Soluzioni con sensori per l’industria dolciaria e dei prodotti da forno
Quando si tratta di processi di confezionamento automatizzati nel settore dolciario e dei prodotti da forno, un aspetto è fondamentale: la massima flessibilità. Spesso su un’unica linea di confezionamento vengono lavorati e confezionati prodotti di ampia varietà – in sistemi a binario singolo a seconda delle dimensioni, ma principalmente in sistemi a più binari. Di conseguenza, vi è la necessità di sensori in grado di rilevare in modo affidabile un’ampia varietà di prodotti senza richiedere regolazioni o impostazioni aggiuntive.
Il rilevamento diventa particolarmente impegnativo quando i prodotti dolciari e da forno vengono confezionati in pellicole lucide o trasparenti. Le principali sfide risiedono nel riconoscimento affidabile degli oggetti dall’alto – come è comune nei sistemi a più corsie – e nel garantire un elevato grado di indipendenza dal colore, dalla forma e dalle proprietà dei materiali dei prodotti.
Soluzioni con sensori lungo le linee di lavorazione e confezionamento
Le nostre innovative soluzioni di sensori sono progettate specificamente per soddisfare i requisiti esigenti dei sistemi di lavorazione e confezionamento nel settore dolciario e dei prodotti da forno. Consentono il rilevamento affidabile di prodotti con forme complesse o caratteristiche superficiali particolarmente impegnative e garantiscono processi stabili e affidabili, anche in sistemi a più corsie.
Inoltre, le moderne tecnologie di sensori consentono il rilevamento affidabile dei prodotti confezionati, anche in presenza di pellicole trasparenti, lucide o metallizzate. Per attività di collaudo e ispezione più complesse, sono disponibili anche soluzioni flessibili di elaborazione delle immagini, che consentono un’ampia gamma di verifiche e controlli di qualità direttamente all’interno del processo.
Applicazioni nel processo di confezionamento per l’industria dolciaria e dei prodotti da forno:
Le applicazioni lungo l’intero processo sono tanto diverse quanto i prodotti stessi – e spaziano dal trasporto degli oggetti e dal monitoraggio del processo alla garanzia della qualità e ai materiali di imballaggio.
Applicazioni per il trasporto di oggetti
Regolazione della curvatura dell'impasto
Requisito:
In una macchina, l'impasto viene prima steso e poi trasformato in prodotti da forno. L'impasto viene steso con precisione fino allo spessore richiesto. Un sensore monitora che, durante il trasferimento sul nastro trasportatore, l'impasto mantenga inalterata la sua forma. Come variabile di misura si utilizza la distanza tra l'impasto e il sensore.
Soluzione:
Il sensore ODT 3C viene posizionato all'uscita della laminatrice sopra al nastro dell'impasto e trasmette un valore di distanza al PLC di livello superiore. L'analisi del valore di misura avviene tramite i dati di processo, via IO-Link. Inoltre, i dati diagnostici vengono trasmessi al controller tramite IO-Link ai fini dell’Industry 4.0.
Riconoscimento di prodotti sui nastri trasportatori
Requisito:
Per controllare la sezione tampone, i bordi anteriori dei prodotti sul nastro trasportatore devono essere rilevati in modo affidabile. Al fine di evitare fermi macchina dovuti ad errori di rilevamento, il sensore deve rilevare in modo affidabile anche quei prodotti che presentano geometrie impegnative, che vanno da quelle molto piatte a quelle molto alte.
Soluzione:
Grazie al suo principio di funzionamento, la fotocellula a tasteggio con riferimento dinamico DRT 25C rileva in modo affidabile qualsiasi oggetto: dai prodotti piccoli e piatti a quelli alti e sferici. La funzione di autoapprendimento con un solo pulsante rende la DRT 25C facile da configurare. Ulteriori funzioni del sensore possono essere controllate tramite l'interfaccia IO-Link.
Riconoscimento di oggetti a più corsie
Requisito:
Nell'industria alimentare il trasporto dei prodotti tra le varie fasi di processo spesso avviene su più corsie. Il rilevamento della presenza e/o della completezza dei prodotti può essere effettuato solo dall'alto e deve coprire tutte le corsie.
Soluzione:
I sensori a sezione ottica LRS 36 per il riconoscimento di oggetti, i LES 36 per la misura di oggetti e gli LPS 36 per la misura del profilo rilevano oggetti di vario tipo su una larghezza del campo di misura di 600 mm. Questo permette di individuare facilmente i prodotti mancanti. I sensori trasmettono la posizione e l'altezza degli oggetti.
Riconoscimento di prodotti imballati
Requisito:
In presenza di più nastri trasportatori disposti uno accanto all'altro a distanza ravvicinata, gli oggetti devono essere rilevati dall'alto. Negli impianti di produzione, l'ideale sarebbe che i cambi di formato non richiedessero nessun adattamento dei sensori, per evitare tempi di inattività.
