Bei der Qualitätskontrolle in der Lebensmittelindustrie gewinnen 3-D-Sensoren zunehmend an Bedeutung. So können entsprechend ausgerüstete Industrieroboter unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge weitgehend automatisch ausführen und z. B. Oberflächenbeschaffenheiten von Erzeugnissen feststellen oder Positionen von Objekten berechnen. Bei der 3-D-Bilderfassung kann man dabei grundlegend zwischen zwei unterschiedlichen 3-D-Verfahren unterscheiden: Zeitbasierte Verfahren (TOF Time-of-Flight) und Verfahren, die auf geometrischen, winkelbasierten Berechnungen beruhen (Lasertriangulation, Stereo-Vision, Streifenprojektion, Shape from Shading und Weißlichtinterferometrie). Dem Anwender stehen also verschiedene Messverfahren zur Verfügung, die sowohl Vorteile als auch Einschränkungen mit sich bringen und bei der Auswahl berücksichtigt werden müssen.
EVT hat von einem Backwarenhersteller den Auftrag bekommen, zwei unterschiedliche Aufgaben vorzugsweise mit nur einem Bildverarbeitungssystem zu lösen. Die erste Aufgabe bestand darin, einen Roboter zu führen, der Zuckergussverzierungen auf fertig gebackene Lebkuchen spritzt. Ziel war es, den Roboter dabei automatisch mithilfe eines 3-D-Sensors über dem Lebkuchen zu positionieren, eine Messung durchzuführen und anschließend den Rohling zu verzieren. Dazu war es wichtig, dass der Roboter nicht nur die genaue Position des Gebäcks ermittelt, sondern auch ein Höhenprofil (z-Achse), um die Verzierung korrekt auftragen zu können.
In der zweiten Aufgabe ging es darum, Defekte an Lebkuchen und anderen Plätzchen zu erkennen und fehlerhafte Produkte aus der Produktionslinie auszuschleusen. Bei der Produktion von Plätzchen und Gebäck können alle Arten von Löchern, Verschmutzungen und Ablagerungen, Walzenspuren und Krusten sowie Dellen und Risse entstehen. In diesen Fällen muss das Plätzchen dann aussortiert werden, da es so nicht zum Verkauf angeboten werden kann. Fehlerhafte Produkte werden von Konsumenten in vielen Fällen auch gleichzeitig mit Hygiene in Verbindung gebracht. Sie achten beim Kauf daher besonders auf absolut fehlerfreie Erzeugnisse.
Aufgrund der genannten Anforderungen fiel die Wahl für das Bildverarbeitungssystem auf den Lasertriangulationssensor Eyescan AT 3D von EVT. Mit ihm konnten beide Aufgaben gleichzeitig im laufenden Fertigungsprozess erfüllt werden. Da Lebkuchen nach dem Backprozess leichte Unebenheiten aufweisen, müssen diese für den folgenden Produktionsschritt von dem Sensor einzeln vermessen werden. Die Orientierungs- und Höheninformationen werden benötigt, damit der Roboter das Gebäck exakt verzieren kann und er die Masse auf den Lebkuchen keinen Millimeter zu hoch oder zu niedrig ansetzt. Anschließend werden diese Höheninformationen von dem Bildverarbeitungssystem für die Qualitätskontrolle weiter genutzt. Das optische Messsystem kann somit im laufenden Produktionsprozess die Oberflächenbeschaffenheit der Lebkuchen überprüfen und auswerten. Der Eyescan AT 3D wird mit der Auswertungssoftware Eyevision geliefert und überzeugt mit Genauigkeit, Messgeschwindigkeit und Flexibilität.
