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[1] Die Lichttaster bieten ein gutes Detektionsverhalten auf die unterschiedlichen Backwaren.
[2] Mit zwei Sensorbaureihen in je zwei Versionen gelingt es, verschiedene Aufgabenstellungen rund um die Detektion von Backwaren in den Backautomaten zuverlässig zu lösen.
[3] Waffelrollen sind nur eines von zahlreichen Produkten, die auf den Waffel- und Keksbackan-lagen hergestellt werden.
[4] Die eingesetzten Sensoren erfüllen die hohen Anforderungen an die Materialbeständigkeit und Dichtigkeit, wie sie die Reinigungs- und Desinfektionsabläufe im Lebensmittelumfeld erforderlich machen.
[5] Beim Lichttaster WT12-3 kann die Tastweiteneinstellung per Teach-in mit Tasten am Gerät erfolgen.
[6] Beim WT11-2 erzeugt die lichtintensive Pin- Point-LED ein sehr helles und präzises Rotlicht, was für eine präzise Detektion auch kleinerer Objekte sorgt.
[7] Der drehbare M12-Stecker und die Schwalbenschwanzbefestigung des Lichttasters sorgen für eine schnelle und flexible Monta

Ungestörte Produktion durch zuverlässige, robuste und wartungsarme Ausführung – dies ist eine der wichtigsten Eigenschaften, mit der das Unternehmen Franz Haas Waffel- und Keksanlagen-Industrie unter anderem den Waffelbackautomat SWAKN zur Fertigung von Flach- und Hohlwaffeln beschreibt. „Bei fast allen Waffel- und Keksbackanlagen handelt es sich um Hochleistungslösungen zum vollautomatischen Backen von Waffelblättern unterschiedlicher Formate, Keks- und Kuchenprodukten, Waffeltüten und Pfannkuchen in industriellen Großproduktionsprozessen“, erläutert Martin Kopf, Leiter Elektrokonstruktion. Die Verfügbarkeit aller Anlagenkomponenten hat bei allen Backautomaten oberste Priorität.
In besonderem Maße gilt dies für die eingesetzten optoelektronische Sensoren, weil sich diese nicht nur den Bedingungen der Anlage und des Umfeldes anpassen, sondern auch unterschiedliche Backwaren erfassen müssen. Also dürfen unterschiedliche Formen, Größen, Bräunungsgrade und Oberflächenstrukturen kein Problem darstellen. Gleichzeitig sollen sie robust und wartungsarm sein – genau so wie auch die gesamte Waffel- oder Keksanlage.

Hohe Produktvielfalt, viele Prozessschritte, eine Sensorplattform
Zahlreiche Prozesse innerhalb der automatisierten Herstellung von Waffeln und Keksen sind davon abhängig, dass die Anwesenheit oder Größe der Backwaren zuverlässig erkannt wird. Bei cremegefüllten Flach- oder Hohlwaffeln beispielsweise wird der Teig auf Backplatten gegossen und zu Waffelblättern gebacken – je nach Automat mit einer Kapazität zwischen zwölf und 176 Backplattenpaaren. Die Übergabe der heißen Waffelblätter an den Kühler und von dort an die Streichmaschine, das Bestreichen mit Creme, das Zusammenfügen zu Waffelblöcken, das maschinelle Schneiden zu Waffelschnitten sowie die Übergabe an eine Verpackungsmaschine oder an eine Schokoladeüberziehanlage – fast immer gilt es, durch das Erfassen der Backwaren Schaltsignale zu generieren und mit ihnen den Prozessablauf zu aktivieren oder zu steuern. Ähnliches gilt auch beim Backen anderer Waffelsorten, bei der Herstellung von Hart- und Weichkeksen, Crackern, Kuchen, Teigtüten, Pfannkuchen und Laugenprodukten. Letztere sind sensorisch besonders anspruchsvoll, weil sie mit einer Natriumlauge begossen werden und dadurch eine glänzende Oberfläche, eine dunkle Farbe und eine weiße Krume erhalten. „Aus automatisierungstechnischer Sicht gilt es daher, trotz hoher Produktvielfalt und zahlreicher unterschiedlicher Prozessschritte und Umfeldbedingungen Sensorlösungen zu identifizieren, die möglichst anlagenübergreifend eingesetzt werden können“, fasst Martin Kopf zusammen.

