Sensor So sorgt ein Lichtaster mit Blaulicht für sicheres Verpacken

In einer Verpackungslinie für Kunststoff-Flaschen soll mittels Reflexionslichttastern geprüft werden, ob die Flaschen tatsächlich von den Greifern aufgenommen wurden. Trotz beengter Einbausituation und einem schwierigen Detektionswinkel liefert ein Subminiatursensor mit blauer Sende-LED von Sensopart zuverlässige, reproduzierbare Ergebnisse.

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SensoPart Industriesensorik GmbH Werk Gottenheim

Bei Transnova Ruf im fränkischen Ansbach werden kundenspezifische Verpackungsmaschinen in vielfältigen Ausführungen entwickelt und hergestellt – von Maschinen für das Top- und Sideloading über Picking-Systeme, Kommissionier- und Palettieranlagen bis hin zu kompletten Verpackungslinien für die Endverpackung. Für einen Hersteller von Kosmetikartikeln entsteht hier gegenwärtig eine Anlage zur Befüllung und Konfektionierung von Kunststoff-Flaschen.

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Automatisierungslösung für Greifersysteme

Die Flaschen, die aus transparentem oder opakem (nicht-transparentem) Kunststoff unterschiedlicher Farben bestehen, werden im Laufe des Prozesses zweimal mittels Greifern transportiert: Die erste Greifvorrichtung greift gleichzeitig zwölf Flaschen in Reihe von einem Förderband und setzt sie auf eine andere Position um, von der aus sie mit Hilfe eines zweiten Greifersystems mit sechs Einzelgreifern (2 x 3 Flaschen) zur Konfektionierung weitergeleitet werden. Jedem Einzelgreifer ist ein Reflexionslichttaster zugeordnet, der prüfen soll, ob die jeweilige Flasche tatsächlich aufgenommen wurde.

Die Herausforderung: Standardlösung war nicht realisierbar

Aufgrund der beengten Einbausituation entschied sich Transnova Ruf für Subminiatur-Lichttaster der Baureihe F 10 von Sensopart Industriesensorik. Mit ihren Abmessungen von nur 21 x 14 x 8 mm3 waren sie in der Anlage problemlos unterzubringen. Nun galt es, in verschiedenen Praxistests die am besten geeignete Sensorvariante innerhalb dieser Baureihe zu ermitteln.

„Die Standardlösung für derartige Anforderungen wäre gewesen, die Lichttaster mittig in den Greifern anzuordnen, sodass sie senkrecht auf die Flaschendeckel blicken“, erklärt Thomas Buchner, Vertriebsaußendienstmitarbeiter von Sensopart. „Diese Möglichkeit wurde jedoch vom Kunden ausgeschlossen, da er die Sensoren sicherheitshalber nicht in der Nähe der beweglichen Greiferkomponenten platzieren wollte.“ Diese Vorgabe hatte zur Folge, dass alle Sensoren in schrägem Winkel auf die Oberkante des Flaschenkörpers ausgerichtet wurden.

Bei den von gemeinsam mit Sensopart durchgeführten Praxistests zeigte sich nun, dass mit LED-Rotlichttastern keine ausreichende Detektionssicherheit zu erreichen war. Die Sensoren erkannten zwar zuverlässig die Oberkanten der Flaschenkörper; weil die Flaschen während des Transports jedoch starken Vibrationen ausgesetzt sind, wurden sie nicht immer in identischer Höhe gegriffen. Deshalb kam es zu Fehlschaltungen, wenn der Lichtfleck über die Kante hinwegrutschte. In diesem Fall war der Detektionswinkel so ungünstig, dass die remittierte Lichtmenge, insbesondere bei den Flaschenvarianten aus transparentem Kunststoff, für eine zuverlässige Detektion nicht mehr ausreichte.

Die Lösung: Blaulicht statt Rotlicht

Auch eine modifizierte Testanordnung mit Ausrichtung der Sensoren auf die Flaschendeckel anstelle der Flaschenkörper brachte keine durchgreifende Änderung der Situation. Die Remission der schwarzen, glänzenden Deckel erwies sich im gegebenen Winkelbereich ebenfalls als ungenügend, da ein Großteil des Lichts von der glänzenden Deckeloberfläche weg reflektiert wurde.

„Zum Glück ist unsere Sensorfamilie F 10 sehr variantenreich, sodass wir auch für schwierige Fälle etwas Passendes finden“, berichtet Thomas Buchner. Die Wahl fiel auf eine Spezialausführung für gering remittierende Oberflächen: den F 10 Bluelight. Dieser Sensor, der mit einer blauen anstelle einer roten Sende-LED ausgestattet ist, wird üblicherweise in der Solarindustrie eingesetzt und detektiert dort die dunkelblauen bis schwarzen Solarzellen, die ebenfalls kaum Licht zum Sensor zurücksenden.

Ergänzendes zum Thema

Sensorfamilie F 10

Eigenschaften der Sensorfamilie F 10 im Überblick

• Umfangreiche Subminiatur-Baureihe (ca. 90 Varianten), darunter LED- und Lasersensoren sowie Spezialausführungen wie F 10 Bluelight;

• Gehäuseabmessungen nur 21 x 14 x 8 mm3, ideal für den Einsatz unter beengten Platzverhältnissen;

• präzise, per Teach-in und Steuerleitung einstellbare Hintergrundausblendung;

• robustes, glasfaserverstärktes Kunststoffgehäuse (IP 67) mit Ecolab-Zulassung;

• einfache Montage und Neigungsausrichtung mittels Schwalbenschwanz-Klemmhalterung;

• mehrere Anschlussvarianten: M5-Stecker, Kabelschwanz mit M8-Stecker oder Kabel.

Blaulicht-Taster zeigt stabiles Schaltverhalten

Wie erhofft zeigte der Blaulicht-Taster ungeachtet aller Spiegelungen und Vibrationen sowie des großen Winkels von ca. 60° zur Detektionsfläche ein sehr stabiles Schaltverhalten. Er wurde so angeordnet, dass er aus einem Abstand von 20 bis 25 mm schräg auf die Deckeloberseite blickt. Da die maximale Reichweite des F 10 Bluelight 30 mm beträgt, ist somit eine ausreichende Sicherheitsreserve gegeben.

Die leistungsfähige Hintergrundausblendung, über die sämtliche F 10-Reflexionslichttaster verfügen, schließt zudem eine mögliche Fehldetektion an den Backen des leeren Greifers – falls die Flasche nicht aufgenommen wurde – zuverlässig aus.

Die Montage erfolgte mittels Schwalbenschwanz-Klemmhalterungen, die eine nachträgliche Feinausrichtung über eine vertikale Verkippung im Winkelbereich von ±10° ermöglichen – eine ebenso komfortable wie zeitsparende Lösung, die sich unter den gegebenen, sehr beengten Platzverhältnissen bewährt.

Bei Transnova Ruf ist man nicht nur die gefundene Automatisierungslösung sehr zufrieden, sondern schätzte auch die kompetente Unterstützung von Seiten des Sensopart-Teams während der Praxistests. Aufgrund des positiven Testergebnisses werden nun sämtliche 18 Einzelgreifer der Verpackungslinie mit dem F 10 Bluelight ausgestattet.

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