Inhaltsverzeichnis
1. Zuverlässiges Zählen von Flaschen
2. PET-Bündelverpackungen
3. Lösungen für unterschiedliche Applikationen
Neben der Durchsichtigkeit sind es vor allem Spiegelungen, Fokuseffekte von nicht planen Oberflächen oder andere optische Störer im Einsatzumfeld, die die Detektion transparenter Objekte aus PET erschweren und zu Fehlschaltungen führen können.
Die optoelektronischen Sensoren der Serie R200 und R201 unterscheiden sich äußerlich in ihrer jeweiligen, montageoptimierten Bauform – bieten aber ein serienübergreifendes, einheitliches Bedienkonzept, leistungsfähige Sensortechnologien wie DuraBeam-Laserdioden oder die MPT-Multipixel-Messtechnik und Industrie-4.0-Konnektivität per IO-Link. Ausgelegt auf hohe Arbeitsabstände sind in jeder Serie auch alle relevanten, optoelektronischen Funktionsprinzipien verfügbar: Einweg-Lichtschranken, Reflex-Lichtschranken mit Polfilter, Vordergrundausblendung oder zur Transparenterkennung, energetischen Reflex-Lichttastern, Tastern mit Hintergrundausblendung sowie messenden Lichtschranken mit zwei Schaltpunkten und Distanzsensoren.
Die zukunftsorientierte Produktarchitektur erlaubt es, besondere Anforderungen mit hoher Flexibilität und Wirtschaftlichkeit umzusetzen oder auch applikationsspezifische Systemlösungen zu generieren. Das Sensorsystem zur PET-Transparenterkennung zeigt dies beispielhaft: es kombiniert Reflexions-Lichtschranken der Serie R200 oder R201 mit einem speziellen Reflektor, der über einen zirkularen Polfilter verfügt, und bietet so eine hohe Erkennungssicherheit bei durchsichtigen Objekten. Interessant für den Maschinenbauer und Integrator ist zudem, dass der Reflektor mit den zirkularen Polfilter in keiner bestimmten Vorzugsrichtung montiert werden muss. Darüber hinaus treten im optischen System keine Verluste auf – die Reichweite ist identisch zu der beim Einsatz von Standardreflektoren.
Zuverlässiges Zählen von Flaschen
Die Lebensmittel- und Getränkeabfüllung sowie folienwickelnde Maschinen und Anlagen in Verpackungstechnik und Intralogistik zählen zu den wichtigen Einsatzgebieten von Sensorsystemen zur PET-Transparenterkennung. In Hochleistungs-Flaschenanlagen der Getränkeindustrie, beispielsweise in Mineralbrunnen oder bei der Produktion alkoholfreier Getränke, werden stündlich mehrere zehntausend durchsichtige PET-Flaschen abgefüllt. Aus dem Flaschenwascher oder aus der PET-Blasmaschine kommend werden sie auf Transportbändern mit hoher Geschwindigkeit in einem Endlos-Materialstrom dem Füller zugeführt. Um störungsfreie Abfüllprozesse und eine hohe Anlagenproduktivität zu gewährleisten, ist eine fehlerfreie Flaschenstromüberwachung, Flaschenzählung und Staukontrolle erforderlich.
