Summary
Bei der automatisierten Verpackung von schnell bewegten Produkten unter kontrollierten Bedingungen produzieren Thermoformanlagen transparente Kunststoff-Blister-Trays aus Endlosrollenmaterial. Eine kleine Reflex-Lichtschranke mit patentierter UV-Technologie für transparente Objekte erkennt das Vorhandensein jedes einzelnen Satzes von Trays nach dem Formen, löst den nächsten Vorgang aus und aktiviert optional eine Zählschaltung. Manuelle Eingriffe werden vermieden, wodurch ein kontaminationsfreier, zuverlässiger Betrieb mit geringen oder gar keinen Ausfallzeiten ermöglicht wird.
Kundennutzen
- UV-Sensoren gewährleisten eine zuverlässige Erkennung von unregelmässig geformten Objekten aus transparentem Kunststoff
- Sichere Detektion von dünnsten transparenten Materialien
- Maximale Betriebsreserve dank hohem Absorptionsfaktor von UV-Licht durch transparente Kunststoffe
- Das Risiko der Mehrfachschaltung eines einzelnen Objekts wird ausgeschlossen
- Zuverlässiger Betrieb ohne manuelle Eingriffe
- Sehr geringe Empfindlichkeit gegenüber Staub, flüssige Tröpfchenbildung und Spritzer
- Grosse Reichweite ermöglicht eine gesamte Palette an Maschinengeometrien abzudecken
- Ein einfacher ein- oder zweistufiger Teach-Vorgang optimiert die Inbetriebnahme des Sensors
- Empfindlichkeitsparameter werden über IO-Link aus Entfernung abgerufen oder aktualisiert
- Der Stabilitätsalarm weist auf eine reduzierte Empfindlichkeit hin, um ungeplante Betriebsunterbrechungen zu vermeiden
Alleinstellungsmerkmale
Reflexions-Lichtschranke für die Erkennung transparenter Objekte- Die Form des Objekts hat nur sehr geringe Auswirkungen auf die Erkennung
- Das Protokoll der seriellen IO-Link-Verbindung ist bei PNP-Versionen ohne zusätzliche Kosten aktiviert
- Vorprogrammierte Empfindlichkeitsparameter werden im integrierten Sensorspeicher aufbewahrt
- Remote-Empfindlichkeitsabfrage oder -update über IO-Link
- Sehr unempfindlich gegenüber Verunreinigungen durch Staub, flüssige Tröpfchenbildung oder Spritzer
- Robuste, von Ecolab zugelassene Sensoren mit Miniaturgehäusen aus Kunststoff mit Schutzart IP67
Aufgabenstellung
Bei der Betriebsleitung setzen Produktionsingenieure oft auf eine hochintegrierte Prozesssteuerung, vor allem bei hochvolumigen Verpackungslinien. Thermoformanlagen, die häufig in der modernen Prozessfertigung in einer Reihe von Branchen von Pharmazeutika bis hin zu Lebensmitteln und Getränken eingesetzt werden, spielen eine Schlüsselrolle bei der kontinuierlichen Herstellung von Kunststoffverpackungen, einschliesslich Blisterverpackungen und folienverschweissten Trays.
Typischerweise besteht diese Art von Verpackung aus einem vertieften, halbstarren Blistertray aus klarem Thermoplast, der in Reihe vakuumgeformt und nach nach dem Einlegen der gewünschten Produkte mit einer Metall- oder Kunststofffolie versiegelt wird. Konfigurierbare Thermoformanlagen sind ideal für die Hochgeschwindigkeitsproduktion solcher Blistertrays aus Endlosrollenmaterial.
Nach der Formung als Endlosstreifen durchlaufen die Trays die Anlage in Richtung einer Schneidestation. Die fehlerfreie Steuerung von Trays ist für die Steuerung des Durchsatzes unerlässlich. Sensoren müssen das Vorhandensein der transparenten Trays beim Durchlauf durch die Anlage erkennen und nachfolgende Arbeitsgänge, einschliesslich Befüllen und Verschliessen, einleiten. Bei Bedarf muss ein Sensor auch einen Zähler erhöhen, wenn jeder Satz von Trays die Abtastposition durchläuft.
