Sensorlösungen für die Etikettierung
Die Etikettierung stellt einen zentralen, branchenübergreifenden Bereich dar, der Produkte über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg identifizierbar macht, Informationen bereitstellt und zur Produktsicherheit beiträgt.
Von der Primär- über die Sekundär- bis hin zur Transportverpackung ermöglichen Etiketten eine eindeutige Kennzeichnung sowie Transparenz für Verbraucher, Händler und Behörden.
Zur Etikettierung zählen neben klassischen Kennzeichnungsprozessen auch Druck- und Veredelungstechnologien, unterschiedliche Materialien wie Papier, Kunststoff und Folien, verschiedene Identifikationstechnologien (z. B. Barcodes, QR-Codes und RFID) sowie integrierte Sicherheitsmerkmale wie Prüfkennzeichnungen und Tamper-Evidenz.
Ziel der Etikettierung ist eine dauerhafte, gut lesbare und widerstandsfähige Kennzeichnung, die auch unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen zuverlässig funktioniert. Moderne Etikettierungssysteme verbinden hohe Beständigkeit mit einem ansprechenden Design und ermöglichen die kompakte Bereitstellung relevanter Produktinformationen sowie die zuverlässige Identifikation und Rückverfolgbarkeit von Produkten.
Sensor-Applikationen bei der Etikettierung
In der industriellen Etikettierung kommen unterschiedliche Verfahren zum Einsatz. Je nach Anwendung werden Selbstklebe-, Rundum- oder Nassleimetikettierungen eingesetzt, die jeweils spezifische Technologien und Sensorlösungen erfordern. Moderne Sensorik unterstützt die zuverlässige Überwachung von Etikettierprozessen und trägt zu einer hohen Prozesssicherheit sowie einer konstanten Kennzeichnungsqualität bei.
Darüber hinaus ermöglichen Sensor- und Identifikationslösungen die präzise Kontrolle von Etiketten, Druckbildern und Codes sowie die zuverlässige Erfassung produktbezogener Informationen. Auch anspruchsvolle Prüfaufgaben, wie die Kontrolle mehrerer Etiketten oder die Überwachung ihrer Positionierung und Ausrichtung, lassen sich damit sicher realisieren.
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Applikationsbereiche der Etikettierung
Die Aufgaben in Etikettiersystemen reichen von der Zuführung unterschiedlicher Etikettenarten über die Steuerung der Applikatoren und die Schnittmarkenerkennung bis hin zur integrierten Qualitätssicherung. Dazu zählen unter anderem die Prüfung von Position und Ausrichtung der Etiketten sowie die Kontrolle der Lesbarkeit von Barcodes, DataMatrix-Codes und weiteren Kennzeichnungen.
Applikationen bei der Etikettenzuführung
Überwachen des Etikettenbands
Anforderung:
In Etikettierern mit längerem Bandweg, z. B. als Puffer zwischen der Rolle und dem Spender, ist es notwendig einen eventuellen Bandriss zu erkennen.
Lösung:
Die Lichttaster HT 3C.XL mit besonders langer Lichtfleckgeometrie eignen sich für die Überwachung des Etikettenbands. Der Taster toleriert Schwankungen und detektiert zuverlässig nur den tatsächlichen Bandriss. Durch die kompakte Bauform lässt sich der Sensor leicht integrieren.
Vermessen des Rollendurchmessers
Anforderung:
Bei Hochleistungsetikettierern wird die Etikettenrolle motorisch angetrieben. Der Durchmesser der Etikettenrolle soll permanent erfasst werden, um z. B. die Drehzahl an den kleiner werdenden Rollendurchmesser anpassen zu können.
Lösung:
Der messende Sensor ODS 9 liefert ein analoges Abstandssignal für eine optimale Anpassung des Antriebs. Die Abstandssensoren gibt es mit unterschiedlichen Messbereichen, Parametrieroptionen sowie mit einem integrierten Display. Durch die integrierte IO-Link Schnittstelle sind die Sensoren universell einsetzbar. In manchen Fällen kann ein Distanztaster ODT 3C mit Distanzwert über IO-Link eine Alternative sein.
