Résoudre les défis de détection des bords dans la manutention grâce à la détection à large faisceau

Les installations de manutention sont aujourd'hui confrontées au défi de traiter de nombreux paquets à des vitesses plus rapides tout en maintenant une précision de détection élevée. Les opérations de commerce électronique traitent tout, des enveloppes minces aux boîtes irrégulières volumineuses, et cette variété de paquets engendre de véritables problèmes de détection. Les capteurs à faisceau étroit traditionnels ne peuvent pas suivre cette diversité de manière fiable. Lorsque les systèmes de détection ne parviennent pas à détecter les paquets ou déclenchent de fausses alarmes, il en résulte des expéditions manquées, des erreurs d'acheminement et une baisse de rendement.

Cet article explique pourquoi la détection à faisceau étroit est problématique dans les applications de manutention et comment la technologie rétroréfléchissante à large faisceau permet de résoudre ces problèmes. Il décrit également les étapes pratiques de la mise en œuvre du capteur rétroréfléchissant à large faisceau B25 de Banner Engineering dans un environnement de tri automatisé.

Défis de détection de paquets dans la manutention

Les capteurs rétroréfléchissants fonctionnent en envoyant un faisceau lumineux du capteur vers un réflecteur, qui renvoie la lumière directement vers le récepteur du capteur. Lorsqu'un objet passe entre le capteur et le réflecteur, il bloque la lumière renvoyée, déclenchant un signal de détection. Cette technologie fonctionne de manière fiable dans de nombreuses applications industrielles car elle ne requiert qu'un seul emplacement de montage pour le capteur, le réflecteur étant positionné en face sur le châssis du convoyeur.

Le défi réside dans la largeur du faisceau. Les capteurs rétroréfléchissants à faisceau étroit traditionnels créent un point de détection focalisé, généralement de seulement quelques millimètres de large. Si cette précision fonctionne bien pour les paquets homogènes, elle pose des problèmes dans le domaine de la manutention, où les installations traitent tout, des enveloppes minces aux boîtes irrégulières volumineuses, souvent avec un positionnement et des conditions variables.

Les faisceaux étroits posent plusieurs problèmes de détection. Les paquets non centrés peuvent n'interrompre que partiellement le faisceau, entraînant des signaux faibles ou incohérents. Les articles présentant des trous, des déchirures ou des rabats ouverts peuvent permettre au faisceau de passer sans obstruction, même lorsqu'un paquet est clairement présent. Les petits objets tels que les enveloppes ou les pochettes plates peuvent passer complètement à côté de la zone de détection étroite, en particulier lorsqu'ils se déplacent le long du bord du convoyeur.

Les bandes transporteuses elles-mêmes contribuent aux problèmes de détection. Les coutures de la bande, les variations de surface et le flottement normal de la bande peuvent déclencher de faux signaux positifs, ce qui rend difficile la distinction entre les paquets réels et les irrégularités de la bande. Les facteurs environnementaux tels que l'accumulation de poussière sur les capteurs et les réflecteurs dégradent progressivement les performances, tandis que les fluctuations de température affectent la sensibilité des capteurs.

Ces limitations se manifestent par des détections manquées, des déclenchements intempestifs et une réduction du débit du système. Dans les systèmes de tri automatisés, même de petites incohérences de détection peuvent entraîner des perturbations opérationnelles importantes. Les faux déclencheurs entraînent des arrêts inutiles du système, tandis que les détections manquées envoient les paquets vers des destinations incorrectes, ce qui engendre des coûts de traitement supplémentaires et des problèmes de service client.

La limitation fondamentale réside dans le fait que les capteurs à faisceau étroit créent un point de détection unique dans les applications bénéficiant d'une couverture de zone. Les opérations de manutention dans le monde réel exigent des capacités de détection plus robustes, capables de traiter de manière fiable divers types de paquets et conditions de positionnement.

Technologie rétroréfléchissante à large faisceau : une meilleure approche

La détection rétroréfléchissante à large faisceau répond aux limites fondamentales de la détection à faisceau étroit en élargissant la zone de détection tout en conservant la fiabilité et la simplicité de la technologie rétroréfléchissante. Un exemple est le capteur rétroréfléchissant à large faisceau B25 de Banner Engineering, illustré à la Figure 1.

Figure 1 : Capteur rétroréfléchissant à large faisceau B25 de Banner Engineering avec voyants LED et bouton TEACH (rond jaune). (Source de l'image : Banner Engineering)

Le capteur rétroréfléchissant à large faisceau B25 crée une zone de détection de 25 mm de large, contrairement aux capteurs traditionnels qui utilisent un point de détection étroit. Cette zone de couverture étendue signifie que les paquets n'ont pas besoin d'être positionnés avec précision pour déclencher une détection fiable. Qu'un paquet soit centré sur le convoyeur ou positionné vers un bord, le large faisceau offre une couverture de détection constante, comme illustré à la Figure 2 avec des enveloppes minces et des sachets en plastique.

