Süßwaren-Industrie

Ein traditionelles Einsatzgebiet für Vision-Systeme ist die Süßwarenindustrie. Viele Qualitätsmerkmale oder Produkteigenschaften können hier nur visuell geprüft werden. Ein variierendes Erscheinungsbild der Produkte und unterschiedliche Fehlerklassen sind der Normalfall. Genau aus diesen Gründen stellen Bildverarbeitungslösungen für diesen Bereich aber auch eine besondere Herausforderung für den Bildverarbeiter dar.

Optische Formenleerkontrolle (FLK)

Für die Herstellung von Schokolade und Pralinen werden die unterschiedlichsten Formen verwendet. In diese Formen wird die flüssige Schokolade gegossen, um anschließend zu erkalten, ausgetafelt und verpackt zu werden. Vor dem Füllen der leeren Formen muss sichergestellt werden, dass sie frei von Schokoladenresten, -bruchstücken oder -spritzern sind.
Bi-Ber - Systeme kontrollieren die Formen mittels Farbbildverarbeitung auf genannte Verunreinigungen.

Mit modernen GigE-Kameras mit Farbsensor und Megapixelauflösung erkennen die Vision-Systeme Restverschmutzungen bis zu einer Größe von 1 mm² in den Alvoelen der leeren Form. Die Kameras sind an einen Panel-PC mit Windows-Betriebssystem angeschlossen, der bei der grafischen Benutzeroberfläche und der Softwareanbindung
keine Wünsche offen lässt. Es sind beliebig viele Rezepte für verschiedene Formtypen speicherbar.

Alle Komponenten (Kameras, Optik, LED-Beleuchtung, Panel-PC, Schaltkasten) sind in einem kompakten Edelstahl-Schrank montiert, der auf das Transfersystem aufgesetzt wird und nach unten die Sicht auf die zu kontrollierenden Formen offen lässt. Neben der Basisversion kann das System auch mit einem abgesetzten Schaltkasten und in verschiedenen Gehäusevarianten ausgeführt werden.

3D-Kontrolle von Schokoladenformen (FBK)

Schokoladenformen sind in der Fertigung systematischem Verschleiß ausgesetzt. Um schadhafte Ausbrüche schon in der Anlage zuverlässig zu erkennen, bietet Bi-Ber ausgereifte inline 3D-Kamerasysteme an, die sich durch höchste Präzision trotz sehr großer Scanbreite auszeichnen.

Die Systeme verwenden das Triangulationsverfahren und bestehen aus einer Sensorbox mit bis zu drei 3D-Kameras DS1300R von Cognex sowie einem Panel PC für die Bildverarbeitungssoftware und Dokumentation. Jede Kamera hat eine Erfassungsbreite von 340 mm und blickt effektiv unter einem Winkel von 45° auf die zu prüfende Form.

Das System erkennt prozessicher Deformierungen und Abplatzungen an den Stegen der Form ab der Größe eines Würfels mit 3 mm Kantenlänge. Da in der Regel mehr als ein Quadratzentimeter Material abplatzt, können Bruchstücke sicher detektiert werden. 

Systemeigenschaften

  • Zuverlässige Erkennung von Ausbrüchen bei großer Scanbreite
  • Hohe Auflösung trotz stark streuender Kunststoffoberflächen
  • geeignet für Formbreiten bis 900 mm bei Formhöhen bis 40 mm
  • schmalste erfassbare Stegbreite 2mm
  • Aufnahmefrequenz bis zu 2.500Hz
  • Schwingungsentkoppelte Montage
  • Flexibel anlagenspezifisch adaptierbar
  • Prüfung der Formen im Längs- oder Quertransport

3D-FBK mit Reflexsystem

3D-Vision-Systeme nach dem Triangulationsprinzip können die bruchanfälligen Stege auf der Rückseite von Schokoladenformen inline auf Defekte untersuchen, nicht aber tiefer liegende Bereiche wie die Alveolen der Oberseite, da dort Abschattungen und Pseudopixel eine effektive 100%-Kontrolle verhindern. Abhilfe für dieses Problem bringt der 3D-Profilscan mit Reflexoptik. Damit kann auch die Alveolenseite der Form hochfrequent geprüft werden. Somit wird sichergestellt, dass die gesamte Form ausbruch- und gleichzeitig fremdkörperfrei ist.

Visuelle Endkontrolle in der Süßwarenindustrie

Bei der Produktion von Schokolade ist aus Gründen der ästhetischen Qualitätsanforderungen eine 100%-Prüfung unerlässlich. Weiterhin ist für die anschließende Verpackung eine vorherige Kontrolle der geometrischen Merkmale notwendig.
Fertige Lösungen existieren für die Prüfung von Schokoriegeln in 2D oder 3D sowie Tafelschokoladen. Weiterhin bieten wir Lösungen zur Produktendkontrolle mit Deep Learning Methoden an.

Allround-Inspektion von Schokoriegeln

Pro Sekunde wird eine Reihe mit 20 Schokoriegeln von 8 Kameras geprüft. Protokollierungsfunktionen sind durch den Benutzer wahlweise zuschaltbar. Das System erkennt die unterschiedlichsten Fehlerarten:

  • ganz oder teilweise fehlender Guss, Löcher im Guss
  • durchscheinende Füllung
  • zerbrochene, verklebte oder übereinander liegende Riegel
  • fehlende, zu wenige oder unregelmäßige verteilte Dekostreifen

Um Volumenmerkmale von Riegelprodukten zu prüfen, verwendet Bi-Ber 3D-Systeme z.B. auf Basis eines Profilers von Micro Epsilon. Diese Lasertriangulations-Sensoren können bis zu 300 Profile/s aufnehmen, wobei jede Profillinie 640 Bildpunkte umfasst. Bei einer Scanbreite von 100 mm liegt die y-Auflösung bei rund 0,16 mm/Pixel und die Höhenauflösung bei 12 μm/Pixel.

Neben der Auswertung von Höheninformationen liegt ein entscheidender Vorteil gegenüber 2D-Verfahren darin, dass die Messung nicht durch Muster und andere Oberflächenfärbungen beeinflusst oder gar verfälscht werden kann.

Qualitätskontrolle mit Deep Learning

Deep Learning ermöglicht es, auch solche Inspektionsaufgaben zu automatisieren, die für die klassische Bildverarbeitung zu komplex sind. Bi-Ber hat für Schokoladen- und Waffelprodukte eine solche Lösung entwickelt.

Die prüfbaren Produkte haben verschiedene Größen und Formen (rechteckig und rund) und können mit unterschiedlichen Schokoladen überzogen sein. Die Prüfung der Produkte erfolgt innerhalb der Form. Möglich ist ebenso die Endkontrolle vereinzelter Produkte unmittelbar vor der Verpackung.

© Bi-Ber GmbH & Co. Engineering KG