Applicazioni di sensori per l'etichettatura
Quello dell'etichettatura è un settore chiave e trasversale che rende i prodotti identificabili durante l’intero ciclo di vita, forniscono informazioni e contribuiscono alla sicurezza dei prodotti.
Dall’imballaggio primario a quello secondario, fino all’imballaggio per il trasporto, le targhette scritte garantiscono un’identificazione univoca e trasparenza a consumatori, rivenditori e autorità. Oltre ai processi tradizionali di etichettatura, quest’ultima comprende anche tecnologie di stampa e finitura, vari materiali quali carta, plastica e pellicole, diverse tecnologie di identificazione (ad es. codici a barre, codici QR e RFID), nonché elementi di sicurezza integrati quali marchi di verifica e dispositivi antimanomissione.
L’obiettivo dell’etichettatura è fornire una marcatura permanente, chiaramente leggibile e resistente che funzioni in modo affidabile anche in condizioni ambientali difficili. I moderni sistemi di etichettatura combinano un’elevata resistenza con un design accattivante e consentono una presentazione compatta delle informazioni rilevanti sul prodotto, nonché l’identificazione e la tracciabilità affidabili degli stessi.
Applicazioni dei sensori di etichettatura
Nell’etichettatura industriale vengono utilizzati vari metodi. A seconda dell’applicazione, si ricorre all’etichettatura autoadesiva, avvolgente o a colla umida, ciascuna delle quali richiede tecnologie e soluzioni di sensori specifiche. La moderna tecnologia dei sensori supporta il monitoraggio affidabile dei processi di etichettatura e contribuisce a garantire un’elevata affidabilità dei processi e una qualità costante dell’etichettatura.
Inoltre, le soluzioni basate su sensori e sistemi di identificazione consentono il controllo preciso di etichette, immagini stampate e codici, nonché l’acquisizione affidabile delle informazioni relative al prodotto. Anche le operazioni di ispezione più complesse, quali il controllo di più targhette scritte o il monitoraggio del loro posizionamento e allineamento, possono essere eseguite in modo affidabile utilizzando queste soluzioni.
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Applicazioni dell’etichettatura
Le attività nei sistemi di etichettatura spaziano dall’alimentazione di diversi tipi di targhette scritte al controllo degli applicatori e al rilevamento dei segni di taglio, fino al controllo di qualità integrato. Tali compiti comprendono, tra l’altro, il controllo della posizione e dell’allineamento delle targhette scritte, nonché la verifica della leggibilità di codici a barre, codici Data Matrix e altre marcature.
Applicazioni di alimentazione delle targhette scritte
Controllo del nastro di etichette
Requisito:
Nelle etichettatrici che hanno un percorso del nastro etichette più lungo, utilizzato ad esempio come magazzino temporaneo tra la bobina e l'erogatore di etichette, è necessario rilevare eventuali rotture del nastro.
Soluzione:
Le fotocellule a tasteggio HT 3C.XL, caratterizzate da un fascio luminoso particolarmente allungato, sono adatte al monitoraggio del nastro di etichettatura. I sensori tollerano le fluttuazioni e rilevano in modo affidabile solo lo strappo effettivo del nastro. Grazie alla forma compatta il sensore risulta facile da integrare.
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Misurazione del diametro della bobina
Requisito:
Nelle etichettatrici ad alte prestazioni la bobina di etichette è azionata a motore. Il diametro del rotolo di etichette deve essere rilevato in modo continuo in modo che, ad esempio, la velocità di rotazione possa essere regolata man mano che il diametro del rotolo diminuisce.
Soluzione:
Il sensore di misura ODS 9 fornisce un segnale di distanza analogico che permette un adattamento ottimale dell'azionamento. I sensori della distanza sono disponibili con differenti campi di misura, opzioni di parametrizzazione nonché con display integrato. Grazie all'interfaccia IO-Link integrata i sensori si prestano ad un uso universale. In alcuni casi, un sensore di distanza a diffusione ODT 3C che trasmette i valori di distanza tramite IO-Link può rappresentare una valida alternativa.