Erkennen der Tänzer-Endposition
Anforderung:
Um die Trägerbandspannung für Selbstklebeetiketten gleichmäßig zu regeln, werden meist mit Federn vorgespannte Umlenkrollen verwendet. Diese sogenannte Tänzerrolle soll sich idealerweise immer zwischen den beiden Endpositionen befinden.
Lösung:
Der induktive Sensoren detektieren die vorwiegend metallische Rollenaufnahme und damit die beiden Endpositionen der Tänzerrolle. Die induktiven Sensoren IS 288, IS 212 oder IS 218 bieten die passenden Schaltabstände für einen bündigen oder nicht-bündigen Einbau.
Kontrolle des Bandendes
Anforderung:
Der Rollendurchmesser von Selbstklebeetiketten soll mit einem Sensor überwacht werden, um den Bediener der Etikettieranlage rechtzeitig vor einem Rollenende zu warnen. Der Sensor soll je nach Rollendurchmesser justiert werden können.
Lösung:
Sensoren der Serie 3C, wie der Lichttaster HT 3C oder die Reflexions-Lichtschranke PRK 3C mit präzisem Schaltpunkt eignen sich sehr gut für die Kontrolle des Rollendurchmessers in kompakten Etikettiermaschinen.
Überwachung der Magazinpräsenz
Anforderung:
Die Magazinpräsenz sowie die Leermeldung des Etikettenstapels bei Nassleimetiketten sollen überwacht werden, um einen rechtzeitigen Magazinwechsel sicherzustellen und ungeplante Anlagenstillstände zu vermeiden.
Lösung:
Die induktiven Sensoren IS D08 eignen sich ideal zur zuverlässigen Detektion der Metallstruktur des Magazins. So lassen sich die erforderlichen Signale für die Überwachung der Magazinpräsenz und die frühzeitige Leerstandserkennung sicher erzeugen.
Applikationen bei der Applikatorsteuerung
Erkennen von transparenten Objekten
Anforderung:
Für eine präzise Etikettierung müssen die Objekte möglichst positionsgenau erkannt werden, um den Spendevorgang zu aktivieren. Ein Sensor soll dabei alle Arten und Formen von Objekten, auch transparente, zuverlässig erkennen. Ein Wechsel der Produkte sollte keine Auswirkung auf den Etikettierprozess haben.
Lösung:
Die Reflexions-Lichtschranke PRK 53C.T ist für die Erkennung von transparenten Objekten entwickelt. Der Sensor im Edelstahlgehäuse für hygienesensible Produktionsprozesse hat eine kurze Ansprechzeit und eine integrierte IO-Link Schnittstelle.
Erkennen von Schnittmarken
Anforderung:
In der Getränkeindustrie wird häufig eine Sleeve-Etikettierung verwendet. Dabei kommt das Etikett als Endlosfolie von der Rolle und wird mit Hilfe von Druckmarken auf die erforderliche Länge geschnitten. Anschliessend wir das Etikett übergestülpt. Für diese Markenerkennung sind spezielle Farbmarken- oder Kontrastsensoren nötig, die für hohe Präzision und Geschwindigkeit optimiert sind.
Lösung:
Kontrastsensoren KRT 18B mit Signalanzeige und mehrfarbigen Sende-LEDs sorgen für eine hohe Flexibilität bei der Erkennung von Schnittmarken. Die integrierte IO-Link Schnittstelle erleichtert die Inbetriebnahme sowie die Anpassung des Kontrasttasters beim Etikettenwechsel.
Erkennen von nicht-transparenten Etiketten
Anforderung:
Nicht-transparente Etiketten sollen auf Verpackungen gespendet werden. Dazu muss die Lücke zwischen zwei Etiketten auf dem Trägerband positionsgenau erkannt werden. Der Sensor soll auch Etiketten mit komplexen Formen zuverlässig erkennen, um ungenaue Spendungen oder Maschinenstillstände zu vermeiden.
Lösung:
Die optischen Gabelsensoren GS 61 und GS 63B erkennen das komplette Spektrum nicht transparenter Etiketten zuverlässig. Der Sensor lässt sich entweder mit einem Potentiometer oder über eine Teachfunktion einstellen. Das Slimline-Design des unteren Schenkels ermöglicht den Einbau direkt an der Spendekante.
