Sensorlösungen für die Kartonverpackung
In der Sekundärverpackung werden bereits verpackte Einzelprodukte für ein effizientes Handling in Kartons eingelegt oder zu Gebinden zusammengefasst. Das Anwendungsspektrum von Sensoren für die Kartonverpackung ist dabei vielfältig: Vor der Endverpackung muss beispielsweise sichergestellt werden, dass Verpackungen vollständig befüllt sind, Gebinde korrekt ausgerichtet transportiert werden und Kartons zuverlässig verschlossen sind.
In Kartoniermaschinen unterstützen Sensoren unter anderem beim Aufrichten der Kartons, beim Einlegen der gruppierten Produkte sowie bei der Überprüfung der korrekten Befüllung. Darüber hinaus ermöglichen sie die präzise Vermessung von Stapelhöhen sowie die Erkennung und Kontrolle der Position von Produktstapeln und tragen so zu einem zuverlässigen und effizienten Verpackungsprozess bei.
Sensorlösungen entlang des Kartonierprozesses
Bereits die Bereitstellung und Zuführung von Kartons umfasst zahlreiche Sensoranwendungen. Moderne Sensorlösungen ermöglichen dabei nicht nur die zuverlässige Objekterkennung, sondern liefern zusätzliche Informationen zur Positionierung und Prozesssteuerung.
Im weiteren Verpackungsprozess unterstützen Sensoren die Vollständigkeitskontrolle von Verpackungsinhalten, die Überwachung geschlossener Kartons sowie die Erfassung relevanter Messdaten für nachgelagerte Prozesse. Darüber hinaus ermöglichen sie die Volumenmessung von Versandkartons, die Kontrolle von Verschluss- und Klebebandanwendungen sowie die zuverlässige Erkennung von beschädigten Ladungsträgern und Transportbehältern.
Klicken Sie auf die nummerierten Applikationen, um mehr über die jeweiligen Sensorlösungen zu erfahren.
Anwendungsbereiche bei der Kartonverpackung
Die Anwendungen umfassen Aufgaben rund um das Verpackungsmaterial, die Qualitäts- und Verschlusskontrolle der Kartons sowie Safety-Anwendungen für sichere Arbeitsbedingungen.
Applikationen beim Verpackungsmaterial
Stapelpositionierung
Anforderung:
Kartonzuschnitte werden stapelweise bereitgestellt und anschließend automatisch abgestapelt, vereinzelt sowie dem Klebe- und Faltvorgang zugeführt. Für einen störungsfreien Ablauf der nachgelagerten Prozesse muss der Stapel an einer definierten Position auf dem Förderband erkannt werden.
Lösung:
Mit seiner schaltenden Sensorfunktion detektiert der kompakte Distanztaster ODT 3C die Anwesenheit des Kartonstapels. Gleichzeitig ermöglicht die messende Sensorfunktion die Erfassung der genauen Position, die über IO-Link zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt werden kann.
Positions- und Anwesenheitskontrolle
Anforderung:
In einer Kartoniermaschine soll der Füllstand des Faltschachtelmagazins erkannt werden. Die Detektion soll möglichst farb- und oberflächenunabhängig erfolgen.
Lösung:
Die präzise einstellbaren Lichttaster mit Hintergrundausblendung HT 3C bzw. HT 25C mit sichtbarem Lichtfleck eignen sich für die Positions- und Anwesenheitskontrolle. Es gibt Varianten mit verschiedenen Lichtfleckgeometrien. Eine Formatumstellung mit Abstandsänderungen ist mit dem HT 3C.3 über die IO-Link Schnittstelle möglich.
Vermessen von Stapelhöhen
Anforderung:
Primärverpackungen werden in das Magazin einer Verpackungsmaschine gestapelt. Für die Zuteilung der korrekten Menge soll die Stapelhöhe überwacht werden. Dafür sind Sensoren mit einer hohen Auflösung und Genauigkeit sowie einem präzisen und gut zu positionierenden Lichtfleck erforderlich.
