Jeder Golfer kennt die Situation, dass ein unglücklich getroffener Ball nicht auf dem Fairway oder Grün landet, sondern im nächstgelegenen Wasserhindernis. Dort sammeln sich sehr schnell viele tausend Golfbälle, die teilweise nur ein oder wenige Male gespielt wurden und in makellosem Zustand sein können. Professionelle Taucher sind weltweit auf Golfplätzen unterwegs, um diese Bälle zu bergen. Die Easy Lakeballs hat sich darauf spezialisiert, Lakeballs zu sammeln, zu reinigen, zu sortieren und anschließend wieder in den Verkauf zu bringen. Bis zu 3,5 Millionen Bälle werden auf diesem Wege einer weiteren Verwendung zugeführt.
Unterscheidung von 20 Marken mit je 30 Typen
Gerade der Sortierprozess nach Marken und anschließend markenspezifischer Typen ist ein sehr personalintensiver Prozess. Um hier dem auch in diesem Bereich vorherrschenden Arbeitskraftmangel entgegenzuwirken, hat sich Easy Lakeballs im Jahre 2022 dazu entschieden, mit der Aufgabenstellung des automatischen Sortierens den Markt zu sondieren. Letztlich fand man mit Meprovision, einem Sonderlösungsanbieter im Bereich optischer Prüfung und Identifikation, den Partner, um das Projekt von Seite der Erkennung umzusetzen. Die Herausforderung dabei war es, die Bälle den Kameras so zu präsentieren, dass die entsprechenden Merkmale (Marken- oder Typeninformation) mit hoher Wahrscheinlichkeit auch sichtbar sein werden. Nachdem man mit Zebra Aurora Vision Studio das richtige Produkt gefunden hatte, war schnell klar, dass Minitec, als langjähriger Partner von Meprovision, den Zuschlag zur Entwicklung und zum Bau der notwendigen Automatisierungstechnik und Mechanik erhält. Gemeinsam wurde ein Transportkonzept entwickelt, welches die Bälle mit Hilfe eines Segementförderers auf einer Schiene entlangführt. Mit drei 12MP-Farbkameras werden von jedem Ball insgesamt neun Bilder erfasst, aus denen dann das Einzelergebnis je Ball ermittelt wird. Nach diesem Verfahren entstand eine KI auf Basis von rund 50.000 Bildern, die projektspezifisch erfasst und in aufwendigem Verfahren trainiert wurden. Die Anlage ist damit in der Lage, insgesamt rund 20 Marken und je Marke wiederum bis zu 30 unterschiedliche Typen zu erkennen.
Sortierung von 7.000 Bällen/h
Der Sortierprozess verläuft in zwei Stufen. Zunächst werden die Bälle, deren Zusammensetzung je Prüfauftrag völlig unbekannt ist, nach Marken sortiert. Nachdem die Markenreinheit über diesen Sortierschritt sichergestellt ist, werden dann die einzelnen Marken nach Typen, Farben oder Typenmix sortiert. Die Anlage verfügt über insgesamt 32 Sortierstellen zzgl. eines NIO-Auslasses und ist in der Lage, pro Stunde bis zu 7.000 Bälle zu verarbeiten. Über ein Rohrsystem werden die Bälle von der Bandstrecke ausgeschleust und in unterschiedlich großen Behältertypen gesammelt. Durch einen vorgeschalteten Steigförderer mit einem Bunkervolumen von bis zu 15.000 Bällen kann die Anlage etwas mehr als zwei Stunden autark arbeiten.
Die größte Schwierigkeit in Verbindung mit der Aufgabenstellung ist die Typenvielflat selbst innerhalb einer Klasse. So gibt es z.B. allein zur Unterscheidung des Markenzeichens von Nike bis zu zehn unterschiedliche Logodarstellungen. Diese unterscheiden sich durch Größe und durch die Kombination mit anderen Zeichen. Eine Erkennung der Logos mit regelbasierten Ansätzen ist aufgrund der Vielfalt aus diesem Grunde undenkbar. Für das Trainieren der KI ist daher ein enormer Aufwand notwendig, da die Unterschiede innerhalb der Klassen und auch die Tatsache, dass es viele Bälle mit Logos- und unbekannten Logozusätzen gibt, herausfordernd ist.
Konstruktion mit Besonderheiten
Die Konstruktion und Automation der Anlage musste von MiniTec auf die besondere Aufgabenstellung hin angepasst werden. So verfügt der Fördergurt über 88 angeschraubte Nocken, um die Golfbälle beim Transport zu separieren. Sobald ein Golfball bezüglich Hersteller und Typ identifiziert ist, wird er in den entsprechenden Behälter geblasen. Dazu wird jede Blasdüse einzeln angesteuert (32 Ventile). Die Ausschleuse-Stelle für nicht erkannte Golfbälle wird per Sensor überwacht. Dieser dient sowohl zum Zählen der schlechten Bälle, als auch als Überlaufschutz, wenn die Kiste voll ist und die Bälle nicht mehr abtransportiert werden können. Auch an das generelle Handling und die Arbeitssicherheit wurde gedacht. So kann die komplette Anlage bei Bedarf durch die Heberollen von Hand verfahren werden. Für Wartung und Servicearbeiten sind zwei Sensor-überwachte Doppelflügeltüren integriert. Zudem verfügt die Maschine über einen Eingreifschutz aus 5mm durchsichtigen Polycarbonatscheiben.