dei - Prozesstechnik für die Lebensmittelindustrie 04.2018

dei FOKUS AUTOMATISIERTE LEBENSMITTELPRODUKTION
3-D-Profilscanner kontrolliert Schokoladengießformen
Unter Argusaugen
Um den Zustand von Schokoladengießformen im Produktionsprozess überwachen zu
können, hat Bi-Ber Bildverarbeitungssysteme mit dem Reflexsystem eine Lösung
entwickelt. Anders als herkömmliche 3-D-Prüfverfahren kontrolliert der 3-D-Profil -
scanner nicht nur die Oberfläche der Gießformen auf Schäden, sondern auch tiefer
liegende Bereiche mit hoher Geschwindigkeit.
Gießformen unterliegen in der Schoko -
ladenproduktion starker mechanischer Beanspruchung:
Sie werden geschüttelt, gedreht
und ausgeklopft. Beschädigte Formen
und Bruchstücke dürfen jedoch keinesfalls
in die Produktion gelangen. Während 2-D-
Kameras Bruchstücke häufig mit Verschmutzungen
verwechseln, eignet sich das herkömmliche
3-D-Prüfverfahren höchstens
für die Kontrolle der Verstärkungsstege an
der Rückseite der Kunststoffformen. Dabei
wird ein Lasertriangulationssensor mit zwei
Spiegeln kombiniert, um einen flachen
Blickwinkel und eine hohe Auflösung zu
erreichen. Aber auch im Inneren der Form,
auf der Produktseite, können Abplatzungen
auftreten. Diese Vertiefungen kann der 3-D-
Scanner aus diagonaler seitlicher Perspektive
nicht vollständig einsehen. Bi-Ber Bilderkennungssysteme
hat mit dem Reflexsystem
eine Lösung für eine 100-prozentige Überwachung
im laufenden Prozess konzipiert.
In einer Schokoladenproduktion können viele unterschiedliche Gießformen zum Einsatz
kommen. Für eine hohe Lebens mittelsicherheit müssen sie regelmäßig auf Schäden
überprüft werden.
Bild: industrieblick - fotolia.com
Die Optik macht den Unterschied
Bei dem Reflexsystem wird in den Strahlengang
der Sensorkamera ein halbdurchlässiger
Spiegel eingebracht, der diesen in zwei
separate Gänge teilt. Der erste Strahlengang
tritt durch den halbdurchlässigen Spiegel
hindurch. Wie bei der bisher gängigen Methodik
wird er zur Erhöhung der Genauigkeit
bei Streuung an zwei optischen Spiegeln
reflektiert, bis er anschließend unter
45° auf die Form blickt.
Der zweite, ergänzende Strahlengang wird
dagegen an dem halbdurchlässigen Spiegel
reflektiert und auf die andere Seite des Lasers
gelenkt. Nach dieser ersten Reflexion
erfolgen noch zwei weitere an optischen
Spiegeln. Der zweite Strahlengang blickt von
der entgegengesetzten Seite auf die Laser -
linie, ebenfalls im Winkel von 45°. Die Wege
sind identisch und die Spiegel präzise
ausgerichtet, sodass die Kamera die Laser -
linie nur einmal sieht, sie nun aber auch
lückenlos im Blick behält. Denn wenn das
Laserprofil aus einer Blickrichtung durch
eine Kante verdeckt ist, wird die Laserlinie
zwar dunkler, doch das Profil wird von dem
System immer noch aus der anderen Richtung
aufgenommen. Eine HDR-Aufnahme
würde das Problem mit den Intensitäten
zwar beheben, die Zeit genügt für eine
Doppelaufnahme jedoch nicht. Des Weiteren
ist eine zwangsläufige Überstrahlung der
Linie insofern unproblematisch, als die Ermittlung
der Mitte der Laserlinie nicht
nachweisbar beeinflusst wird.
Sofern die Aushöhlungen mindestens doppelt
so breit wie tief sind, liegt der Vorteil
gegenüber der bisherigen Methodik mit
zwei Spiegeln darin, dass nur noch in Sonderfällen
Abschattungen auftreten. Darüber
hinaus bietet die hier beschriebene pseudopixelfreie
Reflexmethode bei der Anpassung
der Belichtungszeit und anderer Einstellungen
an die Formfarbe deutlich mehr Spielraum.
Als zusätzlicher Nebeneffekt nimmt
das Rauschen ebenfalls leicht ab.
2,5 Mio. Bildpunkte pro Sekunde
Ein wie hier beschriebenes Reflexsystem,
20 dei 04-2018