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_Special Lebensmittel & Verpackung Positioniersysteme aus Edelstahl und säurebeständigem Kunststoff Kinematiken trotzen widrigsten Bedingungen Für den Einsatz in der Lebensmittelproduktion oder mit aggressiven Substanzen entwickelt Systec einbaufertige Drivesets-Positioniersysteme mit Edelstahlachsen und Kunststoffkinematiken. Die dreiachsige Kinematik wurde komplett aus säurefestem Kunststoff gefertigt. Bild: Systec Weil am Markt keine Standard-Lineareinheit in Edelstahlausführung verfügbar war, die den Anforderungen des Kunden genügte, entschloss sich Systec-Sonderanwendungsentwickler Martin Mußmann zu einer Eigenentwicklung. Gefragt war ein einachsiges Linearsystem zur Positionierung zweier Inkjet-Druckköpfe für die Kennzeichnung von Lebensmittelverpackungen. Wichtig war, dass das System in der Produktionsumgebung gemäß HACCP zertifiziert werden musste. Zum Einsatz kommt eine Linear - einheit HM65Z-1L3 in Volledelstahlausführung. Der Schlitten mit den beiden Druckköpfen wird mit Servomotoren über einen Zahnriemen bewegt. Der Verfahrweg beträgt etwa 400 Millimeter, die Maximalgeschwindigkeit 1 Meter pro Sekunde bei einer Beschleunigung von 10 m/s 2 . Die Tragfähigkeit beträgt 10 Kilogramm. An einer Ausführung mit einer Tragfähigkeit von 40 Kilogramm wird gearbeitet. Das konstruierte Modell sei in Längen bis 1,50 Meter lieferbar. Denkbar seien auch Schrittmotorsysteme und die Ausführung von Motoren und Getrieben komplett in Edelstahl. In anderen Fällen wäre Kunden weder mit den üblichen Standard- Drivesets mit Aluminium-Linearführungen geholfen, noch mit Edelstahlachsen. Ein Kunde beabsichtigte beispielsweise, Metallteile mit einer aggressiven Substanz zu reinigen. Gefragt war daher eine zweiachsige Kinematik, die den widrigen Bedingungen trotzt. Martin Mußmann und sein Team konstruierten daher eine Kinematik, Bild: Systec bei der alle Führungen und Bewegungselemente aus säurebeständigem Kunststoff bestanden. Auch dieses Sondersystem ist optimiert für die Bewegung von Lasten bis zu einem Kilogramm. Die Wiederholgenauigkeit beträgt 0,4 mm, die Geschwindigkeit 0,1 Meter pro Sekunde. Teile, die nicht direkt in Kunststoff ausgeführt werden konnten, wurden abgedeckt. Das betraf beispielsweise die Encoder der Elektromotoren. Hierfür konstruierten die Ingenieure eigens eine etwa 10 Zentimeter breite wie hohe Abdeckung, die mit dem säurebeständigen Material PETG direkt auf dem hauseigenen FDM-3D-Drucker Inv3nt Xtra L ausgegeben wurde. ↓ Systec GmbH www.systec.de Zwei Druckköpfe können an den Befestigungskonsolen der Edelstahlachse (hinten) angebracht werden. Vorn im Bild ist eine kleinere Edelstahlachse zu sehen, die ebenfalls für die Kennzeichnung von Lebensmittelprodukten verwendet wird. 34 März 2018
_Special Lebensmittel & Verpackung Chemische Zusammensetzung organischer Stoffe detektieren Hyperspektral-Vision erkennt Verunreinigung Die hyperspektrale Bildverarbeitung erkennt bei der HACCP- Gefahrenanalyse in der Lebensmittelindustrie die chemische Zusammensetzung organischer Stoffe – sogar in Highspeed- Fertigungslinien. Bild: Stemmer Die Jelly Beans (Geleebohnen) enthalten einige nichtmetallische Fremdkörper, die mit konventionellen Methoden schwer festzustellen sind. Die hyperspektrale Bildverarbeitung macht sie jedoch einwandfrei kenntlich. Währen die Geleebohnen alle die gleiche chemische Zusammensetzung haben und grün abgebildet werden, erscheinen die Verunreinigungen, die eine andere chemische Zusammensetzung aufweisen, rot. Metalldetektoren, Röntgen und konventionelle Bildverarbeitung sind wichtige Methoden, um Verunreinigungen in Lebensmittelproduktionslinien festzustellen. Allerdings stößt jedes Verfahren an seine Grenzen, weil nur Metalle oder ausreichende Dichteunterschiede erkannt werden. Die hyperspektrale Bildverarbeitung verbindet nun die spektroskopische Analyse mit Bildverarbeitung und kann so die chemische Zusammensetzung von Stoffen farblich kennzeichnen. Damit können sowohl organische als auch anorganische Verunreinigungen festgestellt werden. Die Jelly Beans im Beispiel enthalten einige nichtmetallische Fremdkörper, die mit konventionellen Methoden schwer festzustellen sind. Die hyperspektrale Bildverarbeitung macht sie jedoch einwandfrei kenntlich: Während die Geleebohnen alle die gleiche chemische Zusammensetzung haben und grün abgebildet werden, erscheinen die Verunreinigungen rot. Das Prinzip beruht auf der spektroskopischen Analyse der Wellenlänge des vom Objekt kommenden Lichts. Sie ergibt einen chemischen Fingerabdruck des Stoffes. So können bei ähnlich aussehenden Stoffen unterschiedliche chemische Zusammensetzungen festgestellt werden. Zur Aufgliederung in die verschiedenen Wellenlängen benötigt man einen Spektrographen. Danach erstellt ein IR-empfindlicher Sensor ein Bild des Musters für jede Wellenlänge. Diese Bilder werden zu einem dreidimensionalen hyperspektralen Datenwürfel zusammengesetzt. Das System CVS Hyperinspect integriert diese Kernkomponenten in ein voll funktionales System, das der Hyperspektral- Analyse zusätzliche Anwendungen, z. B. in der Pharmazie und der Verpackungsindustrie erschließt Besonders interessant: Da viele Verpackungsmaterialien Infrarotlicht meist ungehindert passieren lassen, kann die chemische Zusammensetzung des Inhalts selbst durch die Verpackung hindurch geprüft werden. ↓ Stemmer Imaging GmbH www.stemmer-imaging.de Anuga Foodtec Halle 07.1, Stand B038 März 2018 35
