zu diesem ins Verhältnis gesetzt werden, z.B. um einen Korrekturwert Korr für die gesamte Messanordnung zu generieren. Beispielsweise könnte das ermittelte TARA-Gewicht des Beutels oder sogar das Netto-Gewicht des Beutels mit dem Korrekturwert Korr multipliziert werden.If a TARA reference measurement was carried out beforehand with a known (unfilled) TARA section (see above), the control value of the TARA region K RegionTARA can also be compared or related to the control value of the section K TARA, e.g. by generate a correction value Corr for the entire measuring arrangement. For example, the determined TARE weight of the bag or even the net weight of the bag could be multiplied by the correction value corr.
Diese Korrektur könnte zusätzlich oder alternativ den aktuellen KRegionTARA mit zeitlich älteren KRegionTARA vergleichen, einen „gleitenden Mittelwert“ für das TARA ermitteln und eine Nachführung des „gleitenden Mittelwerts“ ermöglichen.
Bei der erfinderischen Lösung können eventuell auftretende Winkelfehler der Röntgengeometrie aufgrund der genauen Ortskenntnis von der Produktgeometrie (aus dem Röntgenbild) in bekannter Weise korrigiert werden.In the solution according to the invention, any angular errors of the x-ray geometry that may occur can be corrected in a known manner based on the precise local knowledge of the product geometry (from the x-ray image).
Die erfindungsgemäße Lösung hat in der Praxis sehr gute Resultate für Verpackungsmaterial aus dünner Folie erbracht, denn dort konnte problemlos das einfache Absorbtionsgesetz verwendet werden und ein konstanter Absorbtionskoeffizient (Alpha) angenommen werden.In practice, the solution according to the invention has given very good results for packaging material made of thin film, since the simple absorption law could be used there without problems and a constant absorption coefficient (alpha) was assumed.
Die erfindungsgemäße Lösung kann aber in einer bevorzugten Lösung auch ergänzt werden um eine Korrektur des Absorbtionskoeffizienten (Alpha). Diese Korrektur kann den Frequenzeinfluss, d.h. die Dickenabhängigkeit des Absorbtionskoeffizienten (Alpha) berücksichtigen. Sie kann aber auch weitere Effekte berücksichtigen, wie das Rauschen des Röntgendetektors, die Spannungsänderung an der Röntgenröhre, die Beschichtung der Verpackungsfolie mit z.B. metallischen Materialien wie z.B. Aluminium (Bedampfung) und Weiteres mehr.In a preferred solution, however, the solution according to the invention can also be supplemented by a correction of the absorption coefficient (alpha). This correction can influence the frequency, i.e. take into account the thickness dependence of the absorption coefficient (alpha). However, it can also take other effects into account, such as the noise of the X-ray detector, the voltage change on the X-ray tube, the coating of the packaging film with e.g. metallic materials such as Aluminum (vapor deposition) and more.
Die Korrektur kann mit einem Korrekturwert arbeiten, der z.B. durch einmalige Vorermittlung des Gewichts und der Grauwertzahl eines repräsentativen Beutels sowohl mit als auch ohne Produkt bestimmt wird.The correction can work with a correction value, e.g. by determining the weight and the gray scale number of a representative bag both with and without a product.
Erfindungsgemäß kann die Durchleuchtungsvorrichtung mit mehreren Energieleveln arbeiten, um die oben genannte Korrektur zu verbessern. (Stichwort: Dual-Energy)According to the invention, the fluoroscopic device can work with several energy levels in order to improve the above-mentioned correction. (Keyword: dual energy)
Erfindungsgemäß können die oben genannten Unterregionen beliebig, also auch verpackungsübergreifend, gewählt werden. According to the invention, the above-mentioned subregions can be selected as desired, that is to say also across packaging.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können mehrere Unterregionen (TARA-Regionen), wie vorstehend erläutert, vordefiniert werden. Eine Grauwertzahl (GrauwertTARA) in Abhängigkeit wenigstens eines Parameters der Abmessung kann dann über alle TARA-Regionen ermittelt werden, wobei insbesondere bei variierenden Einzelgrauwerten eine Mittelwertbildung denkbar ist.In a further embodiment of the invention, a plurality of subregions (TARA regions) can be predefined, as explained above. A gray scale number (gray scale TARA ) as a function of at least one parameter of the dimension can then be determined over all TARA regions, averaging being conceivable in particular in the case of varying individual gray values.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können mehrere Produktketten parallel nebeneinander verarbeitet werden, so dass die erfindungsgemäße Bestimmung der Nettofüllmenge gleichzeitig für Verpackungen nebeneinander befindlicher, nicht miteinander verbundener Produktketten erfolgt.In a further embodiment of the invention, a plurality of product chains can be processed in parallel next to one another, so that the net filling quantity according to the invention is determined simultaneously for packaging of adjacent product chains which are not connected to one another.
