Die Optima Group Consumer fertigt Anlagen zur Befüllung von Kaffeekapseln. Einige der größten Kaffeeveredler der Welt beziehen ihre Anlagen von dem Maschinenbauer mit Sitz in Schwäbisch-Hall. Für einen großen Kaffeeröster in Norditalien stattet Optima die neuen Verpackungsanlagen mit Bildverarbeitung aus. Die Seidenader Automation, ebenfalls in Schwäbisch-Hall zu Hause, liefert dabei das komplette Vision-System. Die Multikameraanwendung basiert auf zwei GigE- und vier USB-Kameras der uEye-Serie des Kamera-Herstellers IDS Imaging Development Systems aus Obersulm bei Heilbronn. Um Ausschuss an wertvollem Kaffee zu vermeiden, werden die leeren Kapseln aus Kunststoff bereits vor dem Befüllen auf Deformation und Randausbrüche geprüft. Beschädigungen, die durch den Transport des Schüttguts entstanden sind, müssen zuverlässig erkannt und die Fehlteile aussortiert werden. Zwei Kameras prüfen bis zu 500 Kapseln pro Minute Zwei uEye VGA-Kameras mit GigE-Schnittstelle überwachen je eine Zuführbahn, auf denen zusammen bis zu 500 Kapseln/min geprüft werden können. Die Kameras vom Typ UI-5220-M werden über eine Lichtschranke getriggert und steuern wiederum einen LED-Auflichtblitz an. Da sich der Industrie-PC zur Bildauswertung in größerem Abstand vom Prüfort befindet, wählte Seidenader Kameramodelle mit GigE-Anbindung. Die Hochgeschwindigkeits-Schnittstelle ermöglicht Kabellängen bis zu 100m, sodass sich die schnellen CMOS-Kameras flexibel positionieren lassen. Innerhalb von weniger als einer zehntel Sekunde erkennt das Vision Master System defekte Kapseln, die sofort mittels Druckluft aussortiert werden. Speziell angepasste Metallhalterungen befördern die Reihen von jeweils acht Kapseln zur Befüllung. Eine Portion enthält je nach Sorte bis zu 10g Kaffeepulver, was genau abgewogen und in die Kapsel gepresst wird. Die Versiegelung der befüllten Kapseln erfolgt unter Ausschluss von Sauerstoff, um den aromatischen Kaffee lange frisch zu halten. Aus diesem Grund ist es wichtig, dass die Membranversiegelung exakt und vor allem am Rand faltenfrei aufgebracht ist. Auch die mittige Positionierung des Schriftzugs muss geprüft werden. Bei diesem Prüfschritt setzt Seidenader Automation vier Monochromkameras mit USB-Anschluss aus der RE-Familie von IDS ein. Robustes Gehäuse für die Nahrungsmittelbranche uEye RE-Kameras haben ein robustes, staub- und wasserdichtes Gehäuse. Mit verschraubbaren Kabeln und einem Schutztubus für die empfindlichen Objektive erfüllt die Kamera die Schutzklasse IP65/67. Damit wird sichergestellt, dass in der Abfüllanlage kein Kaffeestaub in die Optik oder Elektronik der Kamera gelangt. Das Modell UI-1540RE-M besitzt einen CMOS-Sensor mit 1,3MPixel Auflösung, der jeweils zwei benachbarte Kaffeekapseln aufnimmt. Die kurze Taktzeit von etwas über einer Sekunde erfordert eine schnelle Auswertung der aufgenommenen Bilder. Die Bildverarbeitungssoftware Image Expert von Seidenader verwendet Operatoren aus der Halcon-Bibliothek von MVTec, um den korrekten Sitz der Versiegelung zu prüfen. Für die Prüfung einer Reihe von acht Kapseln werden nur 600ms benötigt. Diejenigen mit fehlerhafter Versiegelung können sofort aussortiert werden, sodass die Anlage am Ende keinen Ausschuss produziert. Detaillösungen ermöglichen geringe Ausschussraten Dass Mitbewerber nach Angaben von Optima noch mit Ausschussraten im zweistelligen Prozentbereich kämpfen, zeigt die Leistungsfähigkeit des integrierten Inspektionssystems. Die als Komplettinstallation gelieferte Anlage mit Abfüll- und Inspektionseinheit steigert gleichermaßen Menge wie auch Qualität der Produktion. Gerade bei einem großen Kaffeeproduzenten wie dem Auftraggeber dieser Anlage muss jedes Detail des Systems passen. \“In dieser Anlage stecken mehr als 20 verschiedene Detaillösungen, die der Wettbewerb nicht hat. Von der hochgenauen Presse über die exakte Positionierung der Kaffeekapseln bis zur integrierten Vakuum-Versiegelung – alle diese Innovationen sorgen dafür, dass die Qualität der Produkte hoch ist\“, erklärt Michael Wittman von Optima Group Consumer. Daneben spielt ein zweiter Faktor eine wichtige Rolle: die einfache Integration. IDS stellt das uEye Software Development Kit (SDK) für alle Kameras kostenlos zur Verfügung. Über die fertige Halcon-Schnittstelle ist beispielsweise die Einbindung in die Bildverarbeitungsbibliothek in kurzer Zeit möglich. Zusätzlich zu Schnittstellen für DirectShow, ActiveX und dem neuen Softwarestandard für die Bildverarbeitung, GenICam, bietet die uEye-API mit etwa 150 Funktionen flexiblen Zugriff auf alle Kameraparameter. Fertige Beispielprogramme mit Quellcode in C++, C# oder VB erleichtern es dem Anwender, eigene Applikationen zu erstellen. Da alle USB- und GigE-Kameras der uEye-Familie treiberkompatibel sind, ist ein späterer Modellwechsel ohne Programmanpassung möglich. Denn was bei den Kaffeekapseln gilt, ist bei Industriekameras umso wichtiger: Große Auswahl, einfache Handhabung und ein perfektes Ergebnis.
IDS Imaging Development Systems GmbH
