제과 및 제빵 산업용 센서 솔루션
제과 및 제빵 산업의 자동 포장 공정에서 승패의 관건은 무엇보다 극대화된 유연성입니다. 단일 포장 라인에서 다양한 제품이 처리되고 자주 포장되기도 합니다. 이때 크기에 맞춰 단일 트랙 시스템이 사용될 때도 있지만 주로 멀티 트랙 시스템이 사용됩니다. 따라서 추가적인 설정이라 조정을 하지 않고도 다양한 제품을 안정적으로 감지 가능한 센서 솔루션이 필요한 것입니다.
제과 및 제빵 제품이 고광택 또는 투명 필름으로 포장되는 경우, 물체 감지 가 매우 까다로워집니다. 주요 도전 과제는 멀티 트랙 시스템에서 흔히 볼 수 있듯이 위쪽에서 물체 감지 를 안정적으로 수행하고, 제품의 색상, 모양 및 재료 특성에 영향을 받지 않고 균일한 감지 성능을 보장하는 데 있습니다.
물체 이송 공정 내 적용 분야
반죽 루프 제어
요구 사항:
기계에서 압연된 반죽은 이후 성형 공정을 거쳐 완제품으로 가공됩니다. 이때 반죽은 지정된 두꼐로 정확하게 펴집니다. 센서는 반죽이 컨베이어 벨트로 이송될 때 형태 변형 없이 그대로 유지되는지 모니터링합니다. 반죽과 센서 사이 간의 거리가 프로세스 측정값으로 사용됩니다.
솔루션:
본 ODT 3C직접 반사형 센서 는 압연 기계 배출부의 반죽 루프 위에 설치되어 상위 PLC에 거리값을 제공합니다. 측정값은 IO-Link를 통해 프로세스 데이터로 전송되어 평가됩니다. 또한, 인더스트리 4.0 구현을 위해 IO-Link를 활용하여 진단 데이터가 컨트롤러로 전송됩니다.
베이어 벨트 상의 제품 감지
요구 사항:
버퍼 구간을 제어하기 위해서는 컨베이어 벨트 상의 제품 선단을 안정적으로 감지해야 합니다. 또한, 센서는 매우 납작한 형태부터 높은 형태까지 까다로운 규격의 제품들을 모두 확실하게 감지합니다. 이를 통해 오감지로 인한 설비 가동 중단을 방지합니다.
솔루션:
DRT 25C 동적 기준점 직접 반사형 센서 는 고유의 작동 원리를 기반으로 작고 납작한 형태부터 높고 둥근 형태까지 모든 제품군을 안정적으로 감지합니다. 원티치 기능을 활용하여 DRT 25C를 매우 간편하게 설정할 수 있습니다. IO-Link 인터페이스로를 통해 추가 센서 기능 제어가 가능합니다.
멀티 트랙의 물체 감지
요구 사항:
식품 산업에서는 공정 간에 제품을 멀티 트랙으로 이송하는 경우가 많습니다. 제품의 유무와 조립 완결성은 상단에서만 감지 가능하며 모든 트랙을 반드시 감지 범위 내에 포함되어야 합니다.
솔루션:
물체 감지용 LRS 36 라이트 섹션 센서, 물체 측정용 LES 36, 프로파일 측정용 LPS 36은 600mm의 측정 필드 폭 내에서 다양한 물체를 감지합니다. 따라서 누락된 제품을 쉽게 식별할 수 있습니다. 센서는 물체의 위치와 높이를 출력합니다.
포장된 완제품 감지
요구 사항:
여러 대의 컨베이어 벨트가 좁은 간격으로 나란히 배치된 경우 물체를 상단에서 감지해야 합니다. 포맷 변경 시 생산 시스템의 센서를 별도로 조정하지 않아도 가동 중단 시간을 방지할 수 있어야 합니다.
솔루션:
이송 물체 감지 센서 DRT 25C 는 컨베이어 벨트를 기준으로 삼아 명암 및 거리를 처리하는 동적 기준 방식으로 모든 물체를 감지합니다. 시운전 시에는 한 번의 티칭이면 충분하며, 포맷 변경 시에는 별도의 조정을 하지 않아도 됩니다.
베이어 벨트 상의 제품 감지
요구 사항:
한 식품 제조업체에서는 고광택 일차 포장재로 제품을 포장합니다. 이 경우 포장물은 컨베이어 벨트를 통해 다음 단계로 이송됩니다. 이곳에서 제품은 확실하고 안정적으로 감지되어야 합니다. 응답 시간이 짧은 센서는 제품 사이의 작은 틈새도 감지할 수 있습니다.
