Bi-Ber GmbH & Co. Engineering KG
Neues Bildverarbeitungsverfahren prüft Süßwaren in 3D
Bei der Produktion von Süßwaren ist eine hundertprozentige Überwachung von Produkten mit Kamerasystemen unverzichtbar. Immer leistungsfähigere Bildverarbeitungssysteme übernehmen heute wichtige Aufgaben zur Kontrolle
geometrischer, funktioneller oder ästhetischer Merkmale – auch in 3D, wie ein neues Verfahren des Bildverarbeitungsexperten Bi-Ber aus Berlin zeigt.
Bi-Ber entwickelt und installiert seit Langem vielfältige kundenspezifische 2D-Lösungen für verschiedene Applikationen in der Produktendkontrolle von Süßwaren. So reichen manuelle Stichprobenkontrollen nicht mehr aus, um die Einhaltung sämtlicher Qualitätsmerkmale zu gewährleisten.
Zu der Vielzahl zu vermeidender Produktfehler zählen z.B. Risse auf Tafelschokoladen, abgebrochene Ecken und Konturfehler. Ebenso muss die Allround-Inspektion fehlenden Guss auf Schokoriegeln, fehlerhafte Dekorstreifen und durchscheinende Füllungen erkennen oder auch das Topping von Keksen auf Vollständigkeit und gleichmäßige Verteilung überwachen.
Die Inline-Systeme von Bi-Ber ermöglichen eine 100-prozentige Prüfung solcher Produkte in Bewegung, wie z.B. bis zu 60 Reihen pro Minute, die mit 39 m/min befördert werden. Eine manuelle Überwachung entfällt damit komplett. Diese Bildverarbeitungssysteme, ob PC-basiert oder als Embedded-Lösungen mit Smart Camera, erzeugen herkömmliche 2D-Bilder und werten diese auf geometrische und texturelle Merkmale aus.
Erweiterte Prüfmöglichkeiten durch 3D
Die kontinuierliche Weiterentwicklung der Bildverarbeitung ermöglicht inzwischen auch den Einsatz industriell prozesssicherer 3D-Systeme, deren 3D-Profilsensoren eine topografische Darstellung beliebiger Oberflächen liefern und Süßwarenherstellern neuartige Prüfmöglichkeiten für die Qualitätskontrolle eröffnen. Mithilfe der Auswertung von Höheninformationen aus dem 3D-Bild können aus den Kameradaten nun auch das Volumen und das Gewicht der Produkte ermittelt werden.
Darüber hinaus lassen sich mithilfe der 3D-Daten auch übereinander liegende Produkte oder Verschmutzungen an den Förderbändern erkennen. Zusätzlich liefern die Sensoren auch ein 2D-Bild der texturellen Merkmale. Das Graustufen-Overlay gestattet eine realistischere Darstellung der Produkte und kann neben der dimensionellen Prüfung bei Gebäck z.B. auch der Kontrolle des Bräunungsgrades dienen.
Bi-Ber setzt für seine 3D-Systeme auf die Triangulationssensoren der DS-Serie seines Partners Cognex. Die 3D-Profilsensoren von Cognex sind werkskalibriert und liefern selbst bei Montage- und Bewegungsfehlern genaue Ergebnisse in realen Messeinheiten. Bei großen Überwachungsbreiten lassen sich mehrere Sensoren kaskadieren, ein 3D-Image-Stitching erzeugt ein 3D-Gesamtbild mit höherer Auflösung. In einem von Bi-Ber für einen namhaften deutschen Süßwarenhersteller entwickelten System zur 3D-Formenbruchkontrolle kommen z.B. zwei 3D-Kameras des Typs Cognex DS1300R zum Einsatz. Diese beobachten die Verformung einer Laserlinie, die senkrecht auf das Objekt strahlt und sich über die Form bewegt. Die Verformung wird anschließend als Profillinie aufgezeichnet und die aneinandergereihten Profillinien ergeben ein 3D-Profil, das auf Abplatzungen oder Deformierungen überprüft werden kann. Das System erreicht so bis zu 2.500 Linienaufnahmen pro Sekunde und erkennt Bruchstücke mit einer Auflösung von bis zu 1,6 mm senkrecht zur bzw. 0,5 mm auf der Beobachtungsebene. Da abgeplatztes Formenmaterial in aller Regel deutlich größere Bruchstücke bildet, können diese sicher und zuverlässig detektiert werden.