53C/ 55C series

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TOF技術と衛生の融合:要求の厳しい用途向けの距離拡散型レーザー光電センサ

ODT 5xCL1-2M 光電センサは、物体の存在を検出し、IO-Link 経由で長距離で測定値を出力する必要のある、要求の厳しい環境での用途向けに開発されました。背景抑制機能を備えたレーザーセンサは、TOF(Time of Flight)技術により、検出が困難な物体や表面でも確実に動作し、2メートルの動作範囲を実現します。このセンサを基盤として、アプリケーションソリューションを再設計することが可能です。

測定値出力機能を備えたステンレス製筐体のスイッチングセンサは、2つの独立したスイッチングポイントを持ち、幅広い用途に使用できます。製薬業界においてEU GMP指令第4巻附属書1の要件を満たすソリューションとして、このセンサは、理想的です(White Paper参照)。 代表的な応用分野は、存在検査、位置決め、品質管理です。

53C / 55Cシリーズは、長距離動作範囲、高精度なスイッチング動作、優れた機能予備力を備えたコンパクトな光電センサおよび拡散型センサを、FDA準拠のステンレス製筐体を採用した豊富なバリエーションで提供しています。 衛生設計の53Cシリーズセンサとウォッシュダウン設計の55Cシリーズセンサは、衛生面と堅牢性に対する要求が高い用途向けに特別に開発されました。ODT 53CL1-2MおよびODT 55CL1-2Mレーザー光電センサは、長距離動作に対応する当社の距離センサ製品群を拡大するものです。 

55Cシリーズステンレス製センサは、自動車業界、木材加工、その他堅牢な筐体を必要とするあらゆる用途にも適しています。

お客様のメリット

  • OEM向け:2mを超える長距離検出とToF技術による高精度な検出、狭い場所でも使用できるコンパクトな筐体により、設置場所の選択肢が拡大
  • 運用事業者向け: GMP指令の滅菌要件への準拠をより容易かつ、よりコスト効率良く実現
  • 表面が滑らかな高品質V4A(AISI 316L、FDA準拠)ステンレス製の筐体と、細菌の付着を防ぐ特殊耐傷性コーティングを施したPMMA+製、ガラス不使用の光学カバー
  • 2in1センサ:測定値の検出と出力が1つのセンサで可能になり、調達、設置、試運転、運用にかかる時間とコストを削減

ハイライト

  • 衛生管理が重視されるエリア向けに考え抜かれたソリューション
  • ウォッシュダウン・衛生設計の距離拡散型光電センサ
  • 衛生用途向けケーブルおよびワイヤ
  • GMP指令に準拠した長距離動作範囲により、側面への取り付けも可能に

ハイライトへ

アプリケーション

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製薬業界: ストッパープラグコンベアにおけるストッパープラグの検出

要件:

現行のEU GMP指令(第4巻、附属書1)では、医薬品製造工場において「ファーストエア」を遮断する部品は滅菌されなければならないと規定されています。そのため、可能であれば、ストッパープラグ搬送経路上へのリフレクタの設置は避けなければなりません。ストッパープラグには様々な色があるため、特に暗色の素材を確実に検出することが重要です。 

ソリューション: 

同様の設計で三角測量の原理を用いた光電センサの動作範囲は、暗色のプラグを確実に検出するには不十分です。動作範囲が最大2 mで、あらゆる色を確実に検出するToFレーザースキャナーは、これらの箇所における回帰反射型光電センサ、およびコンベアベルト上のリフレクタの代替として使用できます。

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食品・包装業界:バイアルおよびガラスの検出

要件:

医薬品製造に関する現行のEU GMP指令(第4巻、付属書1)では、「ファーストエア」を遮断する部品は滅菌されなければならないと規定されています。そのため、可能であれば、例えばバイアルなどの供給口の上部へのセンサの設置は避けなければなりません。透明な容器も確実に検出する必要があります。 

ソリューション: 

横方向の位置合わせに関しては、同様の設計の標準的な三角測量方式のレーザーセンサでは、動作範囲が不十分です。動作範囲が最大2mで、難しい角度からでもあらゆる色を確実に検出できるToFレーザースキャナーは、リフレクタを使用しない従来のソリューションや、上部からのソリューションの代替となるものです。 これにより、バイアルの先端も確実に検出できます。

堅牢なセンサのさらなる応用

Reliable object detection in confined spaces, even with strong vibrations

Requirement: 

In metal processing, e.g. in the press shop, the circuit boards or body parts must be reliably detected before, during and after the press process. The sensors need to operate reliably regardless of color and surface due to variations in material and angle. The process also involves severe shocks and vibrations, which must not affect detection. 