Selbstverständlich ist es aber auch denkbar, dass eine Produktkette nicht nur in Bewegungsrichtung, sondern auch quer zur Bewegungsrichtung zusammenhängende Verpackungen nebeneinander in Form eines Arrays (aus mehren Zeilen und Spalten) aufweist. Im Falle einer Mehrspurigkeit können mehrere Einzelwaagen oder eine gemeinsame vor- oder nachgeschaltete Waage zum Wiegen der Produktketten eingesetzt werden.Of course, it is also conceivable that a product chain not only has packaging next to one another in the form of an array (consisting of several rows and columns) not only in the direction of movement but also transversely to the direction of movement. In the case of multiple tracks, several individual scales or a common upstream or downstream scale can be used to weigh the product chains.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf eine zusammenhängende Produktkette oder ein zusammenhängendes Array aus Behältnissen mit jeweils nur einer Kammer bzw. nur einem einzigen Produktbereich. Sie eignet sich ebenfalls für die Bestimmung der Nettofüllmenge in eventuell bereits vereinzelten Behältnissen, welche jedoch mehrere separate, zusammenhängende Kammern bzw. Produktbereiche (und damit eine Produktkette mit mehreren zusammenhängenden Produktbereichen) aufweisen, z.B. für das Hauptprodukt (z.B. Joghurt) sowie für Zerealien (z.B. Frucht oder Schokoladensplitter). Da derartige Behältnisse durch Tiefziehen aus einem durchgehenden Strang einer dickeren Endlosfolie entstehen und erst nach dem Befüllen separiert werden, nach dem bekannten Stand der Technik ist ein separates Wiegen des unbefüllten Behältnisses (TARA) in der laufenden Produktion unmöglich, und somit auch ein Regeln des Abfüllvorgangs. Als Alternative könnte nach dem bekannten Stand der Technik auf mehrere Wägungen, vor und nach dem Befüllen der einzelnen Kammern, ausgewichen werden. Hierdurch werden aber nachteiligerweise mehrere Waagen oder die zeitintensive Wägung auf nur einer Waage bei kompliziertem logistischen Ablauf in der Produktionslinie erforderlich.The invention is not restricted to a coherent product chain or a coherent array of containers, each with only one chamber or only a single product area. It is also suitable for the determination of the net filling quantity in possibly already isolated containers, which, however, have several separate, contiguous chambers or product areas (and thus a product chain with several contiguous product areas), e.g. for the main product (e.g. yoghurt) and for cereals (e.g. fruit or chocolate chips). Since such containers are formed by deep drawing from a continuous strand of a thicker continuous film and are only separated after filling, according to the known prior art, separate weighing of the unfilled container (TARA) is not possible during ongoing production, and thus also regulation of the filling process , As an alternative, the prior art could be used to switch to several weighings before and after filling the individual chambers. As a result, however, several scales or the time-consuming weighing on only one scale with a complicated logistical process in the production line are disadvantageously required.
Beim Herstellen eines Einkammerbechers durch Tiefziehen aus einer z.B. kreisförmigen Ronde ändert sich zwar die Dicke des tiefgezogenen Materials in den gezogenen Innenbereichen der Ronde. Im Röntgenbild stellt sich der tiefgezogene Becher jedoch in identischer Weise dar wie die ursprüngliche flache Ronde. Daher kann das erfindungsgemäße Verfahren auch bei komplizierten tiefgezogenen Behältnissen benutzt werden, ohne dass beispielsweise ausgestanzte (leere) Zwischenbereiche geometrisch analysiert werden müssten.When producing a single-chamber cup by deep drawing from a e.g. circular blank, the thickness of the deep-drawn material changes in the drawn inner regions of the blank. On the X-ray, however, the deep-drawn cup appears in the same way as the original flat round blank. The method according to the invention can therefore also be used in the case of complicated deep-drawn containers without, for example, geometrically punching out (empty) intermediate regions having to be analyzed.
