Verpackung & Kennzeichnung 3D-Scanner für die Qualitätskontrolle 
– geht das, Herr Nasraoui?

Bild: Gerhard Schubert
11.08.2014

Mit einem Scanner die exakte Produkthöhe erkennen? Nicht nur das, meint Dr. Abdelmalek Nasraoui, Leiter der Bildverarbeitungsabteilung bei Gerhard Schubert und Miterfinder des neuen 3D-Scanners. Für die Qualitätskontrolle kann der Scanner ebenfalls eingesetzt werden. Wie das geht? Wir haben nachgefragt.

„Selbst wenn in einer Kekspackung Kekse einer Art sind, unterscheiden sich diese. Aufgrund der Herstellung gibt es verschieden dicke Produkte. Bisher konnte man die exakte Höhe nicht ansteuern, weil die Höheninformation gefehlt hat. Mit Hilfe des neue Scanners kann man diese Höhen gezielt anfahren, wenn man Produkte mit unterschiedlichen Höhen verpacken will. Gleichzeitig findet auch noch eine Qualitätskontrolle statt. Außerdem kann der neue Scanner 3D-Defekte erkennen. Ein brauner Sandwichkeks mit brauner Creme, dem der Deckel fehlt, wird somit erkannt und ausgeschleust.

Diese Entwicklung basiert auf dem stereoskopischen Ansatz: Der Scanner nimmt von jedem Produkt zwei Ansichten aus verschiedenen Sichtwinkeln auf. Der Scanner wird dafür über dem Band montiert. Das berechnete Höhenprofil beinhaltet die Höhe jedes erfassten Punkts im Raum. Das Transportband stellt dabei die Null-Höhe dar. Das Gerät ist also ein Stereo-3D-Scanner. Dazu werden mehrere Farbzeilensensoren neben­einander angeordnet. Jeder physikalische Punkt der Produkte sowie des Transportbands, der von zwei benachbarten Sensoren gesehen wird, trägt dazu bei, das Höhenprofil der Szene zu erstellen. Aus dem Höhenprofil werden die 3D-Bilder rekonstruiert. Ein anderer Anwendungsbereich ist die Priorisierung der Produktaufnahme. Das TLM-Vision-System erkennt zum Beispiel Produkte, die sich überlappen. Die ersten Roboter einer Pickerlinie nehmen vorzugsweise die obenliegenden Produkte auf und lösen damit die Überlappungen auf. Die hinteren Roboter bekommen somit einen aus überwiegend einzelnen Produkten bestehenden Produktfluss zu verpacken. Die Effizienz steigt, der Ausschuss verringert sich und es ergibt sich eine höhere Produktivität.

Der Scanner kann darüber hinaus auch für intelligentes Gruppieren eingesetzt werden. Roboter nehmen an der Pickerlinie Produkte auf und bilden einen Stapel, der eine bestimmte Höhe nicht überschreiten darf. Wenn ein Produkt aufgenommen wird, wird gleich seine Höhe gemessen und aufaddiert. Jeder Roboter weiß, welche Höhe aktuell erreicht ist. Dann wird der Roboter das nächste Produkt so wählen, dass es nicht zu hoch ist. Solche intelligente Gruppierungen implizieren Maß- und Volumenkontrollen und tragen dazu bei, die Produktivität zu steigern. Auch die gewohnte Oberflächen-Qualitätskontrolle wird vollständig gewährleistet, denn der 3D-Scanner ist in der Lage, telezentrische Farbbilder zu liefern.“

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