飲料充填向けセンサソリューション
飲料充填システムでは、ガラス瓶、缶、PET容器への充填が、高度に自動化された工程で行われます。優れたスループットに加え、信頼性とシステムの最大限の稼働率も、効率的な生産工程における重要な要素です。飲料充填用センサ技術市場における牽引者として、当社は、充填からラベリング、包装、パレタイジング、出荷に至るまでの工程全般にわたるあらゆる用途に対応した、カスタムソリューションを提供しています。
飲料充填では、使用されるセンサ技術に極めて高い要求が課されます。多種多様な容器を確実に検知し、処理しなければなりません。そのためには、透明な物体を確実に検知し、充填済みの容器と空の容器を確実に区別可能で応答時間が極めて短い、特化型のセンサソリューションが必要となります。
充填工程向けのセンサ
飲料の充填における多様な要件に対応するため、最適に調整されたさまざまなセンサソリューションをご用意しています。透明な媒体を確実に検知するには、とりわけ高い検知精度が求められます。統合されたトラッキング機能により、光学系汚染の可能性を補正し、システムの可用性向上に貢献します。
当社のセンサソリューションは、充填工程からボトル搬送、品質保証、セーフティアプリケーションに至るまで、充填工程全体で使用されています。以下の図は、各工程の概要を示しています。
用途の番号をクリックして、それぞれのセンサソリューションの詳細をご覧ください。
飲料充填における用途分野
充填工程全体には多種多様なセンサの用途が含まれており、これらは充填、ボトル搬送、品質保証、安全性の各分野に分類されます。
飲料業界の事例紹介
飲料充填における用途
PETボトルの検知
要件：
ブランク（プリフォーム）が加熱されて金型内に吹き込まれた後、非常に薄く透明度の高いPETボトルを、センサが極めて高い信頼性をもって検知する必要があります。これこそが、延伸ブロー成形機の稼働を故障なく確実に行う唯一の方法です。
ソリューション：
偏光フィルター付き55Cおよび18B シリーズの反射型ライトバリアは、透明度の高いボトル検知向けに特化して開発されました。温度および汚染の補正機能によって環境の影響を相殺します。これにより、センサは予期せぬメンテナンスによって停止することなく、機械の長期にわたる稼働を可能にします。
トランスファースターホイールにおけるボトル検知
要件：
ボトル充填は、非常に高速で行われるのが特徴です。工程を円滑に進めるため、充填前に、トランスファースターのすべてのポジションにボトルが設置されていることを確認する必要があります。
ソリューション：
背景抑制機能付き光電センサ「HT 55C.V」は、充填工程におけるボトルを、リフレクタを使用せずに確実に検知します。ECOLAB社の認定およびLeuze社製洗浄剤による長期耐久試験「CleanProof+」により、湿潤環境や徹底的な洗浄工程においても、センサの機能が確実に維持されます。
充填時の液面検知
要件：
充填機では、容器に水が充填されます。すべての容器で液面レベルが同一でなければならず、充填不足は確実に防止しなければなりません。
ソリューション：
LS / LE55CI.H2O一方向ライトバリアは、水性液体の検知および充填高さの監視向けに開発されました。ウォッシュダウン設計のステンレス製 55C シリーズ送受信機システムは、高い放射能力を備えており、不透明な容器やプラスチック記載ラベルが貼られた容器にも使用できます。
ボトル輸送における用途
ボトル洗浄機におけるオーバーハング検知
要件：
再利用可能なボトルは一括搬送によってボトル洗浄機へと運ばれ、そこで各レーンに別々に供給されます。その後、グリッパーシステムによって洗浄セルに自動的に挿入されます。センサは、衝突やボトルの「跳ね返り」の可能性を検知するために使用されます。
ソリューション：
保護等級IP 69Kのプラスチック製筐体に収められた46C シリーズ反射型ライトバリアは、この用途向けに高い機能予備力を備えた設計となっています。特殊な光スポット形状により、水しぶきではなくボトルにのみ反応するため、高い稼働率を確保できます。
充填済みと未充填ボトルの区別
要件：
充填工程の後、PET ボトルやガラスボトルの漏れ検知を目的として、空のボトルを検知する必要があります。これは、不透明な容器に透明な液体が入っている場合、特に困難となります。
ソリューション：