Auch bei losem Produkt (z.B. Pulver) in einem Schlauchbeutel ist keine aufwändige bildtechnische Analyse der zumeist stark zerklüfteten Produktbereiche erforderlich, was zudem oft auch stark beeinflusst wäre vom verwendeten Energielevel der Röntgenstrahlung.Even with loose product (e.g. powder) in a tubular bag, no complex image analysis of the mostly fissured product areas is required, which would also often be strongly influenced by the energy level of the X-rays used.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kommt zur Anwendung, wenn das Verpackungsmaterial über seine Länge oder Breite eine stark schwankende Dicke aufweist. Dann wird erfindungsgemäß ein TARA-Röntgenbild der unbefüllten Verpackung aufgenommen. Dieses TARA-Röntgenbild wird pixelweise vom anschließend in befülltem Zustand durchleuchteten Brutto-Röntgenbild pixelweise subtrahiert. Hierfür ist eine möglichst identische Positionierung des Objektes bei den Durchleuchtungen erforderlich. Alternativ kann durch Bildverarbeitung und durch Nutzung von sogenannten Passa-Marken auf der Produktkette nachträglich eine deckungsgleiche Zuordnung der Pixel in beiden Röntgenbildern hergestellt werden. Dieses genannte Verfahren kann insbesondere im Pharmabereich zur Anwendung kommen, wo das TARA (und somit die relative Dickenschwankung des Verpackungsmaterials) sehr groß gegenüber der Nennfüllmenge (Netto) ist.Another embodiment of the invention is used when the packaging material has a strongly fluctuating thickness over its length or width. Then, according to the invention, a TARE X-ray image of the unfilled packaging is taken. This TARA x-ray image is subtracted pixel by pixel from the gross x-ray image which is subsequently illuminated when filled. For this purpose, the object must be positioned as identically as possible for the fluoroscopy. Alternatively, by using image processing and using so-called Passa marks on the product chain, a congruent assignment of the pixels in both X-ray images can subsequently be produced. This method can be used in particular in the pharmaceutical sector, where the TARE (and thus the relative thickness variation of the packaging material) is very large compared to the nominal filling quantity (net).
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in unterschiedlichen Ausgestaltungen nicht nur zur Kontrolle und Überwachung (Protokollieren) der Nettofüllmenge verwendet werden, sondern auch zum Überwachen, Ansteuern oder Regeln einer Einrichtung zum Befüllen, beispielsweise der Füllorgane einer Abfülleinrichtung.The method according to the invention can be used in various configurations not only for checking and monitoring (logging) the net filling quantity, but also for monitoring, controlling or regulating a device for filling, for example the filling elements of a filling device.
Um eine besonders hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit zu ermöglichen, kann das Ermitteln des Nettogewichts bzw. der Nettofüllmenge eines in einer einzelnen Verpackung (GewichtNetto) befindlichen Produkts dynamisch, also während der Bewegung der Verpackungen bzw. der Produktkette, erfolgen. Hierbei ist selbst eine nicht getaktete, also kontinuierliche, gleichmäßige Bewegung der Produktkette möglich.In order to enable a particularly high processing speed, the net weight or the net filling quantity of a product in a single packaging ( net weight) can be determined dynamically, that is to say while the packaging or the product chain is moving. Even a non-clocked, i.e. continuous, even movement of the product chain is possible.
In den vorstehend erläuterten bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung wird das Gewicht der Verpackung ohne Produkt (GewichtTARA) automatisch durch Röntgen und Auswertung ermittelt, um die Nettofüllmenge zu berechnen und entsprechend den Vorgaben, insbesondere der Fertigverpackungsverordnung, zu kontrollieren und/oder auf der Verpackung zu kennzeichnen. In the preferred embodiments of the invention explained above, the weight of the packaging without product ( TARA weight) is automatically determined by X-ray and evaluation in order to calculate the net filling quantity and to check and / or to label it on the packaging in accordance with the specifications, in particular the pre-packaging regulation ,
Neben oder zusätzlich zu flächig ausgebildeten Produktketten ist es auch denkbar, das erfindungsgemäße Verfahren auf mehrlagig ausgebildete Produktketten anzuwenden. Hierfür kann eine Röntgeneinrichtung mehrere zueinander versetzte Röntgenquellen und -detektoren aufweisen, um eine Tiefendarstellung (dreidimensionale) zu ermöglichen.In addition to or in addition to flat product chains, it is also conceivable to apply the method according to the invention to multi-layer product chains. For this purpose, an x-ray device can have a plurality of x-ray sources and detectors offset from one another in order to enable a depth representation (three-dimensional).
