سنسورهای کد رنگ

در دنیای اتوماسیون صنعتی، به ویژه در صنایع با سرعت بالا مانند بسته‌بندی، چاپ و تولید انبوه، نیاز به تشخیص‌های بصری با سرعت و دقت فوق‌العاده بالا وجود دارد. سنسورهای کد رنگ و سنسورهای رنگ، خانواده‌ای از سنسورهای نوری پیشرفته هستند که به عنوان "چشم‌های تیزبین" ماشین‌آلات عمل کرده و به آنها اجازه می‌دهند تا با نشانه‌ها و رنگ‌های چاپ شده بر روی محصولات، خود را هماهنگ (Synchronize) کرده و کیفیت را کنترل کنند.

اگرچه این دو نوع سنسور اغلب با یکدیگر اشتباه گرفته می‌شوند، اما وظایف کاملاً متفاوتی را بر عهده دارند:

• سنسور کد رنگ (Color Mark Sensor): متخصص تشخیص کنتراست بین یک نشانه و پس‌زمینه آن است.

• سنسور رنگ (Color Sensor): متخصص شناسایی یک رنگ خاص یا تمایز بین چندین رنگ مختلف است.

این مقاله، راهنمای جامعی برای درک عمیق این دو تکنولوژی، تفاوت‌های کلیدی و کاربردهای تخصصی آنها در صنعت است.

فصل اول: سنسور کد رنگ (کنتراست - Registration Mark Sensor)

این سنسور، قهرمان بلامنازع صنعت بسته‌بندی است.

وظیفه اصلی سنسور کد رنگ چیست؟

وظیفه اصلی این سنسور، شناسایی یک رنگ خاص نیست. بلکه، وظیفه آن تشخیص اختلاف روشنایی یا کنتراست (Contrast) بین یک نشانه چاپ شده (که به آن "رجیستر مارک" می‌گویند) و پس‌زمینه آن است. این سنسور به این سوال پاسخ می‌دهد: "آیا نشانه الان در مقابل من قرار دارد؟"

چگونه کار می‌کند؟

1. ارسال نور: سنسور یک پرتو نوری بسیار متمرکز و پرسرعت (معمولاً از یک LED به رنگ سفید، سبز یا قرمز) را به سمت سطحی که رول بسته‌بندی از روی آن عبور می‌کند، می‌تاباند.

2. اندازه‌گیری بازتاب: گیرنده سنسور، میزان نور بازتاب شده از سطح را اندازه‌گیری می‌کند. پس‌زمینه رول، مقدار مشخصی از نور را بازتاب می‌دهد.

3. تشخیص کنتراست: هنگامی که "رجیستر مارک" (که معمولاً یک مستطیل تیره است) از زیر پرتو نور عبور می‌کند، میزان نور بازتاب شده به شدت کاهش می‌یابد.

4. صدور فرمان: مدارات الکترونیکی فوق‌العاده سریع سنسور (با زمان پاسخ‌دهی در حد چند ده میکروثانیه)، این تغییر ناگهانی در کنتراست را تشخیص داده و یک پالس خروجی دقیقاً در همان لحظه صادر می‌کنند. این پالس به PLC یا کنترلر ماشین اعلام می‌کند که اکنون زمان انجام یک عمل (مانند برش، دوخت یا تا کردن) است.

کاربردهای اصلی

• صنایع بسته‌بندی: کاربرد اصلی و کلاسیک. تشخیص رجیستر مارک بر روی رول‌های پلاستیکی یا کاغذی برای تعیین دقیق محل برش، دوخت (Seal) و تا کردن بسته‌بندی.

• صنایع چاپ: برای هماهنگ کردن مراحل مختلف چاپ و اطمینان از قرارگیری صحیح رنگ‌ها بر روی هم.

• دستگاه‌های پرکن تیوب: برای چرخاندن و قرار دادن تیوب‌های (مانند خمیر دندان) در موقعیت صحیح به طوری که دوخت انتهای تیوب در پشت آن انجام شود.

