甜食和烘焙行业传感器解决方案
在甜食和烘焙食品行业的自动化包装过程中,有一点至关重要:最大灵活性。通常,一个包装线需要处理和包装多种产品。根据尺寸的不同,有时采用单轨道系统,但主要还是采用多轨道系统。因此,需要一种无需调整或额外设置,即可可靠检测各种产品的传感器。
当甜食和烘焙食品用高亮或透明薄膜包装时,检测变得尤为困难。主要挑战在于从上方进行可靠的物体识别(在多道系统中很常见),以及确保检测结果上不受产品颜色、形状和材料特性的影响。
物品输送应用
面团回路调节
要求:
面团在机器上擀开,然后加工成烘焙食品。面团被精确地擀制成所需的厚度。传感器要监控面团在转送到传送带时保持形状不变。测量变量就是面团与传感器之间的间距。
解决方案:
ODT 3C测距漫反射传感器定位在面团回路上方的辊轧机输出口处,为上级控制系统提供间距值。测量值经由 IO-Link 通过过程数据进行评估。此外,诊断数据通过 IO-Link 传输到控制器,用于工业 4.0 目的。
识别传送带上的产品
要求:
必须可靠地检测产品在传送带上的前边缘,以便控制拥塞距离。为了防止由于错误的检测而导致机器停机,传感器也必须可靠地识别从非常平坦到高耸的不规则几何形状的产品。
解决方案:
DRT 25C 动态参考漫反射传感器的工作原理使它能可靠地识别小型、扁平型、甚至是有高度的和球形的产品。一键示教功能使 DRT 25C 的设置非常简便。其他传感器功能则可以通过 IO-Link 接口进行控制。
多通道物体识别
要求:
在食品工业中,产品在过程之间通常是多通道输送的。只能从上方进行产品有无和/或完整性检测,并且应覆盖所有通道。
解决方案:
LRS 36 线性检测传感器用于物体识别,LES 36 用于物体测量,LPS 36 用于轮廓测量,可在 600 毫米的测量场宽度范围内检测各种物体。因此,可以简便地识别到缺失的产品。传感器输出物体位置和高度。
识别包装产品
要求:
如果多个输送机相邻排列的间距很近,需要从上方检测物体。在生产设备中进行格式更改时,最好是不需要调整传感器,以免造成停机。
解决方案:
DRT 25C 参考漫反射传感器以传送带为参考,对漫反射和间距进行处理,能识别各种物体。只需在调试时进行一次示教操作即可,无需在格式更改时进行任何调整。
识别传送带上的产品
要求:
食品制造商要使用高亮的一级包装分装产品。然后用传送带继续输送包装,同时应进行可靠地识别。响应时间短的传感器也能够检测到产品之间的小间隙。
解决方案:
5B 系列传感器能够水平安装在输送线路上。对射光电传感器的优势在于极高的功能冗余度。即使面对棘手的表面,也能确保实现可靠的检测。
过程监控应用
液位监控
要求:
在甜食生产中会用到许多配料和辅料,如巧克力豆、液体等。为了持续控制配料供给,必须识别各容器中的料位。
解决方案:
LCS 电容式传感器能识别塑料或玻璃容器中的液体或散装物料的料位。传感器穿过容器壁进行检测,不接触产品。传感器的位置设定了最低和最高填装高度。
识别空模具中的残留量
要求:
再次使用空模具之前,必须确保各个模具都没有残留物,以便保证生产过程的可靠性。
解决方案:
LRS 36 线性检测传感器能记录模具的轮廓,为沿激光线的每一个测量点提供距离值和位置值。连接的控制系统会评估:"已空"还是"模具中有残留"。或者,也可以使用集成有图像评估功能的 IVS 1000i 简单视觉传感器。
产品高度矫正
要求:
如果有多个扁平的产品堆垛在一起,必须监控堆垛高度,以免影响后续的包装过程。从而同时也可以控制堆垛产品的数量。
解决方案:
ODS 测距传感器有不同的测量范围和分辨率,适用于进行填装高度监控。得益于可配置的模拟电流或电压输出和 IO-Link 接口,它们可以轻松适应特定应用。
抛料监控和产品计数
要求:
在包装机上要将有缺陷或不完整的产品抛出,不经分拣或对齐。开关安全光幕能够检测到这些产品。或者,也可以在机器出料口处使用快速开关安全光幕来清点包装正确的产品。
解决方案:
CSL 710 开关安全光幕采用不同的长度和分辨率,适用于监控较大的抛料开口。紧凑的 CSL 505 安全光幕是一种节省空间的解决方案,适用于简单的应用。CSR 780 镜反射型光幕的响应时间短,使它适用于快速的物体计数。
检测包装内物品
要求:
在卧式包装设备中要用薄膜包装诸如巧克力棒等。包装膜通常采用彩色印刷,不透明。为了使套膜的密封位置正确,必须可靠地识别套膜中的条状产品前边缘。
解决方案:
性能强大和功率超高的 LS25CI.XXR 和 LS25CI.XR 对射光电传感器能轻松透视大多数的金属膜和深色膜。即使在密封的套膜中,也能可靠地识别到包装中的产品前边缘。
质量控制应用
识别空模具
要求:
在甜食生产中会使用模具进行产品生产或塑型。在此过程中的第一步就是识别和验证空模具。
解决方案:
通用的 DCR 200i 紧凑型条码阅读器能可靠地检测 1D 或 2D 条码。如需在食品加工中使用,可选购不锈钢外壳。如果与空模具的间距较大,则适合使用性能强大的 DCR 1000i 简单视觉传感器。
