Die Inspektion variabler Daten ist möglich

Die Inspektion von variablen Daten wie Matrixcodes, Barcodes oder alphanumerische Zeichenfolgen unterscheidet sich grundlegend von der konventionellen Druckinspektion, weil sich das Druckbild während des Inspektionsauftrags verändert.

Ein Masterbildvergleich ist bei der Inspektion variabler Daten nicht möglich. Typische Anwendungsbeispiele sind Chargennummern im Pharmabereich oder Gewinncodes bei Marketingaktivitäten. BST TubeScan digital strobe überprüft variable Zeichenfolgen und Barcodes inline, dekodiert und bewertet sie gleichzeitig: So prüft das System per smarter BST-Bildverarbeitung in Kombination mit hochauflösenden Matrixkameras Korrektheit und Funktionstüchtigkeit der Druckerzeugnisse.

Der französische Etikettendruckspezialist Lorge Imprimeur aus Vénissieux, Frankreich setzt das System seit 2021 ein, um im Digitaldruck hergestellte Etiketten mit variablen Barcodes zu verifizieren und deren Inhalt mit einer bereitgestellten Datenbank zu vergleichen. Lorge fertigt kleine und große Serien selbstklebender Etiketten auf Rollen im Digital- und Flexodruck. Um seine im Digitaldruck hergestellten variablen Barcodes und Matrix-Codes zu dekodieren, die Qualität zu verifizieren und mit der bereitgestellten Datenbank abzugleichen, benötigte der Hersteller eine Lösung, die gleichzeitig das Druckbild der Etiketten prüft und die aufgedruckten variablen Daten validiert. Zu diesem Zweck installierte das Unternehmen ein BST TubeScan digital strobe 430 mit einer hochauflösenden 4K-Kamera auf einer Konfektioniermaschine. Sowohl bei Druckfehlern als auch bei Code-Datenfehlern hält die Maschine automatisch an, um entsprechende Korrekturmaßnahmen vorzunehmen. Die gelesenen Codes mit Inspektionsergebnissen werden auftragsbezogen in einer Ergebnisdatenbank gespeichert.

Die Funktionsweise

BST TubeScan liest den Inhalt der Codes, verifiziert die dekodierte Information auf fortlaufende Sequenz, ungewollte Wiederholung oder gegen eine Eingabedatenbank und prüft inline optional die Druckqualität gemäß ANSI/ISO Klassifizierung. Damit schließt das System eine entscheidende Lücke zwischen Qualitätsanspruch der Abnehmer und wirtschaftlicher Machbarkeit: Markeneigentümer verlangen oft, dass ihre Produkte auf der ANSI-Skala von A bis F die Mindestqualität C erfüllen.

Viele Etikettenhersteller nutzen bei der Offline-Musterprüfung zertifizierte Handheld-Geräte. Eine 100%ige Inline-Prüfung ist damit nicht möglich. Rollenbasierte Produktionsprozesse erfordern häufig die Prüfung von Hunderten Codes pro Sekunde. Hier liefert das Barcodemodul von BST TubeScan eine Lösung: Es orientiert sich an den Normen für Barcode-Prüfgeräte ISO/IEC 15426-1 und ISO/IEC 15426-2, welche Qualitätskriterien wie Symbolkontrast, Strichbreitenvariation oder Rasterungleichmäßigkeit prüfen und ermöglicht im Zusammenspiel mit der Offline-Verifizierung eine 100%ige Inline-Qualitätskontrolle. Die minimal auflösbare Modulgröße, also das kleinste Element eines Codes, hängt von der Auflösung der gewählten Kamerakonfiguration ab: Die Elemente eines Matrixcodes sollten mindestens drei Pixel betragen, die kleinste Strichbreite eines Barcodes mindestens zwei Pixel.

Echtzeitvergleich mit Eingabedatei

Parallel zur Inspektion des Druckbildes führt TubeScan inline und in Echtzeit einen Vergleich des geprüften Codes mit der Eingabedatenbank durch. TubeScan schreibt das Vergleichsergebnis zusammen mit anderen Prüfergebnissen in eine Ergebnis-CSV-Datei. So auch bei Lorge in Frankreich: Dort wurde TubeScan in das Netzwerk der Firma eingebunden. Zu Beginn der Rollenverarbeitung liest das System die dem Auftrag zugordnete CSV-Datei vom Server ein und legt dort nach vollendeter Kontrolle die Ergebnisdatei in einem neuen Ordner ab.

Wenn ein doppelter, ein fehlerhafter oder ein Code, der nicht in der CSV-Datei enthalten ist, gefunden wird, stoppt die Maschine nutzengenau. Zur schnellen Auffindbarkeit solcher Mängel zeigt die Software ein gezoomtes Bild des fehlerhaften Codes an. Um die Identifikation der jeweiligen Codes zu erleichtern, hat Lorge in jede Nutzenreihe einen zusätzlichen Zahlencode aufgedruckt. Dieser kann ebenfalls vom TubeScan angezeigt werden.