Riconoscimento della posizione finale dei rulli tenditori
Requisito:
Per regolare la tensione del nastro per etichette autoadesive in modo uniforme, solitamente si utilizzano dei rulli di rinvio a molla pretensionati. Idealmente, questo cosiddetto rullo di tensione dovrebbe essere sempre posizionato tra le due posizioni estreme.
Soluzione:
I sensori induttivi rilevano il supporto prevalentemente metallico del rullo e quindi le due posizioni finali del rullo tenditore. I sensori induttivi IS 288, IS 212 o IS 218 offrono le distanze di commutazione adatte per un montaggio a filo o non a filo.
Controllo della fine del nastro
Requisito:
Il diametro delle bobine di etichette autoadesive deve essere monitorato da un sensore per avvertire tempestivamente l'operatore dell'etichettatrice che la bobina sta per finire. Deve essere possibile regolare il sensore in base al diametro del rullo.
Soluzione:
I sensori della serie 3C, come la fotocellula a tasteggio HT 3C o la fotocellula a riflessione PRK 3C con preciso punto di commutazione, sono perfettamente adatti al controllo del diametro delle bobine nelle etichettatrici compatte.
Monitoraggio della presenza dei caricatori
Requisito:
È necessario monitorare la presenza del caricatore e il segnale di esaurimento della pila di etichette con colla a umido per garantire che i caricatori vengano sostituiti tempestivamente ed evitare tempi di inattività non programmati dell’impianto.
Soluzione:
I sensori induttivi IS D08 sono ideali per rilevare in modo affidabile la struttura metallica del magazzino. Ciò consente di generare in modo affidabile i segnali necessari per il monitoraggio della presenza del magazzino e il rilevamento tempestivo dello stato di vuoto.
Applicazioni di controllo degli applicatori
Rilevamento di oggetti trasparenti
Requisito:
Per un'etichettatura accurata, la posizione degli oggetti deve essere rilevata con la massima precisione possibile per attivare il processo di erogazione. Il sensore deve rilevare in modo affidabile tutti i tipi e le forme di oggetti, compresi quelli trasparenti. I cambi di prodotto non devono influenzare in alcun modo il processo di etichettatura.
Soluzione:
La fotocellula a riflessione PRK 53C.T è stata sviluppata per il riconoscimento di oggetti trasparenti. Il sensore con alloggiamento in acciaio inossidabile per processi produttivi sensibili dal punto di vista igienico presenta un breve tempo di risposta e un'interfaccia IO-Link integrata.
Riconoscimento di marcature di taglio
Requisito:
Nel settore beverage spesso si ricorre all'etichettatura «sleeve». In questo processo, l'etichetta viene fornita dalla bobina come film continuo e tagliata alla lunghezza richiesta mediante delle tacche di stampa. La targhetta scritta viene quindi fatta scivolare sul contenitore. Per questo compito occorrono speciali sensori per marche colorate e sensori di contrasto ottimizzati per alti livelli di precisione e velocità.
Soluzione:
Dotati di indicatore di segnale e LED di trasmissione multicolore, i sensori di contrasto KRT 18B permettono un'elevata flessibilità per il riconoscimento dei segni di taglio. L'interfaccia IO-Link integrata semplifica la messa in opera e l'adattamento del sensore di contrasto alla sostituzione delle etichette.
Riconoscimento di etichette non trasparenti
Requisito:
È necessario applicare targhette non trasparenti alle confezioni. Per farlo è necessario che lo spazio tra due etichette sul nastro di supporto venga riconosciuto in maniera affidabile. Il sensore deve inoltre rilevare in modo affidabile anche le targhette scritte dalle forme complesse, al fine di evitare un’erogazione imprecisa o tempi di fermo macchina.
