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Bildverarbeitung in der Qualitätskontrolle für Kolben und Stopfen

Bildverarbeitung in der Qualitätskontrolle
Leistungsstarke Bildverarbeitung sorgt für fehlerfreie Stopfen und Kolben

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Gummistopfen und Kolben sind potenzielle Kontaminationsquellen. Da beide mit dem Medikament in Kontakt kommen, kann dies im schlimmsten Fall den Patienten gefährden (Bild: swapan/stock.adobe.com)
Gummistopfen und Kolben dürfen weder Defekte noch Verunreinigungen aufweisen. Die vollautomatischen iM-Inspektionssysteme von Simac Masic sind für diese Aufgabenstellung konzipiert. Bildverarbeitungssysteme mit mehreren Kameras helfen bei der Qualitätskontrolle.

Diana Dorenbeck 
Stemmer Imaging, Puchheim

Jahr für Jahr werden enorme Mengen an Gummistopfen und Kolben in verschiedenen Größen aus unterschiedlichen Elastomeren hergestellt. Die Stopfen dienen zum Verschließen von Arzneimittelfläschchen und werden mit einer Aluminiumkappe fixiert. Dabei handelt es sich um Hohlstopfen, durch den zur Entnahme des Medikaments eine Spritzennadel eingeführt wird. Der Kolben bildet dabei eine luftdichte, bewegliche Dichtung im Zylinder der Spritze, die das Aufziehen der Flüssigkeit ermöglicht. Beiden Elastomerkomponenten sind potenzielle Kontaminationsquellen.

Alle Oberflächen von Stopfen und Kolben überprüfen

Zu den möglichen partikulären Verunreinigungen in den Stopfen und Kolben gehören lose und eingelagerte Partikel und Defekte, die durch den Formgebungsprozess verursacht werden, sowie Fremdkörper in Form von Haaren, Fasern, Schmierstoffen und Metallverunreinigungen, die während der Weiterverarbeitung versehentlich eingebracht werden können. Deshalb müssen alle Oberflächen an jedem einzelnen Stopfen und Kolben überprüft werden. Die niederländische Simac Masic bv, Heerlen, befasst sich seit rund 25 Jahren mit der Entwicklung und Produktion von Inspektionssystemen für Gummistopfen. Jede neue Generation von Inspektionssystemen ist darauf ausgelegt, den ständig steigenden Anforderungen der Industrie gerecht zu werden. Unterstützung in Sachen Bildverarbeitung holt sich das Unternehmen bei der Stemmer Imaging AG, Puchheim.

Die Systeme der Simac iM-Serie sind modular aufgebaut und bestehen aus einem Zuführungssystem, zwei Bildverarbeitungsstationen mit Farbkameras, einem Metalldetektor, einem automatischen Probenauswurf an zwei Positionen sowie der Option zur Integration zusätzlicher Module für Dimensionsmessung und Beschichtungsprüfung. Die Prüfteile bewegen sich kontinuierlich durch die beiden Bildverarbeitungsstationen und den Metalldetektor, wobei fehlerhafte Produkte entweder nach der ersten Prüfstation oder nach der zweiten Inspektion und dem Metalldetektor automatisch ausgeschleust werden. Beide Komponenten können in derselben Maschine inspiziert werden, wobei die eingesetzten Zuführungssysteme das flexible Handling vom 0,5-ml-Kolben bis hin zum Stopfen mit 32 mm Durchmesser erlauben.

Mehrere Kameras prüfen die Teile von außen und innen

In der ersten Bildverarbeitungsstation sind zwei hochauflösende Kameras im Einsatz, die die Oberseite des Stopfens und die steilen Innenwände des Hohlstopfens auf Defekte wie Markierungen, kosmetische Defekte, Einschlüsse, Dellen, Partikelablagerungen oder Fasern untersuchen. Die Inspektion des Hohlraums sowie der Innenwände des Stopfens ist anspruchsvoll und erfordert neben einer präzisen Positionierung auch die sorgfältige Auswahl der Beleuchtung und entsprechende Objektive. Ein ähnlicher Ansatz wird für die Kolben verwendet. Da deren Hohlräume jedoch wesentlich kleiner sind, wird eine Kamera mit Weitwinkelobjektiv eingesetzt.

Da Stopfen und Kolben aus einer Vielzahl von Elastomergemischen hergestellt werden, stellen Farbkameras sicher, dass helle Farbfehler auf hellen Produktgemischen identifiziert werden. Ein Druckluftauswerfer bläst die fehlerhaften Teile in einen Ausschussbehälter. Die anderen Teile, die diese Qualitätskontrolle erfolgreich durchlaufen haben, kommen zur zweiten Bildverarbeitungsstation.

Die zweite Prüfstation besteht aus mehreren Kameras. Vier davon sind um das Prüfobjekt herum angeordnet, um alle Seitenflächen vollständig zu erfassen. Eine weitere Kamera ist nach unten gerichtet und bildet die Oberseite des Stopfens ab. Alle Inspektionen werden gleichzeitig ausgelöst. Anschließend untersucht ein Metalldetektor das Prüfobjekt auf Metallpartikel, die unbeabsichtigt durch den Spritzgussprozess eingebracht worden sind. Fehlerhafte Komponenten werden in einen Ausschussbehälter geblasen, während fehlerfreie entweder in einem Gutteil-Behälter oder einem QS-Stichprobenbehälter zur manuellen Kontrolle landen.

Langjährige Partnerschaft in Sachen Bildverarbeitung

Das System kann mehr als 700 Objekte pro Minute inspizieren. Der hohe Prüfdurchsatz stellt besondere Anforderungen an die Bilderfassung und -verarbeitung sowie an die Datenauswertung und -speicherung. Das leistungsstarke Bildverarbeitungssystem liefert kontrastreiche Bilder mit geringer geometrischer Verzerrung, auch kleinste Defekte werden identifiziert.

Simac integriert bereits seit den 1990er Jahren Bildverarbeitung in seine Systeme. Stemmer Imaging ist seit Jahren wichtiger Lieferant für einen Großteil der eingesetzten Produkte. Durch die intensive Zusammenarbeit konnte Simac schon im Vorfeld sicherstellen, dass in allen Produkten leistungsstarke Bildverarbeitungssysteme zum Einsatz kommen. Gemeinsam wurden auch Machbarkeitsstudien in der niederländischen Simac-Niederlassung durchgeführt. Außerdem stellen die Experten von Stemmer Imaging Komponenten zur Evaluierung leihweise zur Verfügung, so dass sämtliche Kameras, Objektive und Beleuchtungen vor Installation getestet werden können.


Kontakt zum Bildverarbeitungsexperten:

Stemmer Imaging AG
Gutenbergstr. 9-13
82178 Puchheim
www.stemmer-imaging.de



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