Sensori fotoelettrici sui nastri trasportatori: scegliere il principio di rilevamento giusto
Un cartone marrone, una vaschetta nera e una bottiglia trasparente possono viaggiare sullo stesso nastro, ma presentano al sensore tre problemi ottici diversi. Scegliere una fotocellula soltanto perché la distanza nominale sembra sufficiente rischia di lasciare irrisolta la domanda principale: che cosa deve cambiare nel percorso della luce quando passa il prodotto?
Per contare pezzi, segnalare una posizione o controllare un accumulo, conviene partire da questa domanda. Il principio di rilevamento determina infatti la disposizione dei componenti e il peso che avranno colore, superficie e sfondo.
Tre configurazioni, tre percorsi della luce
Barriera: emettitore e ricevitore contrapposti
Nel sistema a barriera, detto anche through-beam, emettitore e ricevitore sono due unità separate, montate sui lati opposti del passaggio. Il prodotto viene rilevato quando interrompe il fascio utile tra le due unità.
È una configurazione da valutare per oggetti opachi con colori o finiture variabili, perché il rilevamento non richiede che la loro superficie restituisca luce al sensore. Servono però accesso ai due lati, allineamento e dimensioni del fascio compatibili con il pezzo più piccolo. Un foro o uno spazio nel prodotto può lasciar passare la luce.
Retroriflessione: sensore e catarifrangente
Un sensore retroriflettente riunisce emettitore e ricevitore nello stesso corpo. Sul lato opposto si colloca un catarifrangente, che rimanda la luce verso il sensore; il prodotto viene riconosciuto interrompendo o attenuando questo ritorno.
Il vantaggio pratico è avere i collegamenti elettrici da un solo lato. Le superfici lucide richiedono attenzione: possono rinviare luce al ricevitore e confondere il rilevamento. Una soluzione polarizzata può contrastare questo effetto, purché sensore, catarifrangente e geometria siano quelli previsti dal produttore e verificati sull’oggetto reale.
Riflessione diffusa: il prodotto restituisce la luce
Anche nella riflessione diffusa emettitore e ricevitore condividono il corpo, ma non occorre un catarifrangente: è il pezzo a restituire la luce. Questa disposizione è interessante quando si può intervenire soltanto su un lato del trasportatore.
La semplicità meccanica richiede però una valutazione delle superfici. Un imballaggio chiaro e uno nero possono restituire quantità di luce diverse; inclinazioni e finiture lucide possono deviarla. La distanza dichiarata va quindi letta insieme alle condizioni di riferimento della scheda tecnica, senza trasferirla automaticamente a qualsiasi materiale.
Quando lo sfondo diventa parte del problema
Con la riflessione diffusa, anche il nastro o una guida metallica possono restituire luce. Se lo sfondo è vicino al prodotto, ridurre semplicemente la sensibilità può non bastare.
La soppressione dello sfondo, indicata come BGS, permette di discriminare il rilevamento in base alla distanza e di escludere uno sfondo oltre la soglia prevista. Il principio tecnico dipende dal modello: la sigla non significa automaticamente misura a tempo di volo, né immunità universale a colore e brillantezza.
Occorre controllare la separazione effettiva tra pezzo e sfondo, le tolleranze di posizione e le curve disponibili. Una prova utile comprende il prodotto più difficile e lo sfondo più riflettente, anche quando il nastro è vuoto.
Trasparenti: una scelta da verificare a parte
Bottiglie, film e vaschette trasparenti possono lasciare arrivare al ricevitore abbastanza luce da non produrre una commutazione stabile con una fotocellula standard. Vanno considerate soluzioni espressamente previste per questi oggetti, con gli accessori indicati dal costruttore.
La sola dicitura “polarizzato” non garantisce la rilevazione di ogni trasparente. Spessore, forma, etichette e orientamento devono rientrare nella verifica: una bottiglia vuota e la stessa bottiglia ruotata possono presentare condizioni ottiche differenti.
Velocità, montaggio e ambiente vanno provati insieme
Il rilevamento statico sul banco è soltanto una prima verifica. Sul trasportatore contano la dimensione utile del pezzo lungo il moto, la velocità e il tempo per cui il fascio viene effettivamente modificato. Il tempo di risposta del sensore, il filtro dell’ingresso e l’acquisizione del PLC devono permettere di riconoscere anche l’impulso più breve.
La prova va ripetuta alla velocità massima prevista, con i pezzi più piccoli e gli intervalli minimi. Bisogna inoltre osservare vibrazioni delle staffe, luce ambientale, depositi sulle ottiche e possibili interferenze tra sensori vicini. Accessibilità per pulizia, condizioni di lavaggio e compatibilità dei materiali sono criteri di scelta quanto la portata nominale.
Dal segnale ottico all’ingresso del PLC
L’uscita deve essere compatibile con l’ingresso del sistema di controllo. La guida, disponibile in inglese, sulle differenze tra uscite NPN e PNP aiuta a leggere l’interfaccia elettrica; Light-ON e Dark-ON descrivono invece la condizione ottica che attiva l’uscita. Non sono la stessa scelta: ricevere luce può corrispondere a un pezzo presente nella riflessione diffusa e a un passaggio libero in una barriera.
Prima dell’acquisto conviene quindi confrontare le varianti effettive dei sensori fotoelettrici DAIDISIKE e verificare la documentazione del modello scelto, dal principio ottico all’uscita disponibile. Una fotocellula ordinaria per il controllo dei prodotti non è un dispositivo per la protezione delle persone.
La scelta diventa più solida quando la richiesta contiene campioni rappresentativi, distanze, velocità, vincoli di montaggio e caratteristiche dell’ingresso PLC: informazioni concrete con cui valutare il sensore prima di inserirlo nella macchina.