Solution: 

The ToF laser scanners ODT 55CL1 with an operating range of up to 2 m in miniature format are ideal for these conditions because this technology is insensitive to vibrations and still enables reliable detection of all colors, even at awkward angles.



Presence detection of very dark objects in confined spaces

Requirement:

During tire production and the tread press, the raw tires must be reliably identified, regardless of their color and surface. Regular cleaning cycles are required due to the high level of contamination in the process. Sensor placement is only possible in very confined spaces, and the process involves vibrations and significant temperature fluctuations. 

Solution: 

Even very dark and textured objects are reliably detected with the ODT 55CL1 laser scanners (with ToF technology) in miniature format with an operating range of up to 2 m. The large working range, starting at just a few centimeters, allows use in a wide variety of applications. The sensor’s stainless steel housing makes it ideally suited for cleaning cycles.


技術的特性

特徴

ODT 53CL1-2M

ODT 55CL1-2M

動作原理

背景抑制機能付き光電センサ

背景抑制機能付き光電センサ

筐体外形および寸法(幅×高さ×奥行き)

衛生設計 (14.0 x 35.4 x 20.4 mm)

ウォッシュダウン設計(14.0 x 35.4 x 25.0 mm)

筐体の素材

ステンレス鋼V4A(AISI 316L)、FDA承認済み

ステンレス鋼V4A(AISI 316L)、FDA承認済み

動作範囲

2,000 mm

2,000 mm

光源

レーザー、赤(レーザークラス1)

レーザー、赤(レーザークラス1)

スイッチング周波数

7-15Hz、反射率に応じて

7-15Hz、反射率に応じて

IO-Link

V1.1 (COM3)

V1.1 (COM3)

スイッチ出力

IO-Link バリエーション:
2つの独立したスイッチング出力、プッシュプル

IO-Link バリエーション:
2つの独立したスイッチング出力、プッシュプル

操作

ティーチボタン / IO-Link のみ

ティーチボタン

保護等級

IP 67 / IP69K

IP 67 / IP69K

温度範囲

操作

-30 – +50°C

-30 – +50°C

認証

CE、UL、ECOLAB、CleanProof+、JohnsonDiversey

CE、UL、ECOLAB、Clean-Proof+、JohnsonDiversey

接続

M8

M12 / ピグテール M12 / ケーブル


 
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53Cおよび55Cシリーズ: 高い衛生性を求められる製造行程向けのセンサポートフォリオ

製造・包装工程での検出作業に適した小型筐体を採用した2つのステンレス鋼シリーズ

食品や医薬品の加工、充填、包装には、システムの衛生管理や洗浄に関して非常に厳しい要件が適用されます。

生産システムだけでなく、センサなどの電子部品も、時には強力な洗浄剤による定期的な集中洗浄および消毒サイクルに耐えられるものでなければなりません。特に、食品と直接接触する用途や未包装製品の上方での検知作業には、DIN EN 1672-2規格(「食品加工機械-基本概念-一般設計原則」)に準拠した衛生設計のセンサの使用が推奨されます。これらのセンサソリューションは、特殊設計、洗浄剤に対する高い耐性、気密性を特徴としています。

衛生設計の53Cシリーズとウォッシュダウン設計の55Cシリーズを採用したステンレス鋼センサプラットフォームは、特に衛生要件の厳しい用途向けに開発されました。過酷な条件に耐えるため、両センサシリーズの筐体には高品質のステンレス鋼V4A(AISI 316L)が用いられています。滑らかなステンレス鋼の表面(代表値≤0.8 Ra)により、洗浄剤がすぐに滴り落ち、生産工場でのバクテリアの拡散を防ぎます。設計段階では、ガラス不使用の光学カバーと操作部品を隙間なく完全に密着させることを重視しました。筐体の素材はすべてFDAに準拠しており、食品との直接接触が承認されています。これにより、食品加工と包装の安全性が向上しています。

お客様のメリット

  • あらゆる動作原理を備えた2つのフルシリーズ:一方向ライトバリア光電センサ、回帰反射型光電センサ、特定使用分野・タスク用センサ
  • 湿潤環境(ウォッシュダウン)用と衛生環境(衛生設計)用の2種類の筐体設計
  • 表面が滑らかな高品質V4A(AISI 316L)ステンレス鋼筐体と、細菌の付着を防ぐ特殊耐傷性コーティングを施したPMMA+製のガラス不使用光学カバー
  • 保護等級IP69Kの信頼性の高い機能と完全防水の筐体
  • 耐熱性、耐薬品性(ECOLAB、CleanProof+、JohnsonDiverseyにより試験および認証済)
  • FDA準拠の筐体素材により、食品と直接接触する用途にも使用可能
  • IO-Link インタフェースによる容易な設定と状態監視、および IO-Link を介した電子式範囲調整機能と測定値出力を備えたバリエーション

