„Zauważanie” problemu

Na rynku obserwuje się ostatnio trend używania ciemnych opakowań dla różnych rodzajów towarów pakowanych. Nawet w przemyśle spożywczym w ostatnich latach coraz większe uznanie zyskują czarne barwy – według Michaela Colemana, wiceprezesa Source/Inc. z Chicago, międzynarodowej firmy konsultingowej w dziedzinie budowania marki.

Coraz częstsze użycie ciemnych opakowań w wielu branżach miało niespodziewane konsekwencje dla producentów OEM urządzeń pakujących, w szczególności owijarek. Ciemne kolory sprawiają problemy wielu czujnikom fotoelektrycznym, które często nie wykrywają ciemnego tła albo nieprawidłowo reagują na błyszczący materiał opakowania. Na dodatek ciemne kolory absorbują więcej światła niż odbijają, co może spowodować zmniejszenie zasięgu czujników fotoelektrycznych precyzyjnie wykrywających ciemne opakowania, ale także poszukiwania takiego urządzenia, który mogłoby zostać użyte w istniejących maszynach. Sekretarz redakcji Control Engineering David Greenfield rozmawiał z kierownikiem działu urządzeń elektrycznych firmy MacWrap Kevinem Cowanem, aby dowiedzieć się, w jaki sposób inżynierowie firmy MacWrap poradzili sobie z kłopotami. 

Proszę opisać wasze urządzenia pakujące i powiedzieć, w jaki sposób po raz pierwszy dowiedzieliście się, że ciemne opakowania powodują problemy z działaniem czujników w waszym sprzęcie.

Firma MacWrap produkuje trzy typy urządzeń pakujących: z ramieniem wirującym
(orbital), słupem obrotowym (rotary tower) i platformą obrotową (turntable). Wszystkie są dostępne w wersjach półautomatycznej i automatycznej. Z problemem
jako pierwszy zetknął się nasz dział sprzedaży. Gdy pierwszy raz usłyszeliśmy o trudnościach z czujnikami, nie mieliśmy pełnej wiedzy o tym, co będą pakować nasze maszyny. Od działu sprzedaży dowiedzieliśmy się, że problem mieli klienci, którzy pakowali czarne paczki. Musieliśmy znaleźć coś, co zaspokoiłoby ich potrzeby. Zmiany do naszego projektu zostały wprowadzone na skutek kłopotów klientów.

 

Czy ten typ problemów jest obecnie często spotykany?

Pracuję w firmie osiem lat i mam z nim do czynienia coraz częściej. Otrzymujemy dużo dokładniejsze informacje. Często mam bezpośrednio do czynienia z odbiorcami, ponieważ zajmuję się także sprawami związanymi z obsługą. Mogę sam wysłuchać klientów, a następnie bezpośrednio pracować z naszymi inżynierami nad rozwiązaniem pewnych kwestii. To pomaga usprawnićkomunikację wewnątrz firmy.

 

Gdy problem został rozpoznany, jak pracowali inżynierowie, aby znaleźć rozwiązanie i uczynić je częścią produktu finalnego?

Jednym z problemów, z jakimi zetknęliśmy się podczas rozwiązywania zagadnienia, była ograniczona ilość miejsca. Stare fotokomórki, których używaliśmy, znajdowały się wewnątrz wózka, podnoszonego i opuszczanego w celu wykrycia ładunku. Fotokomórka wykrywa górną część ładunku, wie więc, kiedy się zatrzymać. W rezultacie mogliśmy korzystać tylko z miejsca dostępnego wewnątrz wózka. Cała reszta to już tylko kwestia znalezienia dostawców, którzy mogli sprostać naszym wymaganiom. Intensywnie przyglądaliśmy się wielu dostawcom, aby upewnić się, że czujnik może „widzieć” na odległość przynajmniej 2 metrów, „dostrzega” czarny kolor i spełnia wymagania mechaniczne wewnątrz wózka. Wewnątrz wózka znajdują się niewielkie otwory, przez które fotokomórka „patrzy”. Potrzebowaliśmy więc bardzo cienkiego urządzenia małych rozmiarów, która dałoby się dopasować i „widziało” przez otwór. Najważniejsze było to, że chcieliśmy zmienić czujnik bez ingerencji w strukturę wózka. Chcieliśmy wysłać nowy czujnik do klienta, który miał ośmioletnią maszynę i chciał go wymienić bez problemów.

