Automatisierte Qualitätsprüfung in der Lebensmittelindustrie

Bolletje, ein niederländischer Backwarenhersteller, automatisiert seine Qualitätsprüfung. Eine Inspektionszelle aus Kamerasystem und Vierachsroboter ermöglicht die Kontrolle von bis zu 1.200 Zwiebackscheiben pro Minute. Die Bilddaten werden mithilfe von KI analysiert und zur Systemoptimierung genutzt. Ein Stäubli TS2-80 Scara übernimmt das Aussortieren von fehlerhaften Produkten.

Wie prüft man die Qualität von 1.200 Zwiebackscheiben, wie sie bei Bolletje jede Minute eine 200 Meter lange Ofenlinie verlassen? Man setzt ein Team aus fünf Mitarbeitern ein, die mit geschultem Blick und schnellen Reaktionen N.I.O-Produkte wie etwa zu stark gebräunte Scheiben aussortieren. So verfuhr das Unternehmen in Almelo in den Niederlanden über viele Jahre hinweg.

Heute sieht die Sache anders aus: Eine kompakte Roboterzelle, bestehend aus einer Kamera, einem vierachsigen Stäubli-Roboter und einer KI-basierten IT-Plattform übernimmt die Aufgabe. Die Zwiebackscheiben werden von einer Kamera erfasst, die Bilddaten innerhalb von Millisekunden ausgewertet und die als „N. i. O.“ klassifizierten Produkte vom Stäubli-Roboter aussortiert.

Die Daten aus der 100%-Inspektion werden umfassend ausgewertet. Lo Huls, COO von Bolletje: „Wir erfassen die Art der Abweichung und setzen sie in Beziehung zu den Anlagendaten. Diese Aufgabe übernimmt unser Data-Analytics-Tool, das alle Öfen und weiteren Prozessschritte überwacht. So können wir die Ursachen von Qualitätsmängeln identifizieren und gezielt Gegenmaßnahmen einleiten.“

Bram de Vrught, Geschäftsführer vom Anlagenbauer QING Food Automation, beschreibt die praktische Umsetzung dieses Prozesses: „Das System nimmt die Bilder auf, überträgt sie auf die STAQ-Plattform und klassifiziert die Produkte sowie unterschiedliche Fehlerbilder. Auf Basis dieser Klassifizierung können wir dann die KI trainieren. Insgesamt ist das System sehr benutzerfreundlich, sodass Unternehmen es eigenständig einsetzen und die Technologie auch auf weitere Produkte oder neue Qualitätskriterien erweitern können.“

Von Beginn der Entwicklung von STAQ an setzte QING auf Vierachsroboter von Stäubli. Ein Deltaroboter hätte mehr Bauraum benötigt und größeren Platzbedarf für die Zelle bedeutet. Unter diesen Bedingungen liefert der hochdynamische Stäubli TS2-80 die beste Performance. 

Durch die Automatisierung konnten die fünf Mitarbeiter, die zuvor allein an dieser Linie für die visuelle Prüfung von 1.000 bis 1.200 Zwiebackscheiben pro Minute zuständig waren, andere Aufgaben in der Industriebäckerei übernehmen.

Als besonders vorteilhaft erwies sich auch der Einsatz der Stäubli Software ValTrack. Sie synchronisiert die Bewegungen des Roboters mit dem Förderband und schafft damit eine wesentliche Voraussetzung für das schnelle und präzise Greifen der auszusortierenden Produkte. 

“Wir hätten auch ein System mit zwei Robotern realisieren können. Das hätte jedoch nahezu eine Verdopplung von Kosten und Platzbedarf bedeutet, und der Programmieraufwand wäre durch die Koordination der Roboter deutlich gestiegen. Ein auf Höchstleistung getrimmter Roboter ist daher der wirtschaftlich sinnvollere Ansatz. Der TS2-80 arbeitet dabei weiterhin im grünen Bereich, also innerhalb seiner Auslegungsgrenzen, sodass wir selbst im 24/7-Betrieb mit einer langen Lebensdauer und minimalem Serviceaufwand rechnen.”

sagt Bram de Vrught, Geschäftsführer vom Anlagenbauer QING Food Automation