Sensorlösungen für die Gebindebildung
Für die Gebindebildung werden häufig mehrspurige Staustrecken auf Förderanlagen eingesetzt, über die die Objektgruppen entsprechend zusammengestellt und zu nachgelagerten Verpackungsprozessen transportiert werden. Bei der automatischen Zusammenführung und Handhabung von Produkten müssen Greifer, Fördertechnik und Maschinenkomponenten präzise auf Anzahl, Format und Position der Objekte abgestimmt sein.
Trotz unterschiedlicher Farben, Oberflächenstrukturen und unregelmäßiger Formen müssen Sensoren die einzelnen Produkte sowie die gebildeten Gebinde positionsgenau und prozesssicher erkennen. Sie tragen damit wesentlich zu einer zuverlässigen Produktgruppierung, einer hohen Prozessstabilität und einer effizienten Weiterverarbeitung bei.
Sensorlösungen entlang des Gebindebildungsprozesses
Für die vielfältigen Anforderungen der Gebindebildung stehen speziell optimierte Sensorlösungen zur Verfügung. Sie ermöglichen die zuverlässige Detektion einzelner Produkte und kompletter Gebinde, unterstützen die präzise Positionsbestimmung und liefern zusätzliche Messdaten für die Prozesssteuerung und Qualitätskontrolle.
Darüber hinaus lassen sich Objektabmessungen, Stapelhöhen und Volumendaten zuverlässig erfassen. Die gewonnenen Informationen unterstützen nachgelagerte Prozesse wie die Kartonverpackung, Palettierung oder die Erstellung eines korrekten Lagenbildes. Ergänzend sorgen robuste Sensor- und Sicherheitslösungen für eine hohe Anlagenverfügbarkeit sowie den sicheren Betrieb der Maschinen.
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Anwendungsbereiche bei der Gebindebildung
Für die Gebindebildung lassen sich vier zentrale Anwendungsbereiche definieren: die Zuführung des Verpackungsmaterials, die Produktgruppierung, die Qualitätskontrolle sowie die Gewährleistung der Arbeitssicherheit.
Applikationen bei der Gruppierung
Erkennen durchbrochener Objekte
Anforderung:
Lebensmittel werden zwischen einzelnen Prozessschritten in Kunststoffkörben transportiert. Für eine zuverlässige Erkennung der Körbe werden Sensoren mit geeigneter Lichtfleckgeometrie benötigt. Kleine Unterbrechungen, unterschiedliche Farben, Oberflächen oder Behälterhöhen dürfen die Detektion nicht beeinträchtigen.
Lösung:
Der Lichtbandsensor RK46C.DXL VarOS erkennt Objekte mit einem 45 mm breiten Lichtband zuverlässig. Die Erkennung erfolgt an beliebiger Stelle innerhalb des Lichtbands. Damit werden unregelmäßige Vorderkanten oder unterbrochene Behälter, z. B. Körbe, zuverlässig detektiert. Auf der gegenüberliegenden Seite können Standardreflektoren eingesetzt werden.
Kontrolle der Zusammenführung
Anforderung:
In einer Sekundärverpackung sollen mehrere Objekte zusammengeführt und gemeinsam gepackt werden. Um Fehlteile in den Packungen zu vermeiden, soll die Präsenz der Objekte geprüft werden.
Lösung:
Der messende Sensor ODS 9 liefert Abstandswerte von Objekten auf übereinander angeordneten Spuren an die Maschine. Mit einer Auswertung auf einen Differenzbereich können zusammengehörende Objekte erkannt werden.
Abzählen der Produkte
Anforderung:
Die produzierten (und primärverpackten) Teile werden über eine Rutsche zu einem Auffangbehälter bzw. Gebindebehälter transportiert. Das Erreichen der gewünschten Anzahl soll überwacht werden. Auch bei unförmigen und glänzenden Oberflächen der Teile muss die Überwachung zuverlässig arbeiten.
Lösung:
Die schaltenden Lichtvorhänge CSL 710 überzeugen durch einfache Parametrierung und große Funktionsreserven – auch bei kleinsten Teilen. Verschiedene Befestigungsmaterialien ermöglichen die optimale mechanische Integration in die Maschine. Für Anwendungen mit IO-Link Schnittstelle stehen die messenden Lichtvorhänge zur Verfügung.
Erkennen von Objekten in Folie
Anforderung:
Objekte sollen in einer Verpackungsfolie erkannt werden, um eine Kollision mit dem Schweißbalken zu vermeiden. Die zu verpackenden Objekte können beliebige Formen haben.
