Cảm Biến Siêu Âm SICK UFN3-70B413 – P/N 6049678 Phát Hiện Nhãn Trong Suốt

 

 

 

Cảm biến siêu âm SICK UFN3-70B413, mã sản phẩm 6049678, là thiết bị phát hiện nhãn dạng chữ U thuộc dòng UFnext của SICK – Đức. Sản phẩm được thiết kế để nhận biết vị trí nhãn, khoảng trống giữa hai nhãn và các vật liệu nhãn có độ trong suốt cao trên dây chuyền dán nhãn tự động.

Không giống cảm biến quang điện thông thường, SICK UFN3-70B413 sử dụng công nghệ siêu âm để phân biệt đặc tính truyền âm của vùng có nhãn và vùng chỉ có lớp đế. Nhờ đó, cảm biến giảm sự phụ thuộc vào màu sắc, hình in và khả năng phản xạ ánh sáng của vật liệu.

Với khe cảm biến rộng 3 mm, độ sâu khe 69 mm, nguồn cấp 10–30VDC và tần số đóng cắt lên đến 1.500 Hz, thiết bị đáp ứng nhu cầu phát hiện nhãn trên máy đóng gói, máy dán nhãn chai và các hệ thống cấp nhãn tự động.

Thông số kỹ thuật SICK UFN3-70B413

SICK UFN3-70B413 giải quyết vấn đề gì trên máy dán nhãn?

Trong dây chuyền dán nhãn tự động, cảm biến có nhiệm vụ xác định vị trí của từng nhãn trước khi hệ thống thực hiện thao tác cấp, bóc hoặc dán nhãn lên sản phẩm.

Đối với nhãn giấy thông thường, sự khác biệt về tính chất vật liệu tương đối dễ nhận biết. Tuy nhiên, khi sử dụng nhãn nhựa trong suốt, nhãn phủ bóng hoặc nhãn có hình in phức tạp, một số cảm biến quang có thể gặp khó khăn trong việc phân biệt nhãn với lớp đế.

SICK UFN3-70B413 sử dụng sự thay đổi tín hiệu siêu âm khi sóng truyền qua vật liệu để phát hiện vùng có nhãn và vùng không có nhãn.

Nhờ nguyên lý này, cảm biến phù hợp với những hệ thống cần xử lý nhiều loại nhãn khác nhau mà không muốn phụ thuộc quá nhiều vào độ tương phản quang học.

 

 

 

Khả năng phát hiện nhãn trong suốt

Nhãn trong suốt thường có độ tương phản quang học thấp so với lớp đế, đặc biệt khi cả hai đều sử dụng vật liệu nhựa.

Công nghệ siêu âm của SICK UFN3-70B413 cho phép nhận biết sự khác biệt về đặc tính truyền âm, giúp xác định điểm chuyển tiếp giữa nhãn và khoảng trống trên băng nhãn.

Phát hiện khoảng cách giữa hai nhãn

Trong quá trình vận hành, băng nhãn liên tục di chuyển qua khe cảm biến. Khi khoảng trống giữa hai nhãn đi qua vị trí phát hiện, cảm biến thay đổi trạng thái đầu ra.

Tín hiệu này được truyền đến PLC hoặc bộ điều khiển máy để xác định chu kỳ cấp nhãn tiếp theo.

Hoạt động trên nhiều loại vật liệu

SICK UFN3-70B413 có thể ứng dụng với nhãn giấy, nhãn nhựa và nhiều loại nhãn trong suốt. Tuy nhiên, khả năng nhận biết cần được kiểm tra thực tế đối với vật liệu quá mỏng, cấu trúc nhiều lớp hoặc khoảng trống nhãn nhỏ.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến siêu âm SICK UFN3-70B413

Cảm biến được thiết kế với hai phần tử bố trí đối diện nhau trong kết cấu chữ U. Một phần tử phát sóng siêu âm và phần tử còn lại tiếp nhận tín hiệu sau khi sóng truyền qua vùng vật liệu.

Khi băng nhãn di chuyển qua khe, sóng siêu âm lần lượt đi qua khu vực có nhãn và khu vực chỉ có lớp đế. Sự thay đổi cấu trúc vật liệu làm thay đổi tín hiệu siêu âm nhận được.

