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Kein Griff ins Leere

Linien-Lichttaster kontrolliert den Produktrückstau vor einem Sammelpacker
Kein Griff ins Leere

Flexibel Abfüllen und Verpacken bedeutet in der Regel eine hohe Vielfalt verschiedener Verpackungsformen und -farben. Viele Lichttaster haben Probleme bei der Erfassung enganliegender Gebinde, mit nachhaltigen Folgen für die ganze Anlage. Nicht so der WTB12-3 Linie von Sick, denn dieser Sensor – wie ihn u. a. das Schweizer Unternehmen Mifa einsetzt – wurde speziell zur Erfassung von Primärverpackungen in Staustrecken von Abfüll- und Verpackungs- linien konzipiert.

Roland Hackenjos

Die Erfassung von Gitterboxen für den Transport von Backwaren, Fleisch- und Wurstwaren, Fisch, Obst und Gemüse ist ein typisches Beispiel für Aufgabenstellungen, in denen der kleine, präzise Lichtfleck eines Standard-Lichttasters die Detektion erschweren kann. Denn befindet er sich zufällig in der Lücke zwischen zwei Objekten oder blickt durch die Gitterboxstruktur hindurch, wird vom Sensor kein Schaltsignal generiert und der folgende Prozess nicht angesteuert. „Das führte in unserer Verpackungslinie dazu, dass der Greifer nicht angesteuert wurde, um beispielsweise Margarinebecher oder Flaschen mit Flüssigspeisefetten in die Sekundärverpackungen umzusetzen“, erläutert Alex Meyberger von Mifa die Folgen der Fehlsignale für eine Anlage, in der pro Tag etwa 20 000 Gebinde verarbeitet werden.
Mifa ist ein mittelständisches Unternehmen mit nationaler wie internationaler Ausrichtung. Mit Waschmitteln und Lebensmitteln wie Margarine, Fette und Speiseölen erwirtschaftete es im Jahr 2009 einen Umsatz von fast 200 Mio. CHF. In der Schweiz ist das Unternehmen mit seinen Produkten hauptsächlich für den Handelsriesen Migros tätig, aber auch auf dem europäischen Markt hat es sich einen Namen im Private-Label-Bereich gemacht. Der Hauptsitz des Unternehmens mit etwa 300 Mitarbeitern befindet sich in Frenkendorf.
„Unsere Produkte treffen nicht nur geschmacklich, sondern auch seitens der Verpackung den Lifestyle“, sagt Meyberger. „Pro Jahr erzeugen wir fast 10 000 t Margarine und Fette nur für die Schweiz, die in formschönen und aufwendig gestalteten Verpackungen die Supermarktregale erreichen. Die Margarine Saindoux im überwiegend rosafarbenen Rundbecher, die Marke actilife im orange-weißen Rechteckbecher oder die Speiseöle in weißen, gelben oder schwarzen Flaschen.“ Diese Verpackungsvielfalt stellt aus automatisierungstechnischer Sicht hohe Anforderungen an die Sensorik. Sie muss in der Lage sein, alle Gebinde zuverlässig zu erfassen, um eine höchstmögliche Leistungsfähigkeit der Abfüll- und Verpackungsanlagen sicherzustellen.
Keine Fehlschaltungen mehr
Nachdem die Margarine oder die Speiseöle in Becher bzw. Flaschen abgefüllt und verschlossen wurden, werden die Gebinde über eine Förderanlage einem Sammelpacker zugeführt, in dem sie von einem Greifer in Transportkartons umgesetzt werden. Hierzu muss auf dem Fördersegment vor dem Packer der Produktrückstau kontrolliert werden, damit der Greifer nicht ins Leere greift, sondern immer ausreichend Gebinde vorhanden sind. „Als Sensor zur Rückstaukontrolle hatten wir bislang einen Standard-Reflexionslichttaster eines anderen Herstellers im Einsatz“, sagt Meyberger. „Bei ungünstiger Position der Gebinde geschah es immer wieder, dass der kleine Lichtfleck des Sensors zwischen den Flaschen oder Becherlücken positioniert war und dadurch kein Signal lieferte. Zudem waren für den Sensor die vielen verschiedenen Farben und damit die großen Unterschiede in den Remissionseigenschaften besonders der Flasche problematisch und führten zu Fehlsignalen.“ Die Folge waren Anlagenstillstände, ein höherer Wartungsaufwand und zeitfressende Neustarts der Anlagen. „Wir haben gemeinsam mit Sick-Fachleuten die Probleme analysiert und einen Lichttaster erhalten, mit dem diese Probleme dauerhaft behoben sind“, zeigt sich Meyberger zufrieden.