솔루션:
5B 시리즈 의 센서는 컨베이어 라인에 수평으로 설치할 수 있습니다. 투과형 광전 센서의 장점은 매우 높은 예비 광출력을 갖추고 있다는 점입니다. 이를 통해 까다로운 표면 환경에서도 안정적인 감지가 보장됩니다.
공정 모니터링 용도
충진량 모니터링
요구 사항:
제과 제품 생산 공정에는 초콜릿 칩이나 액상 원료 등 수많은 주재료와 부재료가 사용됩니다. 원재료를 지속적으로 공급 및 제어하기 위해서는 각 용기 안의 충진량을 감지해야 합니다.
솔루션:
본 LCS 정전용량형 센서 는 플라스틱 또는 유리 용기 내 액체나 벌크 자재의 충진량을 감지합니다. 해당 센서는 제품과 접촉하지 않고 용기 벽면을 투과하여 내부를 감지합니다. 센서의 설치 위치는 최소 및 최대 충진 높이를 결정합니다.
빈 몰드 내 잔여량 감지
요구 사항:
안정적인 생산 공정을 위해 빈 몰드를 재사용하기 전에 그 어떤 몰드에도 잔여물이 남지 않은 상태인지 확인해야 합니다.
솔루션:
본 라이트 섹션 센서 LPS 36 은 몰드의 프로파일을 기록하고, 레이저 라인을 따라 각 측정점의 거리값과 위치값을 제공합니다. 연결된 제어기는 "비어 있음" 또는 "몰드에 잔류물 있는 상태임"여부를 평가합니다. 대안으로 이미지 처리 기능이 내장된 IVS 1000i Simple Vision 센서 를 사용할 수 있습니다.
제품 높이 검증
요구 사항:
평평한 제품 여러 개가 위아래로 포개져 쌓이는 경우 후속 공정에 지장이 생기지 않도록 적재물 높이를 모니터링해야 합니다. 동시에 쌓인 제품의 수량을 관리할 수 있습니다.
솔루션:
거리 측정 센서 ODS 는 다양한 측정 범위와 분해능을 제공하여 충진량을 모니터링하는 데 최적화되어 있습니다. 구성 가능한 아날로그 전류 또는 전압 출력 및 IO-Link 인터페이스 덕분에 특정 애플리케이션에 간편하게 적용할 수 있습니다.
배출 모니터링 및 제품 카운팅
요구 사항:
포장기에서는 결함이 있거나 불완전한 제품을 분류 및 정렬되지 않은 상태로 배출합니다. 스위칭 라이트 커튼은 이러한 제품을 감지할 수 있습니다. 대안으로 기계 반출부에 고속 스위칭 라이트 커튼을 사용하여 정상적으로 포장된 제품을 카운팅할 수도 있습니다.
솔루션:
본 스위칭 라이트 커튼 CSL 710 은 다양한 길이와 분해능으로 배출구 모니터링용으로 사용하기에 최적화되어 있습니다. 본 콤팩트형 라이트 커튼 CSL 505 는 간단한 공정에 최적화된 공간 절약형 솔루션입니다. 본 반사 라이트 커튼 CSR 780 은 응답 시간이 짧아 빠르게 물체를 카운팅하는 데 사용하기에 최적화되어 있습니다.
포장 내용물 감지
요구 사항:
예를 들어, 초콜릿 바는 수평 포장 라인에서 포장 필름으로 포장됩니다. 포장 필름은 대부분 컬러감 있게 인쇄되어 있으며 불투명합니다. 포장 필름 튜브 내부의 정확한 위치에서 밀봉하기 위해서는 필름 튜브 내에 위치한 바의 전면 가장자리를 안정적으로 감지해야 합니다.
솔루션:
투과형 광전 센서 LS25CI.XXR super power 및 LS25CI.XR high power는 대부분의 금속 코팅 필름과 어두운색상의 필름을 쉽게 투과합니다. 밀봉된 필름 튜브 내부에서도 포장물 내 제품의 앞단이 안정적으로 감지됩니다.
품질 관리 공정 내 적용 분야
빈 몰드 식별
요구 사항:
제과 제품 생산 공정에서는 제품을 제조하거나 성형하려는 목적으로 몰드가 사용됩니다. 해당 공정의 첫 단계는 빈 몰드를 식별하고 검증하는 일입니다.
솔루션:
범용 콤팩트 코드 리더 DCR 200i 는 1D 또는 2D 코드를 안정적으로 감지합니다. 이 제품은 식품 가공 공정에서 사용 가능하도록 스테인리스 스틸 하우징으로 제공됩니다. 빈 몰드와의 거리가 더 먼 경우 고성능 Simple Vision 센서 DCR 1000i 가 최적화되어 있습니다.
