Rilevazione oggetti trasparenti

Rilevazione oggetti trasparenti

Rilevazione oggetti trasparenti

È possibile trovare applicazioni di rilevazione di oggetti trasparenti nelle applicazioni di imbottigliamento in molti settori manifatturieri come quello farmaceutico, cosmetico e alimentare. Sono presenti su macchine di riempimento ed etichettatura in cui è necessario rilevare i materiali trasparenti di contenitori quali fiale, flaconi, bottiglie o barattoli riempiti con liquidi o prodotti solidi.

I contenitori possono essere realizzati in molti materiali diversi e con una grande varietà di formati e colori. Nel caso di aspetto lucido, la trasparenza può essere molto elevata, compromettendo così una stabile rilevazione dell'oggetto.

TQuesta enorme varietà di contenitori può implicare una rilevazione impegnativa, in quanto il riflesso e il filtraggio del fascio di luce di un sensore fotoelettrico possono essere deviati o totalmente filtrati dal colore e dalle caratteristiche del materiale. I materiali dei contenitori possono essere lucidi o brillanti e in diversi colori, dal nero scuro fino a superfici molto luminose. Questa grande varietà può costituire un problema per la rilevazione stabile di questi oggetti, che devono essere rilevati con tecniche senza contatto – ad esempio, utilizzando sensori optoelettronici in grado di rilevare questi oggetti senza toccarli. I sensori ottici sono una buona soluzione, ma devono essere progettati con molte caratteristiche tecniche affidabili per essere stabili e adattabili all'enorme varietà di materiali e superfici.

 

LE SOLUZIONI DEI SENSORI OTTICI:

 

sensori optoelettronici destinati a queste applicazioni possono avere diversi formati meccanici e funzioni ottiche. I più utilizzati sono i tubolari M18, in versione compatta, miniaturizzata e subminiaturizzata. Le macchine per queste applicazioni stanno diventando sempre più compatte e le distanze di rilevazione si stanno accorciando: ciò significa che gli oggetti da rilevare non sono molto lontani dal sensore.

La tecnologia sta diventando meno costosa, consentendo l'integrazione su larga scala per i sensori optoelettronici, e poiché i macchinari stanno diventando sempre più compatti, le soluzioni si orientano verso i sensori miniaturizzati. Assistiamo anche a un rilevante incremento del formato subminiaturizzato.

La rilevazione di oggetti trasparenti viene eseguita utilizzando diverse funzioni ottiche come il sensore a forcella con il metodo proiettore e ricevitore, i sensori a barriera a proiettore e ricevitore, il sensore polarizzato retroriflettente, che è una barriera ottica con riflettore. Questi sono i più utilizzati in termini di prezzo e facilità di installazione, con una solida performance di rilevazione. Nel caso del proiettore/ricevitore, però, sono necessari due sensori e un sensore più un riflettore per la funzione polarizzata retroriflettente.

Se sono richieste prestazioni migliori, il prodotto più utilizzato per queste applicazioni è la funzione ottica di soppressione dello sfondo per oggetti lucidi. In questo caso la distanza di rilevazione può essere regolata da un trimmer o da un pulsante, rilevando l'oggetto e non lo sfondo. Questa funzione ottica è un po' più costosa, ma richiede il montaggio di un solo sensore senza altri dispositivi, come un ulteriore sensore o un riflettore sul lato opposto. Le distanze di rilevazione non sono allo stesso livello del sensore retroriflettente o del proiettore/ricevitore, ma la soluzione è molto compatta. Una caratteristica importante è l'indipendenza dal colore o lo spostamento del bianco e nero, che è un indicatore di qualità per l'indipendenza dal colore o dal tipo di superficie.

Quando si devono rilevare oggetti molto chiari, la funzione ottica più frequentemente utilizzata è la specifica barriera retroriflettente con riflettore. Questa funzione ottica è composta da un sensore e un riflettore sul lato opposto, di fronte al sensore. Quando l'oggetto trasparente passa attraverso il fascio di luce, la luce riflessa diminuirà leggermente, e poiché la sensibilità del sensore optoelettronico è molto alta, l'oggetto sarà rilevato. Questo caratteristica non è facile da implementare, poiché una sensibilità molto elevata porta a problemi di rilevazione stabile, ma un buon sensore progettato per oggetti trasparenti può facilmente evitare questo problema.

