Bildverarbeitung Lebensmittel zuverlässig sortiert und verpackt

Autor / Redakteur: Patrick Menge / Jan Vollmuth

In kleine Chargen verpackte Lebensmittel vollautomatisch nach Sorten erkennen, auf Packstationen verteilen und auf den Versand vorbereiten – moderne Bildverarbeitungssysteme machen's möglich.

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Mit 19 Kameras können Knorr-Lebensmittel in kleinen Kartons identifiziert, in 17 Linien sortiert und von drei Robotern für den Transport auf einzelnen Paletten vorbereitet werden.
Mit 19 Kameras können Knorr-Lebensmittel in kleinen Kartons identifiziert, in 17 Linien sortiert und von drei Robotern für den Transport auf einzelnen Paletten vorbereitet werden.
(Bild: Kibele-PIMS)

Diesen scharfen Augen entgeht nichts: Die industrielle Bildverarbeitung hat sich seit vielen Jahren als wirksames Werkzeug für die zuverlässige Verpackungskontrolle von Produkten aller Art erwiesen – auch für das Verpacken von Lebensmitteln.

Erkennen, sortieren, stapeln

Das türkische Unternehmen Kibele-PIMS ist in diesem Segment äußerst erfolgreich: Es entwickelt und implementiert schlüsselfertige Systeme, mit denen verpackte Lebensmittel weltweit versandt werden. Für die Unilever-Unternehmen Knorr und Lipton hat Kibele-PIMS zwei moderne vollautomatisierte Anlagen entwickelt und in Betrieb genommen, auf denen Lebensmittel erkannt, sortiert und anschließend von Robotern auf Paletten gestapelt werden.

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Die größere der beiden Anlagen wurde für Knorr realisiert: In kleinen Chargen verpackte Suppen, Saucen und weitere Knorr-Produkte laufen aus der Produktion über ein 27 m langes Transportband. Auf diesem Weg werden sie zunächst nach Sorte erkannt und dann zu der jeweils zugeordneten Packstation befördert. Auf diese Weise werden die Kartons sortenrein auf 17 Stationen verteilt, dort von drei auf Linearachsen installierten Kuka-Robotern auf Paletten gesetzt und mit Klebefolie eingewickelt, sobald eine Palette beladen ist. Fertige Paletten werden anschließend über Transportbänder zur Abholung durch LKWs bereitgestellt.

Bildverarbeitung spielt entscheidende Rolle

„Bildverarbeitungssysteme spielen in dieser Anwendung eine entscheidende Rolle, ohne sie wäre eine zuverlässige Lösung nicht realisierbar“, sagt Erdal Başaraner, für Kibele-PIMS maßgeblich an der Entwicklung der beiden Anlagen beteiligt. „In der Ausführung für Knorr sind insgesamt 19 Kameras im Einsatz: Am Anfang jeder Packstation liest je eine Kamera Barcodes auf den Kartons, anhand derer die Klassifizierung der Produktsorte und die Zuordnung an das richtige Transportband erfolgt. Zugleich werden die ankommenden Kartons an dieser Stelle auf eventuelle Schäden an den Verpackungen überprüft. Fehlerhafte Kartons durchlaufen das Eingangstransportband komplett und werden am Ende gesammelt, um manuell beurteilt und nach Möglichkeit nochmals verpackt zu werden. Im Durchschnitt kommt alle 1,5 Sekunden ein Karton an.“

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Die Bildverarbeitung ist eine industrielle Schlüsseltechnologie. Das Seminar „Der Einstieg in die industrielle Bildverarbeitung“ vermittelt das notwendige Wissen, in das Thema einzusteigen.

Nachdem die Roboter die unbeschädigten Kartons auf die Paletten geladen haben, werden die fertigen Paletten an zwei zusätzlichen Kameras vorbei transportiert, mit denen die Anzahl der Paletten, die Verfallsdaten und erneut die Art des Produkts aufgezeichnet werden. Diese Informationen werden dann an eine Etikettiermaschine gesendet, die die zugehörigen Transportetiketten druckt, sie auf den Paletten anbringt und sie damit für den Versand freigibt.

