Kein Brot ist wie das andere

Die tiefgekühlten Backwaren werden der Anlage über ein Förderband zugeführt.

Die Kernkompetenz von Niverplast liegt in der Herstellung kompletter Anlagen, mit denen Objekte inspiziert, gezählt und verpackt werden. Neben Anlagen für Fleisch, Fisch, Öle und Fette sowie für andere Produkte aus dem Nonfood-Bereich hat sich das Unternehmen seit 2009 auch auf das Thema Backwaren spezialisiert. Innerhalb kürzester Zeit konnte in diesem Segment der Aufstieg unter die weltweit größten Hersteller geschafft werden. „Etwa 80 % unserer Anlagen sind für Großbäckereien konzipiert und kommen in aller Welt zum Einsatz“, erläutert Albert Danneberg von der Forschungs- & Entwicklungsabteilung bei Niverplast.

Die Brote werden unter einer Zeilenbeleuchtung und einer Zeilenkamera hindurch befördert und dabei die Bilder aufgenommen.

Qualität prüfen und zählen

Den prinzipiellen Ablauf einer solchen Anlage zum Prüfen und Zählen von Backwaren beschreibt Danneberg so: „Die vorgebackenen Brote oder Brötchen können der Maschine je nach Wunsch des Anwenders auf zwei unterschiedliche Arten zugeführt werden: Entweder entwickeln wir eine automatisierte Zuführung direkt aus dem Gefrierschrank heraus oder die gefrorenen Teigwaren werden manuell auf das Transportband aufgelegt. Bevor die Produkte in die Maschine laufen prüft zunächst ein Metalldetektor, ob in vorangegangenen Prozessschritten unerwünschte Metallteile in die Backwaren gelangt sind.“

Bei den folgenden Schritten spielen Bildverarbeitungssysteme dann die entscheidende Rolle: An der ersten Station erfolgt eine Qualitätsprüfung, bei der die geometrischen Abmessungen wie Länge und Breite der Backwaren erfasst und analysiert werden. Zudem erkennt die Anlage an dieser Stelle, ob Bruchfehler vorliegen oder ob z. B. die Einschnitte an der Oberseite von Baguettes korrekt sind. Fehlerhafte Produkte werden nach dieser ersten Station über verfahrbare Transportbänder vollautomatisch aussortiert, bevor die positiv bewerteten Backwaren an der zweiten Station gezählt werden. „Diese zweite Prüfzelle zum Zählen bieten wir als Option an, doch die meisten Kunden bestellen ihre Anlage mit beiden Zellen“, erläutert Danneberg.

Im Anschluss erfolgt die Verpackung der Backwaren in der gewünschten Stückzahl nach den Vorgaben des Kunden, z. B. in Kartons oder Tüten. In der beschriebenen Anlage wollte der Kunde die geprüften Backwaren in bestimmten Mengen in Tüten verpacken lassen, die in Kartons eingelegt sind. Hier sind zwei separat ansteuerbare Bänder im Einsatz, die den Transport der leeren und vollen Kartons übernehmen.

Je nach Breite des Transportbands kommen ein oder zwei Zeilenkameras zum Einsatz.

Bildverarbeitung als Kernelement

Wesentliches Kernelement der beiden Prüfzellen ist die Bildverarbeitung, bei der sich Niverplast voll auf seinen langjährigen Partner Stemmer Imaging verlässt. Dietmar Serbée, Geschäftsführer der Benelux-Niederlassung von Stemmer Imaging, erinnert sich noch gut an den Beginn der Zusammenarbeit mit Niverplast: „Zuerst lag die Anforderung nur im Zählen von Backwaren, die Erkennung von Fehlern kam erst später hinzu. Niverplast hatte dazu bereits mehrere andere Bildverarbeiter angesprochen und nach Lösungen gesucht, doch keiner konnte ein geeignetes System anbieten.“

Die besondere Schwierigkeit der Aufgabe lag nach Serbée´s Worten vor allem darin, dass kein Brot wie das andere ist: „Die Formen der vorgebackenen Brote und Brötchen sind nie identisch, sondern weisen immer leichte Abweichungen auf. Es ist für ein automatisiertes System z. B. sehr schwer zu entscheiden, ob es sich bei einer Vertiefung an der Oberfläche eines Baguettes um einen gewollten Einschnitt oder um den ungewollten Anfang eines Bruches handelt.“

Mit einer eigenen Software-Lösung, die auf der Bildverarbeitungsbibliothek Common Vision Blox basierte, konnte Serbée solche Merkmale nach einer intensiven Entwicklungsphase schließlich sicher unterscheiden. Auch die erforderlichen Hardwarekomponenten der Bildverarbeitungssysteme wählte Serbée aus: „In Voruntersuchungen haben wir getestet, mit welcher Kamera, Optik und Beleuchtung die optimalen Ergebnisse erzielt werden können“, so Serbée. „Die Entscheidung fiel am Ende auf eine Kombination aus Zeilenkameras sowie dazu passende Zeilenbeleuchtungen und Optiken. Damit lassen sich die bis zu 1.300 mm breiten Transportbänder optimal abdecken.“

Service aus einer Hand

Neben der Lieferung einiger weiterer Komponenten wie der PC-Systeme und diverser Kabel übernahm Stemmer Imaging auch die Anbindung der Bildverarbeitungssoftware an die grafische Benutzeroberfläche des Systems, über die u. a. die Programme für die nächste Charge an Backwaren eingestellt wird. „Die GUI selbst wurde von Niverplast erstellt. Bei der Anbindung haben wir eng zusammengearbeitet, um die Wünsche unseres Kunden vollständig zu erfüllen“, erinnert sich Serbée.

Mit dem Service seines Bildverarbeitungspartners ist Albert Danneberg mehr als zufrieden: „Niverplast hat keine eigenen BV-Spezialisten im Haus, aber aufgrund der bisherigen Erfahrungen verlassen wir uns in diesem Bereich gerne auf die Unterstützung durch Stemmer Imaging.“ Diese endet auch nicht nach der Auslieferung einer Anlage: "Wenn wir weitere Informationen zu neuen Entwicklungen oder Technologien im Bereich der Bildverarbeitung benötigen, wissen wir, wen wir kontaktieren müssen", so Danneberg.

Gute Entwicklung

Die größte Anlage, die Niverplast bisher entwickelt und ausgeliefert hat, umfasst zwei parallele Linien mit jeweils zwei auf Bildverarbeitung basierenden Prüfzellen für die Qualitätsprüfungen und das Zählen der Backwaren.

Trotz der sehr guten Auftragslage haben die Entwickler bei Niverplast weitere Ideen, die in das Design künftiger Anlagen einfließen werden. Danneberg verrät eine dieser Ideen: “Die Höhe von Backwaren lässt sich durch ein 3D-Triangulationssystem erfassen. Damit kann man Brote und Brötchen noch genauer vermessen und Fehler an den Backwaren noch sicherer erkennen, daher werden wir diese Möglichkeit als weitere Option für unsere Anlagen anbieten.“

Messe Vision

Halle 1, Stand D56, F53 und E52