Analog zum Abendmahl («Und der Herr brach das Brot…») sorgt bei Orfer Oy, einem finnischen Anbieter von Verpackungs- und Automatisierungs-Systemen für die Lebensmittelindustrie, eine 3D-Vision-Lösung dafür, dass die Brote von einem Verpackungsroboter richtig erkannt und korrekt verpackt werden.

«Orfer handelt ist 1970 gegründetes Familienunternehmen und führender Anbieter von Automatisierungslösungen für Sekundärverpackungen und Palettierung im Food-Bereich», sagt Mikko Arponen, Marketingleiter von Orfer, und ergänzt: «Die ersten Systeme haben wir seinerzeit zur Handhabung von Schnittholz entwickelt.» Nun also auch eine Anwendung in der Lebensmittel-Industrie...

Orfer beschäftigt 100 Fachkräfte für Automatisierungs-Systeme und Produktion. Der Hauptsitz, Forschung, Entwicklung sowie die Produktion befinden sich in Orimattila in Finnland. Daneben hat Orfer noch Niederlassungen in den finnischen Städten Keuruu und Ylöjärvi sowie eine Tochtergesellschaft in Kanada. Das Unternehmen hat bisher fast 1000 Automatisierungslösungen in mehr als 20 Länder geliefert.

«Unsere Systeme sind flexibel und effizient», sagt Arponen. «Die Automatisierung spart Verpackungsmaterial, die optimale Befüllung von Transporteinheiten spart Platz und macht den Transport effizienter.»

Das finnische Brotbackunternehmen Pekan Leipä backt Roggenbrote in Bioqualität. Diese werden am Ende der Produktion geteilt und in Verpackungen mit jeweils zwei geteilten Broten verpackt, bevor sie unter anderem nach Deutschland exportiert werden. An der alten Verpackungslinie erforderte diese Verarbeitung viel Handarbeit. Stündlich verlassen mehr als 10.000 Brote den Ofen – und müssen verpackt werden.

Die Arbeit ist eintönig, und es ist schwierig, Mitarbeitende für solch eine Aufgabe zu gewinnen – ganz zu schweigen von den Kosten.

Bei der Lösung von Orfer ist ein Verpackungsroboter eng in die Zusammenarbeit mit einer deutschen Multivac-Tiefziehmaschine integriert. Die Tiefziehmaschine ist im Inneren der Anlage untergebracht. Die Tiefziehmaschine entnimmt nun von einer Rolle Kunststofffolie, auf die die Schalen für die Brote mit Vakuum gezogen werden. Der Roboter von Orfer greift das geteilte Brot und legt jeweils die Ober- und die Unterseite in eine Schale. Anschliessend werden die gefüllten Becher zur Verschliessmaschine befördert, wo die Verpackung mit einer Schutzfolie überzogen wird. Zum Schluss werden die Packungen auseinandergeschnitten und zur Sekundärverpackung weiterbefördert.

In dieser Roboterzelle arbeiten drei Deltaroboter mit hoher Entnahmegeschwindigkeit. Die wird benötigt, wenn zwei Förderbänder mehrere Brote pro Sekunde in die Zelle transportieren. Die Roboter nehmen die Brote vom Band und legen sie paarweise in die tiefgezogenen Schalen.

Fotos: Sick

Die korrekte Entnahme und Auflage der Brote setzt voraus, dass die Ober- und Unterseite der Brote genau aufeinanderliegen, wenn sie die Roboterzelle erreichen. Zu diesem Zweck ist das Förderband mit einer Prüfstation ausgestattet, deren Herzstück ein 3D-Vision-Sensor TriSpector1000 von Sick ist - ein konfigurierbarer, eigenständiger Sensor für die dreidimensionale Inspektion von bewegten Objekten. Er erzeugt ein zeilenweises Höhenprofil des Objekts und erstellt auf der Grundlage der Bewegung des Objekts eine Gesamtansicht. Als Grundlage für die Bewegung kann die Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts oder, wie in diesem Fall, ein am Förderbrand angebrachter Inkremental-Encoder verwendet werden.

An der Prüfstation erzeugt der TriSpector1000 für jedes Brotstück Daten über Höhe, Länge und Fläche. In dem Fall, dass nur eine Brothälfte auf dem Band befördert würde, wäre sie zu niedrig und würde somit aussortiert werden. Wenn sich die Brothälften dagegen überlappten, also nicht genau aufeinander lägen, wäre das Ergebnis ein zu langes Objekt, das daher abgelehnt würde. Die Prüfstation verfügt über einen Schieber, der die aussortierten Objekte vom Band schiebt.

Kein «Wunder», sondern Ergebnis hartnäckiger Entwicklungsarbeit

Für Harri Vartiainen, der für Orfer Automatisierungslösungen entwickelt, war der TriSpector1000 – neben zahlreichen weiteren Sick-Sensoren, die in der Anlage zum Einsatz kommen – eine naheliegende Wahl. Er sagt: «Über die Farben der Produkte brauchten wir uns keine Gedanken zu machen, die 3D-Kamera hat eine eigene Beleuchtung, und die Installation ist einfach. Eine 2D-Kamera wäre vielleicht eine günstigere Alternative gewesen, aber der TriSpector1000 ist im Vergleich zu Konkurrenzprodukten sehr preiswert.»

www.sick.com