KEM Konstruktion 11.2018

AUTOMATISIERUNG
MESSTECHNIK & SENSOREN
Kontrolle geometrischer Merkmale mittels berührungsloser Highspeed-Messung
Genuss in Perfektion
Durch die Integration eines modernen Laser-Scanners von Micro-Epsilon in die Fertigungslinie lassen sich
verschiedene Schokoladenprodukte mittels berührungsloser Highspeed-Messung effizient und in Echtzeit auf
geometrische Merkmale kontrollieren. Denn das Auge isst mit und Kunden wünschen sich ein äußerlich
einwandfreies Produkt, das Hochwertigkeit und vollen Schokoladengeschmack vermittelt.
Dipl.-Ing. Christian Kämmerer, Leiter Vertrieb 2D/3D Opt. Messtechnik, Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG, Ortenburg
Mittels berührungsloser Highspeed-Messung lassen sich
geometrische Merkmale effizient und in Echtzeit kontrollieren
– beispielsweise durch die Integration eines modernen
Laser-Scanners von Micro-Epsilon in die Fertigungslinien
verschiedener Schokoladenprodukte
In der ersten deutschen Schokoladenfabrik, die 1765 in Steinhude
von Prinz Wilhelm von der Lippe gebaut wurde, erfolgte die Produktion
noch in Handarbeit. Inzwischen ist sie hochautomatisiert
und es spielt nicht nur der Geschmack eine große Rolle – auch die
Optik verführt und verleitet zum Kauf. Dementsprechend werden
verschiedene Verfahren angewendet, um Schokolade im Produk -
tionsprozess einer Qualitätsprüfung zu unterziehen. Erfolgt die
abschließende Qualitätskontrolle allerdings per manueller Sichtprüfung,
so ist diese unter anderem an die Tagesform der Mitarbeiter
gebunden und damit nicht über den gesamten Produktionsprozess
gleichbleibend. Und wenn sie mittels taktiler Messungen erfolgt,
nimmt dies zum einen viel Zeit in Anspruch und zum anderen wirkt
sie auf Sensor und Produkt ein, wodurch sich der Verschleiß erhöht.
Laser-Punktsensoren messen dagegen berührungslos aber nur
punktförmig. Um die erforderlichen Werte eines Schokoladenprofils
zu generieren, müssen sie demnach zahlreiche einzelne Messwerte
ermitteln. Dies bringt einen hohen zeitlichen wie auch finanziellen
Aufwand mit sich.
Prüfung der kompletten Produktion
Diese Verfahren würden somit allesamt den ansonsten
hochautomatisierten Produktionsprozess einschränken.
Im Gegensatz dazu können Laser-Scanner einige Vorteile
bieten: Das Scancontrol System von Micro-Epsilon liefert
auch bei wechselnder Oberflächenbeschaffenheit des Förderbandes
sowie den verschiedenen Farben der Schokoladentafeln,
von hell bis dunkel, zuverlässige Ergebnisse.
Um die strengen Hygienebedingungen der Lebensmittelindustrie
zu erfüllen, kann der Scanner kundenseitig in
einem speziellen Schutzgehäuse untergebracht werden.
Dieses zeigt sich robust gegen Hochdruck-Stahlreinigung,
Desinfektionsmittel wie Wasserstoffperoxid oder andere
alkalische oder auch chlorhaltige Reinigungsmittel. Laser-
Scanner von Micro-Epsilon können also eine Lösung für
die schnelle und präzise Qualitätsprüfung unter Einhaltung
hoher hygienischer Auflagen darstellen.
Zudem werden mit den Laser-Profil-Scannern nicht nur
Stichproben entnommen, sondern es kann die komplette
Produktion geprüft werden. Der Scanner wird dazu fest
über dem Förderband montiert. Der Standardmessbereich in dieser
Applikation beträgt 100 mm, lässt sich aber im erweiterten Messbereich
auf etwa 143 mm erweitern. Durch die Einbindung eines Encoders
am Beförderungsband ist auch bei unterschiedlichen Bandgeschwindigkeiten
stets eine äquidistante Profilerfassung gewährleistet
und es ergibt sich eine hohe Reproduzierbarkeit. Dank der hohen
Profilfrequenz meistert der Scanner die kurzen Taktzeiten im Produktionsprozess
mühelos. Auch bei einer Durchlaufgeschwindigkeit des
Förderbandes von mehr als 30 m/min erfassen die Highspeed-Laser-
Scanner somit berührungslos jedes Profil der fertigen Schokoladentafeln.
Mittels Scancontrol Configuration Tools lässt sich der Scanner
außerdem vorab parametrieren.
Bild: Micro-Epsilon
Weniger Ausschuss und Kosten
Aus den Messwerten lassen sich unter anderem auch Fehler in der
Oberflächenbeschaffenheit erkennen. Dafür werden Messgrößen
wie Anzahl der Vertiefungen, Profil, Breite, Höhe, Tiefe, Kante, Ebenheit
oder Verformung definiert und durch den Scanner bestimmt.
Die Werte können je nach Vorgabe entweder in Echtzeit direkt im
Sensorkopf verrechnet oder mit vordefinierten Parametern abgegli-
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