ハイライト

衛生管理が重視されるエリア向けに考え抜かれたソリューション
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ステンレス製センサのすべての構成部品は、衛生管理が求められるエリアでの使用を想定して特別に開発されています。高圧洗浄機や強力な洗浄剤を使用したシステムの定期的な洗浄は極めて重要になります。 

  • V4A (AISI 316L)製のステンレス筐体は完全防塵・防水で、保護等級IP67、IP68、IP69Kに適合しています
  • 約0.8Raの極めて滑らかなステンレス鋼の表面面により、細菌の付着を防ぎます
  • ガラス不使用の光学カバー(インジウム保護層付きの耐傷性・拡散防止性プラスチック(PMMA+)製)は、過酷な洗浄サイクルにも耐え、信頼性の高い動作を保証します
  • 素材はすべて、食品との直接接触が承認されています(FDA準拠)
  • ECOLAB、CleanProof+、JohnsonDiverseyにより試験および認証済の高い耐薬品性と耐熱性
ウォッシュダウン・衛生設計の距離拡散型光電センサ
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ウォッシュダウン設計の55Cシリーズは、生産ラインの湿潤環境での使用に適しています。密閉筐体技術と広範囲な動作温度範囲により、システムが長年にわたり正常に機能することが保証されます。

厳しい検出タスクに対応する革新的なソリューションを備えた2つのフルシリーズ
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小型ステンレス筐体を採用した2つのセンサシリーズは、一方向ライトバリア、回帰反射型光電センサ、光電センサといったあらゆる動作原理に対応しています。特殊な使用分野向けに様々なモデルが開発されており、生産および包装工程の課題を、個々のケースに合わせた、信頼性が高く経済的な方法で解決します。

特殊用途向けの主な製品:

  • ガラス、PET、フィルム検出用回帰反射型光電センサ
  • 小型部品検出用レーザー回帰反射型光電センサ
  • 水系液体の検出および液面レベル制御用一方向ライトバリア光電センサ
  • 光沢のある物体や色調の異なる物体の検出用の、背景抑制機能および小型光スポットを備えたセンサ
  • 透明な物体や開口部、穴、切り欠きのある物体の検出用の、背景抑制機能と細長い線状光スポットを備えたセンサ
  • 背景抑制機能と電子走査範囲調整機能を備えたセンサ(IO-Link経由で測定値を出力)
  • 背景抑制および特殊V-オプティクス機能を備えたセンサ(透明、平面、反射性、高光沢の物体、ならびに注射器やアンプルトレイの最上層の検出用)
IO-Link-インターフェース:フォーマット変更と状態監視が容易に
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55C および 53C シリーズセンサには IO-Link インターフェースが装備されており、遠隔メンテナンス、診断、センサ設定といった革新的な機械コンセプトの実現を可能にします。センサのパラメータ設定、操作、メンテナンス(状態監視)は、IO-Link経由で行えます。IO-Linkを使って、フォーマット変更もより柔軟かつ経済的に行えます。
特殊センサバリエーションは電子的に調整可能で、特定のウィンドウ領域を監視するための測定値送信機能を備えています。スキャン範囲は IO-Link(リモート設定距離)を介して数値で設定できます。デバイスのキャリブレーションにより、リモート調整時も高い精度が確保されます。故障したセンサを交換する場合、 IO-Link 経由でデフォルト設定を損失なく新しいデバイスに転送できるためティーチイン行程を繰り返す必要もありません。

衛生用途向けケーブルおよびリフレクタ

食品・製薬業界向けの55Cおよび53Cシリーズセンサー製品群には、これらに適したケーブルソリューションとリフレクタが揃っています。
専用接続ケーブルはFDA 準拠素材(熱可塑性エラストマー(TPE)および V4A ステンレス鋼)で作られており、食品との直接接触が認められています。 
ケーブルを0.4 Nmまたは0.6 Nmの締め付けトルクで取り付けた場合、保護等級IP69を実現します。つまり、ケーブルソリューションは、液体、粉塵、蒸気の侵入を防ぎ、高圧洗浄機による強力な洗浄行程にも耐えることができます。強力な洗浄剤に対するケーブルの耐性は、ECOLAB認証により証明されています。ケーブルは、-40°C から +105°C までの温度範囲で使用できます。
衛生面での要求が特に厳しい産業分野向けのケーブル製品群には、M8およびM12サイズに加え、2メートル、5メートル、10メートルの長さのケーブルが含まれています。

