Sensoroplossingen voor de zoetwaren- en bakkerij-industrie
Bij geautomatiseerde verpakkingsprocessen in de zoetwaren- en bakkerij-industrie staat één ding voorop: maximale flexibiliteit. Vaak wordt een grote verscheidenheid aan producten op één enkele verpakkingslijn verwerkt en verpakt – in enkelspoorsystemen, afhankelijk van de grootte, maar voornamelijk in meersporige systemen. Daarom is er behoefte aan sensoren die een grote verscheidenheid aan producten betrouwbaar kunnen detecteren zonder dat er aanpassingen of extra instellingen nodig zijn.
Detectie vormt een bijzondere uitdaging wanneer zoetwaren- en bakkerijproducten worden verpakt in hoogglanzende of transparante folies. De belangrijkste uitdagingen liggen in betrouwbare objectdetectie van bovenaf – zoals gebruikelijk is in meersporige systemen – en in het waarborgen van een hoge mate van onafhankelijkheid van de kleur, vorm en materiaaleigenschappen van de producten.
Sensoroplossingen voor verwerkings- en verpakkingslijnen
Onze innovatieve sensoroplossingen zijn specifiek ontworpen om te voldoen aan de veeleisende eisen van verwerkings- en verpakkingssystemen in de zoetwaren- en bakkerij-industrie. Ze maken een betrouwbare detectie mogelijk van producten met complexe vormen of uitdagende oppervlakte-eigenschappen en zorgen voor stabiele, betrouwbare processen – zelfs in meersporige systemen.
Bovendien maken moderne sensortechnologieën de betrouwbare detectie van verpakte producten mogelijk, zelfs wanneer er transparante, hoogglanzende of gemetalliseerde folies worden gebruikt. Voor veeleisendere test- en inspectietaken zijn ook flexibele beeldverwerkingsoplossingen beschikbaar, waarmee een breed scala aan verificaties en kwaliteitscontroles direct binnen het proces kan worden uitgevoerd.
Toepassingen in het verpakkingsproces voor de zoetwaren- en bakkerij-industrie:
De toepassingen gedurende het gehele proces zijn even divers als de producten zelf – variërend van objecttransport en procesbewaking tot kwaliteitsborging en verpakkingsmaterialen.
Toepassingen voor het transport van objecten
Deeglusregeling
Vereiste:
In een machine wordt deeg uitgerold en later verder verwerkt tot brood en banket. Het deeg wordt nauwkeurig uitgewalst tot een vereiste dikte. Een sensor bewaakt of de vorm van het deeg bij de overgang naar de transportband ongewijzigd blijft. Als meetgrootheid dient de afstand van het deeg t.o.v. de sensor.
Oplossing:
De afstandssensor met diffuse detectie ODT 3C wordt bij de uitgang van de walsmachine boven de deeglus gepositioneerd en levert een afstandswaarde aan de bovenliggende besturing. De analyse van de meetwaarde gebeurt via de procesgegevens via IO-Link. Daarnaast worden diagnosegegevens via IO-Link voor Industrie 4.0-doeleinden doorgegeven aan de besturing.
Herkennen van producten op transportbanden
Vereiste:
Voor de besturing van een buffertraject moeten de voorkanten van de producten op de transportband betrouwbaar worden gedetecteerd. Om machinestilstand door detectiefouten uit te sluiten, moet de sensor ook producten met lastige geometrieën – van zeer vlak tot hoog uitstekend – kunnen herkennen.
Oplossing:
De dynamische referentietaster DRT 25C herkent door z'n werkingsprincipe het volledige spectrum van kleine en vlakke tot hoge en bolvormige producten betrouwbaar. Door de 1-knops-teachfunctie is de DRT 25C eenvoudig in te stellen. Via de IO-Link-interface kunnen meer sensorfuncties worden aangestuurd.
Meersporige objectherkenning
Vereiste:
In de levensmiddelenindustrie worden producten tussen de processen vaak meersporig getransporteerd. Detectie van de producten op aanwezigheid en / of volledigheid kan alleen van bovenaf gebeuren en moet alle sporen afdekken.
Oplossing:
De lijnprofielsensoren voor objectdetectie LRS 36, de LES 36 voor objectmeting en de LPS 36 voor profielmeting detecteren diverse objecten over een meetveldbreedte van 600 mm. Ontbrekende producten kunnen zo eenvoudig worden herkend. De sensoren geven de objectpositie en -hoogte door.
Herkennen van verpakte producten
Vereiste:
Als meerdere transportbanden dicht op elkaar zijn geplaatst, is het noodzakelijk objecten van bovenaf te detecteren. In productie-installaties moeten bij een formaatwissel bij voorkeur geen aanpassingen aan sensoren vereist zijn, zodat stilstand wordt voorkomen.
