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Cognex Vision für Bäckereiprodukte

Frank Roberts bakery conveyor with bread

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Seit über hundert Jahren erzeugt die Bäckerfamilie Roberts feinste Brot-, Back- und Süßwaren sowohl für den Einzelhandel als auch für Catering-Dienste in Großbritannien, Europa und darüber hinaus. Frank Roberts erzeugt wöchentlich mehr als 2 Millionen Backwaren.  Aufgrund dieser enormen Produktionsrate ergaben sich Schwierigkeiten beim Prüfen der Brotformen auf Rückstände und nicht entfernte Erzeugnisse. Deshalb entschied man sich, Cognex In-Sight® Kameras mit einem Laser-Line-Scanner einzusetzen, um Produktionslinien zu optimieren und die Prüfung jeder einzelnen Brotform nach dem Backen zur Verringerung des Ausschusses sicherzustellen.

Der Teig wird chargenweise in Backformen gefüllt, wobei unglaubliche 5200 Bauernbrotlaibe pro Stunde, sechs Tage pro Woche hergestellt werden. Nach dem Herausnehmen aus der Form muss zurückgebliebenes Brot manuell entfernt werden, bevor die Formen wieder verwendet werden können. Herkömmliche Bildverarbeitungsmethoden reichten aufgrund der dunkelfarbigen Brotformen nicht aus, um festzustellen, wann ein manuelles Entfernen notwendig war. Ausschuss und Produktionsverzögerungen erforderten eine dringende Lösung dieses Problems.

Eine ganzheitliche Lösung

Mit seinem dringenden Anliegen wandte sich Frank Roberts an Capley Marker, einem zuverlässigen Vision-Partner, der bereits bei zahlreichen Anwendungen mitgearbeitet hatte und von Cognex für die Ausführung dieses neuen Projekts empfohlen wurde. Die Brotproduktionslinie ist eine endlose Produktionsschleife. Nach Herausnahme des frisch gebackenen Brotlaibs aus der Form wird diese auf einem Förderband zurück zur Teigformanlage gebracht, wo bereits ein neues Teigstück wartet; so hat der Teig etwas Zeit hat zum "Rasten", das heißt zum Aufgehen, bevor er gebacken wird.

Nach eingehender Analyse des Projekts installierte Capley Marker eine Cognex In-Sight 5100 Schwarz-Weiß-Kamera, kombiniert mit ‘strukturierter Beleuchtung’, die durch Integrieren eines Laser-Line-Scanners in die Kamera erhalten wird. Verwendet wurden ein eigens angefertigtes Gehäuse für die Cognex-Kamera und eine SPS von Mitsubishi, die mit der In-Sight Explorer-Schnittstelle kommuniziert. Das System wurde unmittelbar außerhalb des von Roberts selbst konzipierten Formleerungssystems angebracht, welches die frisch gebackenen Brotlaibe aus der Form entfernt. Eine Laserlinie leuchtet direkt in die Form, um sicherzustellen, dass sie vollkommen leer ist; jegliche Rückstände werden dabei erfasst. Brotlaibe, die nicht entfernt werden konnten, werden vom Rücktransportband ausgeschleust, wo ein Arbeiter das Brot manuell herausnimmt.

Ausschuss verringern bei gleichbleibendem Durchsatz

Mithilfe des neuen Systems werden der Ausschuss, der normalerweise zur Teiganlage zurückkehren würde, verringert und die Produktionsunterbrechungen zum Herrichten der Formen reduziert. Wird eine Brotform vom Vision-System ausgeschleust, kann der vom Arbeiter manuell entfernte Laib immer noch verwendet werden, sofern er die Qualitätsstandards erfüllt. Der Laib wird auf das Heißbrotförderband gesetzt, das ihn zur Abkühlanlage transportiert. Wenn der Arbeiter die ausgeschleusten Formen prüft, kann möglicherweise auch festgestellt werden, warum der Laib nicht automatisch herausgenommen werden konnte (z.B. aufgrund einer defekten Form). Um dies im weiteren Verlauf zu vermeiden, kann er die jeweilige Form auf einem Sperrregal deponieren, um sie später zu reparieren, wodurch der Ausschuss verringert wird und der Durchsatz dennoch gleichbleibt.

Lösung des Problems war unabdingbar

Niall Reilly, Senior Software Engineer bei Frank Roberts berichtete: “Angesichts der derzeit überaus hohen Rohmaterial- und Energiekosten ist es uns tatsächlich gelungen, mithilfe dieses Vision-Systems die Ausschussrate zu reduzieren und somit die Gesamtproduktion zu steigern und Kosten zu verringern. Darüber hinaus hilft uns die Zählung der Formleerungen, Qualitätsprobleme mit Formen oder einem bestimmten Produkt zu erfassen, das aufgrund von Form oder Zutaten möglicherweise schwerer aus der Form zu entfernen ist.”

Peter Rams, Senior Maintenance Engineer bei Frank Roberts meint hinzufügend: “Ohne Laser-Scanner und Kamera wäre der Betrieb dieser Linie ganz einfach nicht möglich.”

Frank Roberts stellt mittlerweile Überlegungen an, weitere Vision-Systeme zum Prüfen der Teigklumpen zu installieren, um Probleme noch vor dem Backen zu vermeiden.

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