Comportamento di commutazione affidabile delle sonde a ultrasuoni su diverse superfici

Nei moderni processi di imballaggio e logistica, i prodotti vengono trasportati in una grande varietà di materiali: pellicole trasparenti, imballaggi in plastica lucida, imballaggi in cartone nero o superfici strutturate come il pluriball. Questo pone una sfida fondamentale per l’automazione: gli oggetti devono essere rilevati in modo affidabile, indipendentemente dal colore, dalla trasparenza o dalla natura delle superfici.

I sensori tattili, in particolare, raggiungono rapidamente i loro limiti fisici. Ma esiste una tecnologia che supera questi ostacoli: i sensori a ultrasuoni. Un’applicazione attuale mostra perché.

Sensore a ultrasuoni compatto U1KT per il rilevamento affidabile di oggetti scuri o piccoli
Rilevamento indipendente dal colore con sensore a ultrasuoni compatto

La sfida: i materiali cambiano le condizioni del sensore ottico

Nei processi di trasporto, imballaggio e movimentazione, i prodotti e gli imballaggi cambiano frequentemente, a volte anche all’interno dello stesso lotto di produzione. Tuttavia, un sensore deve comunque fornire una segnalazione affidabile: Oggetto presente o non presente?

I casi tipici di problemi sono

  • Pellicole trasparenti o altamente riflettenti
  • scatole di cartone scure o nere
  • Superfici in plastica lucida
  • strutture irregolari come il pluriball

I sensori ottici funzionano con la luce. Tuttavia, a seconda del materiale, la luce viene assorbita, riflessa o trasmessa. Questo porta a fluttuazioni dell’intensità del segnale e, nel peggiore dei casi, a una commutazione errata o a un mancato rilevamento.

Perché gli ultrasuoni funzionano in modo diverso in questi casi

I sensori a ultrasuoni non funzionano con la luce, ma con le onde sonore. Queste vengono emesse, riflesse dall’oggetto e nuovamente ricevute dal sensore. Il fattore decisivo è

Le proprietà ottiche come il colore, la trasparenza o la lucentezza non hanno alcuna influenza sulla misurazione.

Che l’imballaggio sia trasparente, nero, lucente o opaco, per il sensore a ultrasuoni non fa differenza. Finché l’oggetto riflette il suono (cioè non ha una superficie altamente fonoassorbente), si ottiene un rilevamento stabile.

Per questo motivo gli ultrasuoni sono particolarmente indicati per

  • Riconoscimento cinematografico
  • Riconoscimento oggetti trasparenti in modo affidabile
  • Riconoscimento dell’oggetto con colori cangianti
  • Materiali con strutture superficiali molto diverse

Importante nella pratica: il giusto allineamento

Un punto decisivo per l’integrazione dei sensori a ultrasuoni è la situazione di installazione. Per ottenere un segnale stabile, il sensore deve essere allineato possibilmente con un angolo di 90° rispetto alla superficie dell’oggetto.

Se l’angolo è troppo basso, il suono emesso può essere deviato e non colpisce più la superficie di ricezione del sensore. Questo non è uno svantaggio della tecnologia, ma un effetto fisico che deve essere preso in considerazione nella progettazione.

La soluzione giusta: sensore a ultrasuoni in miniatura U1KT001

La serie U1KT di wenglor, come l’U1KT001, è particolarmente adatta a queste applicazioni. Questo sensore combina diverse proprietà richieste dai moderni concetti di macchina:

Forma compatta
La forma miniaturizzata consente l’utilizzo anche in spazi di montaggio molto stretti. Questo crea libertà nel design ed è ideale per le macchine OEM o per i retrofit.

Ampio campo di lavoro utilizzabile (30-400 mm)
L’ampio campo di rilevamento offre flessibilità per le diverse distanze degli oggetti, sia per le nuove installazioni che per i progetti di retrofit nelle linee esistenti.

Rilevamento indipendente dal materiale
Poiché gli ultrasuoni non dipendono dalla riflessione ottica, i risultati della misurazione rimangono stabili, anche in presenza di pellicole trasparenti, imballaggi scuri o materiali mutevoli.

Campi di applicazione tipici

La combinazione di compattezza, portata e indipendenza dai materiali rende i sensori a ultrasuoni la soluzione ideale in aree quali:

  • Macchine per l’imballaggio
  • Tecnologia di trasporto
  • Sistemi logistici
  • Sistemi di movimentazione e alimentazione


Laddove i prodotti, gli imballaggi o i materiali cambiano frequentemente, gli ultrasuoni garantiscono una costante affidabilità del processo, mentre i sistemi ottici devono spesso essere riadattati.

Conclusione

Se gli oggetti devono essere rilevati in modo affidabile nonostante il cambiamento di colori, trasparenze e superfici, i principi dei sensori basati sulla luce raggiungono rapidamente i loro limiti fisici. I sensori a ultrasuoni aggirano questo problema in modo intrinseco.

L’U1KT001 è un esempio di come sia possibile risolvere in modo affidabile anche le applicazioni di imballaggio e logistica più complesse grazie a una forma compatta, un campo di lavoro flessibile e un rilevamento indipendente dal materiale. Gli ultrasuoni non sono solo un’alternativa, ma spesso sono la scelta più robusta, soprattutto per materiali diversi.

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Immagine di Max Mustermann

Max Mustermann

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