Anforderungen an Auflösung und Geschwindigkeit

Bei der Auswahl der richtigen Kameras für diese Anwendung entschieden sich Başaraner und seine Kollegen für die Verwendung der Genie Nano M1920-Flächenkameras von Teledyne Dalsa. Dieses Modell erfüllte alle zuvor von Kibele-PIMS festgelegten Anforderungen in Bezug auf die Auflösung und die Geschwindigkeit. „Darüber hinaus wussten wir aus unseren früheren Erfahrungen mit der Genie Nano-Serie, dass diese Produkte die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit aufweisen, um auch unter rauen industriellen Bedingungen eine gute Leistung zu erzielen“, betont Başaraner.

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Lösungen für alle Anwendungen der Bildverarbeitung

Kibele-Pims arbeitet mit Teledyne Dalsa als festem Partner für das gesamte Bildverarbeitungsequipment zusammen. In der Vergangenheit nutzte der Hersteller je nach Art des Inspektionsprozesses unter anderem Flächen- und Zeilenkameras oder sogar Röntgenkameras, um die jeweiligen Aufgabenstellungen optimal zu lösen.

Teledyne Dalsa bietet neben Kameras qualitativ hochwertige Bilderfassungskarten, speziell optimierte Industrie-PCs wie die Rechner der Geva-Serie oder leistungsfähige Software-Pakete wie Inspect und Sherlock, die bei Kunden von Kibele-Pims und darüber hinaus in zahlreichen Applikationen weltweit im Einsatz sind. Die langjährigen Erfahrungen aus dieser Vielzahl von Anwendungen nutzt Teledyne Dalsa bei der Entwicklung neuer Produkte.

Auf vier industriellen Bildverarbeitungs-PCs des Typs Geva 312T, die mit der Bildverarbeitungssoftware Inspect ausgestattet sind, werden alle Bilder mit Hilfe von Produkten des kanadischen Herstellers ausgewertet. Drei dieser Geva-PCs verarbeiten die Bilder der 17 Kameras im Förderbandbereich, der vierte berechnet die Daten der beiden Kameras am Ende der Knorr-Linie. „Ein großer Vorteil der Geva 312T-Workstations ist ihr integrierter Touchscreen“, erklärt Başaraner seine Wahl. „Wir können sie daher auch als grafische Benutzeroberfläche verwenden. Darüber hinaus speichern wir die vollständigen Daten der Produkte und Paletten auf den Geva-PCs und haben somit die Möglichkeit, an dieser Stelle eine Vielzahl von Berichten zu erstellen und diese gegebenenfalls an die Server unserer Kunden weiterzuleiten.“

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Tee-Sorten fein säuberlich vorsortiert und verpackt

Etwa ein Jahr vor der Anlage für Knorr entwickelte Kibele-Pims ein System, auf dem zehn verschiedene Tee-Sorten des Herstellers Lipton vorsortiert und verpackt werden. Diese Variante ähnelt der Knorr-Anlage sehr, wenn sie auch mit zehn Linien, fünf Robotern von Universal Robots, zwölf Genie Nano-Kameras und drei Geva 312T-Workstations etwas kleiner ausfällt.

Die Sortierung der Lebensmittel erfolgte vor der Umstellung auf die vollautomatisierten Lösungen manuell und war eine sehr anstrengende Aufgabe. Im neuen Setup kommt bei der Lipton-Anlage alle 2 Sekunden ein Karton an. Im Vergleich zur manuellen Sortierung bedeutet dies eine deutliche Erhöhung der Wirtschaftlichkeit und erheblich weniger Fehler bei der korrekten Verpackung der Lebensmittel.

Die derzeitigen Systeme von Kibele-Pims sind für große Händler konzipiert, die üblicherweise komplette Paletten einer einzigen Lebensmittelart bestellen. Das Unternehmen arbeitet aktuell an Systemen, mit denen verschiedene Arten von Lebensmitteln auf einer Palette verpackt werden können. Dieses Konzept ist für kleinere Einzelhändler effektiver, da die Bestellmengen auf diese Weise kleiner sein können. „Für diese nächste Systemgeneration werden wir sicherlich wieder auf Bildverarbeitung von Teledyne Dalsa vertrauen“, sagt Erdal Başaraner abschließend. (jv)

* Patrick Menge, Business Development Manager Europe Vision Systems, Teledyne Dalsa, Krailling.

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