Optoelektronische Sensoren mit sichtbaren Lichtquellen sind ungeeignet, da sie eine teilespezifische Einstellung erfordern, um Trays mit mehreren unterschiedlichen Profilen zuverlässig zu erkennen. Es wird eine Lösung benötigt, die die Effizienz durch Vermeidung manueller Eingriffe zwischen den Chargen optimiert.
Realisierung
Die Reflexions-Lichtschranke Contrinex C23 mit ultravioletter LED-Lichtquelle für die Erkennung transparenter Objekte ist für diese Anwendung bestens geeignet. Einer dieser kleinen kubischen Sensoren, der gegenüber einem kompakten rechteckigen Reflektor montiert ist, befindet sich nach dem Formen neben dem Streifen der Trays. Da jeder Traysatz den reflektierten UV-Strahl durchbricht, löst er den Sensor aus, leitet nachgeschaltete Vorgänge ein und erhöht bei Bedarf die Stückzahl.
Contrinex Lichtschranken für transparente Objekte verwenden ein patentiertes Reflex-Funktionsprinzip mit polarisiertem ultraviolettem Licht bei 275 nm. Bei dieser Wellenlänge wird die Absorption des polarisierten UV-Lichts mit den meisten gängigen Kunststoffen maximiert. Der Sensorausgang ist unempfindlich gegenüber der Objektgeometrie und ermöglicht eine zuverlässige Erkennung von unregelmässig geformten Objekten, auch solchen mit geriffelten und gerillten Oberflächen und solchen mit komplexen Formen – was bei Sensoren mit sichtbarem Licht nicht gewährleistet werden kann.
Spezielle UV-Reflektoren aus High-Tech-Kunststoffmaterialien mit ausgezeichneten Reflexionseigenschaften im ultravioletten Bereich, stehen in einer Reihe von Grössen und Geometrien zur Auswahl, welche die Installation vereinfachen – auch bei beengten Platzverhältnissen. Die Positionierung von Sensoren und Reflektoren ist dank einer Reihe von verstellbaren Befestigungswinkeln einfach, und die autokollimierte Optik sorgt dafür, dass es keine Blindzonen gibt.
Ein PNP-Schliesser-Ausgang nach Industriestandard sorgt für optimale Flexibilität. Zusätzlich wird IO-Link, ein standardisiertes serielles Punkt-zu-Punkt-Verbindungsprotokoll für Sensoren und Aktoren, bei PNP-Versionen ohne zusätzliche Kosten aktiviert. Ein zweiter Ausgang liefert einen Stabilitätsalarm im Falle von Empfindlichkeitsverlust und signalisiert so die Notwendigkeit einer vorbeugenden Wartung, bevor eine Leistungsverschlechterung auftritt.
Die robuste Sensorkonstruktion, im Ecolab-zertifizierten Miniatur-Gehäuse aus Kunststoff (20 mm x 30 mm x 10 mm) mit M8-Stecker, sorgt für den zuverlässigen Betrieb. Ein Erfassungsbereich von bis zu 1200 mm, der über eine Teach-Taste oder über IO-Link eingestellt werden kann, ermöglicht eine Vielzahl von Maschinengeometrien. Die Empfindlichkeitsparameter werden im integrierten Speicher des Sensors aufbewahrt und können über IO-Link remote abgerufen oder aktualisiert werden, so dass keine manuelle Anpassung erforderlich ist.
Diese robusten Miniatursensoren erfüllen die Anforderungen des Kunden, an einen zuverlässigen Betrieb mit wenig oder keinem manuellem Eingriff. Die Lösung ist sehr kosteneffizient, mit minimaler nicht produktiver Nebenzeit. Der Durchsatz der Produktionslinie wird auf, oder über den Zielvorgaben gehalten.