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Gleicher Fisch für alle!

Smart Kameras überzeugen bei der Automatisierung in der Fischverarbeitung durch ihre Flexibilität

Der Prozess zur Gewinnung von 3D-Informationen wird durch die Verwendung von strukturiertem Licht (Structured Light Method) vereinfacht. Bei dieser Technik wird ein vorher definiertes Licht­muster auf das zu ver­messende Objekt projiziert. Aus den aufgenommenen Bildern und der bekannten Geometrie zwischen dem Licht­projektor und der Kamera werden die drei­dimensionalen Koordinaten der Punkte auf der Objekt­oberfläche berechnet.

Embedded-Vision-Anwendung in der Lebensmittelbranche: Optimierung einer Schneidemaschine für die Portionierung von Fischfilets.

Fisch portionieren - aber richtig

Diese Technik ist nun im Rahmen dieses Projektes zur Fisch­portionierung eingesetzt worden. Ziel war die Optimierung einer Schneide­­maschine hinsichtlich der Verar­beitung von Fisch­filets vor der Vakuum­­verpackung durch die Bestimmung des optimalen Portionier­­schnittes. Das von den Ingenieuren (IBN Ingenieurbüro Bernd Neumann GmbH, Mülheim/Ruhr; www.ibn-gmbh.de) vorgestellte System wurde im Auftrag von GEBA Röscherwerke (Bersenbrück, Germany) HS-240 entwickelt.

Um die geforderte Anzahl von über 120 Fisch­­filets pro Stunde zu verar­beiten, musste das System die einzelnen Lachs­­filets erfassen, deren Volumen und Gewicht ermitteln, um daraufhin den Schnitt­­winkel der Schneide­­vorrichtung zu bestimmen, damit exakt 200g schwere Portionen verpackt werden konnten. Im Bereich des Vor­­ver­­ar­beitungs­abschnittes, bei dem die Filets auf einem 200mm breiten Förder­­band bewegt werden, wurde die Licht­­quelle, ein Structured Light Laser von Stocker-Yale (Salem, NH; www.stockeryale.com), an­­gebracht.

Damit die Daten an die Schneide­vorrichtung übergeben werden können, müssen zuerst die Höhen­informationen des Fisches auf dem Förder­band bestimmt werden. Für diese Aufgabe wurde eine intelligente Kamera des Typs VC40xx der Vision Components GmbH (www.vision-components.com) gewählt, die in einem Winkel von 45° zum Förder­band montiert wurde, um das Laser­licht in einem Intervall von 5mm aufzunehmen.

Nach Er­fassung dieser Daten werden aus den Bild­daten Höhen­daten inter­poliert, um die Fisch­höhe zu erhalten (Abb. 1). Das System wurde zu Beginn mit einem Objekt bekannter Höhe kalibriert. Daher können die Höhen­daten dann in Welt­koordinaten transformiert und das Volumen des Fischs bestimmt werden. Da das Verhältnis von Volumen zu Gewicht des Fischs bekannt ist, kann der Neigungs­winkel der Schneide genau errechnet werden, um eine exakte Scheiben­anzahl bei optimalem Gewicht pro Scheibe zu erhalten.

Camera system for measurement integrated in production line (food industry).
Abb. 1: Über dem Fließband positionierte Messeinheit, bestehend aus einem Laser von Stocker-Yale und einer intelligenten Kamera von Vision Components GmbH

Optimal - ganz ohne PC!

Die intelligente Kamera VC40xx war die optimale Lösung für diese Aufgaben­stellung (Abb. 2). Da sie mit einem DSP TI TMS320C64xx von Texas Instruments ausge­stattet ist, war es möglich, alle Bild­ver­arbeitungs­routinen mit Hilfe des Code Composers auf der Kamera unter­zubringen.

Einmal portiert, erlauben die digitalen und die serielle Schnitt­stelle der Kamera, Befehle direkt an die SPS zu schicken, die die Schneide­vorrichtung steuert. Somit war keine kostenintensive PC-basierte Lösung mit Framegrabber und separater Kamera notwendig.

Die Steuerung wurde einzig und allein von der intelligenten Kamera übernommen – eine Tatsache, die erheblich zur Kosten­reduzierung bei der Integration der Vision-Lösung in die Gesamt­anlage bei­ge­tragen hat. IBN ist davon überzeugt, dass auch weitere Hersteller von Portionierungs- und Verpackungs­anlagen in Zukunft von dieser Technologie profitieren wollen, um ihre Produktions­prozesse zu optimieren.

Das Ingenieurbüro hat zum jetzigen Zeitpunkt bereits Anfragen aus dem Bereich der Fleisch ver­ar­beitenden Industrie wie auch von Verpackungs­unternehmen von Milch- und Molkerei­pro­dukten erhalten.

Produkte

  • PC-unab­hängige intelligente Kameras Pictomat mit einer Software für alle An­wendungen
  • integrierte, para­metrierbare grafische Benutzer­schnittstelle
  • mehr als 200 hoch­flexible Bild­ver­ar­beitungs­funktionen zur Er­stellung zahl­reicher An­wendungen
  • Toleranz­änderungen parallel zum Prüf­prozess möglich
  • ver­schiedene Schnitt­stellen (Ethernet oder RS-232) integriert
  • * Bild­ver­ar­beitungs­sensoren PM40/PM50 mit integrierter Be­leuchtung und Objektiv

Dienstleistungen

  • Integration von Smart Kameras in Fertigungs­linien
  • Unter­stützung bei der Integration von Smart Kameras in Serien­maschinen
  • Software­entwicklung auf Smart Kameras

Unternehmenshintergrund IBN GmbH

Bernd Neumann gründete die IBN GmbH 1999 nach vier Jahren frei­beruflicher Tätig­keit als Diplom-Fotoingenieur. Er war einer der ersten, der ein grafisches Benutzer­interface in intelligente Kameras integrierte, das sich auch PC-unabhängig para­metrieren ließ. Bei Kunden wie Bosch, Fuji, Nestlé, Siemens, SKF, Sony, Volkswagen usw. sind die Kameras im Einsatz. Sie arbeiten voll­ständig autark und machen die Kamera­inspektion PC-unabhängig.

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Sven Klette-Matzat - Vertriebsleiter - OEM-Lösungen - Vision Components

Ihr Ansprechpartner für die Region D-A-CH

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