Lösung:
Die messenden Sensoren ODS 9 mit gestaffelten Reichweiten und Laserklasse 1 sind einfach und flexibel für die Vermessung von Stapelhöhen einsetzbar. Der Abstandswert wird als analoges Strom- oder Spannungssignal ausgegeben. Die IO-Link Schnittstelle sorgt für eine schnelle Integration sowie zusätzliche Parametriermöglichkeiten.
Erkennen von Positionen
Anforderung:
Primärverpackungen werden häufig über Magazine bereitgestellt und zugeführt. Für eine kollisionsfreie Bewegung präzise Steuerung des Vorschubs ist die Erfassung der Position von Magazinen oder Zuteilfingern erforderlich.
Lösung:
Zur zuverlässigen Positionsüberwachung der metallischen Magazinstrukturen kommen induktive Sensoren zum Einsatz. Die induktiven Sensoren IS 288 und IS 208 sind dank ihrer kleinen Bauform und ihrer definierten Schaltabstände optimal für diese Anwendung geeignet.
Applikationen bei der Qualitätskontrolle
Überprüfen des Inhalts
Anforderung:
Um die Prozessqualität sicherzustellen, soll kontrolliert werden, ob sich der vorgesehene Inhalt im Karton befindet. Vor allem bei opaken Verpackungen eignen sich kapazitive Sensoren besonders gut für diese Prüfaufgabe.
Lösung:
Die kapazitiven Sensoren LCS detektieren bei einspurig geförderten Kartons den Inhalt durch die Verpackung hindurch. Ihre kompakte, zylindrische Bauform ermöglicht eine einfache und platzsparende Einbindung in die Anwendung.
Dokumentation von Kartoninhalten
Anforderung:
Vor dem Verschließen eines Versandkartons soll der Inhalt zu Nachverfolgungszwecken dokumentiert werden. Dazu soll ein Bild des Inhaltes aufgenommen und abgespeichert werden.
Lösung:
Mit der industriellen Webcam LCAM 308 wird über eine externe Aktivierung ein einzelnes farbiges Bild aufgenommen. So lässt sich der Kartoninhalt dokumentieren und über die Ethernet-Schnittstelle an eine übergeordnete Steuerung übertragen. Einstellungen können über den integrierten Webbrowser erfolgen.
Glanzerkennung
Anforderung:
Versandkartons werden nach dem Befüllen mit einem Selbstklebeband automatisch verschlossen. Ein Sensor soll das Vorhandensein des Klebebands erkennen.
Lösung:
Der kompakte Reflexions-Lichttaster RK 3C (Glanzsensor) erkennt das glänzende Sebstklebeband zuverlässig auf dem Versandkarton.
Verschlusskontrolle bei Kartons
Anforderung:
Nach dem Befüllen werden die Versandkartons automatisch verschlossen. Mit Hilfe einer Prüfeinrichtung soll erkannt werden, ob die Laschen verschlossen und verklebt sind.
Lösung:
Lichtschnittsensor LRS 36 kann anhand einer Referenzkontur nicht korrekt verschlossene Kartons erkennen. Unterschiedliche Referenzkonturen können im Sensor abgespeichert und über eine digitale Schnittstelle ausgewählt werden. Durch die hohe Messgenauigkeit können selbst kleine Abweichungen erkannt werden.
Kontrolle des Versandlabels
Anforderung:
Nach dem Befüllen und Verschließen des Versandkartons wird ein Etikett aufgebracht. Der aufgedruckte Code muss auf Lesbarkeit und Korrektheit geprüft werden.
Lösung:
Der Codeleser DCR 200i kann sowohl Barcodes als auch 2D-Codes unabhängig von der Ausrichtung decodieren und stellt so eine sehr flexible Lösung dar. Der Codeinhalt wird über die integrierte Ethernet-Schnittstelle ausgegeben.
Volumenmessung Versandkarton
Anforderung:
Um Versandkartons korrekt zuordnen zu können, soll das Volumen ermittelt werden. Dazu müssen die Abmessung der durchlaufenden Versandkartons in allen drei Dimensionen gemessen werden.
