Optische Sortiermaschine ermöglicht die Würstchen-Inspektion im Flug
Die Wolf Wurstspezialitäten GmbH zählt zu den wichtigsten Wurstwaren-Herstellern Deutschlands und produziert unter anderem Berner Würstchen. Gemeinsam mit dem Anlagenbau-Spezialisten BT-Anlagenbau entwickelte und realisierte STEMMER IMAGING für den Wursthersteller eine innovative optische Sortieranlage, mit der eine 360°-Qualitätskontrolle der Berner Würstchen möglich wird. Mit Hilfe von industrieller Bildverarbeitung werden die Würste im Vorbeifliegen auf Kunstdarmrückstände untersucht.
Die Aufgabe
Machbarkeitsstudien, Komponentenauswahl und Planungsunterstützung für ein vollautomatisiertes System zur Inspektion und Sortierung von Berner Würstchen.
Die Herausforderung
Zuverlässige 360°-Inspektion aller Würste trotz hoher Geschwindigkeit und unter Einhaltung hygienischer Vorschriften.
Die Lösung
Auf Basis eigener Machbarkeitsstudien und Produkttests konzipierten die Experten von STEMMER IMAGING zusammen mit BT-Anlagenbau ein innovatives Inspektionssystem. Schlüsselelemente dieses Systems sind Bildverarbeitungskomponenten von STEMMER IMAGING sowie eine ausgeklügelte Bildverarbeitungssoftware und ein präzises Sortiersystem von BT-Anlagenbau, die eine Inspektion der Würstchen im Flug ermöglichen.
- Leistungsstarke 360°-Kameratechnologie
- Erkennung von Kunstdarmresten schon ab 1 mm² Größe
- Zuverlässige Inspektion bei maximaler Verarbeitungsgeschwindigkeit
- Fehlererkennungsrate von bis zu 99,999 %
- Aussortieren fehlerhafter Würste in weniger als 195 ms
Zuverlässige 360°-Inspektion von verschiedenen Würstchengrößen
Zur Herstellung der Berner Würstchen wird das Brät in einen Kunstdarm gefüllt und anschließend geräuchert und gegart, bevor der Darm wieder entfernt wird. Um sicherzustellen, dass sich danach keine Darmreste mehr an den Würsten befinden, wollte die Wolf Wurstspezialitäten GmbH eine automatische Qualitätskontrolle realisieren, bei der die Würste von allen Seiten zu hundert Prozent zuverlässig inspiziert werden – trotz der nicht homogenen Form und verschiedenen Würstchengrößen.
Eine weitere Herausforderung war die sehr hohe Produktionsgeschwindigkeit. Bis zu 30 Würste pro Sekunde sollten auf Kunstdarmreste überprüft werden, die zum Teil nicht größer als 1 mm² sind. Dabei musste zuverlässig sichergestellt werden, dass die eingesetzten Kameras und Objektive langfristig vor Verschmutzungen durch Darmreste geschützt sind. Außerdem musste das gesamte Inspektionssystem die strengen Anforderungen in der Lebensmittelproduktion erfüllen.
„Wir dachten zuerst daran, die auf einem Fließband liegenden Würstchen an einer Zeilenkamera vorbeizuführen und zu scannen. Es stellte sich bei den Voruntersuchungen jedoch schnell heraus, dass auf diese Weise ein großer Teil der Würstchenunterseiten nicht von der Kamera aufzunehmen war und somit nicht geprüft werden konnte. Darmreste an der kameraabgewandten Seite wären so also nicht sicher erkennbar gewesen.“
Matthias Seeger, Wolf Wurstspezialitäten
Die Lösung: eine optische Sortieranlage für die Inspektion im Flug
Nachdem ein anderer Anbieter gescheitert war, übernahm STEMMER IMAGING das Projekt, führte mehrere Machbarkeitsstudien und Produkttests durch und entwickelte schließlich gemeinsam mit dem Anlagebau-Spezialisten BT-Anlagenbau aus Österreich eine spektakuläre optische Sortiermaschine, die alle Würstchen im Flug inspizieren kann und so alle Anforderungen an eine 100%ige Qualitätskontrolle erfüllt:
- Hundertprozentige Inspektion der Würste von allen Seiten
- Erkennung von Kunstdarmresten schon ab 1 mm² Größe
- Zuverlässige Inspektion bei maximaler Verarbeitungsgeschwindigkeit
- Fehlererkennungsrate von bis zu 99,999 %
- Aussortieren fehlerhafter Würste in weniger als 195 ms
Station 1 der optischen Sortiermaschine: Ausrichten und Beschleunigen der Würstchen
Zum Räuchern und Garen sind die Würste mit einem Kunstdarm umhüllt, den eine automatische Peel-Maschine im Anschluss wieder entfernt. Ein Förderband transportiert die gepellten Würstchen dann zur Qualitätskontrolle. Dabei werden Sie über flexible Kaskaden längs zur Förderrichtung des Transportbandes ausgerichtet und mit einer Geschwindigkeit von rund 2 m/s durch die Bildverarbeitungsstation geschossen, welche sie fliegend durchqueren.
