Sensorlösungen für die Karton- und Gebindeverpackung

In der Sekundärverpackung werden primär verpackte Einzelprodukte für ein einfacheres Handling in Kartons verpackt oder zu Gebinden zusammengefasst. Das Anwendungsspektrum unserer Sensoren ist dabei vielfältig: Vor der Endverpackung muss geprüft werden, ob die Inhalte in der jeweiligen Verpackung vollständig sind, ob die Gebinde richtig ausgerichtet transportiert werden oder ob Kartons optimal verschlossen sind. In Kartoniermaschinen werden die korrekte Befüllung der Umverpackung erkannt, eine Stapelhöhe vermessen oder die Position von Stapeln erkannt und geprüft.

Schaltende und messende Lichtvorhänge können Objekte über die komplette Förderbreite hinweg in kleinen Auflösungen erkennen oder vermessen. Die messenden Lichtvorhänge CML 730 als Variante PS sind dabei speziell für die Detektion von Objekten innerhalb einer Verpackungsfolie entwickelt. Das als Komplettsystem verfügbare, modulare Volumenmesssystem CMS 700i ermittelt das Volumen von Versandkartons während des Transports. So kann es die im Prozess nachgelagerte Palettieranlage bei der Erstellung eines korrekten Lagenbildes für den Produktstapel auf der Palette unterstützen. Der Lichtbandsensor der Serie 46C (VarOS) erkennt mit einem bis zu 45 mm breiten Lichtband beispielsweise defekte Paletten oder unterbrochene Behälter wie Gitterkörbe auf einem Transportband.

01 Erkennen von durchbrochenen Objekten

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.

02 Kontrolle der Zusammenführung von Verpackungen

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.

03 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.

04 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:
Der 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.

05 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.

06 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 messende Sensor 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.

07 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.

08 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.

09 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 erkennen die Metallstrukturen der Magazine zuverlässig und positionsgenau. Sensoren der Typen IS 288 oder IS 208 eignen sich mit ihrer kleinen Bauform und den definierten Schaltabständen besonders gut für diese Anwendung.

10 Sichern von Gefahrstellen an Maschinen

Anforderung:
An Verpackungsmaschinen sind 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.

11 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.

12 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 730PS 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.

13 Erkennen von Gebinden

Anforderung:
Werden Flaschen und Dosen mit Folie zu Gebinden umschrumpft, müssen diese auch in mehrspurigen Transportstrecken erkannt werden. Unterschiedliche Gebindearten mit transparenter Folie oder verschiedenen Folienbedruckungen sollen zuverlässig erkannt werden.

Lösung:
Der Gebindesensor DRT25C.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.

14 Glanzerkennung

Anforderung:
Versandkartons werden nach dem Befüllen mit einem Selbstklebeband automatisch verschlossen. Ein Sensor soll das Vorhandensein des Klebebands erkennen.

Lösung:
Der kompakte Reflexionslichttaster RK 3C erkennt das glänzende Sebstklebeband zuverlässig auf dem Versandkarton.

15 Ausrichtungskontrolle von Gebinden

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.

16 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:
Der 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.

17 Kontrolle von 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.

18 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.