Oplossing:
Met de transportband als referentie en de verwerking van remissie en afstand, herkent de referentietaster DRT 25C alle objecten. Een teach-procedure bij de ingebruikname is voldoende, bij een formaatwissel zijn geen aanpassingen vereist.
Herkennen van producten op transportbanden
Vereiste:
Bij een levensmiddelenfabrikant worden producten in hoogglanzende primaire verpakkingen verpakt. Daarna worden de verpakkingen op een transportband verder getransporteerd en moeten ze daar betrouwbaar worden herkend. Sensoren met een korte aanspreektijd kunnen ook kleine tussenruimten tussen de producten detecteren.
Oplossing:
Sensoren uit de serie 5B kunnen horizontaal bij het transporttraject worden gemonteerd. Het voordeel van het zender-ontvanger systeem is de zeer hoge functionele reserve. Dit garandeert een betrouwbare detectie, zelfs bij kritische oppervlakken.
Toepassingen voor procesbewaking
Vulhoogtebewaking
Vereiste:
Bij de zoetwarenproductie kunnen talrijke ingrediënten en hulpmiddelen, zoals chocoladepastilles, vloeistoffen, etc. gebruikt. Voor een continue besturing voor het beschikbaar stellen van de ingrediënten, moeten de vulniveaus in de verschillende reservoirs worden herkend.
Oplossing:
De capacitieve sensoren LCS herkennen vulniveaus van vloeistoffen of stortgoed in kunststof of glazen reservoirs. De sensoren detecteren door de reservoirwand heen, zonder dat ze in contact komen met het product. De positie van de sensoren definieert een minimale en een maximale vulhoogte.
Herkenning van resten in lege vormen
Vereiste:
Voordat lege vormen opnieuw gebruikt worden, moet voor een betrouwbaar productieproces gewaarborgd zijn, dat bij alle vormen geen resten meer aanwezig zijn.
Oplossing:
De lijnprofielsensor LPS 36 maakt een profiel van de vorm en stelt voor elk punt langs de laserlijn een afstands- en positiewaarde ter beschikking. De aangesloten besturing beoordeelt: "Leeg" of "Resten in de vorm". Als alternatief kan de Simple Vision sensor IVS 1000i met geïntegreerde beeldanalyse worden toegepast.
Controle van de producthoogte
Vereiste:
Als meerdere vlakke producten op elkaar worden gestapeld, moet de stapelhoogte worden bewaakt, zodat het opvolgende verpakkingsproces niet nadelig wordt beïnvloed. Tegelijkertijd kan hiermee het aantal gestapelde producten worden gecontroleerd.
Oplossing:
De metende afstandssensoren ODS zijn met hun verschillende meetbereiken en resoluties geschikt voor vulhoogtecontrole. Dankzij de configureerbare analoge stroom- of spanningsuitgang en de IO-Link-interface kunnen deze eenvoudig worden aangepast aan de specifieke toepassing.
Uitworpcontrole en producttelling
Vereiste:
Bij een verpakkingsmachine worden defecte of onvolledige producten ongesorteerd en niet uitgelijnd uitgeworpen. Schakelende lichtschermen kunnen deze producten registreren. Als alternatief kan bij de uitloop van de machine een snel schakelend lichtscherm worden toegepast, voor het tellen van de correct verpakte producten.
Oplossing:
Het schakelende lichtscherm CSL 710 is geschikt voor verschillende lengten en resoluties voor de bewaking van grotere uitworpopeningen. Het compacte lichtgordijn CSL 505 is een ruimtebesparende oplossing voor eenvoudige toepassingen. Het reflectielichtgordijn CSR 780 is door z'n korte aanspreektijd geschikt voor een snelle objecttelling.
Controle van de inhoud van de verpakking
Vereiste:
In een horizontale verpakkingsinstallatie worden bijv. chocoladerepen in folie verpakt. De verpakkingsfolie is meestal bont bedrukt en niet transparant. Om te zorgen dat op de juiste positie van de folieslang wordt gelast, moet de voorkant van de in de folieslang aanwezige reep betrouwbaar worden herkend.
Oplossing:
De krachtige zender-ontvanger systemen LS25CI.XXR super power en LS25CI.XR high power, doorstralen de meeste gemetalliseerde en donker gekleurde folies moeiteloos. Zelfs in een afgesloten folieslang worde de voorkanten van producten in de verpakking betrouwbaar herkend.
Toepassingen voor kwaliteitscontrole
Identificatie van lege vormen
Vereiste:
Bij de productie van zoetwaren worden vormen gebruikt, voor het produceren van de producten of om ze in vorm te gieten. Binnen het proces wordt als eerste stap de lege vorm geïdentificeerd en geverifieerd.