Bộ xử lý của cảm biến phân tích sự khác biệt này và đưa ra tín hiệu chuyển mạch tương ứng.

Về bản chất, SICK UFN3-70B413 thực hiện nhiệm vụ phân biệt hai trạng thái vật liệu. Đây không phải cảm biến đo khoảng cách siêu âm dạng analog.

 

 

 

Vai trò của tốc độ phản hồi

SICK UFN3-70B413 có thời gian đáp ứng 250 µs và tần số đóng cắt 1.500 Hz, phù hợp với những ứng dụng cần xử lý tín hiệu nhanh.

Trong máy dán nhãn tốc độ cao, khoảng trống giữa hai nhãn có thể đi qua vùng phát hiện trong thời gian rất ngắn. Nếu cảm biến hoặc hệ thống điều khiển phản hồi không đủ nhanh, tín hiệu chuyển tiếp có thể bị bỏ sót.

Vì vậy, ngoài thông số của cảm biến, kỹ thuật viên cần xem xét tốc độ cấp nhãn, kích thước khoảng trống, thời gian quét PLC và cấu hình đầu vào số.

Những vị trí ứng dụng SICK UFN3-70B413 trong nhà máy

Máy dán nhãn chai tự động

Cảm biến được lắp trên đường đi của băng nhãn để xác định điểm chuyển tiếp giữa các nhãn. Khi phát hiện khoảng trống, bộ điều khiển sử dụng tín hiệu để đồng bộ hoạt động của động cơ cấp nhãn và cơ cấu dán.

Ứng dụng này phổ biến trên dây chuyền đóng chai nước uống, mỹ phẩm, hóa chất và các sản phẩm đóng gói dạng chai.

Dây chuyền đóng gói thực phẩm

Trong ngành thực phẩm, nhiều loại bao bì sử dụng nhãn nhựa trong suốt hoặc nhãn có hình in nhiều màu. SICK UFN3-70B413 hỗ trợ nhận biết vị trí nhãn, giúp hệ thống cấp nhãn đúng chu kỳ.

Việc phát hiện ổn định góp phần giảm hiện tượng cấp nhãn sai vị trí và hạn chế lãng phí vật tư đóng gói.

Máy in và dán nhãn

Ở những hệ thống in nhãn theo yêu cầu, cảm biến có thể được sử dụng để nhận biết khoảng trống giữa các nhãn trước khi bộ điều khiển thực hiện chu kỳ in hoặc cấp nhãn.

Tín hiệu từ cảm biến phải được đồng bộ với chương trình điều khiển và cơ cấu truyền động để đạt độ chính xác mong muốn.

Dây chuyền sản xuất dược phẩm

Trong thiết bị đóng gói dược phẩm, vị trí nhãn cần được kiểm soát nhất quán. Cảm biến siêu âm SICK UFN3-70B413 có thể tham gia vào hệ thống phát hiện vị trí nhãn, hỗ trợ quá trình dán nhãn chai thuốc và bao bì khi điều kiện ứng dụng phù hợp.

 

 

 

Hướng dẫn cài đặt SICK UFN3-70B413 bằng Teach-in

Một trong những tính năng quan trọng của cảm biến là khả năng thiết lập ngưỡng phát hiện theo vật liệu thực tế.

Khi nhà máy thay đổi loại nhãn, độ dày lớp đế hoặc cấu trúc vật liệu, ngưỡng nhận biết có thể cần được thiết lập lại để bảo đảm độ ổn định.

Cài đặt ngưỡng bằng Teach-in hai điểm

Ở phương pháp này, người vận hành đưa lần lượt vùng có nhãn và vùng chỉ có lớp đế vào khe cảm biến, sau đó thực hiện thao tác cài đặt theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

Cảm biến ghi nhận sự khác biệt tín hiệu giữa hai trạng thái và xác định ngưỡng chuyển mạch tương ứng.

Teach-in động khi băng nhãn di chuyển

Phương pháp Teach-in động cho phép cảm biến học tín hiệu khi băng nhãn đang chạy qua khe phát hiện.