Einfach zu bedienen, zuverlässig im Einsatz
Beim Erfassen von Teigsträngen, Teiglingen, Waffelblättern, Keksen oder Tüten setzt man bei Haas seit vielen Jahren in erster Linie auf zwei Lichttaster-Baureihen von Sick: WT11-2 und WT12-3. „In erster Linie liegt das am Detektionsverhalten der Sensoren auf unsere unterschiedlichen Produkte, was uns einen hohen Produktoutput gewährleistet“, erklärt Martin Kopf. „Hinzu kommt die bereits von den Vorgängerbaureihen bekannte einfache Bedienung und Inbetriebnahme, für die wir kein Fachpersonal benötigen.“ Je nachdem, wie anspruchsvoll die Detektionsaufgabe ist und in welcher Umgebungstemperatur der Einsatz erfolgt, erfolgt die Auswahl des Lichttasters. Der WT11-2 verfügt über ein robustes, bis 60 °C thermisch festes Kunststoffgehäuse. Der drehbare M12-Stecker und die Schwalbenschwanzbefestigung sorgen für eine schnelle und flexible Montage. Die per Potenziometer einstellbare Betriebstastweite liegt zwischen 30 und 800 mm. Im Betrieb erzeugt die lichtintensive Pin-Point-LED ein helles und präzises Rotlicht. Damit lassen sich auch kleinere Backwaren präzise detektieren. Für höhere Temperaturen geeignet ist der Lichttaster WTB12-3. Die vielseitigen Befestigungsmöglichkeiten des hochdruckfesten Metallgehäuses in Schutzart IP69k, zum Beispiel die verstärkten Montagelöcher, sorgen für Montagefreiheit. Drehbare Steck- oder Leitungsanschlüsse erlauben auch bei diesem Sensor eine flexible Kabelverlegung. Die Tastweiteneinstellung erfolgt unter anderem per Teach-in: Objekt in den Strahlengang , Knopf drücken, fertig. Gemeinsam ist beiden Lichttastern eine hohe Detektionssicherheit, denn die integrierte Chip-Technologie erkennt und unterdrückt optische Störreflexionen aus dem Umfeld. Auch Feuchtigkeit, elektromagnetische Störquellen, Blitzlampen oder Vibrationen haben keinen Einfluss auf die sichere Funktion der Geräte. Apropos Feuchtigkeit: Ecolab bestätigt beiden Baureihen, dass sie die Anforderungen an die Materialbeständigkeit, wie sie die Reinigungs- und Desinfektionsabläufe im Lebensmittelumfeld mit sich bringen, zuverlässig und dauerhaft erfüllen.

HGA oder VGA: Backwaren und Anlagenumfeld entscheiden
Bei der Auswahl des richtigen Lichttasters kommt es nicht nur auf das Einsatzumfeld – hier vor allem die Temperaturen – an, sondern auch auf das Tastgut selbst. Energetische Reflexionslichttaster nutzen das Remissionsverhalten eines Objektes zu dessen Detektion. Kritisch kann dieses Funktionsprinzip in zwei Fällen werden: Zum einen dann, wenn dunkle Objekte auf einem hellen Hintergrund, zum Beispiel dem Förderband erkannt werden müssen; zum anderen dann, wenn Oberflächen starke Remissionsunterschiede aufweisen, die Tastgüter sehr flach sind oder das Objekt stark strukturiert oder glänzend ist. Im ersten Fall wird ein energetischer Lichttaster vom Hintergrund geblendet, im zweiten Fall erhält der Sensor keine konstanten oder keine auswertbaren Reflexionen vom Objekt. „In der Backwarenproduktion sind diese Phänomene relativ häufig anzutreffen, weil Waffeln, Kekse und Teig hinsichtlich ihrer Oberflächenbeschaffenheit, Farbe und Formate sehr unterschiedlich sind“, erklärt Martin Kopf. „Sollen in einer Anlage zum Beispiel Schokokekse auf einem hellen Förderband erkannt werden, setzen wir Lichttaster mit Hintergrundausblendung ein. Bei flachen Waffeln oder auch bei Laugengebäck mit seiner dunklen, glänzenden Oberfläche sind Taster mit Vordergrund-Ausblendung die beste Wahl.“
Bei der Hintergrund-Ausblendung (HGA) wird der Taster auf die Oberfläche des Tastgutes fokussiert. Alles, was dahinter liegt, wird durch das Triangulationsprinzip der Sensoren ausgeblendet. Umgekehrt funktioniert die Vordergrund-Ausblendung (VGA). Der Lichttaster wird auf den Hintergrund eingestellt. Objekte, die den Lichtweg passieren, verändern den Remissionswinkel und erzeugen ein Schaltsignal. „90 % der Lichttaster in unseren Anlagen entfallen auf diese Geräteversionen“, bilanziert Kopf. „Gut ist, dass sich alle Tasterversionen einfach auf die Applikationsbedingungen einstellen lassen und wir hierfür kein spezielles Fachpersonal benötigen.“

Zuverlässigkeit und weltweite Verfügbarkeit sind wichtig
Waffel- und Keksbackanlagen von Haas sind weltweit im Einsatz und werden seit mehr als einem Jahrzehnt mit Lichttastern dieser Baureihen beziehungsweise ihrer Vorgängerversionen ausgerüstet. „Wesentliche Gründe dafür sind das zuverlässige Detektionsverhalten unabhängig von den Produkten, die Montagefreundlichkeit und Robustheit der Sensoren sowie ihre einfache Bedienung“, fasst Martin Kopf, die Vorteile zusammen. „Dadurch haben die Sensoren auch weltweit eine hohe Akzeptanz bei den Endkunden.