Verfahrensschritte „Beutel“ (siehe Ablaufdiagramm
- 1. Kette wiegen
- 2. Kette durchleuchten
- 3. Brutto Beutel bestimmen
- 4. TARA Beutel bestimmen
- 5. Netto Beutel berechnen
- 6. Ggf. Korrektur ausführen
- 1. Weigh the chain
- 2. Scan the chain
- 3. Determine the gross bag
- 4. Determine the TARE bag
- 5. Calculate the net pouch
- 6. If necessary Make correction
Verfahrensschritte „Kette“ (siehe Ablaufdiagramm
- 1. Kette wiegen
- 2. Kette durchleuchten
- 3. TARA Kette bestimmen
- 4. Netto Kette berechnen
- 5. Aufteilen Netto der Kette auf die Beutel
- 6. Ggf. Korrektur ausführen
- 1. Weigh the chain
- 2. Scan the chain
- 3. Determine the TARE chain
- 4. Calculate the net chain
- 5. Divide the net of the chain into the bags
- 6. If necessary Make correction
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Further advantageous configurations result from the dependent claims.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawing.
In der Zeichnung zeigen:
-
1 eine Draufsicht eines Ausschnittes einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Produktionslinie (erstes Ausführungsbeispiel) zum Befüllen und zur Verarbeitung von Schlauchbeuteln; -
2 eine Schnittansicht entlang der LinieI-I' in1 ; -
3 eine Draufsicht eines Ausschnittes einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Produktionslinie (zweites Ausführungsbeispiel) zum Befüllen und Verarbeiten von Bechern; -
4 eine Schnittansicht entlang der LinieII-II' in3 : -
5 ein Ablaufdiagramm Variante „Beutel“: -
6 ein Ablaufdiagramm Variante „Kette“; -
7 eine Draufsicht auf einen Mehrkammerbecher; -
8 eine perspektivesche Ansicht eines Mehrkammerbechers nach7 ; -
9 eine einspaltige Produktkette aus mehreren Mehrkammerbechern nach7 und8 und -
10 ein Array einer Produktkette aus mehreren Mehrkammerbechern nach7 und8 . -
11a eine Seitenansicht einer Beutelkette (Produktkette) mit mehreren voneinander separierten (unterteilten), jedoch zusammenhängenden Beuteln, -
11b eine Draufsicht auf die Beutelkette nach11 a ; -
11c ein Grauwertbild der Beutelkette nach11b ; -
11d ein korrigiertes (bereinigtes) Grauwertbild nach11c ; -
11e ein invers dargestelltes Grauwertbild nach11 d mit einem eingezeichneten Produktbereich und -
11f . ein invers dargestelltes Grauwertbild nach11 d mit eingezeichneten TARA-Regionen.
-
1 a plan view of a section of a production line working according to the inventive method (first embodiment) for filling and processing tubular bags; -
2 a sectional view along the lineI-I ' in1 ; -
3 a plan view of a section of a production line working according to the inventive method (second embodiment) for filling and processing cups; -
4 a sectional view along the lineII-II ' in3 : -
5 a flow chart of the "bag" variant: -
6 a flowchart variant "chain"; -
7 a plan view of a multi-chamber cup; -
8th a perspective view of amulti-chamber cup 7 ; -
9 a single column product chain consisting of severalmulti-chamber cups 7 and8th and -
10 an array of a product chain from severalmulti-chamber cups 7 and8th , -
11a -
11b a plan view of the bag chain after11 a ; -
11c a gray scale image of the bag chain11b ; -
11d a corrected (adjusted) grayscale image11c ; -
11e an inverse gray value image11 d with a marked product area and -
11f , an inverse gray value image11 d with marked TARE regions.
Die in
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Produktkette
Weiterhin wird die Produktkette
Um eine röntgentechnische, im Unterschied zu einem Produkt
Zur Definition einer Trennung
Selbstverständlich ist es auch denkbar, die Siegelnähte
Entsprechend werden über die Länge
Der Anfang
Über die auf diese Weise unterteilten einzelnen Verpackungen bzw. Verpackungsabschnitte bzw. Produktbereiche
Im Weiteren wird innerhalb eines jeweiligen Abschnittes bzw. Produktbereichs der Länge (und Position)
Derartige Zonen können anhand von Erfahrungswerten vordefiniert sein oder auch in Abhängigkeit der gewonnen Grauwerte für eine Produktkette in Anwendung entsprechender Algorithmen (Bildauswertung) definiert werden. Beispielsweise können Bereiche mit im Wesentlichen konstantem Grauwert als TARA-Region definiert werden.Such zones can be predefined on the basis of empirical values or can also be defined as a function of the gray values obtained for a product chain using appropriate algorithms (image evaluation). For example, areas with an essentially constant gray value can be defined as a TARE region.
