製菓・製パン業界向けのセンサソリューション
製菓・製パン業界における自動包装工程において、最も重要なことは高い柔軟性の確保です。多くの場合、1つの包装ラインで多種多様な製品が処理・包装されています。製品サイズによっては単一ラインで行うこともありますが、複数ラインの採用が主流となっています。そのため、調整や追加の設定を必要とせず、多種多様な製品を間違いなく検知できるセンサが求められているのです。
パンや菓子が高光沢または透明フィルムで包装されている場合、検知は特に困難となります。複数ラインでよくある課題として、上方向からの確実な物体検出と、製品の色、形状、素材の特性に左右されにくい、優れた検知精度の確保が挙げられます。
加工および包装ライン向けのセンサソリューション
当社の革新的なセンサソリューションは、製菓・製パン業界の加工および包装システムにおける厳しい要件を満たすよう特別な設計がなされています。これにより、複雑形状や表面特性が困難な製品も確実に検知でき、複数ラインシステムにおいても、安定性と信頼性に優れた工程を保証します。
さらに、最新のセンサ技術により、透明、高光沢、またはは金属化フィルムが使用されている場合でも、包装済み製品の検知を確実に行うことが可能です。より高度な試験や検査作業には、柔軟な画像処理ソリューションもご利用いただけるため、工程内で直接、幅広い検証や品質検査を行うことが可能です。
製菓・製パン業界における包装工程における用途：
製品同様、工程全体の用途も、物体搬送や工程監視から、品質保証、包装資材に至るまで多岐にわたります。
物体搬送向けの用途
生地のループ制御
要件：
生地は機械で伸ばされ、その後、焼き菓子に加工されます。生地は、所定の厚さに正確に伸ばされます。センサは、生地がコンベアベルトに移送される際にも形状が保たれているか監視します。生地とセンサ間の距離は、測定変数として使用されます。
ソリューション：
ODT 3C 距離光電センサは、圧延機の出力部にある生地ループの上方に設置され、上位制御システムに距離値を供給します。測定値は、IO-Link経由の工程データを用いて評価されます。さらに、Industry 4.0に対応する目的において、診断データがIO-Link経由でコントローラに送信されます。
コンベヤベルト上の製品検知
要件：
バッファ部を制御する際は、コンベヤベルト上の製品の先端を高い精度で検知する必要があります。また、誤検知による機械のダウンタイムを防ぐため、センサは、極めて平坦なものから非常に厚みのあるものまで、形状が複雑な製品も検知できなければなりません。
ソリューション：
その動作原理により、DRT 25C 動的基準光電センサ は、小さく平らなものから背の高いもの、球形のものに至るまで、あらゆる形状の製品を確実に検知します。ワンボタンティーチング機能により、DRT 25Cはセットアップも容易です。また、IO-Linkインターフェースを介してセンサの追加機能も制御できます。
複数ラインの物体検出
要件：
食品業界では、複数のラインを使用して工程間の製品搬送を行うことがよくあります。製品の有無や完全性の検知は上方からしかできませんが、これはすべてのラインに対して行う必要があります。
ソリューション：
物体検出用LRS 36 ライトセクションセンサ、物体測定用LES 36、および 形状測定用LPS 36は、600 mmの測定フィールド幅にわたってさまざまな物体を検知します。これにより、製品の欠落を容易に特定することができます。センサは、物体の位置と高さを出力します。
包装済み製品の検知
要件：
複数のコンベヤベルトが狭い間隔で隣り合って設置されている場合、上方向から物体を検知する必要があります。生産現場では、ダウンタイムを避けるため、フォーマット変更の際にセンサの調整を必要としないことが理想的です。
ソリューション：
コンベヤベルトを基準とし、拡散反射と距離を処理することで、DRT 25C 基準光電センサ はすべての物体を検知します。試運転時に1回ティーチングを行うだけで十分であり、フォーマット変更の際にセンサを調整する必要はありません。
コンベヤベルト上の製品検知
要件：
ある食品メーカーでは、製品を光沢の強い一次包装に梱包しています。その後、包装物はコンベアベルトでさらに搬送され、そこで確実に検知されることになります。応答時間の短いセンサであれば、製品間のわずかな隙間でも検知できます。
ソリューション：
5Bシリーズのセンサは、コンベアラインに水平に取り付けられます。一方向ライトバリアの利点は、非常に高い機能予備力です。これにより、検知が困難な表面であっても確実に検知できます。
工程監視用途
充填量の監視
要件：
菓子製造では、コイン形チョコレートや液体など、数多くの原材料や材料が追加されます。原材料の供給を継続的に制御するには、各容器の充填量を検知する必要があります。
ソリューション：
LCS静電容量式センサは、プラスチックやガラスの容器内の液体やバルク材料の充填量を検知します。このセンサは、製品に接触することなく、容器の外から検知を行います。センサの位置によって、最小・最大の充填量が定義されます。
空の金型内の残留量の検知
要件：