Oplossing:
De universele compacte codelezer DCR 200i registreert 1D- of 2D-codes betrouwbaar. Voor toepassing in de levensmiddelenverwerking is hij verkrijgbaar met een RVS-behuizing. Bij grotere afstanden t.o.v. de lege vorm, is de krachtige Simple Vision sensor DCR 1000i geschikt.
Kwaliteitscontrole en controle van de hoogte van objecten
Vereiste:
Voor verdere verwerking in een horizontale verpakkingsmachine moet worden gewaarborgd dat de vervaardigde producten (bijvoorbeeld chocoladerepen) afzonderlijk over de transportband worden verplaatst. Hiertoe controleert het systeem of de gedefinieerde producthoogte (bijvoorbeeld bij op elkaar gestapelde objecten) wordt gehandhaafd.
Oplossing:
De afstandssensor met diffuse detectie ODT 3C wordt boven de transportband ingebouwd en kijkt van bovenaf op de producten. Hij detecteert de objecten (schakelende sensorfunctie) en meet tegelijkertijd de hoogte hiervan (metende sensorfunctie). Zo wordt gewaarborgd dat producten individueel over de transportband lopen. De meetgegevens worden via de IO-Link-interface van de sensor verzonden.
Code-identificatie op flowpacks
Vereiste:
In verpakkingsprocessen moet via een aangebrachte code worden gewaarborgd dat verpakkingsmateriaal en product correct aan elkaar zijn toegewezen. Sensoren moeten de verschillende codetypen en de leesbaarheid van de code controleren. Hiervoor kan een camera gebaseerde codelezer worden toegepast.
Oplossing:
De camera gebaseerde codelezer DCR 200i decodeert 1D- en 2D-codes. Met de geïntegreerde referentiecodefunctie kan de sensor de gelezen code vergelijken met de referentie-, resp. gewenste code. Het resultaat wordt in realtime doorgegeven via digitale IO's. Als alternatief kan de code-inhoud via een veldbusinterface worden verzonden naar de machinebesturing.
Lasnaadcontrole
Vereiste:
Bij in folie verpakte levensmiddelen waarborgt een correct uitgevoerde sealnaad de houdbaarheid van de verpakte producten. Hiervoor moet de sealnaad binnen een horizontaal proces continu worden gecontroleerd. De toegepaste sensoren moeten worden aangepast aan de beschikbare ruimte in de machine.
Oplossing:
De lichtgeleiders KF en KFX, met verschillende lichtuittreden en bevestigingsmogelijkheden, zijn flexibel toepasbaar in krappe inbouwruimten. In combinatie met glasvezellichtversterkers zoals de LV463.XR, die hoge optische prestaties bieden, leidt dit tot een oplossing die op maat is gemaakt voor de toepassing. Andere voordelen zijn de analoge uitgang en de IO-Link-interface.
Controle van de uitlijning van objecten
Vereiste:
Bij de uitloop van een horizontale verpakkingsmachine moet de correcte uitlijning van de producten worden gecontroleerd, voordat ze geautomatiseerd in een omverpakkingsdoos worden ingepakt. Hiervoor moet een camera gebaseerde Vision-sensor worden toegepast, die van bovenaf op de transportband kijkt.
Oplossing:
De Simple Vision sensor IVS 1000i kan de positie van de producten op de transportband controleren. Hiervoor worden de in de sensor selecteerbare analysetools gebruikt, zoals patroonherkenning of positieherkenning. Daarnaast kunnen barcodes of 2D-codes op het product worden gelezen en gecontroleerd.
Toepassingen voor verpakkingsmaterialen
Baankantopmeting
Vereiste:
Om een parallelle folieloop en haakse sneden te garanderen, is een baankantcontrole langs de folieloop nuttig. Hoge eisen aan de nauwkeurigheid vragen om een nauwkeurig metende sensor.
Oplossing:
De metende vorksensor GS 754 is voor een zeer nauwkeurige kantbesturing verkrijgbaar in verschillende vorkopeningen. De resolutie van 0,01 mm maakt een zeer fijne baankantregeling mogelijk. De GS 754 is een betrouwbare oplossing voor talrijke materialen.
Herkennen van lijmposities
Vereiste:
Lijmposities die bij het wisselen van verpakkingsfolies ontstaan, moeten tijdens het proces betrouwbaar worden herkend en uitgesluisd. Het herkennen van lijmposities moet indien mogelijk kleur- en oppervlakonafhankelijk gebeuren, omdat de bedrukking van de verpakkingsfolie zeer divers kan zijn.
