Track & Trace verknüpft jedes einzelne Bauteil über eine eindeutige Kennzeichnung mit seinen Prüf- und Prozessdaten. Optische Systeme übernehmen dabei zwei Aufgaben: das zuverlässige Lesen der Kennzeichnung (DataMatrix, Barcode, Klarschrift) und die Bewertung ihrer Qualität. Entscheidend für den Erfolg sind Markierungsverfahren, Kontrast und die Anbindung an die übergeordnete Datenhaltung.
Warum Rückverfolgbarkeit zunehmend gefordert wird
Immer mehr Endkunden und Regelwerke verlangen den Nachweis, dass ein einzelnes Bauteil den Fertigungsprozess fehlerfrei durchlaufen hat. Im Automobilbereich, in der Medizintechnik und in der Luftfahrt ist das seit Jahren üblich, zunehmend fordern es auch andere Branchen. Der Nutzen ist doppelt: Im Reklamationsfall lässt sich der betroffene Umfang eingrenzen, statt eine komplette Charge zu sperren. Und Prozessabweichungen werden früher sichtbar, weil Prüfergebnisse über die Zeit auswertbar sind.
Die drei Bausteine einer optischen Rückverfolgbarkeit
- Kennzeichnung: Das Bauteil erhält eine eindeutige Identität – als DataMatrix-Code (DMC), Barcode, Klarschrift oder Kombination daraus.
- Lesung und Verifikation: Ein Kamerasystem liest die Kennzeichnung im Prozess und prüft zugleich, ob sie dauerhaft lesbar bleibt.
- Datenverknüpfung: Die gelesene Kennung wird mit Prüfergebnis, Zeitstempel, Station und gegebenenfalls Prozessparametern verbunden und an MES oder Datenbank übergeben.
Markierungsverfahren und ihre optischen Eigenschaften
Die Wahl des Markierungsverfahrens entscheidet massgeblich darüber, wie aufwendig die spätere Lesung wird. Ein Code, der für das Auge gut sichtbar ist, muss für die Kamera noch lange nicht optimal sein – entscheidend ist der Kontrast unter der gewählten Beleuchtung.
| Verfahren | Typische Anwendung | Optische Besonderheit |
|---|---|---|
| Lasermarkierung | Metall, Kunststoff, dauerhaft | Kontrast stark materialabhängig; auf blanken Oberflächen oft nur im Dunkelfeld sicher lesbar |
| Nadelprägung (DPM) | Guss- und Schmiedeteile, sehr robust | Reine Geometrie ohne Farbkontrast; benötigt gerichtete Beleuchtung, häufig Dunkelfeld |
| Etikett / Druck | Verpackung, temporäre Kennzeichnung | Hoher Kontrast, einfach zu lesen; empfindlich gegen Abrieb, Öl und Temperatur |
| Tintenstrahl | Hohe Taktzeiten, flexible Inhalte | Kontrast gut, Kantenschärfe je nach Untergrund schwankend |
Lesen ist nicht gleich bewerten
Zwei Begriffe werden in der Praxis häufig vermischt. Lesen bedeutet, den Code-Inhalt zu entschlüsseln – entweder es gelingt oder nicht. Verifikation bewertet darüber hinaus die Qualität der Markierung: Kontrast, Zellgleichmässigkeit, ungenutzte Fehlerkorrektur und weitere Kenngrössen. Eine Verifikation erkennt also bereits, dass ein Code sich verschlechtert, bevor er irgendwann gar nicht mehr gelesen werden kann. Wo Kunden eine bestimmte Markierungsqualität vertraglich fordern, ist Verifikation und nicht blosses Lesen das passende Verfahren.
Typische Stolpersteine in der Praxis
- Wechselnde Bauteilposition: Ist die Lage des Codes nicht fixiert, muss das Sichtfeld grösser ausgelegt werden – was die verfügbare Auflösung pro Code-Zelle reduziert.
- Glänzende und gekrümmte Oberflächen: Direkte Reflexionen können einzelne Code-Zellen überstrahlen. Diffuse oder Dunkelfeldbeleuchtung ist hier meist zwingend.
- Verschmutzung im Prozess: Öl, Späne oder Kühlschmierstoff verschlechtern den Kontrast. Die Lesestelle sollte möglichst vor solchen Prozessschritten liegen.
- Taktzeit: Bei bewegten Teilen begrenzt die Belichtungszeit die erreichbare Bildschärfe – siehe dazu unseren Artikel zur Beleuchtung und Fremdlichtabschirmung.
- Datenhaltung: Ohne definierte Schnittstelle zu MES oder Datenbank entsteht zwar eine Lesung, aber keine Rückverfolgbarkeit.
Was vor der Umsetzung geklärt werden sollte
- Welche Daten müssen je Bauteil gespeichert werden und wie lange?
- Wird nur gelesen oder ist eine Qualitätsbewertung der Markierung gefordert?
- An welchen Stationen wird gelesen – einmalig oder mehrfach im Prozess?
- Wie erfolgt die Übergabe an die IT: direkt an ein MES, über die Steuerung, als Datei?
- Was geschieht bei einem nicht lesbaren Code – Ausschleusung, Nacharbeit, manuelle Erfassung?
Diese Punkte gehören in das Lastenheft, bevor Hardware ausgewählt wird. Wird eine bestehende Anlage nachgerüstet, gelten zusätzlich die Randbedingungen aus unserem Artikel zum Retrofit.
Lassen Sie die Lesbarkeit an realen Bauteilen prüfen, bevor das Markierungsverfahren festgelegt wird – nicht umgekehrt. Ein Code, der auf dem Musterteil im Labor sicher gelesen wird, kann unter Produktionsbedingungen mit Öl, Spänen und wechselnder Teilelage ausfallen. THOP AG testet die Lesung im Rahmen einer Machbarkeitsstudie unter realistischen Bedingungen.