Station 2 der optischen Sortiermaschine: Qualitätskontrolle mit 360°-Kameratechnologie
In der Bildverarbeitungsstation kommen hochwertige Bildverarbeitungskomponenten von STEMMER IMAGING und eine ausgeklügelte Bildverarbeitungssoftware zum Einsatz. Am Ende des Förderbands fliegen die Würste an den oberhalb und unterhalb integrierten Kameras vorbei, die die Würstchen im Freiflug gleichzeitig begutachten. Die zwei Graustufen-Zeilenkameras sind mit zusätzlichen Kühlkörpern und passenden roten LED-Beleuchtungen ausgestattet. Mit Pol- und Bandpassfiltern bestückte Optiken sorgen für die nötige Qualität und Geschwindigkeit bei der Bildaufnahme.
Ausreichende Rechenleistung für diese Aufgabe stellt ein Hochleistungs-Industrie-PC mit Echtzeit-Betriebssystem zur Verfügung, der über einen Touchscreen bedient werden kann. Bei Bedarf lassen sich dort unter anderem Einzelbilder oder Übersichtsstatistiken anzeigen und Systemeinstellungen vornehmen.
Die Erfolgsfaktoren der eingesetzten Lösung
STEMMER IMAGING ist als unabhängiger Partner für Bildverarbeitungstechnologie nicht an die Produkte bestimmter Hersteller gebunden. Daher konnten wir aus unserem umfangreichen Produktportfolio ganz individuell die für die Anwendung bestmöglichen Komponenten kombinieren und optimal aufeinander abstimmen. In Kombination mit den Lösungen von BT-Anlagenbau entstand so eine Bildverarbeitungslösung, welche die hundertprozentige, automatische Qualitätskontrolle der verarbeiteten Würste ohne Einschränkung der Produktionsgeschwindigkeit gewährleistet.
Leistungsstarke Komponenten
Neben zwei Linea Graustufen-Zeilenkameras von Teledyne DALSA mit zusätzlichen Kühlkörpern sorgen rote LED-Beleuchtungen von Metaphase sowie mit Pol- und Bandpassfiltern bestückte Optiken von Kowa für die nötige Qualität und Geschwindigkeit bei der Bildaufnahme.
Höchste Hygienestandards
Fehlerhafte Würste mit Darmresten werden zuverlässig und punktgenau per Druckluft aus der Produktionslinie ausgeblasen. Hierzu werden 80 sehr schnelle Spezialventile eingesetzt, die mit speziell entkeimter Luft arbeiten und die hundertprozentige Einhaltung aller Hygienevorschriften in der Lebensmittelproduktion garantieren.
Maximale Verarbeitungsgeschwindigkeit
Die Würste fliegen mit einer Geschwindigkeit von ca. 2 m/s an den oben und unten angebrachten Zeilenkameras vorbei. Durch das Zusammenspiel aus hoher Produktionsgeschwindigkeit und leistungsstarker Bildverarbeitungssoftware ist die Bildverarbeitungsstation in der Lage, bis zu 30 Würste pro Sekunde zu überprüfen.
Mehr als 99 % Fehlererkennungsrate
Das von STEMMER IMAGING und BT-Anlagenbau entwickelte Bildverarbeitungssystem erkennt Kunstdarmreste zuverlässig bereits ab einer Größe von 1 mm². So lässt sich nach der Sortierung je nach Fehlergröße eine Reinheit der weiterverarbeiteten Würste von bis zu 99,999 % erreichen.
Beeindruckende Rechenleistung
Nach der Bildaufnahme bleiben nur 70 bzw. bei den größeren Würstchen 35 Millisekunden Zeit für die Erkennung von Darmresten und das punktgenaue Ausblasen verunreinigter Würstchen. Die Rechenleistung für diese Aufgabe stellt ein Hochleistungs-Industrie-PC mit Echtzeit-Betriebssystem zur Verfügung.
Hohe Anlagenverfügbarkeit
Die Kameras sind in Schutzgehäuse mit einer Schutzklasse über IP65 eingehaust und durch einen speziellen Luftvorhang vor den Kameragehäusen geschützt. So wird eine Verunreinigung durch Wurstspuren zuverlässig verhindert und auch die tägliche Reinigung beeinträchtigt die Geräte nicht.
„Das System erkennt unerwünschte Kunstdarmreste ab einer Größe von 1 mm² sicher. Die Gutprodukte haben nach der Sortierung je nach Fehlergröße eine Reinheit von bis zu 99,999 %, und damit konnten STEMMER IMAGING und BT-Anlagenbau unsere Vorgaben sogar weit übertreffen. Wir können damit einer kompakten, preiswerten und hochpräzisen Lösung vertrauen, die unseren Anforderungen voll gerecht wird.“
Matthias Seeger, Wolf Wurstspezialitäten
Weitere Erfolgsprojekte aus dem Bereich Lebensmittel- und Agrarindustrie
Effiziente Qualitätsprüfung von Aluminiumschalen
Aluminiumschalen werden weltweit in verschiedensten Formen zum Verpacken von Lebensmitteln eingesetzt. Die Novelis Deutschland GmbH hat mit Hilfe des Systemintegrators Industrielle Sensorsysteme Wichmann GmbH (ISW) ein zweistufiges Inspektionssystem zur wirtschaftlichen Qualitätsprüfung solcher Schalen realisiert – ausgestattet mit hochwertigen perfekt aufeinander abgestimmten Bildverarbeitungskomponenten von STEMMER IMAGING.
Wünschen Sie Beratung?
Bei Fragen zu Ihren zukünftigen Projekten können Sie sich jederzeit an unsere Experten bei STEMMER IMAGING wenden. Selbstverständlich bieten wir Ihnen auch eine große Auswahl an Kameras, Optiken, Beleuchtungen und Software für Ihre individuelle Bildverarbeitungslösung.
