Start
Baza wiedzy
Automatyka pomiarowa i inspekcyjna Precyzyjne czujniki etykiet LRD

Precyzyjne czujniki etykiet LRD

Wstęp

LRD (and. Label Registration Device) to rodzina precyzyjnych czujników etykiet firmy Lion Precision, której główna siedziba znajduje się w Minneapolis w Stanach Zjednoczonych. Jej początki sięgają roku 1958, kiedy to Profesor Kurt Lion z Massachusetts Institute of Technology (MIT), zaprezentował pierwszy na świecie czujnik pojemnościowy do zastosowań komercyjnych. W kolejnych latach firma rozwijała różne technologie bezstykowych systemów pomiarowych i wprowadzała na rynek precyzyjne, niezawodne i szybkie czujniki pomiarowe. Obecnie w swojej ofercie posiada czujniki etykiet, czujniki pojemnościowe, wiroprądowe, oraz systemy do kontroli bicia, jak i również rozwiązania specjalne dostosowane do wymogów klienta. Na rynku polskim firma Lion Precision jest reprezentowana przez firmę ITA z siedzibą w Skórzewie koło Poznania, dostawcę zaawansowanych systemów pomiarowych i narzędziowych.

Czujniki standardowe

Grupa standardowych czujników LRD działa w oparciu o trzy różne technologie:

  • pojemnościową
  • ultradźwiękową
  • optyczną

 

Technologia pojemnościowa – czujniki LRD6300 i LRD2100.

Etykiety wykrywane są dzięki zmianą pola elektrycznego. Zmiana grubości między etykietami i przerwami wyzwala kolejne sygnały. W przypadku tej technologii nie ma znaczenia czy mamy do czynienia z tradycyjnymi etykietami papierowymi, czy z etykietami transparentnymi – w obu przypadkach etykiety będą wykrywane prawidłowo. Czujniki pojemnościowe występują w dwóch konfiguracjach:


•    jednostronnej LRD6300 (pojedynczy czujnik – rys. 1 i 2)
•    różnicowej LRD2100 (podwójny czujnik rys. 3 i 4).


Czujniki w technologii pojemnościowej charakteryzują się wysoką dokładnością i niezawodnością działania przy wysokich prędkościach. Czujniki te mają zastosowanie w przewijarkach, liczarkach i krajarkach etykiet m.in. papierowych, foliowych, metalicznych, hologramowych czy termotransferowych. Czujnik pojemnościowy jednostronny LRD6300 – do wykrywania etykiet zastosowany jest pojedynczy czujnik. Czujnik posiada klasyczną budowę widełkową tzn. między bazą po której przemieszcza się taśma z etykietami a samym czujnikiem jest szczelina. Kalibrację czujnika przeprowadza się na samej taśmie, w sposób automatyczny, przy pomocy jednego przycisku. Dodatkowo istnieje możliwość regulacji progu czułości czujnika w górę lub w dół.

Czujnik pojemnościowy różnicowy LRD210 0 – do wykrywania etykiet zastosowany jest podwójny czujnik. Sygnał z czujnika wyzwalany jest w momencie pojawienia się różnicy w sygnale między dwoma elementami czujnika. Kalibrację czujnika przeprowadza się na samej taśmie, poprzez potencjometry. W ten sposób obydwa elementy czujnikowe skalibrowane są dla tej samej grubości. W momencie gdy pojawi się różnica w sygnałach (zmiana grubości), wtedy następuje wyzwolenie sygnału. Ze względu na charakter działania czujnika nie, może on być stosowany dla etykiet, które nie mają stałej grubości na całej swojej powierzchni. W takiej sytuacji czujnik mógłby wyzwalać sygnał dla pojedynczej etykiety więcej niż jeden raz.

Technologia ultradźwiękowa – czujnik LRD8200

Czujnik wykrywa etykiety za pomocą fal dźwiękowych o wysokiej częstotliwości, które wysyłane są przez przetwornik pod etykietą do odbiornika nad etykietą (rys. 5). Porcja fal dźwiękowych docierająca do odbiornika jest różna przy szczelinie i przy etykiecie – dzięki temu możliwa jest rejestracja kolejnych etykiet na taśmie. Czujniki ultradźwiękowe posiadają ogromną zaletę, ponieważ są w stanie wykryć najszerszy zakres materiałów z jakich wykonuje się obecnie etykiety. Jednak ze względu na fizyczny aspekt technologii ich dokładność jest mocno zależna od prędkości – wraz ze wzrostem prędkości ich dokładność maleje.

Technologia optyczna – czujnik Lion Eye 2


Czujnik wykorzystuje wiązkę światła podczerwonego, która przenika przez taśmę i jest zatrzymywana w momencie pojawienia się materiału etykiety. W czujniku optycznym źródło światła (LED podczerwony) umieszczone jest pod taśmą, natomiast detektor rejestrujący ilość docierającego światła umieszczony jest nad taśmą (rys. 7). Krawędź etykiety wykrywana jest dzięki rejestracji różnicy ilości porcji energii świetlnej rejestrowanej przez detektor. Podstawowym problemem związanym z czujnikami optycznymi jest to, że nie są one w stanie rejestrować etykiet transparentnych, niezależnie od tego, z jakiego materiału wykonana jest taśma – światło przenika przez materiały transparentne. Problem ten można rozwiązać stosują znaczniki – czarne linie między kolejnymi etykietami. Jednak to rozwiązanie znacznie przewyższa koszt czujnika, który wykrywa etykiety przezroczyste. Poza tym, takie rozwiązanie może być niepożądane ze względów estetycznych. Ponad to czujniki optyczne sprawdzają się przy niższych prędkościach – podobnie jak czujniki ultradźwiękowe, wraz ze wzrostem prędkości ich dokładność maleje.