Erkennen von transparenten Etiketten
Anforderung:
Für einen positionsgenauen Spendevorgang von Etiketten auf Produkte oder Objekte müssen die Etiketten auf dem Trägerband erkannt werden. Auch transparente, teiltransparente oder metallisierte Etiketten in unterschiedlichen Formen sollen präzise detektiert werden. Der Sensor soll dabei für alle Etikettenarten einfach einzustellen sein.
Lösung:
Die Ultraschall-Gabelsensoren GSU 12, GSU 14E und IGSU 14E erkennen transparente und teiltransparente Etiketten. Der Sensor GSX 14E kombiniert ein Ultraschall- und ein optisches Erkennungssystem in einem Gehäuse und kann selbst Etiketten aus inhomogenem Material mit Lufteinschlüssen (Cavitated-BOPP) verarbeiten. Die IO-Link Schnittstelle erleichtert die Einstellung.
Applikationen für die Qualitätssicherung
Überprüfen der Flaschenausrichtung
Anforderung:
Etiketten sollen an festgelegten Positionen auf der Flasche angebracht werden. Dazu muss die Ausrichtung der Flasche anhand von kleinen Merkmalen, wie Prägenasen oder der Pressnaht, erkannt und korrigiert werden. In den kompakten Maschinen ist meist wenig Bauraum für Sensorik vorhanden.
Lösung:
Die Glasfaser-Lichtleiter GF mit unterschiedlichen Lichtaustritten und die Verstärker LV 463 eignen sich sehr gut für die Überprüfung der Flaschenausrichtung. Faseroptische Sensoren sind besonders filigran und gleichzeitig leistungsfähig. Die Sensoren haben eine IO-Link Schnittstelle sowie einen optionalen analogen Ausgang.
Codelesung zur Identifikation und Prüfung
Anforderung:
Primärverpackte Produkte werden für eine hohe Prozessflexibilität oftmals mit direkt gedruckten Etiketten versehen. Nach dem Druck sollen die Lesbarkeit der Codes auf den Etiketten sowie die Plausibilität geprüft werden.
Lösung:
Der universelle Codeleser DCR 200i eignet sich für die Identifikation und Prüfung von Barcodes oder 2D-Codes auf Etiketten. Für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie ist der Sensor auch in einem Edelstahlgehäuse mit Kunststoffscheibe erhältlich.
Erkennen der Etikettenpräsenz
Anforderung:
Auf Behältern wie Flaschen oder Vials muss nach dem Spendevorgang oft geprüft werden, dass sich die Papieretiketten auf den Objekten befinden. Die Etiketten sollen unabhängig von der Flasche oder der Füllung erkannt werden.
Lösung:
Der Lumineszenzsensor LRT 8 detektiert Papieretiketten sehr zuverlässig auf unterschiedlichen Objekten, auch mit größeren Abständen. Eine alternative Lösung sind energetische Lichttaster wie FT 328IP1 oder FT 5IP1 mit Infrarotlicht und besonderer Parametrierung.
Prüfen der Etikettenausrichtung
Anforderung:
Bei hochwertigen Produkten oder Schmucketiketten soll sichergestellt werden, dass das Etikett korrekt positioniert ist. Produkte mit falsch ausgerichteten Etiketten sollen erkannt und ausgeschleust werden.
Lösung:
Simple Vision Sensoren der Serie IVS 1000i können Etiketten auf Produkten mit ihrem großen Sichtfeld leicht erkennen und prüfen, ob sie korrekt aufgebracht wurden. Die Parametrierung erfolgt über die Software Leuze Vision Studio. Eine integrierte, umschaltbare LED-Hochleistungsbeleuchtung sorgt für ein optimales Bild.
Besondere Herausforderungen bei der Etikettierung
Insbesondere bei Verpackungen, die gleichzeitig als Präsentationsfläche am Point of Sale dienen, spielt die Gestaltung des Etiketts eine wesentliche Rolle für die Markenkommunikation. Gleichzeitig müssen Etiketten auch unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen zuverlässig funktionieren. Dazu zählen unter anderem extreme Temperaturen und Temperaturschwankungen, Feuchtigkeit, chemische Einflüsse sowie mechanische Belastungen.