Soluzione:
Prendendo come riferimento il nastro trasportatore ed mettendo in relazione la remissione e la distanza, la fotocellula a tasteggio di riferimento DRT 25C riconosce tutti gli oggetti. È sufficiente eseguire un apprendimento durante la messa in opera, non richiede adattamenti in caso di cambi di formato.
Riconoscimento di prodotti sui nastri trasportatori
Requisito:
Un produttore di generi alimentari confeziona i propri prodotti in imballaggi primari ad alta lucentezza. Successivamente le confezioni proseguono il loro trasporto su un nastro trasportatore e qui devono essere riconosciute in modo affidabile. Dei sensori con tempi di risposta brevi sono in grado di rilevare anche piccoli spazi tra i prodotti.
Soluzione:
I sensori della serie 5B possono essere montati in orizzontale sulla linea di trasporto. Il vantaggio della fotocellula a sbarramento è l’elevatissima riserva di funzionamento. Ciò garantisce un rilevamento affidabile anche in presenza di superfici critiche.
Applicazioni di monitoraggio dei processi
Controllo del livello di riempimento
Requisito:
Nella produzione di dolciumi si impiegano molti ingredienti e prodotti aggiuntivi, come gocce di cioccolato, liquidi, ecc. Per garantire un controllo continuo della fornitura di ingredienti è necessario rilevare i livelli di riempimento nei rispettivi contenitori.
Soluzione:
I sensori capacitivi LCS riconoscono i livelli di riempimento di liquidi e materiali sfusi in contenitori di plastica o di vetro. I sensori effettuano il rilevamento attraverso la parete del contenitore senza contatto con il prodotto. La posizione dei sensori definisce un livello di riempimento minimo e uno massimo.
Riconoscimento di residui negli stampi vuoti
Requisito:
Per garantire un processo produttivo affidabile, prima di riutilizzare gli stampi vuoti è importante assicurarsi che nessuno di essi presenti dei residui.
Soluzione:
Il sensore a sezione ottica LRS 36 prende un profilo della forma e fornisce un valore di distanza e uno di posizione per ciascun punto di misura lungo la linea laser. Il controllore collegato analizza se lo stampo è «vuoto» o se vi sono dei «residui nello stampo». In alternativa si può impiegare il sensore Simple Vision IVS 1000i con analisi delle immagini integrata.
Controllo dell’altezza del prodotto
Requisito:
Quando vi sono dei prodotti piatti impilati gli uni sugli altri, l'altezza della pila deve essere monitorata per non intralciare il processo di imballaggio successivo. Questo consente di controllare al contempo anche il numero dei prodotti impilati.
Soluzione:
Dotati di diversi campi di misura e risoluzioni, i sensori di misura della distanza ODS sono adatti al controllo del livello di riempimento. Grazie all’uscita analogica configurabile in corrente o tensione e all’interfaccia IO-Link, tali sensori possono essere facilmente adattati all’applicazione specifica.
Controllo in uscita e conteggio dei prodotti
Requisito:
In una macchina per il packaging, i prodotti difettosi o incompleti vengono scartati senza essere smistati o allineati. Le cortine fotoelettriche di intercettazione possono rilevare questi prodotti. Un'altra soluzione consiste nell'utilizzare una cortina fotoelettrica di intercettazione rapida all'uscita della macchina per contare i prodotti imballati correttamente.
Soluzione:
La cortina fotoelettrica di intercettazione CSL 710 disponibile in varie lunghezze e risoluzioni, è idonea al monitoraggio di grandi aperture per l'uscita dei prodotti. La compatta barriera fotoelettrica CSL 505 è una soluzione poco ingombrante per applicazioni semplici. La cortina fotoelettrica a riflessione CSR 780, grazie al suo tempo di risposta breve, è indicata per un conteggio rapido degli oggetti.
Riconoscimento del contenuto della confezione
Requisito:
In una macchina per il packaging orizzontale, le barrette di cioccolato vengono confezionate in un film. Spesso il film di imballaggio ha una stampa a colori e non è trasparente. Per consentire la saldatura del film tubolare nel punto corretto, il bordo anteriore della barretta situata nel film tubolare deve essere rilevato in modo affidabile.
Soluzione:
Le potenti fotocellule a sbarramento LS25CI.XXR super power e LS25CI.XR high power sono in grado di transilluminare senza sforzo la maggior parte delle pellicole metallizzate e di colore scuro. Anche nelle pellicole tubolari chiusi, i bordi anteriori dei prodotti vengono rilevati in modo affidabile nella confezione.