リフレクタ

回帰反射型光電センサの検出精度は様々な要素に左右され、とりわけ選択されたリフレクタに依存します。当社では、様々なニーズに対応するため、プラスチック製またはステンレス鋼の筐体を備えたリフレクタや反射テープを提供しています。Advancedセグメントのリフレクタは洗浄剤への耐性が高く、食品業界や製薬業界で広く使用されています。耐薬品性プラスチック製のSolidchemリフレクタは、耐熱性にも優れています。Extended セグメントのリフレクタは、高湿度または温度差の大きい生産現場に適しています。

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アプリケーション

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ソーセージスライサーへの投入状況の監視

要件:

食品業界では、ソーセージは大きな棒状で供給され、スライサーで薄くスライスされます。グリッパーで素材をブレードに向かって均等に押し込み、すべてのスライスを所定の厚さにするためには、機械に供給される製品を確実に検出する必要があります。

ソリューション:

衛生設計の光電センサHT53C.Sは、ソーセージスライサーへの製品供給を確実に監視します。機械の稼働に十分な素材があれば、システムは自動的に起動します。この非常に小さい光スポットは、特に色調の異なる物体に対して優れた性能を発揮し、センサの背景抑制により、色に依存しない確実な製品検出を実現します。

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切断される製品の先端の検出

要件:

工業用切断機では、製品は小さな束に切断され、後の包装作業のためにトレイにあらかじめ小分けされます。センサシステムにとって難しいのは、スライスされた商品の先端がコンベアベルト上でわずかに横方向にずれていたとしても、同じスイッチングポイントで確実に検出する必要があるということです。センサはコンベアベルトの真上に設置されます。この用途では、洗浄剤の残留物がチーズやスライスされた製品に滴り落ちるのを確実に防止する必要があります。

ソリューション:

背景抑制機能付きHT53CL1.X光電センサは、細長いレーザ光スポットにより、製品の先端を検出するために最適化されています。ライン状の光スポットにより、スライスされた製品がベルトコンベア上で横にずれていても、同じスイッチングポイントで確実に検出されます。これにより、切断された商品はトレイ包装にきちんと配置され、トレイの端が食品に接触したり、油分の付着がその後の衛生的なシール工程に影響を与えたりすることがなくなります。53Cシリーズの筐体は、衛生的な用途のためにドリル穴がない設計になっており、食品に直接接触する用途に適しています。

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液体充填時の液面検出

要件:

飲料業界では、充填機を使用して3リットルのボトルに水を充填しています。すべてのボトル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ぐ必要があります。あらゆる容器内の水性液体の液面レベルを確実に検出することは、センサにとって最も困難な検出課題の一つであり、特に高性能なセンサソリューションが求められます。

ソリューション:

LS55C.H2OおよびLE55C.H2Oの透過型光電センサは、水系液体の検出および液面レベル制御のために開発されており、充填行程を確実に停止します。ウォッシュダウン設計の55Cシリーズステンレス鋼トランスミッタおよびレシーバシステムは、高い透過性能を備えており、色付き容器やプラスチックラベル付き容器にも使用できます。
このソリューションは、はかりや流量計などの高価な充填制御システムの代替となり、セットアップも容易です。光軸の正確な位置合わせ以外に、コントロールパネルによる設定は必要ありません。

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トランスファースターボトル充填時の存在確認

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全ポジションにボトルが配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:

背景抑制機能付きのHT55C光電センサは、リフレクタを使用せずにボトル充填時の容器を確実に検出します。このセンサーは湿潤環境向けに設計されており、強力な洗浄工程にも耐えることができます。ECOLAB認証と、当社の洗浄剤、CleanProof+を用いた長期耐久試験により、過酷な条件下でもセンサーの確実な機能性が保証されています。

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搬送中のボトル検出

要件:

牛乳瓶の充填工場では、コンベアベルト上のボトルの位置を、その後の工場内での包装工程のために、確実かつ正確に検出する必要があります。

ソリューション:

PRK55C.TT3回帰反射型光電センサは、透明な容器も確実に検出します。感度はティーチボタンで設定できます。内蔵のトラッキング機能により、リフレクタやセンサの汚れを自動的に補正します。これにより、洗浄間隔が延長され、システムのダウンタイムが削減されます。最高保護等級IP69Kに準拠したウォッシュダウン設計のステンレス鋼筐体は非常に堅牢です。市場で一般的に使用されている洗浄剤に対する耐性は、ECOLAB認証、Leuze CleanProof+テスト、およびJohnsonDiverseyによる試験によって確認されています。

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バイアルの精密な位置決め

要件:

ワクチンやその他の液体を充填する際、透明ガラス製のバイアルを正確に検知し、位置決めする必要があります。

ソリューション:

微小なレーザー光スポットを用いた回帰反射型光電センサPRK53CL1.T3は、小型のステンレス鋼リフレクタと組み合わせることで、バイアルの高精度な検出と位置決めを可能にします。小型筐体のセンサは、狭いスペースでも容易に組み込むことができます。センサとリフレクタは、いずれも衛生用途向けに設計されています。

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透明バイアルの検出と位置決め

要件:

医薬品包装工場では、バイアルはマルチトラック包装ラインで充填されます。充填前に透明バイアルの位置を正確に検出する必要があります。課題の一つは、バイアルが非常に平らな形状をしているため、光電センサの照準をリフレクタに正確に合わせなければならないことです。

ソリューション:

この用途では、当社の53CシリーズPRK53C.T3回帰反射型光電センサが、製薬業界向けに特別に開発されたMTKS 14x23.P製薬用マイクロトリプルリフレクタと組み合わせて使用されています。衛生設計されたステンレス鋼センサは、リフレクタを正確にとらえ、バイアルを確実に検出します。

ステンレス鋼センサの概要

パラメータ

PRK53C / PRK55C

LS/LE53C / LS/LE55C

HT53C / HT55C

ODT 53C /ODT 55C

動作原理

回帰反射型光電センサ

一方向ライトバリア

背景抑制機能付き光電センサ

背景抑制機能付き距離センサ

筐体外形および寸法(幅×高さ×奥行き)

53Cシリーズ:衛生設計 (14.0 x 35.4 x 20.4 mm)

55Cシリーズ:ウォッシュダウン設計(14.0 x 35.4 x 25.0 mm)

筐体の素材

ステンレス鋼 V4A (AISI 316L)

ステンレス鋼 V4A (AISI 316L)

ステンレス鋼 V4A (AISI 316L)

ステンレス鋼 V4A (AISI 316L)

光源

赤色光(645nm)

レーザー赤色

(650nm;レーザークラス1)

赤色光(645nm)

赤外線 (1450 nm)

赤色光(645nm)

赤外線 (860 nm)

レーザー赤色

(650nm;レーザークラス1)

赤色光(645nm)

スイッチング周波数

1,500Hz(赤色光)

3,000 Hz(赤色レーザー)

1,000 Hz(赤色光)

350 Hz(赤外線)

1,000 Hz

(赤色光と赤外線)

3,000 Hz(赤色レーザー)

750 Hz(赤色光)

動作範囲

0.1~5m(二眼対物レンズ)

0 – 4 m (オートコリメータ)

0 – 3 m (透明な物体の検出)

0 - 2 m(レーザー:オートコリメータ)

0 - 0.4 m(レーザー:透明な物体の検出)

0.05 – 8.5 m (赤色光)

0 – 64 m(赤外線)

5~600mm(赤外線)

5 - 450 mm(赤色光)

5 – 200 mm(小型光スポット)

5 – 100 mm (細長い光スポット)

15...400 mm(レーザー)

10 – 150 mm

10 – 80 mm

(小型光スポット)

IO-Link

V1.1 (COM2)

V1.1 (COM2)

V1.1 (COM2)

V1.1 (COM3)

操作

ティーチボタン

-

多回転スピンドル

ティーチボタン

温度範囲

-40~+70°C

-40~+70°C

-40~+70°C

-40~+70°C

保護等級

IP67、IP68、IP69K

IP67、IP68、IP69K

IP67、IP68、IP69K

IP67、IP68、IP69K

認証

CE、UL、ECOLAB、CleanProof+、

JohnsonDiversey

CE、UL、ECOLAB、CleanProof+、JohnsonDiversey

CE、UL、ECOLAB、CleanProof+、JohnsonDiversey

CE、UL、ECOLAB、Clean-Proof+、JohnsonDiversey

接続

M8、ケーブル、ケーブルピグテールM12

M8、ケーブル、ケーブルピグテールM12

M8、ケーブル、ケーブルピグテールM12

M8