Soluzione:
I sensori ottici a forcella GS 61 e GS 63B riconoscono in maniera affidabile qualsiasi etichetta non trasparente. La regolazione del sensore può avvenire tramite potenziometro o mediante una funzione di autoapprendimento. Lo slimline-design del braccio inferiore ne consente il montaggio direttamente sul bordo di alimentazione.
Riconoscimento di etichette trasparenti
Requisito:
Per garantire che le targhette scritte vengano erogate sui prodotti o sugli oggetti con un posizionamento preciso, è necessario che le targhette scritte vengano rilevate sul nastro di trasporto. Anche le etichette trasparenti, semitrasparenti o metallizzate di forme differenti devono essere riconosciute con precisione. Il sensore deve essere facile da regolare per tutti i tipi di etichette.
Soluzione:
I sensori a forcella ad ultrasuoni GSU 12, GSU 14E e IGSU14E riconoscono le etichette trasparenti e semitrasparenti. Il sensore GSX 14E combina un sistema di rilevamento a ultrasuoni e uno ottico in un unico alloggiamento ed è in grado di elaborare anche targhette scritte realizzate in materiale non omogeneo contenente sacche d’aria (BOPP cavitato). L’interfaccia IO-Link semplifica la configurazione.
Applicazioni per il controllo qualità
Verifica dell'orientamento delle bottiglie
Requisito:
Le etichette devono essere applicate su dei punti definiti della bottiglia. A tal fine, è necessario rilevare e correggere l’orientamento della bottiglia sulla base di piccoli elementi distintivi, quali le protuberanze in rilievo o la linea di saldatura. In queste macchine compatte spesso c'è pochissimo spazio per installare i sensori.
Soluzione:
Le fibre ottiche in vetro GF, dotate di diverse uscite del fascio, e gli amplificatori LV 463 sono perfettamente adatti al controllo dell'orientamento delle bottiglie. I sensori a fibra ottica sono particolarmente sottili ma potenti. I sensori hanno un'interfaccia IO-Link e un'uscita analogica opzionale.
Lettura di codici per l'identificazione e la verifica
Requisito:
I prodotti confezionati in imballaggi primari sono spesso dotati di etichette stampate direttamente al fine di garantire un'elevata flessibilità di processo. Dopo la stampa è necessario verificare la leggibilità dei codici sulle etichette e la loro plausibilità.
Soluzione:
Il lettore di codici ad uso universale DCR 200i può essere impiegato per l'identificazione e la verifica di codici a barre o codici 2D sulle etichette. Per l'impiego nell'industria alimentare, il sensore è disponibile anche in alloggiamento in acciaio inox con finestra di plastica.
Rilevamento della presenza delle etichette
Requisito:
Su contenitori come bottiglie o fiale, spesso è necessario verificare che dopo l'erogazione le etichette di carta siano presenti sugli oggetti. Le etichette devono essere rilevate indipendentemente dalla bottiglia o dal contenuto.
Soluzione:
Il sensore di luminescenza LRT 8 riconosce le etichette di carta in maniera molto affidabile su diversi tipi di oggetti, anche in caso di maggiori distanze. Una soluzione alternativa è rappresentata dalle fotocellule a tasteggio basate sull’energia, quali l’FT 328IP1 o l’FT 5IP1, che utilizzano luce infrarossa e impostazioni parametriche specifiche.
Verifica dell'orientamento delle etichette
Requisito:
Nel caso di prodotti di alta qualità o di etichette decorative bisogna verificare che le etichette siano posizionate correttamente. I prodotti con targhette scritte in modo errato devono essere rilevati ed espulsi.
Soluzione:
I sensori Simple Vision della serie IVS 1000i, grazie al loro ampio campo visivo, riescono ad individuare facilmente le etichette sui prodotti e verificare se siano state applicate correttamente o meno. È possibile parametrizzarli utilizzando il software Leuze Vision Studio. Una potente illuminazione a LED integrata e commutabile garantisce un'immagine ottimale.