Oplossing:
Met de vorksensoren IGSU14E SD worden de lijmposities betrouwbaar herkend. Dankzij het ultrasone principe zijn ze geschikt voor elk type bedrukking. De sensoren kunnen snel en eenvoudig worden ingeleerd met behulp van de inleerfunctie. Via de geïntegreerde IO-Link-interface is een diagnosefunctie mogelijk.
Herkennen van snijmarkeringen in de folietoevoer
Vereiste:
In horizontale verpakkingsmachines worden producten verpakt in verpakkingsfolies. Sensoren moeten de opgedrukte drukmerken herkennen en sturen zo het snijproces nauwkeurig aan. Veel voorkomende uitdagingen zijn krappe ruimten en regelmatige formaatwissels, met folies en drukmerken met verschillende kleuren.
Oplossing:
De compacte contrastsensor KRT 3C is verkrijgbaar in drie varianten: de flexibele uitvoering met RGB-LED's, universeel met witlicht en voor grotere afstanden met rood laserlicht. De tasters kunnen via de geïntegreerde teach-knop, IO-Link of leiding worden ingeleerd.
Bijzondere uitdagingen bij het verpakken van zoetwaren en bakkerijproducten
In tegenstelling tot andere sectoren zijn de omgevingsomstandigheden over het algemeen droog en warm, waardoor eisen met betrekking tot de reinigingsbestendigheid of oppervlakteafwerking van de sensoren van ondergeschikt belang zijn.
Glasvezelsensoren zijn bijzonder geschikt voor toepassingen in omgevingen met verhoogde temperaturen. Bovendien zorgen speciale lichtvlekgeometrieën en sensortechnologieën die de achtergrond als referentie gebruiken voor een stabiele en betrouwbare detectie – zelfs onder moeilijke omstandigheden.
Een ander belangrijk aspect is de inhoudscontrole. Aangezien de primaire verpakking voornamelijk uit folie bestaat – variërend van transparante tot gemetalliseerde uitvoeringen – moeten sensoren op betrouwbare wijze onderscheid kunnen maken tussen correct gevulde en onvolledige verpakkingen.
Sensoren met IO-Link ondersteunen bovendien snelle product- en formaatwisselingen door middel van eenvoudige configuratie. Dit draagt bij aan het verminderen van stilstandtijd en het duurzaam vergroten van de flexibiliteit van verpakkingsmachines.
Onze sensoren zijn voorzien van geïntegreerde IO-Link-interfaces. Hierdoor kunnen parameterinstellingen, voorinstellingen en productspecifieke recepten rechtstreeks vanuit de machinebesturing naar de sensoren worden overgedragen. Eventuele aanpassingen die nodig zijn tijdens product- of formaatwisselingen kunnen zo snel en eenvoudig worden doorgevoerd. Dit vermindert stilstandtijd, verhoogt de systeembeschikbaarheid en maakt een uiterst flexibele productie mogelijk.
Andere onderwerpen in de verpakkingsindustrie
Veelgestelde vragen over de zoetwaren- en bakkerij-industrie
Voor automatisering moet het machine- of procesbesturingssysteem toegang hebben tot informatie over de positie, aanwezigheid en eventueel andere gegevens met betrekking tot de te verwerken objecten en de transporttechniek. Hiervoor worden sensoren en pulsgevers gebruikt. Ook op "gevaarlijke" locaties moet de arbeidsveiligheid worden gewaarborgd.
Belangrijke toepassingen zijn onder meer dosering en temperatuurregeling tijdens de meng- en grondstofverwerkingsfasen. In latere processtappen, vanaf het afgewerkte ruwe product tot en met de verpakking, komen toepassingen voor aanwezigheidsdetectie, controle op volledigheid en kwantiteitscontrole tijdens het vullen van verpakkingen steeds vaker voor.
De uitdagingen vloeien voort uit de grote verscheidenheid aan productvormen en -kleuren, evenals uit het overwegend meersporig systeemontwerp. Dit stelt hoge eisen aan de montageposities van de sensoren en aan hun detectievermogen om onder alle bedrijfsomstandigheden een betrouwbare en veilige objectdetectie te waarborgen.
Aangezien de afzonderlijke sporen van een meersporig systeem doorgaans afzonderlijk moeten worden bewaakt, is objectdetectie meestal alleen mogelijk vanaf de boven- of onderzijde van de transportband. Tegelijkertijd moeten producten betrouwbaar worden gedetecteerd, ongeacht hun kleur, vorm of oppervlaktestructuur – idealiter zonder dat bij het wisselen van producten een herconfiguratie nodig is. Deze eisen vragen om speciaal geoptimaliseerde sensoren die zelfs onder wisselende omstandigheden een betrouwbare en stabiele detectie garanderen.