生産工程における信頼性を確保するためには、空の金型を再利用する前に、どの金型にも残留物がないことを確認しなければなりません。
ソリューション：
LRS 36光断面センサは、金型プロファイルを記録して、レーザーラインに沿った各測定ポイントの距離と位置の値を提供します。接続された制御システムが、「空」か「金型内に残留物がある」かを判定します。または、画像処理機能を内蔵した IVS 1000i Simple Vision センサを使用しても構いません。
製品の高さ制御
要件：
複数の平らな製品が積み重ねられている場合、その後の包装工程に支障をきたさないよう、積み重ねられた高さを監視する必要があります。同時に、積み重ねられた製品の数も管理できます。
ソリューション：
ODS測定距離センサは、検出範囲と分解能が異なるため、充填量の監視に適しています。設定可能なアナログ電流または電圧出力とIO-Linkインターフェースにより、特定用途に対して容易に適応させることが可能です。
排出監視と製品数カウント
要件：
不良品や不完全な製品は、包装機上で選別や整列することなく排除されます。スイッチ式ライトカーテンを使用すると、これらの製品を検知できます。あるいは、機械の排出口に高速スイッチ式ライトカーテンを設置して、適切に包装された製品を計数しても構いません。
ソリューション：
CSL 710スイッチ式ライトカーテン は、さまざまな長さと分解能を備えているため、より大きな排出開口部の監視に適しています。コンパクトなCSL 505ライトバリアは、シンプルな用途向けの省スペースソリューションです。CSR 780反射型ライトバリアは、応答時間が短いため、物体の高速計数に適しています。
包装内容物の検知
要件：
例えば、チョコレートバーは、水平包装ラインでフィルム包装されます。多くの場合、包装フィルムにはカラフルな印刷が施されており、不透明です。フィルムのチューブ上の正しい位置でシーリングを行うにするには、フィルムチューブ内にあるチョコレートバーの前端を確実に検知する必要があります。
ソリューション：
高性能・高出力の LS25CI.XXRおよびLS25CI.XR一方向ライトバリアは、ほとんどの金属蒸着フィルムや濃い色のフィルムを難なく透過します。密封されたフィルムチューブ内でも、包装品の先端を確実に検知します。
品質管理用途
空の金型の識別
要件：
菓子の生産現場では、製造や成形に金型が使用されます。その工程において最初に行うことは、空の金型を識別して確認することです。
ソリューション：
汎用性の高いコンパクトな DCR 200iコードリーダーは、1Dまたは2Dコードを確実に読み取ります。食品加工用途向けに、ステンレス製筐体を備えたモデルもご用意しております。空の金型までの距離が遠い場合は、高性能なDCR 1000i シンプルビジョンセンサ が最適です。
品質および物体の高さ制御
要件：
水平型包装機でさらなる加工を行う際は、製造品（チョコレートバーなど）を一つずつコンベアベルト上を移動させる必要があります。これを行うために、システムは定義された製品高さ（例えば、積み重ねられた製品）が維持されているか監視します。
ソリューション：
ODT 3C距離光電センサは、製品を俯瞰するようコンベヤベルトの上に設置されます。このセンサは、物体を検知（センサー切替機能）すると同時に、その高さも測定（測定機能）します。これにより、製品がコンベアベルト上で個別に搬送されるようになります。測定データは、センサのIO-Linkインターフェースを介して出力されます。
ピロー包装におけるコード識別
要件：
包装工程では、包装材と製品が正しく割り当てられるよう、添付されたコードを使用する必要があります。センサは、さまざまなタイプのコードや、コードの可読性を管理する必要があります。この目的のため、カメラ式コードリーダーを使用できます。
ソリューション：
カメラ式DCR 200i コードリーダーは、1D および 2D コードを復元します。内蔵の参照コード機能により、センサは読み取ったコードを参照コードまたは目標コードと比較できます。結果は、デジタル I/O を介してリアルタイムで出力されます。または、コード内容をフィールドバスインターフェースを介して機械制御システムに転送することも可能です。
シール継ぎ目の監視
要件：
フィルム包装された食品の場合、シール継ぎ目を適切に処理することで包装製品の保存期間を保証します。このため、水平工程においてシール継ぎ目を継続的にチェックする必要があります。機械内の設置スペースに合わせて、正しいセンサを選択する必要があります。
ソリューション：
さまざまな光出力端子や取り付けオプションを備えたKFおよびKFX光ファイバーは、限られた設置スペースでも柔軟に使用できます。高い光学性能を備えた LV463.XRなどの光ファイバーアンプと組み合わせることで、用途に合わせたソリューションが実現します。その他の利点としては、アナログ出力やIO-Linkインターフェースが挙げられます。
物体の位置合わせ検査
要件：