Da der Schlauchbeutel bzw. die Produktkette
Eine TARA-Region kann jedoch auch bereichsweise (benachbarte Verpackungsabschnitte) übergreifend definiert werden, ohne die Ermittlung einer möglichst exakten Nettofüllmenge, insbesondere Nettogewichts (GewichtProduktbereichNetto), nachteilig zu beeinflussen. Hierzu kann beispielsweise die ermittelte Position einer Siegelnaht verwendet werden und eine TARA-Region in diesem Bereich oder über diesen in einem vorgegeben Maß hinausragend definiert werden. Selbstverständlich ist es auch denkbar, Grenzen für ein Ende und einen Anfang benachbarter Produktbereiche wie vorstehend erläutert zu ermitteln und eine TARA-Region 25 in dem Zwischenbereich - zwischen den Produkten
Für die jeweilige TARA-Region wird in Abhängigkeit deren Erstreckung (Länge und/oder Fläche) ein Grauwert ermittelt und auf den jeweiligen Abschnitt bzw. Produktbereich
Aus diesem GrauwertTARA und den bereits ermittelten bzw. vorliegenden Werten GrauwertGesamtbrutto und GewichtGesamtbrutto kann gemäß nachfolgender Gleichung das jeweilige Gewicht eines Verpackungsabschnittes ohne Produkt GewichtTARA ermittelt werden.
Aus den bereits ermittelten bzw. vorliegenden Werten GrauwertProduktbereichBrutto, GrauwertGesamtbrutto und GewichtGesamtbrutto kann gemäß nachfolgender Gleichung das jeweilige Gewicht eines Verpackungsabschnittes mit Produkt GewichtProduktbereichBrutto ermittelt werden.
Aus den beiden derart gewonnen Werten kann damit das Nettogewicht GewichtNetto bzw. GewichtProduktbereichNetto eines in einem Verpackungsabschnitt enthaltenen Produkts wie folgt berechnet werden:
Aus diesem Nettogewicht GewichtNetto bzw. GewichtProduktbereichNetto lassen sich auf einfache Weise auch andere Arten einer Nettofüllmenge bestimmen. Beispielsweise könnte bei einem flüssigen Produkt ein Nettovolumen durch Multiplikation des ermittelten Nettogewichts GewichtNetto mit einer für die Flüssigkeit bekannten Dichte ermittelt werden.From this net weight, weight net or weight product range net , other types of a net filling quantity can also be determined in a simple manner. For example, in the case of a liquid product, a net volume could be determined by multiplying the determined net weight weight net by a density known for the liquid.
Wie aus
Die vom Produkt
Das in
Diese Becherkette
Für die bereits gefüllten und eventuell bereits verschlossenen Becher
Die vorstehenden Ausführungen für das erste Ausführungsbeispiel finden hierbei ebenso Anwendung, nur mit dem Unterschied, dass die Produktkette
Allerdings kann bei einer etwas genaueren definierten Form (aufgrund des Tiefziehvorgangs) der Verpackung auf einfache Weise eine TARA-Region vorgegeben werden, da Position und Abmessung der Randbereiche
Dagegen sind die Siegelnähte
Ein ermittelter Grauwert für eine TARA-Region (pro Länge oder Fläche) kann auf einfache Weise (aus dem Verhältnis Länge TARA-Region zu Verpackungslänge oder Fläche TARA-Region zu Verpackungsfläche) auf einen TARA-Wert (GrauwertTARA) der Verpackung hochgerechnet werden, da der Abstand von Produkttrennung (Siegelnaht, Unterteilung, etc.) als Länge der Verpackung sowie die Breite des Verpackungsmaterials, insbesondere vor Verarbeitung (Folienbreite vor einer Schlauchbildung oder einem Tiefziehvorgang) bekannt sind. In den bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung wird also an mindestens einer TARA-Position, an der nur der reine Folienanteil vorliegt (TARA-Region), der Grauwert für das TARA-Folienmaterial bestimmt. Dies kann für eine bekannte Länge oder Fläche erfolgen, so dass anschließend das TARA für die gesamte Beutellänge exakt berechnet werden kann.A determined gray value for a TARE region (per length or area) can easily be extrapolated (from the ratio length TARE region to packaging length or area TARE region to packaging area) to a TARE value (gray value TARE ) of the packaging, since the distance from product separation (sealed seam, subdivision, etc.) is known as the length of the packaging and the width of the packaging material, in particular before processing (film width before tubing or a deep-drawing process). In the preferred embodiments of the invention, the gray value for the TARA film material is thus determined at at least one TARA position, in which only the pure film portion is present (TARA region). This can be done for a known length or area, so that the TARE can then be calculated exactly for the entire bag length.