Sfide particolari nell’etichettatura
Il design della targhetta scritta svolge un ruolo fondamentale nella comunicazione del marchio, in particolare per le confezioni che fungono anche da superficie espositiva nel punto vendita. Allo stesso tempo, le targhette scritte devono funzionare in modo affidabile anche in condizioni ambientali difficili. Tra queste figurano, tra l’altro, temperature estreme e sbalzi termici, umidità, esposizione a sostanze chimiche e sollecitazioni meccaniche.
Le norme, i requisiti legali e i requisiti di conformità rivestono un ruolo centrale nella circolazione globale delle merci. Le targhette scritte devono soddisfare requisiti specifici del settore, ad esempio per quanto riguarda l’etichettatura dei prodotti, le informazioni nutrizionali e sugli allergeni per i prodotti alimentari, oppure le targhette di sicurezza e di avvertenza per i prodotti chimici. Allo stesso tempo, devono consentire un’affidabile acquisizione automatizzata dei dati e tracciabilità end-to-end.
Ciò è reso possibile da codici univoci, numeri di serie e tecnologie RFID, che migliorano la trasparenza e la tracciabilità lungo l’intera catena di fornitura. Per gli utenti industriali, l’etichettatura rappresenta quindi ben più di un semplice processo di marcatura: è una componente essenziale della conformità normativa, della comunicazione del marchio e un modo per garantire catene di approvvigionamento efficienti, trasparenti e tracciabili.
Anche la scelta dei materiali e le considerazioni relative alla sostenibilità stanno assumendo un’importanza sempre maggiore. I materiali delle targhette scritte vengono continuamente sviluppati tenendo conto della durata, della riciclabilità e della sostenibilità ambientale. Tecnologie quali stampa digitale, serializzazione, meccanismi anticontraffazione e fasi di prestampa ottimizzate contribuiscono a ridurre i costi migliorando al contempo la qualità dell’etichettatura.
Altre aree del processo di confezionamento
Domande frequenti sull’etichettatura nel settore dell’imballaggio
L’etichettatura è il termine tecnico che indica l’apposizione di contrassegni identificativi su un articolo confezionato, contenenti informazioni relative al contenuto, alla durata di conservazione, alla tracciabilità, ecc., in conformità alle linee guida pertinenti.
Oltre alla stampa diretta sui prodotti, vengono utilizzati vari metodi di etichettatura. Nel tradizionale metodo a colla umida, le targhette scritte di carta conservate in un magazzino vengono alimentate una alla volta, inumidite e avvolte attorno al prodotto (solitamente di forma circolare) mentre questo si sposta lungo il nastro trasportatore.
Un’altra variante è l’etichettatura continua o avvolgente. In questo processo, la targhetta scritta viene alimentata da un rotolo, posizionata tramite il rilevamento dei segni di stampa, tagliata a misura e quindi avvolta attorno al prodotto e incollata. Nelle applicazioni con manicotto, invece, la targhetta scritta viene termosaldata a formare un tubo e successivamente tirata o fatta scivolare sul prodotto.
L’etichettatura autoadesiva rappresenta una soluzione sempre più diffusa e versatile. In questo processo, le targhette scritte vengono montate su un nastro di supporto e posizionate tramite il rilevamento di spazi vuoti o bordi, per poi essere applicate con precisione al prodotto tramite un applicatore, come ad esempio un timbro.
Le targhette possono essere a singolo o a più strati e realizzate con un’ampia varietà di materiali. Tra questi figurano, tra gli altri, carta, pellicole trasparenti o metallizzate, schiume e tessuti strutturati. Le combinazioni di materiali spaziano da strutture omogenee a strutture complesse e disomogenee. Le targhette scritte con una struttura disomogenea rappresentano una sfida particolare per un rilevamento affidabile, poiché occorre tenere conto delle diverse proprietà dei materiali e delle strutture superficiali.
Il rilevamento preciso dei bordi per le etichette autoadesive è fondamentale per un controllo accurato del processo di etichettatura. I sensori a forcella offrono un punto di rilevamento altamente focalizzato, unito a una facile installazione e a un allineamento semplificato.