Bei dem Sensor, den Mifa jetzt zur Rückstaukontrolle einsetzt, handelt es sich um den WTB12-3 Linie – einen Reflexions-Lichttaster in robuster Gehäuseausführung und mit spezieller Optik. Sie ist die Grundlage der sicheren Erfassung von Objekten mit Lücken, Gitterstrukturen und gewölbten Oberflächen. Bei anderen Lichttastern können die kleinen Lichtflecke die Zwischenräume zwischen solchen Objekten nicht vollständig abdecken. Dadurch wird ein Objekt mehrfach oder wie bei Mifa gar nicht erkannt, weil der Sensor in die Objektlücke, also ins Leere blickt. Mehrfach- bzw. Fehlschaltungen sind die unerwünschten Folgen.
Die Überwachung des Produktstaus im Einlauf des Sammelpackers meistert der WTB12-3 Linie perfekt. Seine Inbetriebnahme erfolgte schnell und einfach – aufwendige Schulungen oder Fachpersonal waren nicht erforderlich. Die Schwalbenschwanz-Nut am Gehäuse und die verstärkten Befestigungslöcher gewährleisten eine hohe Montagefreiheit. Der drehbare Stecker erlaubt eine flexible Kabelverlegung. Im Betrieb machen zwei rundum gut erkennbare 360°-LEDs für Betriebsspannung und Lichtempfang eine einfache Diagnose des aktuellen Sensorstatus möglich.
Der Linienlichtfleck des Reflexions-Lichttasters WTB12-3 Linie ist in der Lage, bis zu drei Lücken zu überbrücken und dadurch alle Gebinde unabhängig von ihrer Position sicher zu erkennen. Hinzu kommen die sehr guten optischen Eigenschaften des Tasters im Bereich von 50 bis 500 mm. Sowohl die weißen Flaschen des actilife-Balance-Speiseöls als auch die schwarzen Olivenöl-Flaschen werden zuverlässig erfasst.
Fit für raue Prozessbedingungen
Aufgrund ihrer Robustheit liefern die Lichttaster WTB12-3 Linie auch unter wechselnden Prozessbedingungen eine optimale Sensorverfügbarkeit. Elektromagnetische Störquellen, Fremdlicht, Hochdruckreinigung, Reinigungs- und Desinfektionsmittel oder Temperaturschwankungen von -40°C bis +60°C beeinträchtigen die Sensorfunktion nicht. Zudem sorgt die Chiptechnologie für eine zuverlässige Ausblendung aktiver und passiver optischer Störquellen.
Die Baureihe W12 von Sick, deren jüngste Entwicklung der Linien-Lichttaster WTB12-3 ist, bildet bei Mifa die Basis für eine Reihe weiterer Automatisierungslösungen. So kommen für verschiedene Präzisionsabfragen Pin-Point-Lichttaster der Baureihe WTB 12-3 zum Einsatz. Pin-Point-LEDs konzentrieren die Energie auf kleinere Flächen und erhöhen die Lichtintensität des Lichtflecks. Das verbessert einerseits die Ausrichtbarkeit der Lichtschranke, andererseits profitieren Anwender wie Mifa von größeren Reichweiten und hohen Funktionsreserven. An anderer Stelle der Mifa-Produktion werden mit W12-Tastern unterschiedliche Gebindeformate erkannt und kontrolliert. Im Bereich der Produktetikettierung setzt Mifa auf WLL-Lichtleitersensoren, die nur minimalen Montageraum benötigen, dafür aber maximale Robustheit und Erfassungssicherheit bieten. Weitere Sensoren, mit denen Mifa die Abfüll- und Verpackungsprozesse steuert und deren Qualität überwacht, sind Lumineszenztaster, kompakte Barcodescanner sowie Vision-Sensoren der Inspector-Baureihe.
Halle 9, Stand 352
Online-Info www.dei.de/0311402
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