Bis zu 50 Prozent weniger Ausschuss

Dank modernster Messtechnologie mit spezi-ell angepasster Sensorik, entwickelt von der Toolvision GmbH, ist es nun möglich, dass Pro-duktionsprozesse in jeder Phase überwacht, dokumentiert und mithilfe einer individuel-len Software als Grafik visualisiert werden. «Die unzureichende Erfassung von Prozessda-ten zählt zu den grossen Nachteilen bei der Thermoformung», erklärt Peter Schöberl, Ge-schäftsführer der Toolvision GmbH. «Die Werkzeuge und Maschinen sind oft nicht mit integrierter Sensorik zur Überprüfung von Temperaturen, Drücken, Wegen, Kräften und Zustandsdaten ausgerüstet.» Hohe Ausschuss-mengen, die Abnutzung von Werkzeug und Maschine sowie in der Konsequenz ein sehr hoher Stückkostenfaktor können die Folgen sein. Gerade für die Lebensmittelbranche ist das ein grosses Problem, da hier Schnelligkeit und Effizienz besonders gefragt sind. Gleich-zeitig gehören steigende Qualitätsansprüche durch automatisierte Weiterverarbeitung und eine lange Produktionskette zum Alltag. Le-bensmittelproduzenten verlangen eine hun-dertprozentig nachvollziehbare und doku-mentierte Qualität der Dauerproduktion un-ter Berücksichtigung spezieller Kriterien, was nur durch eine elektronische Prozesskontrolle möglich ist.

Bisherige Lösungen nicht zielführend
Bei der Maschineneinstellung wurde bisher auf das Fingerspitzengefühl der Mitarbeiter gesetzt. «Die Qualität in der Produktion war hauptsächlich von den Voreinstellungen und dem Know-how des Werkstattpersonals und der Techniker abhängig. Dies führte oft zu unterschiedlicher Produkteigenschaft und Qualität der einzelnen Stücke. Ausserdem war eine zufriedenstellende Analyse des eigentli-chen Thermoformungsprozesses in Echtzeit nicht möglich», so Schöberl. Aufgrund dieses Trial- and Error-Prinzips konnte auch eine optimale Qualitätssicherung nicht gewähr-leistet werden.

Schnelle Reaktion bei Abweichungen
Mit der hier beschriebenen Lösung ist nun je-doch eine exakte Darstellung des gesamten Thermoformprozesses möglich. Das System umfasst bis zu zwölf Sensoren, die direkt ins Werkzeug oder in die Maschine integriert sind – das wird individuell auf die jeweilige Maschine und an die Erfordernisse der Kun-den angepasst. Pro Sekunde werden bis zu 125 Messdaten pro Messkanal generiert, die on-line aufgezeichnet und in Echtzeit ausgewer-tet werden. Anstelle einer wenig aussagekräftigen Pyrometer-Messung wird die Tempera-tur an Werkzeug und Folie nun mit einer prä-zisen Infrarotkamera visualisiert und über-wacht. Diese nimmt bereits feinste Abwei-chungen wahr und übermittelt dann sofort eine Fehlermeldung ans System.

Die gewonnenen Prozessdaten werden in einer übersichtlichen Grafik dargestellt, die alle wichtigen Komponenten umfasst – die passende Software ist inkludiert. «Durch die Visualisierung der Prozessparameter wäh-rend des gesamten Ablaufs kann auf mögliche Qualitätsabweichungen sofort richtig reagiert werden», erläutert Schöberl. «Die Überwa-chung geschieht mithilfe von sogenannten Hüllkurven, die als Qualitätsfenster auf die Prozesskurven gelegt werden, oder mithilfe von Hotspots der Infrarotkamera. Wird das Qualitätsfenster über- oder unterschritten, kann in Echtzeit eine entsprechende Reaktion erfolgen.» Farbige Referenzgraphen überneh-men eine ähnliche Aufgabe: Sie sorgen für ei-ne anschauliche Darstellung von Ist- und Soll-Kurven im direkten Vergleich. Setzt man die Ergebnisse dieser Analyse dann in den Ther-moformprozess um, kann das Anfahren der Maschine erheblich beschleunigt werden, was sich positiv auf den Ausschuss und die Stück-kosten auswirkt.

Praktisches dreistufiges Fehlermeldesystem
Um eine umfassende Kontrolle zu gewährleis-ten, hat Toolvision bei seiner Messtechnik auf ein dreistufiges Fehlermeldesystem gesetzt: Die Software erlaubt es dem Anwender, über einen selbst gewählten Zeitraum einen Schichtreport während der Produktion anzu-fertigen. Dieser kann auf Wunsch sogar per E-Mail versendet werden. Alternativ lässt sich das System so einstellen, dass die Maschine automatisch ausgeschaltet wird, wenn Fehler während der Produktion auftreten. Auf diese Weise können mangelhafte Produkte recht-zeitig aussortiert und etwaige Schäden an Werkzeugen oder der Maschine schon im Vor-feld verhindert werden. Ausserdem können Serviceintervalle und Reparaturarbeiten bes-ser überblickt und bereits im Voraus kalkuliert werden. Toolvision plant zudem, bis zum 4. Quartal des Jahres das aktuelle Messsystem um ein zusätzliches Feature zu erweitern: «Zu-künftig soll eine umfangreiche Trendvisuali-sierung möglich sein, damit Kunden auch langfristig ihre Thermoformprozesse überwa-chen und nachhaltig verbessern können», er-läutert Schöberl.