Dieser Vorgang läuft vorteilhafterweise automatisch, schnell und mit hoher Exaktheit (beispielsweise mit einer Genauigkeit von 0,1g) ab. Ein Einlernen und eine periodische Überprüfung eines Referenzwertes (RefTara, RefBrutto) sind daher nicht unbedingt erforderlich. Das TARA wird für jeden Beutel einer Verpackungskette oder eines Arrays individuell aus den Grauwerten bestimmt. Hierbei können TARA-Schwankungen durch Änderungen der Foliendicke oder der Verpackungsgeometrie automatischerkannt und/oder korrigiert werden. Das TARA wird für jeden Beutel der Kette individuell aus den Grauwerten bestimmt.This process advantageously runs automatically, quickly and with a high degree of accuracy (for example with an accuracy of 0.1 g). Learning and periodic review of a reference value (Ref Tare , Ref Gross ) are therefore not absolutely necessary. The TARE is determined individually for each bag in a packaging chain or an array from the gray values. TARA fluctuations can be automatically recognized and / or corrected by changing the film thickness or the packaging geometry. The TARE is determined individually for each bag in the chain from the gray values.
Eine derartige Ermittlung des TARA pro Verpackung und dessen Berücksichtigung bei der Ermittlung eines Produktrein- bzw. Nettogewichts ist wesentlich genauer als das Verwenden eines stichprobenartig ermittelten mittleren TARA-Wertes.Such a determination of the TARA per packaging and its consideration when determining a product net or net weight is much more precise than using a mean TARA value determined on a sample basis.
Für die in
Die beiden Ablaufdiagramme sind der Einfachheit halber für das Beispiel von Einkammerbeuteln ausgeführt, welche in Form einer zusammenhängenden, insbesondere einspaltigen Kette miteinander zu einer Produktkette verbunden sind. Selbstverständlich können die dargestellten Abläufe auch auf Mehrkammerbecher oder Beutel übertragen werden, wobei der in den Ablaufdiagrammen verwendeten Begriff „Beutel“ mit dem Begriff „Produktbereich“ zu ersetzen ist.For the sake of simplicity, the two flowcharts are designed for the example of single-chamber bags which are connected to one another in the form of a coherent, in particular single-column chain to form a product chain. Of course, the processes shown can also be transferred to multi-chamber cups or bags, whereby the term "bag" used in the flowcharts is to be replaced by the term "product range".
Entsprechend werden in den Diagrammen (
- GrauwertBeutelBrutto anstelle Grauwert ProduktbereichBrutto
- GewichtBeutelNetto anstelle GewichtProduktbereichNetto
- Gewicht BeutelTARA anstelle GewichtTARA
- GewichtBeutelBrutto anstelle GewichtProduktbereichBrutto
- GewichtKetteNetto anstelle GewichtGesamtNetto
- Gray value of bag gross instead of gray value of product range gross
- Weight bag net instead of weight product area net
- Weight bag TARA instead of weight TARA
- Weight bag gross instead of weight product range gross
- Chain net weight instead of total net weight
Im Wesentlichen unterscheiden sich die Abläufe nach
Dagegen wird in der Variante „Kette“ (
In beiden Ablaufplänen wird im rechten Zweig die Möglichkeit dargestellt, dass bei einer Nichteinhaltung eines Kontrollwerts für die TARA-Region KRegionTARA gegenüber einem vorher ermittelten Kontrollwert KTARA eine Warnung an einen Benutzer ausgegeben werden kann. Bei einer solchen Warnung ist es beispielsweise möglich, einen Korrekturwert Korr in Abhängigkeit der Abweichung zu bestimmen und - wie vorstehend erläutert - einzusetzen (beispielsweise zur Genauigkeitsverbesserung).In both flowcharts, the right branch shows the possibility that if a control value for the TARA region is not observed, K RegionTARA compared to a previously determined control value K TARA a warning can be issued to a user. In the case of such a warning, it is possible, for example, to determine a correction value Korr as a function of the deviation and, as explained above, to use it (for example to improve the accuracy).