Fast automatische Einrichtung

Für die Einrichtung des Inspektionsauftrags nimmt TubeScan am Anfang der Rolle zunächst ein Referenzbild auf. Darin definiert der Bediener die zu prüfenden Barcode-Zonen. Nach der Referenzbildaufnahme benötigt die Maschine noch etwas Zeit zur Bildstabilisierung, und Beleuchtungseinstellung. Um diese Prozesse zuverlässig einrichten zu können, dürfen noch keine prüfungsrelevanten Daten über die Bahn geschickt werden. Deshalb läuft in diesem Abschnitt typischerweise ein Blind-Code.

Genauso hat es auch Lorge gemacht: Der Etikettenspezialist hat für die Einrichtung vorab einige Meter solcher identischen Blind-Codes genutzt. TubeScan erkennt die Blind-Codes und kann sie sicher von den relevanten Codes unterscheiden, so dass der Inspektionsbeginn exakt getriggert wird. Mit diesem Verfahren ist sichergestellt, dass alle in der Rolle enthaltenen relevanten Codes inspiziert und in die Datenbank geschrieben werden. Gleichzeitig kann der Einrichtungsbereich für den Endkunden einfach markiert oder entfernt werden. Fehlerhafte Codes erkennt und findet Lorge dank TubeScan in den Rollen schnell, durch den in jeder Nutzenreihe zusätzlich aufgedruckten Zahlencode. Je weniger gedruckter Barcodes in einer Reihe geprüft werden müssen, desto schneller kann die Bahn laufen. Damit wirkt sich die Dichte der Codes auf die maximale Produktionsgeschwindigkeit aus. In der Praxis befinden sich bis zu 20 Codes nebeneinander. Werden sie gemäß ANSI-Grading geprüft, ist eine maximale Bahngeschwindigkeit von 50 Metern pro Minute erreichbar. Ohne ANSI-Grading wären in diesem Fall deutlich höhere Geschwindigkeiten zu realisieren.

Fehlerkontrolle mit variablen Daten

Werden die variablen Daten bereits auf der Druckmaschine inspiziert, können die Prüfergebnisse leicht in den QLink-Workflow integriert werden: Fehler werden dabei analog zur Druckbildinspektion in einem Rollenprotokoll gespeichert. Zur Weiterverarbeitung auf einem mit TubeScan ausgestatteten Umroller kann dieses Protokoll geladen werden und ermöglicht eine exakte Platzierung und Bearbeitung der Fehler. Zum komfortablen Auffinden des fehlerhaften Codes wird das Fehlerbild auf dem TubeScan Monitor angezeigt.

Ob fälschungssichere Gewinncodes für eine Marketing-Kampagne, die gesetzlich normierten Chargennummern oder maschinenlesbare Arzneimittelkennzeichen im Pharma-Bereich – in jedem Fall muss die Codierung eindeutig lesbar und valide sein. Dabei ist OCR (Optical Character Recognition) die Königsdisziplin im Auslesen variabler Daten. Charakteristisch ist die Eindeutigkeit einer fortlaufenden Sequenz von Seriennummern. Ein winziger Strich macht aus einer 7 ein Z oder die Fehlausrichtung des Druckkopfes lässt zwei V zu einem W verschmelzen. Dies ist besonders bei solchen Präparaten zu befürchten, bei denen die Druckqualität niedriger ist, weil die Codierung nachträglich mit einem Tintenstrahldrucker aufgebracht worden ist. Aber selbst in diesem Bereich wird TubeScan eine nahezu 100%ige Erfolgsquote erzielen, wenn das Druckdesign bestimmte Qualitätskriterien erfüllt.

Je weniger unterschiedliche Zeichenarten eingesetzt werden, desto robuster läuft die Erkennung: Bestehen Codes ausschließlich aus Ziffern, können sie am besten gelesen werden, Großbuchstaben ebenso. Werden beide Zeichenarten mit Kleinbuchstaben kombiniert, steigt das Risiko von Fehlern. Die Schrifthöhe sollte mindestens 30 Pixel betragen, was bei einem TubeScan mit 0,083 mm Auflösung einer Schriftgröße von 7 Punkt entspricht. Dazu sind ausreichende Abstände entscheidend, damit die Software die Zeichen voneinander unterscheiden kann. Es empfiehlt sich, die Standardgröße beizubehalten und keine komprimierten Schriften zu verwenden. Wann immer es möglich ist, sollten OCR-Schriften verwendet werden. Arial kann funktionieren, wobei aber bei den Buchstaben ‘I’ und ‘l’ Verwechslungsgefahr besteht.