质量和物体高度矫正
要求:
为了使用卧式包装机做进一步加工,必须确保制成品(例如巧克力棒)能够单独沿传送带移动。为此,系统会监控是否保持了规定的产品高度(例如,堆叠在一起的物体)。
解决方案:
ODT 3C 测距漫反射传感器安装在传送带上方监测产品。它检测物体(开关量传感器功能),同时也测量其高度(测量传感器功能)。这样就能确保产品在传送带上单独输送。测量数据通过传感器的 IO-Link 接口输出。
流动包装条码识别
要求:
在包装过程中,必须通过添加的条码来确保正确分配包装材料和产品。必须用传感器检查不同类型的条码以及条码是否清晰。为此可以使用基于照相机的条码阅读器。
解决方案:
基于照相机的 DCR 200i 条码阅读器可进行 1D 和 2D 条码解码。借助集成的参考码功能,传感器可以将读取到的条码与参考码或目标码进行比较。通过数字 IO 实时输出结果。或者可以通过现场总线接口将条码内容传输到机器控制系统。
密封缝检测
要求:
对于使用薄膜包装的食品,规格正确的密封缝能为包装产品的保质期提供保证。为此,必须持续在水平过程中检查密封缝。使用的传感器必须与机器中的空间相匹配。
解决方案:
KF 和 KFX 光纤采用不同的光出射端和安装方式,可灵活地使用在狭小的安装环境中。结合具有高光学性能的光纤放大器(如 LV463.XR)使用,可提供针对该应用量身定制的解决方案。还具有模拟输出及 IO-Link 接口等其他优势。
物体对齐检测
要求:
在卧式包装机的出料口必须检查产品是否已正确对齐,然后再自动装入外纸箱。为此要使用一个基于照相机的视觉传感器,它从上方监控着传送带。
解决方案:
IVS 1000i 简单视觉传感器可以检查输送机上的产品位置。为此可在传感器中选择使用评估工具,如图案检测或位置识别。此外,也可以读取和检查产品上的条码或 2D 条码。
包装材料应用
纠偏检测
要求:
为了确保薄膜的平行和垂直切割,沿着薄膜运行轨道进行纠偏控制是很有帮助的。高度的精度要求需要精确的测量传感器。
解决方案:
GS 754 槽型测量传感器有不同的槽宽可供选择,为最高精度的边缘控制提供了保证。0.01 mm 的分辨率可实现非常精确的纠偏。GS 754 是适用于各种材料的可靠解决方案。
识别接缝
要求:
在过程中必须可靠地检测并剔除更换包装膜卷时产生的接缝。由于包装膜上可能有多种多样的印刷图案,因此对接缝的识别要尽可能不受颜色和表面的影响。
解决方案:
利用 IGSU14E SD 槽型传感器能可靠地识别接缝。由于采用超声波原理,它们可适用于任何类型的印刷。利用示教功能,可以快速、轻松地对传感器进行示教。通过集成的 IO-Link 接口可完成诊断功能。
在薄膜进给过程中识别剪切标记
要求:
在卧式包装机中用包装膜进行产品包装。传感器必须识别印刷在上面的对比标记,从而精确地控制切割操作。挑战通常就在于空间狭小,以及需要在不同颜色的薄膜和对比标记之间频繁进行格式转换。
解决方案:
紧凑的 KRT 3C 色标传感器有三种型号可供选择:配备 RGB LED 的灵活型、配备白光的通用型以及配备激光红光、适用于较大间距的规格。可以通过集成的示教按钮、IO-Link 或电缆对传感器进行示教。
甜食和烘焙产品包装的特殊挑战
与其他行业不同,该行业的环境条件通常干燥温暖,因此对传感器耐清洗性或表面处理的要求并不重要。
光纤传感器特别适用于高温环境中的应用。此外,特殊的光斑几何形状和以背景为参考的传感器技术,即使在恶劣条件下也能实现稳定可靠的检测。
另一个重要方面是内容物检查。由于一级包装主要由薄膜组成(从透明到金属薄膜),传感器必须能够可靠地区分正确填充的包装和未完全填充的包装。
配备 IO-Link 的传感器还通过简单的配置支持快速的产品和规格变更。这有助于减少停机时间,可持续地提高包装机的灵活性。
我们的传感器具有集成 IO-Link 接口。这使得参数设置、预设和特定产品的配方能够直接从机器控制系统传输到传感器。因此,在更换产品或规格时,任何必要的调整都能快速、轻松地实施。这减少了停机时间,提高了系统可用性,实现了高度灵活的生产。
甜食和烘焙行业常见问题
为了实现自动化,机器或过程控制系统必须能够获取有关被处理物体及输送技术的位置、有无状态和可能涉及的其他数据。为此,通常会使用传感器和旋转编码器。在“危险”区域,还必须确保职业安全。
主要应用包括混合和原料加工阶段的计量和温度控制。在后续工艺中,从成品原料到包装,包装填充过程中的有无检测、完整性监控和数量监控等应用变得越来越普遍。
挑战源于产品形状和颜色的多样性,以及以多道系统设计为主的工艺流程。这给传感器的安装位置和检测能力提出了很高的要求,以确保在所有运行条件下都能可靠、安全地检测到物体。
由于多轨道系统中的各个通道通常需要单独监控,因此通常只能从传送带的上方或下方进行物体识别。同时,无论产品的颜色、形状或表面结构如何,都必须能够可靠地检测到它们。理想情况下,在切换产品时无需重新配置。这些要求需要经过专门优化的传感器,即使在不断变化的条件下,也能确保实现可靠、稳定的检测。