품질 및 물체 높이 검증
요구 사항:
수평 포장기에서 후속 공정을 진행하기 위해서는 제조된 제품(예: 초콜릿 바)이 컨베이어 벨트를 따라 개별적으로 이동하는 상태인지 확인해야 합니다. 이를 위해 시스템은 정의된 제품 높이(예: 위아래로 포개진 상태로 쌓인 적재물)가 유지되는지 모니터링합니다.
솔루션:
본 ODT 3C 센서 는 컨베이어 벨트 상단에 장착되어 위에서 제품을 바라봅니다. 본 센서는 물체를 감지(스위칭 센서 기능)하는 것과 동시에 높이를 측정(측정 센서 기능)합니다. 이를 통해 제품이 컨베이어 벨트 위에서 개별적으로 이송되도록 보장할수 있습니다. 측정 데이터는 센서의 IO-Link 인터페이스를 통해 출력됩니다.
플로우팩 코드 식별
요구 사항:
포장 공정에서는 부착된 코드를 이용하여 포장재가 알맞은 제품에 할당되도록 해야 합니다. 센서는 다양한 코드 유형과 코드의 판독 가능 여부를 검사해야 합니다. 이를 위해 카메라 기반 코드 리더를 사용할 수 있습니다.
솔루션:
카메라 기반 코드 리더 DCR 200i 는 1D 및 2D 코드를 디코딩합니다. 본 센서는 내장된 참조 코드 기능을 활용하여, 판독한 코드를 참조 코드 또는 타겟 코드와 비교 가능합니다. 결과는 실시간으로 디지털 IO를 통해 출력됩니다. 대안으로 필드버스 인터페이스를 활용하여 판독된 코드 데이터를 상위 제어기로 전송할 수도 있습니다.
실링 심 모니터링
요구 사항:
필름으로 포장된 식품의 경우 실링 접합부가 올바른 상태여야 포장 제품의 유통 기한이 보장됩니다. 이를 위해 수평 공정의 실링 접합부를 지속적으로 점검해야 합니다. 사용되는 센서는 기계 내부의 가용 조건에 맞춰 조정되어야 합니다.
솔루션:
광 출력부 및 장착 옵션이 다양한 화이버 옵틱 센서 KF와 KFX 는 협소한 설치 환경에서도 유연하게 사용 가능합니다. 광학 성능이 탁월한 LV463.XR 과 같은 화이버 옵틱 앰프와 결합하면, 해당 애플리케이션에 맞춤화된 솔루션을 구현이 가능합니다. 또 다른 장점으로는 아날로그 출력부 및 IO-Link 인터페이스가 있습니다.
물체 정렬 싱테 상태 검사
요구 사항:
수평 포장기의 배출부에서는 제품이 자동으로 적재되기 전에 본 제품의 정렬이 올바른 상태인지 점검해야 합니다. 이를 위해 컨베이어 벨트 상단에 하향 배치되어 감지하는 카메라 기반 Vision 센서가 사용되는 것입니다.
솔루션:
Simple Vision 센서 IVS 1000i 는 컨베이어 벨트 위 제품의 위치를 점검할 수 있습니다. 이를 위해 패턴 감지 또는 위치 감지 등 센서에서 선택 가능한 평가 툴이 사용됩니다. 제품의 바코드나 2D 코드를 읽고 확인할 수도 있습니다.
포장재 공정 내 적용 분야
에지 측정
요구 사항:
필름이 평행 주행과 직각 절단을 보장하기 위해서는 필름 주행 경로를 따라 웹 에지 제어를 적용하는 것이 좋습니다. 정확성에 대한 요구 사양 수준이 굉장히 까다로우므로 정밀 측정 센서가 필요합니다.
솔루션:
측정 포크 센서 GS 754 는 최고 정밀도의 엣지 제어를 위해 다양한 개구부 너비로 제공됩니다. 0.01mm의 분해능 성능 덕분에 매우 미세한 웹 가이드가 가능합니다. GS 754는 다양한 재료에 사용할 수 있는 믿음직한 솔루션입니다.
이음매 감지
요구 사항:
포장 필름 롤을 교체할 때 발생하는 이음새는 공정 중 정확한 감지를 거쳐 배출되어야 합니다. 포장 필름의 인쇄가 매우 다양할 수 있기 때문에 이음새는 색상과 표면에 될 수 있는 대로 영향을 받지 않고 감지되어야 합니다.