فصل دوم: سنسور رنگ (True Color Sensor)

این سنسور، ابزار اصلی برای کنترل کیفیت مبتنی بر رنگ است.

وظیفه اصلی سنسور رنگ چیست؟

وظیفه این سنسور، شناسایی یک رنگ خاص یا تمایز بین چندین رنگ مختلف است. این سنسور به این سوال پاسخ می‌دهد: "آیا این قطعه، همان رنگ درستی را که باید داشته باشد، دارد؟"

چگونه کار می‌کند؟

1. ارسال نور سفید: این سنسور معمولاً یک LED با نور سفید را به سمت جسم می‌تاباند.

2. تحلیل RGB: نور بازتاب شده از سطح جسم، از سه فیلتر مجزا به رنگ‌های قرمز (Red)، سبز (Green) و آبی (Blue) عبور کرده و به سه گیرنده مجزا می‌رسد.

3. آموزش (Teaching): کاربر ابتدا رنگ (یا رنگ‌های) مورد نظر را به سنسور "آموزش" می‌دهد. سنسور مقادیر RGB بازتاب شده از آن رنگ را به عنوان مرجع در حافظه خود ذخیره می‌کند.

4. مقایسه و تشخیص: در حین کار، سنسور به طور مداوم مقادیر RGB جسمی که در مقابلش قرار دارد را با مقادیر مرجع ذخیره شده مقایسه می‌کند. در صورت تطابق (با یک تلرانس قابل تنظیم)، خروجی مربوطه فعال می‌شود.

کاربردهای اصلی

• کنترل کیفیت:

  • اطمینان از اینکه درب بطری نصب شده، رنگ درستی دارد.

  • بررسی صحت رنگ لیبل چسبانده شده بر روی محصول.

  • تأیید رنگ صحیح نخ در ماشین‌آلات نساجی.

• مرتب‌سازی (Sorting):

  • جداسازی و مرتب‌سازی محصولات بر اساس رنگ بر روی یک نوار نقاله (مثلاً جداسازی قرص‌ها یا آب‌نبات‌های رنگی).

• کنترل فرآیند:

  • پایش مداوم رنگ یک مایع یا پودر در یک فرآیند شیمیایی برای اطمینان از کیفیت یکنواخت.

جدول مقایسه: سنسور کد رنگ در مقابل سنسور رنگ

نکات کلیدی در انتخاب و نصب

• اندازه نقطه نوری: نقطه نوری سنسور باید از نشانه‌ای که قرار است تشخیص دهد، کوچکتر باشد.

• فاصله کاری: سنسور باید در فاصله بهینه و مشخص شده در دیتاشیت، از سطح هدف نصب شود.

• رنگ نور ارسالی (برای سنسور کد رنگ): برای دستیابی به حداکثر کنتراست، یک قانون کلی وجود دارد: از منبع نوری استفاده کنید که توسط رنگ پس‌زمینه جذب شده و توسط رنگ نشانه، بازتاب شود. (مثلاً نور سبز برای تشخیص نشانه قرمز روی پس‌زمینه سفید). نور سفید، یک انتخاب همه‌کاره است.

جمع‌بندی: دقت و سرعت در تشخیص بصری سنسورهای کد رنگ و سنسورهای رنگ، ابزارهای تخصصی و جدایی‌ناپذیری برای اتوماسیون با سرعت بالا هستند. درک تفاوت بنیادین بین این دو، کلید انتخاب صحیح برای هر کاربرد است. سنسور کد رنگ برای هماهنگ‌سازی بر اساس کنتراست و سنسور رنگ برای کنترل کیفیت بر اساس شناسایی رنگ به کار می‌رود. قابلیت این سنسورها در انجام این بازرسی‌های بصری با سرعت‌های خارق‌العاده، همان چیزی است که بهره‌وری خطوط مدرن بسته‌بندی، چاپ و تولید را ممکن می‌سازد.