Fokus 3D-Vision Fokus Lebensmittelindustrie

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Fastems Systems GmbH

Sick GmbH

KEBA Industrial Automation GmbH

Orfer Oy ist ein führender Anbieter von Verpackungs- und Automatisierungssystemen für die Lebensmittelindustrie aus Finnland. Eine gemeinsam mit Sick eingesetzte 3D-Vision-Lösung sorgt dafür, dass ein Verpackungsroboter alle Brote richtig erkennt und korrekt verpackt.

Sick ist ein langjähriger Kooperationspartner von Orfer Oy. Gemeinsam finden beide Partner immer wieder Lösungen für die Entwicklung innovativer Systeme für die Lebensmittelindustrie. „Bei Orfer handelt es sich um ein 1970 gegründetes Familienunternehmen und einen führenden Anbieter von Automatisierungslösungen für Sekundärverpackungen und Palettierung in der Lebensmittelindustrie“, sagt Mikko Arponen, der Marketingleiter von Orfer und ergänzt: „Die ersten Systeme haben wir zur Behandlung von Schnittholz entwickelt. Mit Handhabung von Stückgütern verlagerte sich auch unser Schwerpunkt in Richtung Lebensmittelindustrie.“

Orfer beschäftigt 100 Fachkräfte für Automatisierungssysteme und Produktion. Der Hauptsitz, die Forschung und Entwicklung sowie die Produktionsanlagen befinden sich in Orimattila in Finnland. Daneben hat Orfer noch Niederlassungen in den finnischen Städten Keuruu und Ylöjärvi sowie eine Tochtergesellschaft in Kanada. Das Unternehmen hat bisher fast 1.000 Automatisierungslösungen in mehr als 20 Länder geliefert.

„Unsere auf die Bedürfnisse des Kunden zugeschnittenen Systeme sind flexibel und effizient“, sagt Arponen und fügt hinzu: „Die Automatisierung spart Verpackungsmaterialien und die optimale Befüllung von Transporteinheiten spart Platz und macht den Transport effizienter. All dies ermöglicht wirtschaftlicheres und umweltfreundlicheres Arbeiten.“

Brotlaibe für den Export in Tiefziehverpackungen.

Das finnische Brotbackunternehmen Pekan Leipä backt Roggenbrote in Bioqualität. Diese werden am Ende der Produktion geteilt und in Verpackungen mit jeweils zwei geteilten Broten verpackt, bevor sie unter anderem nach Deutschland exportiert werden. An der alten Verpackungslinie erforderte diese Verarbeitung viel Handarbeit. Stündlich verlassen mehr als 10.000 Brote den Ofen – und müssen verpackt werden.

Die Arbeit ist eintönig, und es ist schwierig, Mitarbeiter für solch eine Aufgabe zu gewinnen – ganz zu schweigen von den Kosten. Bei der Lösung von Orfer ist ein Verpackungsroboter eng in die Zusammenarbeit mit einer deutschen Multivac-Tiefziehmaschine integriert. Die Tiefziehmaschine ist im Inneren der Orfer-Anlage untergebracht. Die Tiefziehmaschine entnimmt nun von einer Rolle Kunststofffolie, auf die die Schalen für die Brote mit Vakuum gezogen werden. Der Roboter von Orfer greift das geteilte Brot und legt jeweils die Ober- und die Unterseite in eine Schale. Anschließend werden die gefüllten Becher zur Verschließmaschine befördert, wo die Verpackung mit einer Schutzfolie überzogen wird. Zum Schluss werden die Packungen auseinandergeschnitten und zur Sekundärverpackung weiterbefördert.

Inspektion und Auflage der Brotstücke

In dieser Roboterzelle arbeiten drei Deltaroboter mit einer hohen Entnahmegeschwindigkeit. Diese wird benötigt, wenn zwei Förderbänder mehrere Brote pro Sekunde in die Zelle transportieren. Die Roboter nehmen die Brote vom Band und legen sie paarweise in die tiefgezogenen Schalen. Die korrekte Entnahme und Auflage der Brote setzt voraus, dass die Ober- und Unterseite der Brote genau aufeinanderliegen, wenn sie die Roboterzelle erreichen. Zu diesem Zweck ist das Förderband mit einer Prüfstation ausgestattet, deren Herzstück der 3D-Vision-Sensor TriSpector1000 bildet.

Zuverlässige 3D-Inspektion

Der TriSpector1000 ist ein konfigurierbarer, eigenständiger Sensor für die dreidimensionale Inspektion von bewegten Objekten. Er erzeugt ein zeilenweises Höhenprofil des Objekts und erstellt auf der Grundlage der Bewegung des Objekts eine Gesamtansicht. Als Grundlage für die Bewegung kann die Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts oder, wie in diesem Fall, ein am Förderbrand angebrachter Inkremental-Encoder verwendet werden. An der Prüfstation erzeugt der TriSpector1000 für jedes Brotstück Daten über Höhe, Länge und Fläche. In dem Fall, dass nur eine Brothälfte auf dem Band befördert würde, wäre sie zu niedrig und würde somit aussortiert werden. Wenn sich die Brothälften dagegen überlappten, also nicht genau aufeinander lägen, wäre das Ergebnis ein zu langes Objekt, das daher abgelehnt würde. Die Prüfstation verfügt über einen Schieber, der die aussortierten Objekte vom Band schiebt.

3D-Vision-Kamera als die passende Lösung

Für Harri Vartiainen, der für Orfer Automatisierungslösungen entwickelt, war der TriSpector1000 – neben zahlreichen weiteren SICK-Sensoren, die in der Anlage zum Einsatz kommen – ebenfalls eine naheliegende Wahl. Er sagt: „Für die Umsetzung war diese 3D-Vision-Kamera eine gute und kostengünstige Lösung. Über die Farben der Produkte brauchten wir uns keine Gedanken zu machen, die 3D-Kamera hat eine eigene Beleuchtung, und die Installation ist einfach. Eine 2D-Kamera wäre vielleicht eine günstigere Alternative gewesen, aber der TriSpector1000 ist im Vergleich zu Konkurrenzprodukten sehr preiswert. Und die Anwendungsmöglichkeiten sind sehr, sehr vielfältig.“

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