Der in
Durch das Vorhandensein von mehreren, nämlich im Beispiel gezeigten zwei Produktbereichen innerhalb eines Bechers
Selbstverständlich können derartige Mehrkammerbecher, wie in
Überdies ist es aber auch, wie in
Um die Produktbereiche innerhalb eines solchen Bechers (logisch) voneinander zu trennen, ist es beispielsweise möglich, während oder nachfolgend einer Bildmustererkennung (bzw. Bildverarbeitung) eine gerade schräge Trennlinie
Im Falle einer einspaltigen Produktkette, wie in
Existieren, wie in
In
Wie aus
Unabhängig von der tatsächlichen oder inversen Darstellung können wie in
Wie in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Produktkettechain of Custody
- 3a-e3a-e
- ProdukteProducts
- 4a-e4a-e
- jeweils einzelne Verpackungen bzw. Verpackungsabschnitteindividual packaging or packaging sections
- 5a-e5a-e
- Maxima GrauwerteMaxima gray values
- 7,9,11,13,15,17,19,21,237,9,11,13,15,17,19,21,23
- TARA-RegionenTARA regions
- 2525
- TARA-Region übergreifendCross-TARA region
- 27,29,31,33,35, 5327,29,31,33,35, 53
- tatsächliche Siegelnähteactual sealing seams
- 41,43,45,4741,43,45,47
- definierte Siegelnähte (logische Trennlinien)defined sealing seams (logical dividing lines)
- 51=2751 = 27
- Anfang Produktkette (tatsächliche erste Siegelnaht)Beginning of the product chain (actual first sealed seam)
- 5353
- Ende Produktkette (tatsächliche letzte Siegelnaht)End of product chain (actual last sealed seam)
- 6161
- Falzfold
- 6363
- Folie (Schlauch)Foil (tube)
- 6565
- Falzbereich (gestrichelt)Fold area (dashed)
- 7171
- Becherkette bzw. Array von BechernCup chain or array of cups
- 73a-f73a-f
- Bechercups
- 75c75c
- Produktproduct
- 77c77c
- umlaufender Randbereichperipheral edge area
- 79,8179.81
- TARA-RegionenTARA regions
- 9191
- MehrkammerbecherCavity cups
- 9393
-
Produktbereich mit Produkt
97 Product area withproduct 97 - 9696
-
Produktbereich mit Produkt
999 Product area with product999 - 9797
- Produktproduct
- 9999
- weiteres Produktanother product
- 101101
- Beutelkettebag chain
- 103103
- einzelner Beutelsingle bag
- 105105
- Produkt innerhalb eines BeutelsProduct inside a bag
- 107107
- Produktbereichproduct range
- 109109
- TARA-Regionen (vertikale) bzw. TARA-BereichTARE regions (vertical) or TARE area
- 111111
- übergreifende TARA-Regionen (vertikale) bzw. TARA-Bereichoverarching TARE regions (vertical) or TARE area
- 113 113
- TARA-Regionen (vertikale) bzw. TARA-BereichTARE regions (vertical) or TARE area
- 115115
- TARA-Regionen (vertikale) bzw. TARA-BereichTARE regions (vertical) or TARE area
- 117117
- übergreifende TARA-Regionen (horizontale) bzw. TARA-Bereichoverarching TARE regions (horizontal) or TARE area
- AA
-
Abstand zwischen
5d und5e distance between5d and5e - A/2A / 2
-
hälftiger Abstand für Definition
41 ,43 ,45 ,47 half distance fordefinition 41 .43 .45 .47 - BB
- Bewegungsrichtung der ProduktketteDirection of movement of the product chain
- TT
-
schräge, gerade Trennlinie zwischen Bereichen
93 und95 oblique, straight dividing line betweenareas 93 and95 - L1-L3 L 1 -L 3
-
senkrechte, gerade Trennlinien zwischen Bechern
91 vertical, straight dividing lines betweencups 91 - W1, W2 W 1 , W 2
-
waagrechte, gerade Trennlinien zwischen Spalten von Bechern
91 horizontal, straight dividing lines between columns ofcups 91 - Lp L p
- ProduktkettenlängeProduct chain length
- La-Le L a -L e
- definierte Länge der Verpackungdefined length of packaging
- I-I'I-I '
- Schnittlinieintersection
- II-II'II-II '
- Schnittlinieintersection
- GrauwertGesamtbrutto Gray total gross value
- Grauwert für die gesamte ProduktketteGray value for the entire product chain
- GewichtGesamtbrutto Total gross weight
- Gewicht der ProduktketteWeight of the product chain
- GewichtProduktbereichNetto Weight of product range
