Uitdagingen voor detectie van voorste randen bij materiaaltransport oplossen met breedstralend detectiesysteem

Materialenverwerkende installaties staan vandaag de dag voor de zware uitdaging om een breed scala aan verpakkingen met hogere snelheden te verwerken en tegelijkertijd de detectienauwkeurigheid hoog te houden. E-commercebedrijven verwerken alles van dunne mailers tot volumineuze onregelmatige dozen en deze verscheidenheid aan pakketten zorgt voor echte detectieproblemen. Traditionele sensors met een smalle bundel kunnen deze diversiteit niet betrouwbaar bijhouden. Wanneer detectiesystemen pakketten niet detecteren of vals alarm afgeven, leidt dit tot gemiste zendingen, routeringsfouten en een lagere doorvoer.

In dit artikel wordt uiteengezet waarom detectie met smalle bundels problemen oplevert in materiaaltransporttoepassingen, hoe retroreflectietechnologie met brede bundels deze problemen oplost en worden praktische stappen beschreven voor de implementatie van de B25 breedstralende retroreflectiesensor van Banner Engineering in geautomatiseerde sorteeromgevingen.

Uitdagingen voor verpakkingsdetectie bij intern transport

Retroreflectieve sensors werken door een lichtstraal van de sensor naar een reflector te sturen, die het licht direct terugkaatst naar de ontvanger van de sensor. Wanneer een object tussen de sensor en de reflector komt, blokkeert het het teruggekaatste licht, waardoor een detectiesignaal wordt geactiveerd. Deze technologie werkt betrouwbaar in veel industriële toepassingen omdat er maar één montagelocatie voor de sensor nodig is, met de reflector tegenover het transportframe.

De uitdaging zit hem in de breedte van de straal. Traditionele retroreflectieve sensors met een smalle bundel creëren een gefocust detectiepunt van doorgaans slechts enkele millimeters breed. Hoewel deze precisie goed werkt voor consistente pakketten, zorgt het voor problemen bij materiaalverwerking waar faciliteiten alles verwerken, van dunne mailers tot grote onregelmatige dozen, vaak met verschillende positionering en omstandigheden.

Bij smalle bundels doen zich verschillende detectieproblemen voor. Niet-gecentreerde pakketten kunnen de bundel slechts gedeeltelijk onderbreken, wat leidt tot zwakke of inconsistente signalen. Artikelen met gaten, scheuren of open flappen kunnen de straal ongehinderd doorlaten, zelfs als er duidelijk een verpakking aanwezig is. Kleine voorwerpen zoals enveloppen of platte mailers kunnen volledig langs de smalle detectiezone glippen, vooral wanneer ze langs de rand van de band bewegen.

Transportbanden zelf dragen bij aan detectieproblemen. Riemnaden, oppervlaktevariaties en normale riemflutter kunnen vals-positieve signalen veroorzaken, waardoor het moeilijk is om onderscheid te maken tussen echte pakketten en onregelmatigheden op de riem. Omgevingsfactoren zoals stofafzetting op sensors en reflectors verminderen geleidelijk de prestaties, terwijl temperatuurschommelingen de gevoeligheid van sensoren beïnvloeden.

Deze beperkingen komen tot uiting in gemiste detecties, valse triggers en verminderde verwerkingscapaciteit van het systeem. In geautomatiseerde sorteersystemen leiden zelfs kleine inconsistenties in de detectie tot aanzienlijke operationele verstoringen. Valse triggers leiden tot onnodige systeemstops, terwijl gemiste detecties pakketten naar verkeerde bestemmingen sturen, wat leidt tot extra verwerkingskosten en problemen met de klantenservice.

De fundamentele beperking is dat sensoren met een smalle bundel een enkel detectiepunt creëren in toepassingen die baat hebben bij gebiedsdekking. Echte materiaaltransporten vereisen robuustere detectiemogelijkheden die betrouwbaar overweg kunnen met diverse soorten verpakkingen en positioneringsomstandigheden.

Breedstralende retroreflecterende technologie: een betere aanpak

Wide-beam retroreflectieve detectie pakt de fundamentele beperkingen van detectie met een smalle bundel aan door het detectiegebied uit te breiden met behoud van de betrouwbaarheid en eenvoud van retroreflectieve technologie. Een voorbeeld hiervan is de B25 breedstralende retroreflectiesensor van Banner Engineering zoals getoond in Afbeelding 1.

Afbeelding 1: Banner Engineering's B25 breedstralende retroreflectiesensor met LED-indicators en TEACH-knop (rond geel). (Bron afbeelding: Banner Engineering)

De B25 breedstralende retroreflectiesensor creëert een 25 mm brede detectiezone in plaats van de smalle puntdetectie van traditionele sensoren. Dit uitgebreide dekkingsgebied betekent dat pakketten niet precies geplaatst hoeven te worden om een betrouwbare detectie te activeren. Of een verpakking nu in het midden op de transportband ligt of aan één kant, de brede bundel biedt een consistente detectie, zoals te zien is in Afbeelding 2 met uitdagende dunne mailers en polybags.