Applicazioni per il controllo qualità
Identificazione di stampi vuoti
Requisito:
Nella produzione di dolciumi si utilizzano forme per realizzare i prodotti o per dargli una forma. Nel processo il primo passaggio riguarda l'identificazione e la verifica dello stampo vuoto.
Soluzione:
Il compatto lettore di codici ad uso universale DCR 200i riconosce in modo affidabile i codici 1D e 2D. Per l'impiego nella lavorazione di generi alimentari è disponibile con alloggiamento in acciaio inossidabile. In caso di maggiori distanze dallo stampo vuoto, si rivela particolarmente indicato il potente sensore Simple Vision DCR 1000i.
Controllo della qualità e dell’altezza degli oggetti
Requisito:
Per l’ulteriore lavorazione in una confezionatrice orizzontale, è necessario garantire che i prodotti realizzati (ad esempio, barrette di cioccolato) si spostino singolarmente lungo il nastro trasportatore. A tal fine, il sistema verifica che venga mantenuta l’altezza definita del prodotto (ad esempio, oggetti impilati uno sopra l’altro).
Soluzione:
Il sensore della distanza ODT 3C è installato sopra il nastro trasportatore e guarda i prodotti sottostanti. Rileva gli oggetti (funzione sensore di commutazione) e ne misura simultaneamente l'altezza (funzione sensore di misura). In questo modo si garantisce che i prodotti scorrano separatamente sul nastro trasportatore. L'emissione dei dati di misura avviene tramite l'interfaccia IO-Link del sensore.
Identificazione di codici su confezioni in flowpack
Requisito:
Nei processi di imballaggio è necessario apporre un codice per garantire che il materiale di imballaggio sia stato correttamente abbinato al prodotto. I sensori devono controllare diversi tipi di codice ma anche la leggibilità di ciascuno di essi. In questo caso si può ricorrere a un lettore di codici a fotocamera.
Soluzione:
Il lettore di codici a fotocamera DCR 200i decodifica i codici 1D e 2D. La funzione del codice di riferimento integrata consente al sensore di confrontare il codice letto con il codice di riferimento o il codice target. Il risultato viene emesso in tempo reale tramite gli I/O digitali. In alternativa, il contenuto del codice può essere trasmesso al controllo della macchina tramite l'interfaccia fieldbus.
Controllo del punto di giuntura sigillato
Requisito:
Nel caso dei prodotti alimentari confezionati in film, una sigillatura effettuata correttamente serve a garantire la scadenza dei prodotti confezionati. A tal fine, la sigillatura deve essere costantemente monitorata durante il processo orizzontale. I sensori impiegati devono essere adattati alle condizioni di spazio esistenti nella macchina.
Soluzione:
Le fibre ottiche KF e KFX con diverse uscite del fascio e possibilità di fissaggio sono contraddistinte da una grande flessibilità di impiego in condizioni di montaggio ristrette. Se abbinato ad amplificatori per fibre ottiche come l’LV463.XR, che offrono elevate prestazioni ottiche, si ottiene una soluzione su misura per l’applicazione. Tra gli altri vantaggi troviamo l'uscita analogica e l'interfaccia IO-Link.
Controllo dell’allineamento degli oggetti
Requisito:
All'uscita di una macchina per il packaging orizzontale occorre verificare il corretto orientamento dei prodotti prima che questi ultimi siano imballati automaticamente all'interno di un cartone. A questo scopo, si vuole utilizzare un sensore Vision a fotocamera che controlli il nastro trasportatore dall'alto.
Soluzione:
Il sensore Simple Vision IVS 1000i è in grado di verificare la posizione dei prodotti sul nastro trasportatore. A tal fine si utilizzano gli strumenti di analisi selezionabili nel sensore, come ad esempio il riconoscimento di modelli o il riconoscimento della posizione. Inoltre, è possibile leggere e controllare i codici a barre o i codici 2D presenti sul prodotto.
Applicazioni per i materiali di imballaggio
Misura dei bordi del nastro
Requisito:
Per garantire uno svolgimento parallelo del film e tagli ad angolo retto, è utile un controllo del bordo del nastro lungo il percorso del film. Gli elevati requisiti di precisione richiedono un sensore di misura di precisione.
Soluzione:
Il sensore di misura a forcella GS 754 è disponibile con differenti aperture per una regolazione dei bordi con la massima precisione. La risoluzione di 0,01 mm consente una regolazione del bordo del nastro estremamente precisa. Il modello GS 754 rappresenta una soluzione affidabile per un'ampia serie di materiali.
Riconoscimento dei punti di giuntura
Requisito:
I punti di giuntura che si verificano al cambio delle bobine dei film di imballaggio devono essere riconosciuti e scartati in maniera affidabile durante il processo. Dato che le stampe dei film di imballaggio possono essere molto varie, il riconoscimento del punto di giuntura deve avvenire nel modo più indipendente possibile dal colore e dalla superficie.