LS / LE 55CI.H2O一方向ライトバリアは、透明または不透明な容器内の水性液体の検知に最適な波長で開発されています。充填工程に求められる洗浄や環境要件は厳しいものであるため、このセンサは保護等級 IP 69K のステンレス製筐体で設計されています。
搬送中のボトル検知
要件：
その後の充填工程では、ボトル同士が衝突して騒音が発生するのを防ぐため、ボトルとボトルの間に隙間を空ける必要があります。搬送ラインには、センサが透明なボトルの位置を検知する短いコンベア区間があります。
ソリューション：
18Bおよび55Cシリーズの反射型ライトバリアは、集光された光スポットと（微細な信号差を検知するための）オートコリメータ機能を備えており、長期にわたる故障なく動作します。
マスフローにおける充填量検知
要件：
容器は、コンベアベルト上でバルクフローとして次のステーションに搬送されます。連続的な流れの場合、充填量を監視する必要があります。さまざまなサイズや形状の容器を確実に検知するには、検出範囲の広いセンサが必要です。
ソリューション：
金属またはプラスチック製筐体に収められた、堅牢でノイズの影響を受けにくいHTU 318およびHTU 418超音波センサは、広い検知ローブと、IO-Link経由で個別に設定可能な1つまたは2つの切り替えポイントを備えており、容器の形状や色が変化する場合に最適です。
マスフローにおける位置検知
要件：
マスフローの乱れを検知するため、上部から表面の均一なプロファイルを作成することが可能です。例えば、落下した缶によって生じた隙間などは、確実に検知されなければなりません。
ソリューション：
V字型に設置されたCML 700 ライトカーテンは、通過する移動物体の測定向けに開発されており、測定幅全体にわたって障害物を検知します。欠陥品は送信機からの光を反射しないため受信機に光が届きません。センサはこれを即座に検知します。さまざまなインターフェースをご用意しています。
パッケージ形成時の通路制御
要件：
パッケージ形成エリアへの供給ラインにおいて適切なレーン制御を行うためには、隙間が生じないようにする必要があります。このため、容器はレーンに整列され、適切な位置で一時停止します。隙間の発生については、コンベア制御システムによって検知し、修正する必要があります。
ソリューション：
この問題は、端位置検知用のセンサと組み合わせた機械式ブラケットを使用することで、容易に解決できます。最終位置の検知は、プラスチック製ブラケットに取り付けられた金属製アームにより、金属製またはステンレス製筐体のIS D18またはIS 218 誘導型センサを用いて行います。
爆発の恐れのある環境における位置制御
要件：
揮発性の高い物質や粉塵など、爆発性物質を充填する際には、防爆センサを使用する必要があります。危険区域では、光学式センサにATEX認証が必要です。
ソリューション：
55 Exシリーズの反射型ライトバリアは、リフレクタと組み合わせることで、爆発危険区域での位置検知に信頼性の高いソリューションとなります。55 Exシリーズのセンサは、Exゾーン 2（ガス）または 22（粉塵）の環境に適しています。
品質管理用途
ボトルの蓋の有無確認
要件：
充填工程の後、ボトルはねじ口キャップまたは王冠を使用して自動的に密閉されます。連続生産工程では、供給ユニット内の蓋の有無を確認する必要があります。この箇所には、必ずしもリフレクタを取り付けることができるとは限りません。
ソリューション：
存在検知は、3C 反射型ライトバリアを使用して行うことができます。リフレクタを取り付けることができない場合、長い光スポットを持つHT 3C.HL 光電センサが、断続的または不規則な形状の被検体に適しています。 王冠の検知には、IS 200 シリーズの誘導型センサを使用しても構いません。
カバー送り
要件：
充填・シーリング機では、打栓機へ送られるカバー送り内のボトルキャップを確実に検知する必要があります。
ソリューション：
GS 04BおよびGS 08Bフォーク型ライトバリアは、小型部品の検知に最適です。送信機と受信機が1つのデバイスに収められているため、このコンパクトなソリューションは、調整作業を必要とせずに簡単に組み込むことができます。センサは供給ラインに対して水平に設置されるため、キャップが光束を遮断します。
ボトルの蓋の制御
要件：
