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光电传感器用于包装设备

作者:David Greenfield, CONTROl ENGINEERING编辑总监2009.03.12阅读 2339

     目前,人们可在各种包装产品上看到更多地使用暗(dark)包装的趋势,尤其是黑色(black)包装光滑闪亮的外观,使其在过去几年中变得更加流行--甚至在食品饮料行业。
  颜色更暗的包装在各行业中的更多使用, 已给包装设备(尤其是拉伸包装设备)OEM造成了料想不到的困难。问题是暗颜色会给众多光电传感器带来困难,因为它们一般不能对暗淡背景或黑亮包装材料的错误移动进行检测。暗包装给光电传感器带来的另一个问题是,暗颜色吸收的光线要比其反射的光线多,从而缩短了传感器的探测距离。
  MacWrap公司,一家位于加拿大Pontypool ON的拉伸包装设备OEMwww.cechina.cn,通过客户投诉了解到这一问题。
  CONTROl ENGINEERING编辑总监David Greenfield最近就其工程师如何解决这一问题访问了MacWrap公司电气部经理Kevin Cowan。以下是访谈部分内容:

  问:请您描述一下您公司的包装机器,您第一次是怎么知道较暗包装会使您的机器出现检测问题?
  答:MacWrap公司生产3种类型的包装机器:轨道式、旋转塔式及转盘式,3种机器都提供半自动或自动型号。我们是从销售人员那儿得知这一问题,并引起了我们的关注。当我们首次听到机器出现检测问题时,我们并不了解我们的机器正在包装什么样的产品。最终我们通过销售人员得知问题出在客户正在包装的暗黑包装产品上。

  问:这类客户问题现在更加典型吗?
  答:我已经在MacWrap公司工作了8年,而且我现在确实看到了更多这样的问题。我们目前正在得到很多更好的反馈。我接待过很多客户,因为我负责客户服务部门。我能从客户那儿得到第一手反馈控制工程网版权所有,然后再直接与我们的工程师合作来解决客户某些特定的问题,这种方式有助于提高公司内部的沟通。

  问:问题确定后,工程师们又是如何来解决这一问题并使其成为最终产品的一部分的?
  答:我们解决问题时所遇到的第一个棘手问题是可用空间有限。我们使用的旧光眼(photo eyes)位于通过升降来感测负载的滑架中。光眼对负载顶部进行检测www.cechina.cn,从而使滑架知道该什么时候停下来。因此,我们只能使用滑架单元中的有限可用空间来解决问题。
  然后是寻找能满足我们需求的供应商。但从众多供应商产品中寻找至少能“看见”6英尺以及能“看见”黑色、同时又能适应滑架机械要求的传感器,着实费了我们一番功夫。
  在滑架内www.cechina.cn,我们只有一个很小的开口来让光眼“看”东西,因此我们需要一种很薄且流线型的光眼才能适合并通过开口来进行探测。
  最重要的是,我们希望不需要改动滑架结构即能更换传感器。我们必须很容易利用这种新型光眼对用了8年时间的旧机器进行翻新, 并推给客户。

  问:影响您决策的主要因素是什么?
  答:我们选择了Pepperl+Fuchs公司28系列光电传感器,这是因为它通过了我们所有的测试。我们这里拥有好几家厂商提供的光眼,但我们就光(glossy)黑及消光(flat)黑两种背景对它们进行了测试,而它(28系列)对黑色目标的检测距离只比它对白色目标的检测距离少5%。我们选择的这种型号拥有红外光束,并能在散射模式下工作,这能检测到目标反射光线。散射模式的背景抑制,通过运用两种检测元素而能将背景忽略掉,这两种元素一种用于检测目标www.cechina.cn,另一种则用于检测背景。当目标反射光线超过背景光线时,传感器即会改变输出状态。
  基本上,Pepperl+Fuchs光眼工作得很好且可靠性最高。由于有背景抑制,因此它不会输出任何虚假读数。而其他厂家提供的声称据有同样背景抑制能力的产品,经我们测试后发现并不具有这种能力。

  问:请描述您在机器上所进行的测试?
  在我们将新传感器安装在我们机器的滑架中以后,我们通过调整电位计启用了背景抑制模式直到传感器将背景忽略为止。我们进行了检测距离试验,并发现其最佳检测距离大约为4英尺。滑架中安装的光眼对包装轮廓进行检测,从而使机器能自动进行任何尺寸的包装。
  我们还在我们的旋转塔机器上对光眼进行了测试,在这种机器中,滑架围绕包装旋转。我们将检测距离设置为传送带宽度(42英寸),这样传感器就"看不到"传送带以外的任何东西。由于MacWrap 产品没有很多I/O点,因此系统运用标准硬连线来与Allen-Bradley的MicroLogix PLC相连。

  问:这种试验是否改变了您及其他MacWrap工程师看待设计的方式,以及是否改变了您公司产品的使用?
  答:这次经历已经帮助我更加注意倾听客户的声音并及时对他们的需求作出响应,而且,作为一家小公司,我们的很多决策都是基于削减成本,Pepperl+Fuchs光眼还比我们最初使用的光眼便宜。除考虑成本外,我们还经常通过编程来尝试各种不同的设计方法,以使我们的机器用起来更加顺手,并尽可能地用户友好--不管这意味着是将来使用触摸屏
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