Schokoladenformen werden durch unterschiedliche Produktionsschritte stark beansprucht und müssen verschiedenen Belastungsarten standhalten. So wird aus den Kunststoffformen, beispielsweise im Ausschlagwerk, die erkaltete Schokoladenmasse herausgeklopft oder sie werden mit Führhaken durch die Produktionsstraßen gelenkt. Zudem müssen sie durch das Befüllen mit heißer Schokoladenmasse und das anschließende Herunterkühlen schnellen Temperaturwechseln widerstehen. Diese hohen mechanischen und thermischen Beanspruchungen führen mit der Zeit dazu, dass die Kunststoffformen spröde werden und Stücke aus ihnen herausbrechen können.
Um Bruchstücke während des Produktionsprozesses frühzeitig zu erkennen und den Verschleiß der Formen automatisch zu überwachen, ist daher ein zuverlässiges Prüfverfahren notwendig.
Das Bruchverhalten von Formen aus besonders hartem Kunststoff ist kaum berechenbar und tritt meist willkürlich auf. Prüfverfahren aus Anwendungen, in denen Beschädigungen wiederholt an denselben Stellen auftreten, sind somit ungeeignet. Grund dafür ist zum einen, dass diese Verfahren nur gezielt an festgelegten Positionen Prüfungen durchführen, zum anderen decken sie mit einer Scanbreite von 100 mm einen zu geringen Bereich für die 640 mm breiten Schokoladenformen aus Kunststoff ab.
Auf der Suche nach einer geeigneten Lösung für einen Schokoladenhersteller testete das Bildverarbeitungsunternehmen Bi-Ber unterschiedliche Prüfverfahren. Dabei stellte sich eine Graustufenerkennung als ungeeignet heraus, weil sich mit dieser Methode mögliche Ausbrüche farblich nicht von den häufig auftretenden Schokoladenspritzern unterscheiden lassen. Ein 3-D-Laser-Profilsensor erzielte nach weiteren Tests schließlich die besten Ergebnisse. Mit ihm können kleine Unebenheiten durch Spritzer sehr zuverlässig von herausgebrochenen Kunststoffstückchen unterschieden werden. Die Methode gewährleistet zudem eine hohe Auflösung und ermöglicht eine gute Dokumentation der schadhaften Stellen, obwohl die weiße Kunststoffoberfläche stark streut.
Mithilfe des 3-D-Laser-Profilsensors entwickelte Bi-Ber ein 3-D-System für eine Formenbreite von 640 mm und eine Formenhöhe von 40 mm, um Ausbrüche sicher zu erfassen. Trotz dieser großen Scanbreite erreicht das System mit einer Aufnahmefrequenz von bis zu 10 000 Hz eine hohe Präzision und erkennt Ausbrüche sehr zuverlässig und sicher.
Das Bildverarbeitungssystem basiert auf dem Triangulationsverfahren und besteht aus einer 560 x 460 x 360 mm großen Sensorbox. Darin verbaut sind zwei 3-D-Kameras der Variante DS1300R von Cognex, ein Drehgeber für die Ermittlung der Bandgeschwindigkeit, eine Lichtschranke als Trigger sowie ein Panel-PC für die Auswertung und Dokumentation.