- Nettogewicht eines Produkts (innerhalb eines Produktbereiches ohne Verpackung bzw. VerpackungsmaterialNet weight of a product (within a product area without packaging or packaging material
- GrauwertProduktbereichBrutto Grayscale product range Gross
- Grauwert eines Produktbereichs mit Produkt und VerpackungGray value of a product area with product and packaging
- GewichtProduktbereichBrutto Weight Product range Gross
- Gewicht eines Produktbereichs mit Produkt und VerpackungWeight of a product area with product and packaging
- GrauwertTARA TARA gray value
- Grauwert des Produktbereiches ohne ProduktGray value of the product area without product
- GewichtTARA Weight TARE
- Gewicht eines Produktbereiches ohne Produkt, d.h. Gewicht der VerpackungWeight of a product area without a product, i.e. Package weight
- GewichtGesamtTARA Total weight TARE
- TARA-Gewicht der gesamten ProduktketteTARE weight of the entire product chain
- RefBrutto Ref gross
- Referenzwert der Produktkette (RefBrutto = GewichtGesamtbrutto / GrauwertGesamtbrutto Reference value of the product chain ( gross ref = weight total gross / gray value total gross
- GewichtGesamtNetto Total weight net
- Nettogewicht der ProduktketteNet weight of the product chain
- GewichtGesamtTARA Total weight TARE
- Gewicht der Produktkette ohne Produkt, d.h. Gesamtgewicht des Verpackungsmaterials einer ProduktketteWeight of the product chain without product, i.e. Total weight of the packaging material in a product chain
- LängeProduktbereich Product range length
- Länge des ProduktbereichsLength of the product area
- LängeGesamt Total length
- Länge der ProduktketteLength of the product chain
- FlächeGesamt Total area
- Fläche der Produktkette im RöntgenbildX-ray image of the area of the product chain
- TARA-RegionTARA region
- Unterregion der Produktkette ohne ein darin befindliches ProduktSub-region of the product chain without a product in it
- GrauwertRegionTARA Grayscale region TARA
- Grauwert der TARA-RegionGray value of the TARE region
- FlächeRegionTARA Area regionTARA
- Fläche der TARA-RegionArea of the TARA region
- GewichtRegionTARA Weight regionTARA
- Gewicht der TARA-RegionWeight of the TARE region
- RefTARA Ref TARA
- Referenzwert eines Abschnitts bzw. Produktbereichs einer leeren Verpackung (RefTARA = GewichtTARA/GrauwertTARA)Reference value of a section or product area of an empty packaging (Ref TARA = weight TARA / gray value TARA )
- GrauwertProduktbereichNormiert Grayscale product range
- Grauwerte des (normierten) ProduktbereichsGray values of the (standardized) product area
- GrauwertGesamtNormiert Grayscale total normalized
- berechnete Summe aller normierter Grauwerte der Produktkettecalculated sum of all standardized gray values of the product chain
- KRegionTARA K RegionTARA
- Kontrollwert für TARA-Region(en)Control value for TARE region (s)
- KTARA K TARE
- Kontrollwert des Abschnitts bzw. ProduktbereichsControl value of the section or product area
- Korrcorr
- Korrekturwert (=KRegionTARA/KTARA)Correction value (= K RegionTARA / K TARA )
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DE102014019829.4A DE102014019829B3 (en) | 2014-05-08 | 2014-05-08 | Process for monitoring the weight of the packaging (TARA) of a product chain and changes in an X-ray device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102014019829.4A DE102014019829B3 (en) | 2014-05-08 | 2014-05-08 | Process for monitoring the weight of the packaging (TARA) of a product chain and changes in an X-ray device |
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US20100051513A1 (en) | 2007-02-07 | 2010-03-04 | Scanvaegt International A/S | Method and system for processing of items |
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-
2014
- 2014-05-08 DE DE102014019829.4A patent/DE102014019829B3/en active Active
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