Lösung:
Das Konturmesssystem CMS 700i ermittelt von Objekten im Durchlauf Höhe, Breite, Länge, Lagewinkel und Position zur Transportbandkante. Das Komplettsystem beinhaltet alle Komponenten für Installation und Betrieb. Die Kommunikation erfolgt ethernetbasiert über PROFINET und TCP/IP.
Applikationen im Bereich Arbeitssicherheit
Sichern von Gefahrstellen an Maschinen
Anforderung:
Für den Produkttransport benötigen Verpackungsmaschinen Öffnungen am Ein- und Auslauf. Damit kein Eingriff in Bereiche mit gefahrbringenden Bewegungen möglich ist, müssen diese Zugänge entsprechend abgesichert werden.
Lösung:
Zur Sicherung von Gefahrstellen stehen die Sicherheits-Lichtvorhänge ELC 100 und MLC 500 mit einer breiten Auswahl an Schutzfeldlängen und Auflösungen zur Verfügung. Während die ELC 100 auf kostenoptimierte Maschinenkonzepte ausgelegt sind, bietet die Baureihe MLC 500 zusätzliche Flexibilität für spezielle Anwendungsfälle.
Überwachen von Schutztüren
Anforderung:
Für den Zugang zu unterschiedlichen Maschinenbereichen verfügen Verpackungsmaschinen über Türen und Klappen, beispielsweise für Reinigungsarbeiten oder den Wechsel von Magazinen. Während des Betriebs müssen diese Zugänge geschlossen bleiben und sicherheitstechnisch überwacht werden.
Lösung:
Die Sicherheits-Näherungssensoren RD 800 überwachen Türen und Klappen zuverlässig und bieten durch ihre RFID-kodierten Betätiger einen hohen Schutz vor Manipulation. Mit Schutzart IP69K und einer Betriebstemperatur von bis zu 70 °C eignen sie sich für vielfältige Einsatzbereiche. OSSD-Ausgänge sowie Performance Level PL e ermöglichen eine einfache Anbindung an die Sicherheitssteuerung. Die Signalsäulen TL305 visualisieren den aktuellen Anlagenstatus gut sichtbar.
Weitere Themenbereiche in der Verpackungsindustrie
Häufig gestellte Fragen zur Kartonverpackung
Da die Produkte in der Regel bereits im vorgelagerten Prozessschritt primärverpackt wurden, besteht üblicherweise kein direkter Kontakt zwischen Produkt und Sensor. Dadurch sind die Anforderungen an Hygiene sowie an Häufigkeit und Intensität der Reinigung geringer, sodass auch eine größere Auswahl an Gehäusematerialien eingesetzt werden kann.
Sensoren unterstützen zahlreiche Prozessschritte innerhalb von Kartoniermaschinen. Dazu gehören beispielsweise die Bereitstellung und Positionierung von Kartonzuschnitten, die Kontrolle der Produkterkennung vor dem Einlegen, die Überwachung der korrekten Befüllung sowie die Kontrolle von Verschluss- und Transportprozessen. Dadurch lassen sich Abläufe automatisieren und Prozessfehler frühzeitig erkennen.
Vor dem Verschließen eines Kartons muss sichergestellt werden, dass alle vorgesehenen Produkte vollständig eingelegt wurden. Hierfür können Sensorsysteme genutzt werden, die die Anzahl, Anordnung oder Anwesenheit der Produkte kontrollieren. Dadurch lassen sich Fehlverpackungen vermeiden und die Prozessqualität erhöhen.
Sensoren ermöglichen die kontinuierliche Kontrolle verschiedener Qualitätsmerkmale entlang des Verpackungsprozesses. Hierzu zählen beispielsweise die Überprüfung der Kartonposition, die Kontrolle von Verschlüssen, die Erkennung von Beschädigungen sowie die Vermessung von Konturen und Abmessungen. Abweichungen können frühzeitig erkannt und nachgelagerte Prozesse entsprechend unterstützt werden.