Inspektion von Backwaren

Die Inspektion der Backwaren erfolgt direkt auf den Förderbändern der Ilapak-Anlagen – ohne getakteten Prozessablauf. Dabei müssen mehrere Qualitätsparameter gleichzeitig überprüft werden: Dazu zählen Maße wie Höhe und Größe, Schnittmerkmale sowie spezifische Oberflächeneigenschaften wie die Verteilung von Käse auf Laugengebäck. Solche komplexen Prüfaufgaben übersteigen die Möglichkeiten herkömmlicher 2D-Bildverarbeitungssysteme und erfordern eben deshalb den Einsatz fortschrittlicher 3D-Sensortechnologie.
„Die Produktionslinien passieren pro Stunde bis zu 100.000 Brötchen, die weder geordnet sind noch alle nebeneinander, sondern eben zum Teil aufeinander liegen. Weiter sind die Förderbänder breiter als einen Meter, sodass der Sensor, den wir gesucht haben, ein breites Sichtfeld und auch eine hohe Auflösung haben musste“, berichtet ISW-Geschäftsführer Tobias Wichmann. Zudem erzählt er, dass auch die Trägheit der Förderbänder ein schwieriger Faktor im Rahmen der Applikationsentwicklung gewesen sei. „Die industriellen Backstraßen arbeiten im 24/7-Betrieb und dürfen nicht unterbrochen werden. Die großen Backstraßen sind so programmiert, dass diese mitunter eine Stunde Vorlaufzeit haben, wenn Veränderungen vorgenommen werden müssen. Nur so lassen sich Verluste und Anlagenschäden vermeiden“, so Wichmann.

Entsprechend hoch waren demnach die Anforderungen von Ilapak und ISW, einen Sensorhersteller zu finden, der nicht nur die technischen Voraussetzungen erfüllt, sondern der zugleich auch zuverlässig in der Industrie eingesetzt werden kann. Und genau an dieser Stelle kam AT Sensors ins Spiel, die mit ihrem modularen 3D-Sensor MCS 2040 die optimale Lösung anbieten konnten.
Ein wesentliches Merkmal der MCS-Serie ist ihr modularer Aufbau, der die Sensoren zur perfekten Lösung für vielfältigste Anwendungen macht. „Der MCS steht für maximale Flexibilität: Durch nahezu unbegrenzte Konfigurationsmöglichkeiten bauen wir Sensoren, die exakt auf die jeweilige Applikation zugeschnitten sind – egal ob kostenoptimiert oder hochleistungsfähig. Unser Ziel ist es, nicht irgendeinen Sensor zu liefern, sondern genau den richtigen. Denn: Wer einmal mit AT gearbeitet hat, bleibt bei AT“, berichtet AT Sensors Vertriebsleiter Dr.-Ing. Athinodoros Klipfel.
Tatsächlich ist es bei der MCS-Serie nämlich so, dass jeder Sensor individuell an die spezifischen Anforderungen der Anwendung angepasst werden kann – ohne zusätzliche Kosten, ohne Mindestabnahmemengen und ohne lange Lieferzeiten. Gleichzeitig verfügen die Sensoren über standardisierte Schnittstellen wie GigE Vision, was die Integration in bestehende Anlagen erheblich vereinfacht.
Jede Förderlinie wurde somit mit einem eigenen Sensor ausgestattet, der seither eine hochpräzise Vermessung der Backwaren im laufenden Betrieb ermöglicht. Der MCS 2040 erfasst 2048 Messpunkte pro Profil und erreicht eine Auflösung von 0,5 Millimetern in der X-Achse sowie beeindruckende 0,03 Millimeter in der Z-Achse. Durch ein besonders großes Sichtfeld von 1000 Millimetern und eine Profilgeschwindigkeit von bis zu 25 Kilohertz wird eine schnelle und kontinuierliche Datenerfassung auch bei sehr hohen Durchsatzraten sichergestellt.
Zum Einsatz kommt ein roter Laser mit einer Wellenlänge von 660 Nanometern, der eine besonders hohe Intensität auf den Detektor liefert und dadurch eine äußerst empfindliche und präzise Messung ermöglicht. Darüber hinaus erlauben die von AT Sensors entwickelten Funktionen MultiPeak und MultiPart die gleichzeitige Erkennung und Auswertung mehrerer Qualitätsmerkmale, sodass eine umfassende geometrische und strukturelle Analyse der Produkte in Echtzeit erfolgt.
Die erfassten 3D-Daten werden anschließend über die von ISW entwickelte Software verarbeitet, die auf der leistungsfähigen Bildverarbeitungsbibliothek HALCON basiert. Die aufbereiteten Informationen werden direkt an die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) weitergeleitet und steuern dort die Sortiermechanismen der Verpackungsanlage. Dadurch können die Backwaren gezielt nach definierten Qualitäts- und Mengenvorgaben für den Einzelhandel verpackt werden.