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Qualitätsvereinbarungen beim Drucken und Lesen von Barcodes

Geschichte

Anfang der siebziger Jahre hatte der Barcode eine sprunghafte Entwicklung zu verzeichnen. Mit dem häufigeren Einsatz der Barcodes traten auch die Probleme auf, daß Barcodes nicht gelesen werden konnten. Diese Probleme traten verstärkt in offenen Systemen auf, wo der Hersteller des Barcodes die Lesetechnik nicht mehr im Griff hatte. Das führte zu dem Bewußtsein, daß auch in diesem Bereich eine Qualitätssicherung mit Qualitätsvereinbarungen unumgänglich ist.

Der erste Schritt

Zunächst wurden Qualitätsvereinbarungen aufgrund der Symbologiespezifikationen definiert. Dies sind metrische Definitionen, Kontrastdefinitionen und allgemeine Definitionen (Ratio, Prüfziffern, Größenbeschränkungen ...). Die metrischen Definitionen legen zulässige Toleranzen für Balken und Lücken und/oder Kombinationen von Balken und Lücken fest. In welcher Art diese metrischen Meßwerte definiert werden, ist von der Barcodesymbologie abhängig. Als Kontrastanforderung wurde der sogenannte PCS (Print Contrast Signal) Wert definiert. Auf der Basis von Reflexionswerten wurde der PCS nach der Gleichung:

Rs-Rb
PCS = ------------ Rs - Lückenreflexion, Rb - Balkenreflexion
Rs

definiert. Auf dieser Basis waren einige wichtige Qualitätsmerkmale definiert.

Testspezifikationen für Barcodes

Mit diesen Qualitätsmerkmalen trat immer noch das Problem auf, daß die Codes nach diesen Kriterien innerhalb der Toleranz waren, aber dennoch Leseprobleme verursachten. Der Grund dafür ist, daß einige wesentliche Kriterien mit diesen Merkmalen nicht erfaßt werden. Dies gab den Anlaß, Testspezifikationen zu entwickeln. Mittlerweile gibt es mehrere Testspezifikationen, die inhaltlich vergleichbar sind. Diese Normen betrachten den Barcode im wesentlichen unter Leseaspekten.

1. ISO/IEC 15416 Automatic identification and data capture techniques - Bar code print quality test specification - Linear symbols
2. EN 1635 Strichcodierung Testspezifikationen für Strichcodesymbole
3. ANSI X3.182-1990 (R1995) : Guideline for Bar Code Print Quality
4. ANSI/UCC5-1995 Quality Specification for the U.P.C. printed symbol

Die Norm 1 ist eine internationale Norm und wird bzw. hat die Normen 2 bis 4 ersetzt.
Die Norm 2 ist eine europäische Norm
Die Norm 3 ist eine amerikanische Norm ohne EAN/UPC Codes einzubeziehen
Die Norm 4 ist eine amerikanische Norm ausschließlich für U.P.C Codes

Diese Normen lassen alle metrischen Spezifikationen und Größendefinitionen außen vor. Die PCS-Definition wird durch aussagefähigere Definitionen ersetzt bzw. erweitert.

Parameter der Testspezifikationen

Folgende Parameter werden durch diese Normen definiert:

Dekodierung
Die Dekodierung prüft die allgemeinen Kriterien wie z.B. Hellfeldfehler, Prüfziffernfehler und Fehler in der Elementbestimmung (Balken/Lücken). Größenvorgaben wie Ratio, Mindestbalkenbreiten, Vergrößerungsfaktoren werden weder mit diesem Parameter, noch anderweitig berücksichtigt.


Symbolkontrast (SC)
Der Symbolkontrast ist ein Maß für den maximalen Kontrastunterschied in einem Barcodesymbol. An beliebigen Stellen, einschließlich der Hellfelder wird die maximale und die minimale Reflexion bestimmt. Die Differenz ergibt den Symbolkontrast.


Kantenkontrast (Adjazenzkontrast) (ECmin)
Der Kantenkontrast ist ein Maß für den minimalen Kontrastunterschied in einem Barcodesymbol. Gemessen wird an benachbarten Elementen (Adjazenten); sprich einem Balken mit vorhergehender oder folgender Lücke, die den kleinsten Kontrasthub haben.


Modulation (MOD)
Die Modulation wird aus dem Kantenkontrast und dem Symbolkontrast berechnet.

MOD = ECmin/SC

Die Modulation ist ein Maß für die Gleichmäßigkeit eines Barcodesymbols. Um so näher der Kantenkontrast und der Symbolkontrast sich angleichen, um so besser ist die Modulation und damit um so gleichmäßiger das Symbol unter Refexionsgesichtspunkten.