 

Jakie były najważniejsze czynniki wpływające na waszą decyzję?

Wybraliśmy czujnik fotoelektryczny Series 28 firmy Pepperl+Fuchs, ponieważ przeszedł on wszystkie nasze testy. Poprosiliśmy kilku producentów, aby przysłali nam swoje fotokomórki i przetestowaliśmy je na kolorze czarnym błyszczącym i matowym. Zasięg Series 28 dla koloru czarnego był jedynie o 5% mniejszy niż dla obiektów białych.

Model, który wybraliśmy, używa wiązki podczerwonej i działa w trybie odbicia (dyfuzji), wykrywając światło odbite od przedmiotu. Odcięcie tła w trybie odbicia pomija je z wykorzystaniem dwóch czujników: jeden przeznaczony jest dla obiektu, drugi dla tła. Kiedy więcej światła dochodzi od strony obiektu niż od tła, zmienia się stan na wyjściu. Fotokomórka firmy Pepperl+Fuchs działała najlepiej i była najbardziej niezawodna. Ze względu na odcięcie tła nie dawała żadnych fałszywych odczytów. Inni producenci twierdzili, że ich sprzęt ma takie same możliwości odcinania tła, ale nie potrafili ich wykazać podczas testów.

 

Proszę przedstawić pokrótce przebieg testów w maszynach.

Gdy umieściliśmy już czujnik w naszej maszynie ładowanej od góry, włączaliśmy
tryb odcięcia tła, manipulując potencjometrem tak długo, aż czujnik zignorował tło. Eksperymentowaliśmy z zasięgiem i odkryliśmy, że optymalne ustawienie wynosiło około 120 centymetrów. Zamontowane na wózku „oko” wykrywa zarys paczki, co umożliwia maszynie automatyczne pakowanie obiektu dowolnego rozmiaru.

Eksperymentowaliśmy także z „okiem” na naszej maszynie z obrotowym słupem, w której wózek obraca się wokół paczki. Ustawiliśmy zasięg czujnika na szerokość pasa transmisyjnego tak, aby nie widział on nic poza pasem. Ponieważ produkty firmy MacWrap mają mnóstwo punktów wejścia/wyjścia, systemy używają standardowego połączenia na sztywno z Allen-Bradley [Rockwell Automation] Micro-Logix PLC.

 

Czy doświadczenie to zmieniło sposób, w jaki Pan i inni inżynierowie firmy MacWrap myślą dziś o projektowaniu i zmieniających się warunkach użytkowania waszych produktów?

Ten problem pomógł nam stać się bardziej wyczulonymi na problemy klientów i reagować na ich potrzeby. Jesteśmy jednak małą firmą i wiele naszych decyzji zależy od kosztów. „Oko” Pepperl + Fuchs okazało się tańsze niż to, którego początkowo używaliśmy.

Oprócz rozwiązywania zagadnień związanych z kosztami, wciąż próbujemy znaleźć sposoby, aby programując usprawniać i czynić nasze urządzenia tak przyjaznymi dla użytkownika jak to tylko możliwe. Może to oznaczać przejście na ekrany dotykowe lub dodanie odczytów diagnostycznych, które mają pomóc klientom w dokonywaniu diagnostyki maszyny i uruchomieniu jej jak najszybciej. W tej dziedzinie osiągnęliśmy znaczną poprawę, mimo iż ogólny sposób działania naszych urządzeń nie zmienił się radykalnie.

 

Dodatkowe informacje:

Prosimy odwiedzić następujące strony WWW:

Pepperl+Fuchs – www.pepperl-fuchs.com

Rockwell Automation – www.rockwellautomation.com