Soluzione:
I sensori a forcella IGSU14E SD riconoscono i punti di giuntura in maniera affidabile. Grazie al loro funzionamento a ultrasuoni, sono in grado di operare con qualsiasi tipo di stampa. I sensori possono essere programmati in modo rapido e semplice utilizzando la funzione di apprendimento. Una funzione di diagnostica è disponibile grazie all'interfaccia IO-Link integrata.
Riconoscimento di marcature di taglio nell'alimentazione del film
Requisito:
In una macchina per il packaging orizzontale i prodotti sono confezionati in film di imballaggio. I sensori devono riconoscere le marcature a contrasto stampate e controllare così la precisione del processo di taglio. Le sfide sono costituite spesso da condizioni di spazio ridotto e cambi di formato frequenti con film e marcature a contrasto di colore diverso.
Soluzione:
Il compatto sensore di contrasto KRT 3C è disponibile in tre varianti: una flessibile con LED RGB, una ad uso universale con luce bianca e una per maggiori distanze con luce rossa laser. L'apprendimento delle fotocellule a tasteggio può avvenire mediante pulsante di apprendimento integrato, tramite IO-Link o via cavo.
Sfide specifiche nel confezionamento di prodotti dolciari e da forno
A differenza di altri settori, le condizioni ambientali sono generalmente secche e calde, pertanto i requisiti relativi alla resistenza dei sensori alla pulizia o alla finitura superficiale rivestono un’importanza secondaria.
I sensori a fibra ottica sono particolarmente adatti per applicazioni in aree con temperature elevate. Inoltre, particolari geometrie del punto luminoso e tecnologie dei sensori che utilizzano lo sfondo come riferimento consentono un rilevamento stabile e affidabile, anche in condizioni difficili.
Un altro aspetto importante è il controllo del contenuto. Poiché l’imballaggio primario è costituito principalmente da pellicola – dalle versioni trasparenti a quelle metallizzate – i sensori devono essere in grado di distinguere in modo affidabile tra confezioni correttamente riempite e quelle incomplete.
I sensori con IO-Link supportano inoltre rapidi cambi di prodotto e di formato grazie a una semplice configurazione. Ciò contribuisce a ridurre i tempi di fermo macchina e ad aumentare in modo sostenibile la flessibilità delle macchine confezionatrici.
I nostri sensori sono dotati di interfacce IO-Link integrate. Ciò consente di trasferire direttamente dal sistema di controllo della macchina ai sensori le impostazioni dei parametri, le preimpostazioni e le ricette specifiche per ciascun prodotto. Eventuali regolazioni necessarie durante i cambi di prodotto o di formato possono quindi essere implementate in modo rapido e semplice. Ciò riduce i tempi di fermo macchina, aumenta la disponibilità del sistema e consente una produzione altamente flessibile.
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Domande frequenti sul settore dolciario e della panificazione
Ai fini dell’automazione, il sistema di controllo della macchina o del processo deve avere accesso alle informazioni relative alla posizione, alla presenza ed eventualmente ad altri dati concernenti gli oggetti in lavorazione e la tecnologia di trasporto. A tal fine vengono utilizzati sensori ed encoder rotativi. È inoltre necessario garantire la sicurezza sul lavoro in luoghi “a rischio”.
Tra le applicazioni principali figurano il dosaggio e il controllo della temperatura nelle fasi di miscelazione e lavorazione delle materie prime. Nelle fasi successive del processo, dal prodotto grezzo finito fino al confezionamento, diventano più comuni le applicazioni per il rilevamento di presenza, il monitoraggio della completezza e il controllo delle quantità durante il riempimento delle confezioni.
Le sfide derivano dall’ampia varietà di forme e colori dei prodotti, nonché dalla progettazione prevalentemente a più linee del sistema. Ciò pone elevate esigenze sia sulle posizioni di montaggio dei sensori sia sulle loro capacità di rilevamento, al fine di garantire un riconoscimento affidabile e sicuro degli oggetti in tutte le condizioni operative.
Poiché le singole corsie di un sistema a più corsie devono generalmente essere monitorate separatamente, il riconoscimento degli oggetti è solitamente possibile solo dall’alto o dal basso rispetto al nastro trasportatore. Allo stesso tempo, i prodotti devono essere rilevati in modo affidabile indipendentemente dal loro colore, dalla loro forma o dalla struttura della superficie – idealmente senza la necessità di una riconfigurazione in caso di cambio di prodotto. Tali requisiti richiedono sensori appositamente ottimizzati che garantiscano un rilevamento affidabile e stabile anche in condizioni mutevoli.