솔루션:
포크 센서 IGSU14E SD 는 이음매를 확실하게 감지합니다. 초음파 기술 원리를 기반으로 하므로 모든 유형의 인쇄 방식에서 작동할 수 있습니다. 티치 기능을 사용하여 센서를 빠르고 손쉽게 티칭할 수 있습니다. 통합된 IO-Link 인터페이스로는 진단 기능을 사용할 수 있습니다.
필름 피팅 공정에서 커팅 마크 감지
요구 사항:
제품은 수평형 포장기에서 필름 형태로 포장됩니다. 센서는 인쇄된 대비 마크를 감지하여 정밀 절단 공정을 제어합니다. 주요 해결 과제로는 협소한 설치 공간과 다양한 색상의 필름 및 대비 마크로 인해 포맷 전환이 자주 발생한다는 것입니다.
솔루션:
콤팩트한 명암센서 KRT 3C는 RGB LED 가 탑재된 유연한 버전, 백색광을 사용하는 범용 버전, 레이저 생성 적색광을 사용하는 장거리 버전의 세 가지 모델로 제공해 드립니다. 센서는 통합된 티치 버튼, IO-Link 또는 라인을 사용하여 티칭할 수 있습니다.
제과 및 제빵 제품 포장 시 마주하는 특수한 기술적 과제와 솔루션
타 산업과는 다르게 일반적으로 건조하고 온화한 작업 환경 조건으로 인해 본 센서의 내세척성이나 표면 마감 관련 요구 사항은 상대적으로 덜 중요합니다.
광섬유 센서는 특히 고온 작업 환경에서 사용하기에 최적화되어 있습니다. 또한, 특수한 라이트 스팟 형태와 배경을 기준점으로 잡고 가동하는 센서 기술 덕분에 까다로운 작업 환경에서도 안정적이고 믿음직한 감지가 가능합니다.
적재물 내용을 확인하는 것은 또 다른 중요한 요소입니다. 일차 포장은 주로 투명 필름부터 금속 증착 필름에 이르기까지 다양합니다. 그렇기 때문에 센서는 제품이 정상적으로 포장이 충진 또는 미달된 상태임을 안정적으로 구별할 수 있어야 합니다.
IO-Link가 탑재된 센서는 간단한 구성으로 신속한 속도로 제품 및 형식 변경을 지원합니다. 이를 통해 가동 중지 시간을 줄이고 포장기의 유연성을 지속적으로 높일 수 있습니다.
Leuze의 센서는 통합 IO-Link 인터페이스를 갖추고 있습니다. 이를 통해 매개 변수 설정, 사전 설정 및 제품별 레시피를 기계 제어기에서 센서로 직접 전송할 수 있습니다. 따라서 제품 또는 포맷 변경 시 필요한 조정을 빠르고 손쉽게 수행 가능합니다. 이를 통해 가동 중지 시간을 줄이고 시스템 가용성을 높이며 이를 통해 매우 유연하게 오로지 생산에만 집중 가능합니다.
제과·제빵 산업에 관한 자주 묻는 질문
자동화를 위해서는 기계 또는 공정 제어 시스템이 처리 중인 물체 및 이송 설비의 위치, 유무, 그리고 기타 필요한 데이터 정보에 접근 가능해야 합니다. 이와 같은 목적으로는 로터리 엔코더가 최적화되어 있습니다. 또한, “위험” 구역 내에서도 산업 안전은 반드시 보장되어야 합니다.
주요 적용 분야로는 혼합 및 원료 가공 단계에서의 정량 주입 및 온도 제어가 있습니다. 공정의 후반부인 완제품 이송부터 포장 단계에 이르기까지, 제품 유무 감지, 완전성 모니터링 및 포장 충진 시의 수량 모니터링이 더욱 보편적으로 사용됩니다.
이러한 기술적 과제는 매우 다양한 제품 형상과 색상뿐만 아니라 주로 멀티 트랙 시스템으로 설계되는 공정에서 비롯됩니다. 따라서 모든 가동 조건에서 안정적이고 안전한 물체 감지를 보장하기 위해서는 센서의 장착 위치와 감지 능력에 대한 매우 엄격한 수준의 요구 사양이 매우 엄격해집니다.
멀티 트랙 시스템의 개별 레인은 일반적으로 별도로 모니터링이 필요하므로, 물체 감지는 대개 컨베이어 벨트 상단이나 하단에서만 가능합니다. 동시에 제품의 색상, 형상 또는 표면 구조에 관계없이 제품을 안정적으로 감지해야 하며, 이상적으로는 제품 전환 시 별도로 재설정이 필요하지 않아야 합니다. 이러한 요구 사양을 충족하기 위해서는 가동 조건이 변하더라도 안정적이면서 신뢰할 수 있는 감지를 보장하도록 특별히 최적화된 센서가 필요합니다.