3 min

Automatisierte Qualitätskontrolle in der Lebensmittelindustrie

Perfekte Pizzaböden dank 3D-Bildverarbeitung

Der norwegische Lebensmittelhersteller Stabburet AS produziert mit ca. 1.000 Mitarbeitern in acht Produktionsstätten Fertiggerichte wie beispielsweise Tiefkühlpizzas, Getränke und Süßwaren. Für eine automatisierte Qualitätskontrolle von Pizzaböden im Produktionsprozess wurde mit Hilfe der 3D-Bildverarbeitungssoftware Scorpion Vision eine Lösung entwickelt, die bis zu 7.200 Teiglinge

Messung am „lebenden Objekt“

Die Herausforderung bestand darin, die Qualitätsmerkmale der Teigrohlinge so zu differenzieren, dass der schmale Grat zwischen individuellem Rohling und Ausschuss gemeistert wird. Eine nicht leicht zu lösende Aufgabe, da „lebendiger“ Teig im Vergleich zu klassischen industriellen Massenprodukten von Natur aus ein Einzelstück ist. Darüber hinaus sollten auch unterschiedliche Teiglinggrößen und -formen erkannt werden.

Die Lösung: 3D-Bildverarbeitung

Das modulare und synchronisierte Bildverarbeitungssystem (Bild 1) besteht aus einem Förderband, der Bildverarbeitungs-Hard- und Software sowie einer Ausstoßvorrichtung. Durch eine spaltbreite Unterbrechung im Förderband wird der Teigling zunächst von unten mit einer Zeilenkamera abgetastet und die Oberfläche auf zu dunkle oder zu blasse Stellen überprüft. Die Oberflächen- und Dickeninspektion erfolgt im zweiten Schritt. Bei der 2D-Kontrolle werden Durchmesser, Länge und Breite ermittelt (Bild 2).

Laser-Triangulation: Laserlinie (oben) und digitale Auswertung (unten)
Bild 2: Laser-Triangulation: Laserlinie (oben) und digitale Auswertung (unten)

Kleine und mittlere Deformationen sowie Randschäden, die bei der 2D-Überprüfung unentdeckt blieben, werden in der Umrisskontrolle erkannt (Bild 3). Beim nächsten Schritt wird der Teig in der Oberflächenkontrolle auf dunkle oder blasse Stellen geprüft, wie zuvor von der Unterseite. In der Positionskontrolle werden die Böden nun auf Positionen auf dem Band kontrolliert, die im späteren Produktionsprozess problematisch werden könnten (Bild 4). Die 3D-Überprüfung auf Gesamtdicke, Blasen, Löcher und die bereichsspezifische Dicke bei Produkten mit unterschiedlichen Stärken – zum Beispiel entlang der Ränder – erfolgt über Laser-Triangulation und konnte mit der Scorpion Vision-Software erfolgreich umgesetzt werden. Beim Triangulationsverfahren wird eine Laserlinie auf den Prüfling projiziert. Aus der lokalen Deformation dieser im Durchlauf erfassten Linien errechnet das System ca. 2.500 einzelne Höhendaten auf dem Pizzaboden.

Optimale Prozessumgebung

Am Ende der Anlage sorgt eine Ausstoßvorrichtung, die in einem Spalt des Förderbands installiert ist, dafür, dass ungeeignete Pizzaböden mit Hilfe von Pressluft aus dem Produktionsprozess ausgesondert werden. Dabei wird für jedes Einzelobjekt ein Druckluftmuster erzeugt, das aus den individuellen Bildverarbeitungsdaten errechnet wird, um den Druckluftverbrauch gering zu halten.

Die Bandgeschwindigkeit der Anlage erreicht bis zu 60 m/s. Dabei können unterschiedliche Teiglingformen (rund, quadratisch und rechteckig) sowie Größen von 100 bis 400 mm verarbeitet werden. Für Durchmesser und Randfehler beträgt die Messgenauigkeit ca. 0,5 mm, für die Dicke ca. 1 mm. Die Operator-Schnittstelle besteht aus einem Touchscreen an der Anlage, lässt sich aber auch an einem anderen Ort oder für die Online-Überwachung einrichten.

 

Polytec arbeitet seit Jahren mit Tordivel, dem norwegischen Hersteller von Scorpion Vision, zusammen und ist im deutschsprachigen Raum Ansprechpartner für die Beratung, Vertrieb und Integration der 3D-Software.

Bildnachweise: Soweit nachfolgend nicht anders aufgeführt bei Tordivel AS. Titelbild: V. Matthiesen/shutterstock.com