Trong quá trình này, thiết bị ghi nhận sự thay đổi tín hiệu giữa các vùng vật liệu và thiết lập ngưỡng phù hợp.

Sau khi hoàn thành cài đặt, cần kiểm tra khả năng nhận biết trên nhiều nhãn liên tiếp trước khi đưa máy về tốc độ sản xuất bình thường.

Lưu ý kỹ thuật: Thao tác nhấn nút và thời gian Teach-in phải thực hiện đúng hướng dẫn của model UFN3-70B413. Không nên áp dụng tùy ý trình tự cài đặt của một model khác.

Kiểm tra tín hiệu PNP/NPN khi kết nối PLC

 

 

 

SICK UFN3-70B413 sử dụng ngõ ra chuyển mạch PNP/NPN để truyền trạng thái phát hiện đến bộ điều khiển.

Trong hệ thống PLC, ngõ ra số của cảm biến phải tương thích với loại đầu vào của module điều khiển.

Khi đấu nối, kỹ thuật viên cần thực hiện những bước kiểm tra quan trọng như xác nhận nguồn cấp 10–30VDC, xác định đúng sơ đồ chân M8 và kiểm tra trạng thái tín hiệu khi nhãn đi qua khe.

Ngoài ra, cần kiểm tra chế độ chuyển mạch được cài đặt để tránh trường hợp tín hiệu logic trên PLC ngược với yêu cầu của chương trình máy.

Các sự cố thường gặp trên máy dán nhãn sử dụng SICK UFN3-70B413

Đối với kỹ thuật viên bảo trì, điều quan trọng là xác định lỗi thực sự phát sinh từ cảm biến hay các bộ phận liên quan.

Nếu cảm biến thay đổi trạng thái chính xác khi nhãn đi qua nhưng cơ cấu dán vẫn hoạt động sai, cần kiểm tra thêm chương trình PLC, bộ điều khiển chuyển động, tốc độ cấp nhãn và tín hiệu đồng bộ.

Những lưu ý khi thay thế cảm biến SICK UFN3-70B413

Khi nhà máy cần thay cảm biến UFN3-70B413, việc lựa chọn đúng mã sản phẩm là phương án thuận tiện nhất để hạn chế thay đổi cơ khí và cấu hình điều khiển.

Các thông số cần được đối chiếu gồm chiều rộng khe 3 mm, độ sâu 69 mm, nguồn cấp 10–30VDC, ngõ ra PNP/NPN và đầu nối M8 bốn chân.

Ngoài ra, cần xác nhận kích thước lắp đặt, khả năng phát hiện vật liệu và tốc độ phản hồi có đáp ứng yêu cầu của máy.

Không nên thay thế trực tiếp cảm biến siêu âm bằng cảm biến quang chỉ vì có cùng kích thước hoặc tín hiệu đầu ra. Hai thiết bị có nguyên lý phát hiện khác nhau và hiệu quả nhận biết nhãn trong suốt có thể khác biệt đáng kể.

Một số model cảm biến SICK liên quan

Các model thuộc cùng dòng sản phẩm có thể khác nhau về cấu hình ngõ ra và cách kết nối. Trước khi sử dụng thay thế, cần kiểm tra tài liệu kỹ thuật và sơ đồ đấu nối của phiên bản được lựa chọn.

Kết luận

Cảm biến siêu âm SICK UFN3-70B413 – P/N 6049678 là thiết bị phát hiện nhãn chuyên dụng, phù hợp với các dây chuyền dán nhãn tự động yêu cầu nhận biết nhãn trong suốt, nhãn giấy và khoảng trống giữa các nhãn.

Nhờ nguyên lý phát hiện siêu âm, thiết kế khe chữ U nhỏ gọn và khả năng Teach-in theo vật liệu, cảm biến hỗ trợ hệ thống điều khiển xác định vị trí nhãn mà không phụ thuộc chủ yếu vào màu sắc hoặc độ tương phản quang học.

Đối với kỹ thuật viên nhà máy, lựa chọn đúng SICK UFN3-70B413 và cài đặt ngưỡng phát hiện phù hợp là những yếu tố quan trọng để duy trì độ ổn định của quá trình cấp nhãn và giảm lỗi vận hành.