Lösung:
Die messenden Lichtvorhänge CML 730i sind für die Detektion von Objekten in Folie entwickelt. Mit Hilfe des Powersettings können unterschiedliche Verpackungsfolien ein- oder mehrlagig durchstrahlt und die sich darin befindlichen Produkte erkannt werden.
Erkennen von Gebinden
Anforderung:
Werden Flaschen und Dosen mit Folie zu Gebinden umschrumpft, oder mit Kartonclips zusammengehalten, müssen diese auch in mehrspurigen Transportstrecken erkannt werden. Unterschiedliche Gebindearten mit transparenter Folie oder verschiedenen (Folien)bedruckungen sollen zuverlässig erkannt werden.
Lösung:
Der Gebindesensor DRT 25C.R bzw. DRT35C.R verwendet die Oberfläche des Transportbandes als Referenz. Dadurch erkennt er zuverlässig das komplette Spektrum an Gebindearten. Bei einem Produktwechsel sind deshalb keine Anpassungen am Sensor notwendig.
Ausrichtungskontrolle
Anforderung:
Werden verschiedene Gebindebreiten auf einer Fördertechnik transportiert, muss vor der Palettierung die Ausrichtung der Gebinde geprüft werden. Die dafür eingesetzte Sensorik muss die komplette Breite der Gebinde und alle auftretenden Varianten zuverlässig erkennen.
Lösung:
Der messende Lichtvorhang CML 730i in V-Anordnung ermöglicht die Auswertung von Gebinden auf Breite und Vollständigkeit von oben. Hierzu werden ausgesandte Lichtstrahlen vom Objekt zum Empfänger reflektiert. Verschiedene Strahlabstände und Messlängen sind wählbar.
Applikationen beim Verpackungsmaterial
Stapelpositionierung
Anforderung:
Die auf einem Stapel vorbereiteten Kartonzuschnitte sollen automatisiert abgestapelt, vereinzelt und anschließend dem Klebe- und Faltprozess zugeführt werden. Um die nachgelagerten Prozessschritte optimal ausführen zu können, muss der Kartonstapel an einer bestimmten Stelle des Förderbandes positioniert werden.
Lösung:
Der kompakte Distanztaster ODT 3C überprüft die Anwesenheit des Kartonstapels mit der schaltenden Sensorfunktion. Die genaue Position des Stapels kann mit der messenden Sensorfunktion über die IO-Link Schnittstelle ausgegeben werden.
Folienvorrat und Zuführung
Anforderung:
Die Einschlagfolie bzw. Schrumpffolie für Gebinde wird in großen Rollen bereitgestellt. Um ein gleichmäßiges Abrollen der Folie sicherzustellen, wird die Achse motorisch angetrieben. Ein Sensor muss permanent den Durchmesser der Rolle erfassen.
Lösung:
Die messenden Sensoren ODS 9 oder ODS 96 liefern ein analoges Signal in Relation zum Rollendurchmesser an die Steuerung. Eine Alternative für die Durchmessererfassung sind die Ultraschall-Sensoren DMU318 und DMU418. Distanzsensoren sind mit unterschiedlichen Messbereichen erhältlich.
Erkennen von Positionen
Anforderung:
Die Zuteilung sowie Zuführung von Primärverpackungen erfolgt oft in Magazinen. Die Position dieser Magazine oder Zuteilfinger soll erkannt werden, um Kollisionen zu vermeiden und den Vorschub zu steuern.
Lösung:
Induktive Sensoren der Serien IS 288 oder IS D08 erkennen die Metallstrukturen der Magazine zuverlässig und positionsgenau. Sie eignen sich mit ihrer kleinen Bauform und den definierten Schaltabständen besonders gut für diese Anwendung.
Applikationen bei der Qualitätskontrolle
Überprüfen des Inhalts
Anforderung:
Es soll geprüft werden, ob der Karton wie vorgesehen befüllt worden ist. Bei undurchsichtigen Verpackungen ist dies eine sehr anspruchsvolle Aufgabe, für die sich kapazitive Sensoren besonders gut eignen.
Lösung:
Die kapazitiven Sensoren LCS prüfen bei einspurigem Transport durch den Karton hindurch, ob ein Inhalt vorhanden ist. Die zylindrische Bauform der Sensoren ermöglicht eine platzsparende Integration.
Gassenkontrolle bei runden Objekten
Anforderung:
Für die Gassenkontrolle in der Zuführung zur Gebindebildung sollen Lücken vermieden werden. Dazu werden die Behälter in Gassen aufgereiht und an geeigneten Stellen aufgestaut. Eine auftretende Lücke muss erkannt und über die Transportbandsteuerung behoben werden.
