Technik

Feines Unterscheiden, flinke Formatwechsel

Die Sick AG ist nach eigenen Angaben mit einem Marktanteil von über 40 % der führende Hersteller von Kontrastsensoren in Europa. Mehr als 50 Jahre Erfahrung und die enge Zusammenarbeit mit führenden, innovativen Verpackungs-
maschinenherstellern fließen in der neuen Produktfamilie KT Mini zusammen. Bei der Entwicklung wurde auf die vom Markt geforderte Miniaturisierung, eine verbesserte sensorische Leistungsfähigkeit und eine vereinfachte Bedienung geachtet. Zudem war die Integration erweiterter Parametrier-, Diagnose- und Visualisierungsfunktionen ein wichtiger Aspekt, um beispielsweise an Verpackungsmaschinen den Formatwechsel schneller und prozesssicherer durchführen zu können. Gleichzeitig bilden die neuen Kontrastsensoren in den Ausführungen KT Mini Core bzw. KT Mini Prime die Anforderungen ab, die von unterschiedlich konzipierten Verpackungsmaschinen, differenzierten Automatisierungsgraden und individuellen, zum Teil regional geprägten, Flexibilitätserfordernissen gestellt werden.

Hochleistungsmaschinen für die Primär- oder Sekundärverpackung unterschiedlichster Produkte zeichnen sich in den meisten Fällen durch hohe Durchsatzleistungen bei großer Chargen-Flexibilität aus. Maschinenstillstand durch vermeidbare Fehlfunktionen oder zeitaufwendigen manuellen Formatwechsel können oft richtig teuer werden. Effizienz im Prozess und in der Maschinen-
steuerung ist daher der Ansatz, den Sick mit dem Kontrastsensor KT Mini Prime verfolgt. Mit einer Ansprechzeit von nur 35 µs gehört er zu den schnellsten Kontrastsensoren nicht nur im Miniatursegment. Die Kombination seiner weiteren Leistungsmerkmale macht den Sensor im robusten, metallverstärkten Gehäuse zum Primus in dieser Klasse. Die RGB-Dreifarben-LED des KT Mini Prime bietet höchstmögliche Erkennungssicherheit auch bei schwachen Kontrasten, da die Druckmarke immer mit der LED bzw. dem Lichtspektrum beleuchtet wird, das den besten Kontrast zwischen Marke und Hintergrund erzielt. Mit der auf jetzt 20 Graustufen verfeinerten Grauwerterkennung ist zudem eine noch deutlichere Kontrastunterscheidung möglich - was z. B. dem Farb- und Musterdesign von Verpackungen oder der Positionierung von Druckmarken auf Tuben oder Schachteln neue Freiheitsgrade eröffnet. „Glänzend" sind auch die Detektionsergebnisse bei spiegelnden und stark reflektierenden Verpackungsoberflächen: Der vergrößerte Dynamikbereich des KT Mini Prime macht jetzt auch die sichere Kontrasterkennung auf sonst kritischen Materialien möglich und eröffnet so neue Einsatzbereiche. „Easy to use" ist dabei das einfache und intuitive Einlernverfahren. Sowohl die Möglichkeit zum statischen Teach in auf die Marke und auf den Hintergrund als auch das dynamische Teach in, bei dem das Tastgut durch das Sichtfeld des Sensors bewegt wird, sind in den KT Mini Prime integriert und ermöglichen hohe Flexibilität bei der Inbetriebnahme. Die Teach-Funktion „close to the mark" eröffnet bei beiden Verfahren die Möglichkeit, die Schaltschwelle nah an der Remission einer Druckmarke einzustellen. Bei einem Wechsel der Verpackungsfarbe und gleicher Druckmarke kann so die eingestellte Schaltschwelle ohne Änderung weiter genutzt werden.

