Die Verpackungstechnik befindet sich in einem stetigen Wandel, wobei technologische Trends maßgeblich zur Effizienzsteigerung in der Produktion beitragen. Moderne, vollautomatische Verpackungs- und Abfüllanlagen in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, Pharma- oder Kosmetikbranche setzen auf smarte Sensorik, transparente Datenübertragung und die Integration in übergeordnete Steuerungssysteme, um reibungslose Produktionsabläufe sicherzustellen. Dabei gewinnen modulare Anlagenkonzepte, die flexible Anpassungen an wechselnde Produktionsanforderungen ermöglichen, an Bedeutung.
Der Einsatz innovativer Technologien und smarter Sensorik ermöglicht vollautomatisierte Prozesse und eine kontinuierliche Überwachung in Echtzeit. Erfahren Sie, wie optoelektronische Sensoren für zuverlässige Prozesse in der Verpackungstechnik sorgen und selbst schwierige Herausforderungen wie das Erkennen transparenter Folie sowie Glas- und PET-Flaschen meistern.

Zuverlässige Detektion, Anwesenheitsprüfung und Qualitätskontrolle

Optoelektronische Sensoren sind Schlüsselkomponenten in modernen Verpackungs- und Abfüllanlagen, da sie eine präzise und berührungslose Erkennung von Objekten ermöglichen. Dank verschiedener Funktionsprinzipien wie Reflexionslichtschranken mit Polarisationsfilter, Reflexionslichttaster mit Hintergrund- oder Vordergrundausblendung und Distanzsensoren lassen sich die unterschiedlichsten Anforderungen erfüllen. Ihre hohe Präzision und Zuverlässigkeit bei der Erkennung, Anwesenheits- und Qualitätskontrolle machen sie vielseitig einsetzbar. Optoelektronische Sensoren sind unempfindlich gegenüber Störeinflüsse wie Staub, Feuchtigkeit oder Fremdlicht und gewährleisten so eine zuverlässige Detektion selbst in anspruchsvollen Produktionsumgebungen. Mit ihren kompakten Bauformen und einer hohen Resistenz gegen Störeinflüsse sorgen sie in modernen Verpackungs- und Abfüllanlagen für reibungslose Abläufe.

Typische Anwendungen optoelektronischer Sensoren in der Verpackungstechnik

Erkennen von Klarglas, PET-Flaschen und transparenten Folien

Das Erkennen von Klarglas, PET-Flaschen oder transparenter Folie stellt Anlagenbetreiber vor besondere Herausforderungen: Depolarisation, Spiegelungen und unerwünschte Fokuseffekte treten in unterschiedlicher Stärke auf und können sich gegenseitig aufheben oder verstärken. Durch die Oberflächenkrümmung von Flaschen entstehen Fokuseffekte, die das Empfangssignal erhöhen können. All diese Effekte können zu Fehlschaltungen führen, die es auch bei hoher Betriebsgeschwindigkeit zu vermeiden gilt. Der dominierende Effekt, die Depolarisation, kann dabei gezielt genutzt werden, indem ein Reflektor mit zirkularem Polarisationsfilter eingesetzt wird, um die Erkennungssicherheit zu erhöhen.

Die Reflexionslichtschranken der Serien R10x und R20x von Pepperl+Fuchs sind für diese Aufgaben prädestiniert und gewährleisten eine fehlerfreie Detektion von Glas-, PET-Flaschen und transparenten Folien. Durch die Verwendung eines Reflektors mit Polarisationsfilter können sie glänzende, spiegelnde und transparente Objekte zuverlässig detektieren. Sie sorgen für störungsfreie Produktionsabläufe und tragen zur Reduzierung von Stillstandzeiten und zur Steigerung der Anlagenverfügbarkeit bei.

Gängige Anwendungen für Reflexionslichtschranken zur Glas- und Transparenzerkennung

Wie werden transparente Objekte sicher erkannt und Fehlschaltungen vermieden?

Reflexionslichtschranken bestehen aus einer Sende- und Empfangseinheit in einem Gehäuse sowie einem zugehörigen Reflektor. Der ausgesendete Lichtstrahl des optischen Sensors wird vom Reflektor zur Sende-/Empfangseinheit zurückgestrahlt. Unterbricht ein Objekt den Lichtstrahl, wird eine Schaltfunktion ausgelöst. Glänzende, spiegelnde oder transparente Objekte können jedoch durch Depolarisation oder unerwünschte Reflexionen Fehlschaltungen auslösen. Hierfür kommt ein Reflektor mit Polarisationsfilter zum Einsatz. Der Polarisationsfilter dämpft das vom Sender ausgestrahlte Licht zusätzlich. Dadurch erreichen die Sende-/Empfangseinheit der Reflexionslichtschranke nur die reflektierten Lichtstrahlen des Tripelreflektors, da dieser die Polarisationsebene des Lichts so verändert, dass es den Polfilter vor dem Empfänger ungehindert passieren kann. Andere Reflexionen und Spiegelungen, wie durch Glasflaschen oder Folie, beeinflussen die Schaltgenauigkeit der Sensoren nicht. Reflexionslichtschranken für die Detektion von Glas erkennen selbst kleinste Kontrastunterschiede und regeln bei Verschmutzung die Sendelichtstärke und Empfängerverstärkung nach. Diese bewirkt eine erhöhte Schaltempfindlichkeit bei nur geringfügiger Absorption durch das Glas.