Figure 2 : Capteur à large faisceau B25 détectant des enveloppes minces avec une couverture de faisceau de 25 mm. (Source de l'image : Banner Engineering)

Cette approche est particulièrement utile pour les paquets qui présentent des trous, des déchirures ou des bords irréguliers. Alors qu'un faisceau étroit peut passer à travers un orifice sur un paquet endommagé, la couverture à large faisceau rend beaucoup plus probable qu'une partie du paquet bloque suffisamment de lumière pour déclencher la détection. Le capteur peut détecter de manière fiable des objets de seulement 3 mm n'importe où dans la zone de détection de 25 mm, ce qui le rend efficace aussi bien pour les petites enveloppes que pour les paquets plus volumineux. La Figure 3 illustre cette capacité avec un bac doté d'ouvertures qui lui permettraient de ne pas être détecté avec un faisceau étroit.

Figure 3 : Détection à large faisceau d'objets présentant des orifices et des formes irrégulières à l'aide du capteur à large faisceau B25. (Source de l'image : Banner Engineering)

Avantages en termes de performances concrètes grâce à des capacités d'apprentissage intelligentes

Le B25 inclut des fonctionnalités d'apprentissage adaptatif qui s'ajustent automatiquement aux conditions du convoyeur. Le capteur peut apprendre à faire la distinction entre les caractéristiques normales de la bande et les paquets réels. Cela permet de filtrer les faux déclenchements dus aux coutures de la bande, aux variations de surface et aux mouvements normaux de la bande. Le système optimise automatiquement les seuils de détection en fonction de l'environnement d'exploitation.

Dans les applications de convoyeur, la détection à large faisceau du B25 offre une détection du bord d'attaque plus fiable, quelle que soit la forme ou la position du paquet. Cela se traduit par un meilleur contrôle de synchronisation pour les opérations de redirection et un acheminement des paquets plus précis dans les systèmes de tri.

Les capacités d'apprentissage aident à maintenir les performances au fil du temps en s'adaptant aux changements environnementaux tels que l'accumulation de poussière ou les variations de température. Cela réduit le besoin de réétalonnage fréquent et contribue à maintenir une fiabilité de détection constante dans les environnements industriels exigeants.

Avec des temps de réponse inférieurs à 0,5 ms et une construction de qualité industrielle (indice IP67, plage de fonctionnement de -30°C à +60°C), le B25 gère les opérations à haute vitesse tout en résistant aux environnements de manutention difficiles.

Utilisation des capteurs B25 dans les systèmes de manutention

La mise en service des capteurs B25 dans les systèmes de manutention implique des étapes d'installation et de configuration simples reposant sur des pratiques industrielles standard.

Commencez par positionner correctement le capteur. Montez le B25 de manière à ce qu'il soit perpendiculaire au réflecteur, en tenant compte de la largeur du convoyeur et de la plage de hauteurs des paquets à détecter. Le capteur fonctionne efficacement jusqu'à 2 m du réflecteur, offrant une flexibilité de positionnement pour différentes configurations de convoyeur.

Le réflecteur approprié pour la plupart des applications est le réflecteur carré BRT-51X51BM, qui convient à la plupart des installations de manutention. Assurez-vous que le capteur et le réflecteur sont solidement montés pour éviter les problèmes d'alignement induits par les vibrations.

Le processus de configuration est simple. Pour les applications de base, le bouton TEACH intégré avec graphique à barres LED fournit un retour clair sur les réglages en cours. Le réglage TEACH statique fonctionne bien lorsque les types de paquets et les conditions du convoyeur sont uniformes, tandis que le réglage TEACH dynamique s'adapte mieux aux applications mixtes avec des paquets et des caractéristiques de bande variables. Le graphique de configuration de la Figure 4 montre l'ensemble des options de configuration disponibles via l'interface du bouton TEACH.

Figure 4 : Options de configuration du capteur à large faisceau B25 à l'aide du bouton TEACH et des voyants LED. (Source de l'image : Banner Engineering)

Pour les capteurs montés à des emplacements difficiles d'accès, l'option de programmation d'entrée à distance permet la configuration via les connexions de câblage à l'aide de séquences d'impulsions simples.

Le capteur B25 s'intègre facilement aux systèmes de contrôle existants grâce à des sorties discrètes standard. Le connecteur M12 à 4 broches fournit l'alimentation, les sorties discrètes et la communication IO-Link dans une seule connexion. Pour les installations utilisant déjà l'infrastructure IO-Link, le capteur B25 peut fournir des diagnostics avancés et des données de surveillance en temps réel.

Banner fournit des fichiers d'instructions d'extension (AOI) pour les PLC Rockwell Allen-Bradley, simplifiant l'intégration et donnant accès à des fonctionnalités de capteur avancées via des environnements de programmation existants.

La plupart des installations peuvent être effectuées avec du matériel de montage industriel et des connexions électriques standard, ce qui fait du capteur à large faisceau B25 une solution de mise à niveau pratique pour les applications de capteurs à faisceau étroit existantes.

Conclusion

La technologie de détection rétroréfléchissante à large faisceau répond aux défis de détection que les capteurs à faisceau étroit ne parviennent pas à résoudre dans divers environnements de manutention. La zone de couverture de 25 mm du capteur à large faisceau B25 détecte de manière fiable des objets de seulement 3 mm quel que soit leur positionnement, traite les paquets avec des trous et des bords irréguliers, et s'adapte automatiquement aux caractéristiques de la bande transporteuse. Pour les opérations de manutention qui font l'objet de détections manquées et de faux déclenchements, le capteur B25 offre une fiabilité améliorée tout en conservant la simplicité de la technologie rétroréfléchissante traditionnelle.