Un altro fattore importante per questo tipo di applicazione è il tipo di luce di emissione. Solitamente la richiesta sul colore è per l'emissione rossa, visibile all'occhio umano, in modo che il cliente possa vedere lo spot del sensore e mirare nel modo migliore la superficie di destinazione.

Il fascio di luce può essere generato da un'emissione LED o laser, a seconda delle specifiche dell'applicazione del cliente. L'emissione LED è soprattutto utilizzata in applicazioni di base con buone prestazioni di rilevazione a un prezzo interessante, ma senza speciali richieste e prestazioni in termini di precisione e velocità di rilevazione. Quando sono richieste velocità e precisione, l'emissione laser è la principale soluzione. Queste caratteristiche sono spesso richieste per le macchine imbottigliatrici e farmaceutiche, in cui il volume di produzione è molto alto e c’è la necessità di velocità e precisione nel posizionamento.

La rilevazione di oggetti trasparenti è inoltre una tecnologia molto utilizzata nelle applicazioni di imballaggio e intralogistica in cui è importante la rilevazione stabile di film trasparenti. Nelle applicazioni di imballaggio lo scopo principale è quello di rilevare la presenza di film anche se molto sottili e trasparenti. Nell'applicazione intralogistica l’utilizzo primario è quello di rilevare in modo stabile gli oggetti che passano attraverso il trasportatore avvolti da film lucidi o molto riflettenti.



I VANTAGGI DELLA TECNOLOGIA:

 

La regolazione precisa della sensibilità è molto importante per raggiungere una buona stabilità per applicazioni che coprano tutte le tipologie di oggetti da rilevare, anche con forme geometriche e riflessi materici particolari.

Per semplificare questa applicazione, può essere utilizzato un sensore intelligente per impostare i diversi parametri onde operare con tutti i diversi vetri, pellicole o materiali da rilevare tramite fieldbus, comunicazione Ethernet o IO-Link. Ad oggi, il livello massimo in termini di specifiche è costituito da un sensore di visione intelligente che può sfruttare la tecnologia di visione per rilevare facilmente e in modo affidabile una vasta gamma di formati e materiali con qualsiasi tipologia di superficie. Il vantaggio è essere indipendenti da formato, colore e tipo di superficie, con la stessa facilità di configurazione di un sensore ottico standard, riducendo così il costo totale di proprietà (TCO) e disponendo di una grande adattabilità a qualunque tipo di applicazione. E senza la necessità di persone qualificate per impostare la fotocamera, il sensore di visione o la smart camera. L'interfaccia grafica utente è resa molto semplice grazie alla tecnologia web server. Il sensore può anche essere impostato premendo tre volte un pulsante sull'interfaccia utente del sensore di visione intelligente. In questo modo, qualsiasi tipo di ispezione di tappatura è realizzata con uno sforzo iniziale molto basso e una curva di apprendimento molto veloce per la tecnologia.

La tecnologia IO-Link può rappresentare un grande vantaggio per i sensori optoelettronici al fine di adattare il macchinario automaticamente "al volo" e impostare i sensori con diversi menu per vari tipi di oggetti da rilevare in produzione.

Collegando il sensore a un'unità IO-Link master, è possibile interfacciare diversi sensori attraverso un fieldbus, comunicando lo stato IO e caricando e scaricando i parametri con una connettività standard facile e veloce. In questo modo è possibile evitare molte connessioni attraverso la macchina e risparmiare sui costi dell'unità PLC. La tecnologia OPC-UA a bordo dell'unità master permette ai sensori di comunicare i dati di produzione attraverso il cloud, così come le parametrizzazioni e le impostazioni da HMI o sistema SCADA per impostare automaticamente la produzione del cliente. Con la tecnologia IO-Link è anche possibile ridurre al minimo l'arresto della produzione sui macchinari con manutenzione predittiva, diagnosi estesa e sostituzione diretta del prodotto, caricando e scaricando immediatamente le parametrizzazioni.



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