Die besonders kompakten Reflexionslichtschranken der Serie OBG5000-R10x von Pepperl+Fuchs sind speziell auf das Erkennen von transparenten Objekten wie Klarglas, PET und durchsichtige Folien ausgelegt. Ihre Besonderheit: Sie arbeiten mit einem zirkular polarisierten LED-Lichtstrahl, während Standard-Reflexionslichtschranken einen linear polarisierten Lichtstrahl aussenden. Der Hauptvorteil bei zirkular polarisiertem Licht besteht darin, dass deutlich mehr des reflektierten Lichts die Empfangseinheit erreicht. In Verwendung mit einem Reflektor mit zirkularem Polarisationsfilter (z. B. REF-H32G-2 oder REF-ORR50G-2) führt dies zu einer weiteren Verbesserung der Erkennungssicherheit durch eine höhere Funktionsreserve. Fehlschaltungen werden zuverlässig vermieden.

Kurz erklärt: Welche Vorteile hat ein Reflektor mit zirkularem Polarisationsfilter für das Erkennen transparenter Objekte?

Bei Verwendung eines Standardreflektors ohne Polarisationsfilter würde eine transparente Folie, Glas- oder PET-Flasche den vom Sender ausgestrahlten Lichtstrahl auf dem Weg zum Reflektor und zurück nur um 5 – 10 % dämpfen, hinzu kommt eine leichte Drehung der Polarisation. Durch die Verwendung eines Reflektors mit Polarisationsfilter reduziert sich das Signal je nach Depolarisationseffekt um bis zu 90 %. Die Depolarisation wird genutzt, um die Erkennungssicherheit zu erhöhen und die Sende-/Empfangseinheit deutlich unempfindlicher gegenüber äußeren Einflüssen zu machen.
Reflexionslichtschranken, die einen zirkular polarisierten Lichtstrahl aussenden, erhöhen in Verbindung mit einem Reflektor mit zirkularem Polarisationsfilter nochmal die Erkennungssicherheit, da deutlich mehr Licht beim Empfänger ankommt. Dies ermöglicht eine höhere Funktionsreserve in der Anwendung und somit mehr Betriebssicherheit. Reflektoren mit zirkularem Polarisationsfilter führen zu keinerlei Verlusten im optischen System, und das bei gleicher Reichweite wie bei Standardreflektoren und linearem Polarisationsfilter. Zudem muss keine bestimmte Montagerichtung berücksichtigt werden, wie es bei Reflektoren mit linearem Polarisationsfilter der Fall ist.

Einfache Systemintegration

Moderne optoelektronische Sensoren verfügen über eine IO-Link-Schnittstelle, die eine durchgängige Kommunikation mit übergeordneten Steuerungssystemen und die Erfassung detaillierter Prozessdaten ermöglicht. Dank IO-Link lassen sich Parameter einfach anpassen, Diagnosedaten auslesen und so Produktionsprozesse datenbasiert optimieren oder Geräte vorrausschauend warten. Besonders bei schnellen, vollautomatisierten Produktionsprozessen ermöglichen optoelektronische Sensoren eine kontinuierliche Überwachung und liefern relevante Daten in Echtzeit, wodurch sich Produktionsausschuss deutlich reduziert und Ressourcen wie Rohstoffe und Verpackungsmaterialien effizienter genutzt werden.

Für die durchgängige Kommunikation und einfache Integration von IO-Link-Geräten in übergeordnete Systeme sorgen die multiprotokollfähigen IO-Link-Master der Serien ICE2 und ICE3 von Pepperl+Fuchs. Sie ermöglichen die kontinuierliche Zustandsüberwachung, eine Verschmutzungskontrolle der optischen Sensoren sowie die einfache Parametrierung bei Gerätetausch, Produktionschargenwechsel oder Anlagenerweiterungen.

Weitere Informationen

• Sensorlösungen für die Verpackungsindustrie
• Optoelektronische Sensoren der Serien R10x und R20x mit IO-Link
• Reflexionslichtschranken mit Polarisationsfilter für die Klarglaserkennung
• Flächenlichtschranken – Wo Standard-Reflexionslichtschranken an ihre Grenzen stoßen
• IO-Link-Infrastruktur: Vorteile von IO-Link voll ausschöpfen
• Vollständige Infrastruktur für cloudbasierte IoT-Applikationen