Integriertes IO-Link für die intelligente Prozesssteuerung
Sensoren sind die „Augen" der Steuerung - sie sind die Komponenten der Automatisierungstechnik, die fast immer nah am Prozess, an Objekten oder am Material installiert werden. Das gilt auch für Kontrastsensoren. Die IO-Link-Technologie, die Sick in den KT Mini Prime integriert hat, eröffnet vielfältige Möglichkeiten der kosteneffizienten bidirektionalen Kommunikation zwischen Sensor und Automatisierungssysteme. Mit IO-Link kann der Kontrastsensor nicht nur den digitalen Schaltzustand übertragen, sondern auch zahlreiche Zusatzinformationen, z. B. die Qualität des Kontrastes, welche einen Rückschluss auf die Schalt-
sicherheit gibt, die aktuelle Sensorparameter oder seine Seriennummer. Hinzu kommt ein weiterer wichtiger Vorteil von IO-Link: Als serielle Schnittstelle zwischen dem Kontrastsensor und der E/A-Baugruppe ist es gerade bei Hochleistungs-Verpackungsmaschinen sinnvoll, die umfassende Ferndiagnosefähigkeit für eine optimale Anlagenverfügbarkeit zu nutzen. Zudem unterstützt IO-Link die automatische Anlagendokumentation und - wichtig in der Chemischen und Pharmazeutischen Industrie - die Validierbarkeit ganzer Maschinen bis auf die Feld- bzw. Sensorebene.

Parameter-Download aus der Maschinensteuerung
Noch entscheidender, besonders für die Endanwender, sind jedoch die Möglichkeiten zum Parameter-Download aus einer Maschinensteuerung. Effiziente Flexibilität beim automatischen Formatwechsel ist die Forderung, die der KT Mini Prime mit seiner IO-Link-Schnittstelle erfüllt. Bei einem Formatwechsel, der insbesondere im Konsumgüterbereich fast immer mit einem Farb- oder Designwechsel von Verpackungen einhergeht, können einmal eingelernte Chargenparameter automatisch aus dem Automati-
sierungssystem in den Sensor geladen werden. Wird ein neuer Produktionsauftrag per Barcode eingescannt oder über das Bedienpanel aktiviert, erhält der KT Mini Prime innerhalb weniger Millisekunden den einmal zum Auftrag gespeicherten, optimal passenden Parametersatz, beispielsweise mit den Kontrastwerten von Marke und Hintergrund und der Schaltschwelle. Eine unter Umständen mehrere Minuten dauernde, manuelle Einstellung am Sensor - die in vielen Fällen aus Gründen der Prozesssicherheit auch gar nicht gewünscht wird - ist nicht erforderlich. Die Einstellungen sind von Produktvariante zu Produktvariante reproduzierbar. Dadurch können Sensoren einfach ausgetauscht werden. Der zeitliche Vorteil der Parametrierung per Download vervielfacht sich, wenn in einer Maschine, z. B. in einer Rundlaufeinheit, in der Tuben vor dem Befüllen ausgerichtet werden müssen, mehrere gleiche Sensoren mit identischer Kontrasterkennungsfunktion parametriert werden müssen. Der Download der Einstellung auf alle Sensoren gleichzeitig reduziert auch hier die Maschinenstillstandszeit auf ein Minimum, erhöht so die Verfügbarkeit und steigert die Produktivität.

Mit dem Version Core steht in der gleichen Produktfamilie KT Mini ein Kontrastsensor zur Verfügung, der hinsichtlich Grauwert-
abstufung und Glanzdynamik ebenfalls eine gute Performance hat, sich dabei aber (kosten-) bewusst auf wesentliche Merkmale konzentriert. So arbeitet der KT Mini Core mit einer Weißlicht-LED, die sich als neutrales Sendelicht besonders bei kontrastreichen Marken bewährt. Ist der Kontrast ausreichend, kann für unterschiedliche Marken bei gleichem Hintergrund dieselbe Schaltschwelle eingestellt werden. Dies geschieht statisch und - je nach Ausführung des Bedienelements des KT Mini Core - über ein Drehknopf-Potenziometer, wie es vor allem im asiatischen Raum bevorzugt wird, oder über ein bündig mit dem Gehäuse abschließendes Potenziometer, das mit Hilfe eines Schraubendrehers bedient wird. Das Ausgangssignal kann wahlweise PNP- oder NPN-schaltend ausgeführt sein.

Detektionssicherheit und Maschinenverfügbarkeit
Schneiden, Stanzen, Ausrichten - die Produktfamilie KT Mini bietet maßgeschneiderte Lösungen für die Druckmarkenerkennung. Das Steuern von Verpackungsprozessen, z. B. die Positionierung von Dosen, Tuben, Etiketten oder Vordrucken mit Hilfe dieser Kontrastsensoren gewährleistet ein Höchstmaß an Detek-
tionssicherheit und Maschinenverfügbarkeit - in Standard-
anwendungen wie auch im High-End-Bereich, in dem es zudem auf intelligente, automatisierungstechnische Zusatznutzen wie Bedienkomfort oder IO-Link-Integration ankommt.

Über die Firma
SICK Vertriebs-GmbH
Düsseldorf
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