水平型包装機の排出部では、製品が段ボールに自動梱包される前に、製品が正しく位置合わせされているか確認する必要があります。この目的のために、コンベアベルトを上から俯瞰するカメラ式ビジョンセンサが使用されます。
ソリューション：
IVS 1000i シンプルビジョンセンサを使用すると、コンベア上の製品の位置を確認できます。この目的のためには、センサで選択可能な評価ツール（パターン検知や位置検知など）が使用されます。さらに、製品上のバーコードや2次元コードを読み取り、確認することも可能です。
包装資材向けの用途
ウェブエッジ測定
要件：
フィルムを平行に送り、直角に切断できるようにするには、フィルムを送る方向に沿ったウェブエッジ制御が役立ちます。精度に対する要求が高い場合は、精度の高い測定センサが必要となります。
ソリューション：
GS 754測定フォークセンサは、最高精度のエッジ制御を実現するため、さまざまなジョー幅のモデルをご用意しています。0.01 mmの分解能により、極めて精密なウェブガイドが可能になります。GS 754は、幅広い素材に対応する信頼性の高いソリューションです。
継ぎ目の検知
要件：
包装フィルムのロール交換時には継ぎ目ができてしまうため、工程中に確実に検知して排出する必要があります。包装フィルムの印刷は多種多様であるため、継ぎ目の検知は、色や表面の状態にできるだけ左右されないものでなければなりません。
ソリューション：
IGSU14E SDフォークセンサは、継ぎ目を確実に検知します。超音波方式を採用しているため、あらゆる種類の印刷に対応します。ティーチ機能を使用することで、センサへのティーチングを迅速かつ簡単に行うことができます。内蔵IO-Linkインターフェースを介して、診断機能を利用できます。
フィルム供給時のカットマーク検知
要件：
製品は、水平包装機によって包装フィルムに梱包されます。センサは、印刷されたコントラストマーカーを検知し、それによって正確な裁断工程を制御する必要があります。一般的な課題としては、設置スペースが限られることや、さまざまな色のフィルムやコントラストマーカーに対応するため、頻繁にフォーマットを切り替える必要があることが挙げられます。
ソリューション：
コンパクトなKRT 3C コントラストセンサには、RGB LEDを搭載したフレキシブルタイプ、白色光を用いた汎用タイプ、および赤色レーザー光を用いた長距離測定用タイプの3つのモデルがあります。センサのティーチングは、内蔵のティーチングボタン、IO-Link、またはケーブルを介して行うことができます。
菓子やパン製品の包装における特有の課題
他の業界とは異なり、一般的に乾燥した中温環境であることから、センサの洗浄耐性や表面仕上げに関する要件はそれほど重要ではありません。
光ファイバーセンサは、高温環境での用途に特に適しています。さらに、特殊な光スポット形状や、背景を基準とするセンサ技術により、過酷な条件下でも安定した信頼性の高い検知が可能となります。
もう1つの重要な側面は、内容物の確認です。一次包装は主にフィルム（透明なものから金属蒸着されたものまで）で構成されているため、センサは、適切に充填されたパッケージと不完全なパッケージを確実に区別する必要があります。
IO-Link搭載のセンサは、シンプルな設定により、製品やフォーマットの切り替えを迅速に行うことが可能です。これにより、ダウンタイムを削減して包装機の柔軟性を持続的に高めることができます。
当社のセンサは、統合されたIO-Linkインターフェースを備えています。これにより、パラメータ設定、事前設定、および製品固有のレシピを、機械制御からセンサに直接転送できます。そのため、製品やフォーマットの変更時に必要な調整を、迅速かつ容易に行うことができます。これにより、ダウンタイムの短縮、システム稼働率の向上、柔軟性の高い生産が可能になります。
包装業界におけるその他のトピック
製菓・製パン業界に関するよくある質問
自動化を実現するには、機械または工程制御システムが、処理物体や搬送技術に関する位置、存在、および場合によってはその他のデータにもアクセスできるようする必要があります。このため、センサや回転エンコーダが使用されます。また、「危険」な場所では、労働安全衛生も確保する必要があります。
主な用途としては、混合および原材料処理段階における投与や温度制御などが挙げられます。工程の後半、つまり完成した半製品から包装に至るまで、存在検知、完全性モニタリング、および包装充填中の数量モニタリングの用途がより一般的になります。
ここで課題となるのは、製品の形状や色が多種多様であることに加え、システム設計が主に複数ライン方式であることです。このため、あらゆる動作条件下で確実かつ安全な物体検出を行うためには、センサの取り付け位置や検知能力に高い要求が課されます。
一般的に、複数ラインシステムのレーンは個別に監視する必要があるため、物体検出は通常、コンベヤベルトの上または下からのみ可能です。同時に、製品の色、形状、表面構造にかかわらず、確実に検知する必要があります。理想的には、再設定をしなくても製品の切り替えができることが望まれます。これらの要件を満たすには、変化する条件下でも高い信頼性と安定した検知が可能な、特別に最適化されたセンサが必要となります。