Im globalen Warenverkehr spielen Normen, gesetzliche Vorgaben und Compliance-Anforderungen eine zentrale Rolle. Etiketten müssen branchenspezifische Anforderungen erfüllen, beispielsweise hinsichtlich Produktkennzeichnung, Nährwert- und Allergeninformationen bei Lebensmitteln oder Sicherheits- und Warnhinweisen bei chemischen Produkten. Gleichzeitig müssen sie eine zuverlässige maschinelle Erfassung und durchgängige Rückverfolgbarkeit ermöglichen.
Dies wird durch eindeutige Codes, Seriennummern und RFID-Technologien unterstützt, wodurch Transparenz und Nachverfolgbarkeit entlang der Lieferkette verbessert werden. Für industrielle Anwender ist die Etikettierung daher weit mehr als ein Kennzeichnungsprozess: Sie ist ein wesentlicher Bestandteil der Einhaltung regulatorischer Anforderungen, der Markenkommunikation sowie der Sicherstellung effizienter, transparenter und rückverfolgbarer Lieferketten.
Auch die Auswahl der Materialien und Aspekte der Nachhaltigkeit gewinnen zunehmend an Bedeutung. Etikettenmaterialien werden hinsichtlich Haltbarkeit, Recyclingfähigkeit und Umweltverträglichkeit kontinuierlich weiterentwickelt. Technologien wie Digitaldruck, Serialisierung, Fälschungsschutzmechanismen und optimierte Druckvorstufen tragen dazu bei, Kosten zu reduzieren und gleichzeitig die Qualität der Kennzeichnung zu erhöhen.
Weitere Bereiche im Verpackungsprozess
Häufige Fragen zur Etikettierung in der Verpackungsindustrie
Etikettierung ist der Fachbegriff (zur Aufbringung) der Kennzeichnung des verpackten Objektes mit Informationen zum Inhalt, der Haltbarkeit und zur Rückverfolung etc. nach entsprechenden Vorgaben.
Neben dem Direktdruck auf Produkte kommen verschiedene Etikettierverfahren zum Einsatz. Beim klassischen Nassleimverfahren werden im Magazin bereitgestellte Papieretiketten einzeln entnommen, befeuchtet und während des Transports auf das meist runde Produkt aufgerollt.
Eine weitere Variante ist die Endlos- bzw. Rundumetikettierung. Dabei wird das Etikett von einer Rolle über eine Druckmarkenerkennung positioniert, zugeschnitten und anschließend um das Produkt gewickelt sowie verklebt. Bei Sleeve-Anwendungen wird das zugeschnittene Etikett hingegen zu einem Schlauch verschweißt und anschließend über das Produkt gezogen bzw. aufgestülpt.
Die zunehmend eingesetzte und vielseitige Lösung ist die Selbstklebeetikettierung. Hierbei befinden sich die Etiketten auf einem Trägerband und werden mittels Lücken- oder Kantenerkennung positioniert und über einen Applikator, beispielsweise einen Stempel, präzise auf das Produkt aufgebracht.
Etiketten können ein- oder mehrlagig aufgebaut sein und aus unterschiedlichsten Materialien bestehen. Dazu zählen unter anderem Papier, transparente oder metallisierte Folien, Schäume sowie strukturierte Gewebe. Die Materialkombinationen reichen von homogenen bis hin zu komplex aufgebauten, inhomogenen Strukturen. Besonders herausfordernd für die zuverlässige Detektion sind Etiketten mit inhomogenem Aufbau, da unterschiedliche Materialeigenschaften und Oberflächenstrukturen berücksichtigt werden müssen.
Die präzise Kantendetektion bei Selbstklebeetiketten ist entscheidend für eine exakte Steuerung des Etikettierprozesses. Gabelsensoren ermöglichen dabei einen sehr fokussierten Detektionspunkt und kombinieren diesen mit einer einfachen Montage sowie einer erleichterten Ausrichtung.