Lösung:
Eine einfache Lösung stellen mechanische Bügel in Verbindung mit Sensoren zur Endlagenerkennung dar. Über Metallwinkel an den Kunststoffbügeln kann die Endlage mit einem induktiven Sensor der Serie ISS 212 in Metall- oder Edelstahlgehäusen erkannt werden.
Kontrolle der Vollständigkeit
Anforderung:
In der Zuführung einer Verschließmaschine soll die Vollständigkeit und das Vorhandensein mehrerer Produkte erkannt werden. Unvollständige Verpackungen sollen ausgeschleust werden.
Lösung:
Simple Vision Sensor IVS 108 erkennt fehlende Produkte über Referenzbilder oder / und über einen Mustervergleich. Mit integrierten Softwaretools kann der Sensor einfach und schnell an unterschiedliche Inspektionsaufgaben angepasst werden.
Applikationen im Bereich Arbeitssicherheit
Sicherung von Gefahrstellen an Maschinen
Anforderung:
An Verpackungsmaschinensind am Ein- und Auslauf der Maschine Öffnungen erforderlich. Um einen Zugriff auf gefahrbringende Bewegungen innerhalb der Maschine zu verhindern, müssen die Öffnungen mechanisch oder mit optischen Sicherheitssensoren abgesichert werden.
Lösung:
Die Sicherheits-Lichtvorhänge ELC 100 und MLC 500 bieten mit ihrer großen Auswahl an Schutzfeldlängen und Auflösungen die passende Lösung für die Sicherung von Gefahrstellen. Dabei fokussieren die ELC 100 auf ein kostenoptimiertes Maschinendesign. Die umfassende Baureihe MLC 500 eignet sich auch für spezielle Anwendungsfälle.
Überwachen von Schutztüren
Anforderung:
Für den Zugang zu einzelnen Maschinenbereichen sind Maschinen mit Türen und Klappen ausgestattet, z. B. um Magazine zu wechseln oder um Bereiche zu reinigen. Diese Türen und Klappen müssen im Betrieb geschlossen bleiben und sicherheitstechnisch überwacht werden.
Lösung:
Die Sicherheits-Näherungssensoren RD 800 überwachen Türen und Klappen und bieten mit ihren RFID-kodierten Betätigern höchsten Schutz gegen Manipulation. Durch die Schutzart IP 69K und die Betriebstemperatur bis zu 70 °C lassen sich die Geräte vielseitig einsetzen. OSSD-Ausgänge und Performance Level PL e sorgen für eine einfache Integration. Die Signalsäulen TL305 zeigen gut erkennbar den Status an.
Weitere Themenbereiche in der Verpackungsindustrie
Häufige Fragen zur Gebindebildung
In vielen Fällen ist das Einzelobjekt recht klein und wird bereits aus Gründen des Transports in abgezählten Einheiten von vier, sechs oder mehr Produkten zusammengefasst. Durch die Bildung von Gebinden lassen sich Produkte einfacher handhaben, transportieren und lagern. Die zusätzliche Verpackung sorgt dabei für einen stabilen Verbund der Einzelobjekte und unterstützt einen sicheren Materialfluss.
Sensoren unterstützen verschiedene Prozessschritte bei der Gebindebildung. Dazu zählen die Erkennung einzelner Produkte, die Kontrolle von Produktabständen, die Überwachung der Gruppierung sowie die Detektion fertig gebildeter Gebinde. Dadurch können Produkte zuverlässig zusammengeführt und nachfolgende Verpackungsprozesse unterstützt werden.
In Verpackungsanlagen unterscheiden sich Produkte häufig hinsichtlich Farbe, Oberflächenbeschaffenheit oder Form. Sensoren müssen diese Objekte dennoch zuverlässig detektieren und deren Position exakt erfassen. Dies schafft die Grundlage für eine sichere Gruppierung sowie eine präzise Übergabe an nachgelagerte Prozesse.
Vor dem Einschlagen in Folie oder dem Einlegen in Kartons muss sichergestellt werden, dass alle vorgesehenen Produkte vorhanden sind. Hierzu können Sensorsysteme eingesetzt werden, die die Anzahl, Lage oder Anordnung der Objekte kontrollieren. Dadurch lassen sich Fehlgebinde frühzeitig erkennen und aussortieren.
Sensoren erfassen Informationen über Größe, Position oder Volumen von Gebinden und Verpackungen. Diese Daten können genutzt werden, um nachgelagerte Prozesse wie Kartonierung, Folienverpackung oder Palettierung zu unterstützen. Dadurch lassen sich Materialfluss und Handhabung effizient gestalten.