Die Herausforderung für die Sensoren besteht zum einen in der Durchsichtigkeit der Objekte: PET-Flaschen dämpfen den Signalpegel um gerade einmal 10 %. Zum anderen gilt es, Spiegelungen, Fokuseffekte der gekrümmten Flaschenoberflächen sowie andere optische Störeffekte sicher auszublenden. Fehlschaltungen und Falschzählungen müssen zuverlässig vermieden werden – gerade im High-Speed-Betrieb. Unter diesen hochdynamischen Prozessbedingungen bewährt sich beispielsweise bei einem Mineralbrunnenbetrieb das Transparenterkennungssystem mit einer Reflexions-Lichtschranke der Serie R201. Der Sensor ist auf einen Reflektor im Hintergrund ausgerichtet, der mit einem zirkularen Polfilter ausgestattet ist. Dieser dämpft das remittierte Sensorsignal zusätzlich – je nach depolarisierendem Effekt auf bis zu 90 %. Dadurch wird die Erkennungssicherheit signifikant erhöht – jede einzelne PET-Flasche im Flaschenstrom zum Mineralwasserfüller wird mit höchster Zuverlässigkeit detektiert und Lücken im Flaschenstrom werden sicher erkannt. Gleichzeitig verbessert sich auch die Funktionsreserve. Die Systemeinheit aus Sensor und Reflektor wird deutlich unempfindlicher gegenüber äußeren Einflüssen wie Verschmutzungen. Um die Verfügbarkeit im rauen Umfeld des Abfüllbetriebes zu verbessern, meldet der Sensor via IO-Link relevante Diagnosedaten an die Anlagensteuerung und ermöglicht so beispielsweise ein rechtzeitiges Reinigen der Sensoroptik oder der Reflektoroberfläche.
PET-Bündelverpackungen
PET-Flaschen werden nach der Befüllung nicht nur in Flaschenkästen oder andere feste Gebinde gesetzt, sondern auch – wie beispielsweise beim Sixpack – in Bündeln aus PET-Folie verpackt. In diesem Sekundärverpackungsprozess besteht die Herausforderung darin, eine automatisierte und unterbrechungsfreie Zuführung der transparenten PET-Folie in die Schrumpfeinheit sicherzustellen. Wird ein Folienriss zu spät erkannt, kann dies zu einer Fehlcharge mit einer großen Anzahl fehlerhaft folierter Gebinde führen, die beim Transport oder beim Umsetzen in das Verkaufsregal auseinanderfallen können.
Um bei der Herstellung fehlerfreier PET-Verkaufsgebinde für den Handel auf der sicheren Seite zu sein, setzt ein Abfüllbetrieb für fruchtsafthaltige Getränke bei der Detektion des transparenten PET-Packmittels auf das Sensorsystem zur Transparenterkennung von Pepperl+Fuchs. Mit einem Reflektor, der mit einem zirkularen Polfilter ausgestattet ist, nutzt die Systemeinheit den Depolarisierungseffekt, der beim Durchgang des ausgesendeten Lichtes durch die Folie entsteht, zur signifikanten Verbesserung der Erkennungssicherheit. Das von Pepperl+Fuchs entwickelte Verfahren zur PET-Transparenterkennung gewährleistet eine zuverlässige Anwesenheitskontrolle der transparenten Stretchfolie beim Einlauf in die Schrumpfeinheit – und vermeidet so die Gefahr fehlerhaft umschrumpfter Bündelverpackungen. Auch in dieser Applikation nutzt der Anwender die IO-Link-Konnektivität: per SmartBridge und Bluetooth sendet er Betriebs- und Diagnosedaten an eine digitale Betriebsüberwachungs-Applikation und erreicht dadurch für mehr Verfügbarkeit und Produktivität.
Lösungen für unterschiedliche Applikationen
Durchsichtige Kunststoff-Verpackungen, Flaschen aus PET, Ampullen und Pipetten, wasserlösliche Tiefziehfolien zur Herstellung von Wasch- und Spülmittel-Pads, Folien zur Ladungssicherung auf Paletten – in vielen Herstellungsprozessen müssen Automatisierer eine Welt transparenter Objekte und Oberflächen beherrschen. Seine optische Performance eröffnet dem Sensorsystem zur PET-Transparenterkennung von Pepperl+Fuchs somit ein breites Applikationsspektrum. Wer die Erkennung durchsichtiger Objekte und Materialien in Montagesituationen integrieren muss, die für die Serien R200 und R201 zu eng sind, kann hierfür auf das funktionsgleiche Sensorsystem zur Transparenterkennung mit den Miniatursensoren der Serien R100, R101 und R103 und entsprechend angepassten Arbeitsabständen zurückgreifen. ge
Weitere Details zu den Lösungen