Czujniki specjalne

Osobną grupą czujników, ze względu na konstrukcję i zastosowanie, są czujniki specjalne. Są to czujniki działające w oparciu o technologię pojemnościową. Poniżej zostaną one pokrótce opisane.


Czujniki do małych przestrzeni – LRD3100 i LRD3120


W niektórych sytuacjach standardowa widełkowa konstrukcja czujników etykiet ma pewne ograniczenia. Wymiary czujników mogą być zbyt, aby można było je zainstalować na maszynie. W konstrukcjach maszyn bardziej kompaktowych, mogą sprawdzić się rozwiązania, w których sam element pomiarowy czujnika wyprowadzony jest poza układ sterujący. Takie rozwiązanie konstrukcyjne posiadają czujniki LRD3100 (rys. 9) oraz LRD3120 (rys. 10). W obu przypadkach korzystne jest to, że sama jednostka sterująca może zostać zainstalowana w takim miejscu na maszynie, aby użytkownik mógł komfortowo przeprowadzić kalibrację czujnika. Dodatkowo czujnik LRD3120 charakteryzuje się brakiem szczeliny, co umożliwia zastosowanie go do kontroli etykiet wielorzędowych. Głowice pomiarowe niewielkich rozmiarów (18x24x14 mm) mogą zostać umieszczone nad kolejnymi rzędami etykiet, i w ten sposób kontrolować każdą etykietę w każdym rzędzie.

Czujnik do kontroli taśm zrywających (tear-tape) – LRD5100


Ciekawym rozwiązaniem jest czujnik LRD5100 (rys. 11). Jest to jedyny czujnik na świcie wykorzystujący technologię pojemnościową do kontroli taśm zrywających (ang. tear-tape) w opakowaniach foliowych. Główny element pomiarowy to czujnik pojemnościowy o szerokości 5mm, kontrolujący obecność taśmy zrywającej. Pod czujnikiem przemieszcza się taśma zrywająca „zatopiona” w folii, czujnik wyzwala sygnał na wyjściu z chwilą wykrycia braku obecności taśmy. Czujnik wykrywa zarówno taśmy nieprzezroczyste jak i przezroczyste.

Czujnik wielozadaniowy – LRD7200


Jedyny na świecie pojemnościowy czujnik pracujący w dwóch trybach. LRD7200 (rys. 12), to połączenie dwóch czujników w jednej obudowie. Jest przeznaczony zarówno do wykrywania połączeń dwóch materiałów jak i taśm zrywających (ang. tear tape). Powierzchnie pomiarowe zostały umieszczone w oddzielnym korpusie sondy połączonej z elektroniką sterującą czujnika za pomocą przewodu. Dwie oddzielne funkcje czujnika mają całkowicie niezależne wyjścia i konfigurację. Potencjometry i wskaźnik LED w górnej połowie czujnika odnoszą się do detektora połączeń. Potencjometry i wskaźnik LED w dolnej połowie czujnika odnoszą się do detektora taśm zrywających. Dzięki takiemu połączeniu użytkownik ogranicza liczbę czujników zainstalowanych na maszynie.

*dokument opracowano na podstawie materiałów firmy Lion Precision - https://www.lionprecision.com/

Treść powyższego artykułu korzysta z ochrony udzielanej przez przepisy ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych (j.t. Dz. U. z 2006 r. Nr 90, poz. 631 ze zm.). Każdy z Klientów zobowiązany jest do poszanowania praw autorskich pod rygorem odpowiedzialności cywilnoprawnej oraz karnej wynikającej z przepisów tej ustawy. Treść artykułu – w całości bądź jakiejkolwiek części – może być wykorzystywana tylko w zakresie dozwolonego użytku osobistego. Wykorzystanie tego artykułu - w całości bądź jakiejkolwiek części - do innych celów a w szczególności - komercyjnych, w tym kopiowanie, publiczne odtwarzanie, lub udostępnianie osobom trzecim w jakikolwiek inny sposób, może następować tylko pod warunkiem uzyskania wyraźnego pisemnego zezwolenia ITA i na warunkach określonych przez ITA. W celu uzyskania zgody na wykorzystanie zawartości Strony, należy skontaktować się z ITA za pośrednictwem formularza kontaktowego dostępnego w zakładce Kontakt. Korzystanie z powyższej treści w celu innym niż do użytku osobistego, a więc do kopiowania, powielania, wykorzystywania w innych publikacjach w całości lub w części bez pisemnej zgody ITA jest zabronione i podlega odpowiedzialności cywilnoprawnej oraz karnej wynikającej z przepisów ustawy o prawie autorskim i prawach pokrewnych.

ITA spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Sp. k. ul. Poznańska 104, Skórzewo,  
60-185 Poznań

Kontakt

+48612225800 +48612225800