Afbeelding 2: B25-breedstraalsensor detecteert dunne mailers met een bundelbreedte van 25 mm. (Bron afbeelding: Banner Engineering)

Deze aanpak helpt vooral bij verpakkingen met gaten, scheuren of onregelmatige randen. Terwijl een smalle bundel door een gat in een beschadigde verpakking kan gaan, maakt de brede bundel het veel waarschijnlijker dat een deel van de verpakking genoeg licht blokkeert om detectie te activeren. De sensor kan overal binnen het detectiegebied van 25 mm betrouwbaar objecten tot 3 mm detecteren, waardoor hij effectief is voor zowel kleine enveloppen als grotere pakketten. Afbeelding 3 illustreert deze mogelijkheid met een bak die openingen heeft waardoor een smalle straal ongemerkt kan passeren.

Afbeelding 3: Breedstralendetectie van objecten met gaten en onregelmatige vormen met de B25-breedstraalsensor. (Bron afbeelding: Banner Engineering)

Prestatievoordelen in de echte wereld dankzij slimme leermogelijkheden

De B25 heeft adaptieve leerfuncties die zich automatisch aanpassen aan de omstandigheden van de transportband. De sensor kan leren onderscheid te maken tussen normale bandkarakteristieken en werkelijke verpakkingen. Dit helpt valse triggers uit riemnaden, oppervlaktevariaties en normale riembewegingen te filteren. Het systeem optimaliseert automatisch de detectiedrempels op basis van de gebruiksomgeving.

In transportbandtoepassingen biedt de breedstralerdetectie van de B25 een betrouwbaardere detectie van de voorkant, ongeacht de vorm of positie van de verpakking. Dit vertaalt zich in een betere timingcontrole voor omlegoperaties en nauwkeurigere pakketroutering in sorteersystemen.

De leercapaciteiten helpen de prestaties na verloop van tijd op peil te houden door zich aan te passen aan veranderingen in de omgeving, zoals stofophoping of temperatuurschommelingen. Dit vermindert de noodzaak voor frequente herkalibratie en helpt een consistente betrouwbaarheid van de detectie te behouden in veeleisende industriële omgevingen.

Met reactietijden van minder dan 0,5 ms en een industriële constructie (beschermingsklasse IP67, bedrijfsbereik van -30 °C tot +60 °C) kan de B25 zeer snelle bewerkingen aan en is hij bestand tegen zware materiaalverwerkingsomgevingen.

B25-sensors implementeren in material-handlingsystemen

Om B25-sensors in te zetten in material-handlingsystemen zijn eenvoudige installatie- en configuratiestappen nodig die voortbouwen op standaard industriële praktijken.

Begin met de juiste sensorpositionering. Monteer de B25 zo dat hij loodrecht op de reflector staat, rekening houdend met de breedte van de transportband en de verschillende pakkethoogten die moeten worden gedetecteerd. De sensor werkt effectief tot op 2 m van de reflector, wat flexibiliteit biedt bij de plaatsing voor verschillende transportbandconfiguraties.

De geschikte reflector voor de meeste toepassingen is de vierkante reflector BRT-51X51BM, die goed werkt voor de meeste materiaaltransportopstellingen. Zorg ervoor dat zowel de sensor als de reflector stevig bevestigd zijn om uitlijningsproblemen door trillingen te voorkomen.

Het configuratieproces is ontworpen om eenvoudig te zijn. Voor basistoepassingen geeft de ingebouwde TEACH-knop met LED-staafdiagram duidelijke feedback over de huidige instellingen. Statische TEACH werkt goed als de verpakkingstypen en transportbandcondities consistent zijn, terwijl Dynamische TEACH zich beter aanpast aan gemengde toepassingen met variërende verpakkingen en bandkarakteristieken. De configuratietabel in Afbeelding 4 toont de volledige reeks instelopties die beschikbaar zijn via de TEACH-knopinterface.

Afbeelding 4: Opties voor de configuratie van de B25-breedstraalssensor met behulp van de TEACH-knop en LED-indicators. (Bron afbeelding: Banner Engineering)

Voor sensoren die op moeilijk bereikbare plaatsen gemonteerd zijn, maakt de programmeeroptie van de ingang op afstand configuratie mogelijk via de bedradingsaansluitingen met behulp van eenvoudige pulssequenties.

De B25-sensor kan eenvoudig worden geïntegreerd met bestaande besturingssystemen via standaard discrete uitgangen. De 4-pins M12-connector biedt voeding, discrete uitgangen en IO-Link-communicatie in één aansluiting. Voor installaties die al gebruik maken van IO-Link-infrastructuur kan de B25-sensor verbeterde diagnostiek en real-time bewakingsgegevens leveren.

Banner levert add-on instruction (AOI)-bestanden voor Rockwell Allen-Bradley PLC's, die de integratie kunnen vereenvoudigen en toegang kunnen bieden tot geavanceerde sensorfuncties via bestaande programmeeromgevingen.

De meeste installaties kunnen worden uitgevoerd met standaard industriële montagehardware en elektrische aansluitingen, waardoor de B25-breedstraalsensor een praktisch upgradepad is voor bestaande smalstralers.

Conclusie

Breedstralende retroreflectieve detectietechnologie biedt een oplossing voor de detectieproblemen waarmee smalstralende sensors in diverse verpakkingsomgevingen worden geconfronteerd. Het dekkingsgebied van 25 mm van de breedstraler van de B25 detecteert betrouwbaar objecten tot 3 mm, ongeacht de positionering, verwerkt verpakkingen met gaten en onregelmatige randen en past zich automatisch aan de kenmerken van de band aan. Voor materiaaltransportbedrijven die worstelen met gemiste detecties en valse triggers, biedt de B25-sensor een verbeterde betrouwbaarheid met behoud van de eenvoud van de traditionele retroreflectieve technologie.