ボトルの密封完了後、検査ステーションでキャップの装着状態を確認します。正しく装着されたキャップのみが、ボトルを適切に密閉します。
ソリューション：
IVS 1000iシンプルビジョンセンサは、その豊富なツールセットにより、ボトルのキャップが確実に密封されているかを判断できます。使いやすいグラフィカルインターフェースにより、センサの迅速なセットアップとスムーズな操作が保証されます。
位置検知
要件：
飲料の充填という高速工程では、容器を可能な限り正確に検知することが重要です。カメラは、検査機の正確な位置で作動する必要があります。これには、応答時間が短く、整列した光スポットを持つセンサが必要です。
ソリューション：
プラスチック製筐体を持つ3CLシリーズのレーザー光式反射型ライトバリア、あるいは金属製筐体を持つ55CLおよび18Bシリーズを使用することで、非常に細かいグリッドでの正確なトリガー動作が可能になります。
労働安全衛生における用途
ボトル洗浄時の作業箇所保護
要件：
機械の開口部からシステムに容易にアクセスできます。運転中は、作業箇所を光学式保護装置で確実に保護する必要があります。これは、ボトル洗浄機などの過酷な環境においても同様です。
ソリューション：
MLC 500 セーフティライトカーテンは、機械の開口部保護向けの柔軟なソリューションです。分解能は14 mmから、保護フィールドの長さは最大3,000 mmまでご用意しています。過酷な環境では、密閉型保護チューブを備えた保護等級IP 69Kモデルが適しています。
ドアおよびラップの監視
要件：
機械には、消耗品の交換や機械の清掃などのために、ドアやフラップが必要となる場合がよくあります。これらは、運転中は閉じている必要があります。危険防止のため、セキュリティの観点から閉状態を監視する必要があります。
ソリューション：
磁気コード式のMC 300 セーフティ・近接センサは、ドアやフラップを監視します。密閉型設計と非接触方式の採用により、過酷あるいは多湿環境での使用に最適です。また、立方体や円筒形の外形を採用しているため、機器への組み込みも容易です。
操作ポイントの安全確保
要件：
樽や金属製の小型樽の洗浄システムには、手動によって行うためのアクセスポイントがあります。作業箇所の保護には、高いIP保護等級を備えたセーフティセンサが必要です。
ソリューション：
MLC 500-IP セーフティライトカーテンは、衛生管理が重要なエリアの作業箇所を保護し、最高レベルのIP 69K保護等級を満たしています。このため、ライトカーテンは透明で密閉されたチューブ内に取り付けられています。さまざまな分解能と保護フィールドの長さにより、用途に最適に適合させることができます。
飲料充填における特別な課題
飲料充填では、使用されるセンサ技術に極めて高い要求が課されます。多種多様な容器を確実に検知し、処理しなければなりません。紙とフィルムの複合素材で作られた軟包装、半透明や着色されたPETボトル（その一部は充填ライン直前の工程で製造される）、さらに透明または着色されたガラス製の再利用可能なボトル、樽、およびキャニスターなどです。特に、再利用可能なガラス瓶や樽は、再利用の前に記載ラベルや残留物を除去するための洗浄工程が追加されます。
洗浄後は、サイズや形状による選別、および容器の目視検査といったさらなる工程が続きます。
生産および洗浄中に発生するコンベアの高速走行、振動、温度変動が、検知の信頼性に影響を与えてはなりません。同時に、現代の生産コンセプトでは、レシピやフォーマットの迅速な変更が求められています。このため、柔軟なパラメータ設定、簡単な診断、迅速な切り替えを可能にするIO-Link 対応のセンサの使用がますます増えています。
頻繁な洗浄工程や温度変動を伴う用途では、洗浄剤に対する高い耐性と、堅牢で衛生的な外形が求められます。これらのセンサソリューションは、上記の要件を満たしており、信頼性の高い検知と高い耐久性の両方が必要となる用途に最適です。
さまざまな容器内の水性液体を検知するには、過酷な生産および洗浄条件下でも高い信頼性を保つ検知が求められます。この目的のために、特殊な一方向ライトバリアが、水性液体の確実な検知を可能にします。このコンパクトなステンレス製センサは、高い保護等級 IP69Kを満たし、ECOLAB社の認定を取得しており、過酷な洗浄および生産環境下でも長期にわたって耐えることができます。