Rmin
Rmin ist der minimale Reflexionswert, der auch zur Bestimmung des Symbolkontrastes verwendet wird. Als Parameter wird eine Anforderung definiert, die besagt, daß Rmin kleiner oder gleich der Hälfte von Rmax sein muß. Damit wird ein maximal erlaubter Balkenreflexionswert im Verhältnis zu Rmax definiert.


Defekte
Defekte sind weiße Flecken in Balken oder schwarze Flecken in den Lücken und Hellfeldern. Defekte sollten so niedrig wie möglich gehalten werden.


Dekodierbarkeit
Die Dekodierbarkeit ist ein Maß für zum lesen relevante Druckungenauigkeiten, die auf der Basis des Referenz-Dekodier-Algorithmus berechnet wird. Die Grundlage dafür sind metrische Abweichungen. Eine Verwendung dieses Meßwertes zur Prozesskontrolle beim Druckvorgang ist nicht möglich.



Qualitätsvereinbarungen in der Praxis
Eine Qualitätsvereinbarung, die nur die Testspezifikation oder nur die Symbologiespezifikationen zugrunde legt ist nicht vollständig, da beide nicht alle qualitätsrelevanten Parameter erfassen. Die Testspezifikation läßt die Druckprozeßkontrolle unberücksichtigt und die Symbologiespezifikationen lassen u.a. die wichtigen Parameter "Defekte" und "Modulation" aus. Eine Qualitätsvereinbarung, die Drucken und Lesen abdeckt, benötigt daher beide Normen als Grundlage. Es muß beachtet werden, daß insbesondere die Definitionen der Symbologiespezifikationen, abhängig von der Symbologie, verschieden sind. Bei den Testspezifikationen ist nur der Parameter "Dekodierbarkeit" von der Symbologie abhängig.
Damit ist für die Praxis bereits vorgegeben, welche Qualitätsvereinbarungen definiert werden sollten. Vorab sind die allgemeinen Definitionen wie Codeinhalte, Codegröße und Farben festzulegen. Die Qualitätsvereinbarungen sollten festlegen, daß die Symbologiespezikationen einzuhalten sind. Die Symbologiespezifikation ist bei EAN/UPC Codes die Norm EN 797, bei Code 128 die Norm EN 799 und bei Code 39 die Norm EN 800. Als weitere Qualitätsvereinbarung sollte ein Qualitätsgrad nach den Testspezifikationen definiert werden. Die Testspezifikationen definieren 4 Grade.


 

EN/ISO ANSI Bedeutung
4 A Sehr Gut
3 B Gut
2 C Befriedigennd
1 D Ausreichend
0 F Durchgefallen



Die Testspezifikationen nach EN 1635 sind für alle drei oben genannten Symbologien gültig. Wenn diese Qualitätsvereinbarungen getroffen wurden und auch eingehalten werden, kann von einer Codequalität ausgegangen werden, die von den am Markt verfügbaren Geräten gelesen werden kann. Insbesondere auch bei schnellen automatischen Sortieranlagen ist damit eine hohe Leserate gewährleistet.


Immer noch Probleme ?

Trotzdem wird es, bei aller Sorgfalt, immer wieder Leseschwierigkeiten geben. Wenn so ein Fall auftritt, sollte zunächst noch einmal kontrolliert werden, ob die Qualität des Barcodes den oben genannten Qualitätsvereinbarungen entspricht. Wenn die Barcodequalität den Anforderungen entspricht, dann muß die Lesetechnik kontrolliert werden. Vorausgesetzt, daß die Lesegeräte auch den Normen entsprechen und damit theoretisch immer in Lage sein sollten, gute Barcode nach obiger Definition zu lesen, ist der Fehler in der Applikation zu suchen. Es gibt u.a. folgende Möglichkeiten:

  • Codegröße ist nicht auf den Tiefenschärfebereich des Scanner abgestimmt.
  • Fördergeschwindigkeit für den eingesetzten Scanner zu hoch.
  • Code ist nicht im Bereich des Scannerstrahls (Positionierungsproblem)

usw.


Geräte zur Barcode-Qualitätskontrolle

Zur Kontrolle der Qualitätsvorgaben gibt es spezielle Meßgeräte, sogenannte Strichcodeprüfgeräte oder Bar Code Verifier.

Die Firma REA Elektronik GmbH ist ein Hersteller dieser Geräte und bietet 3 verschiedene Gerätetypen nach Leistung und Genauigkeit abgestuft, an.

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