Donnerstag, 19. März 2015

XPress 1502

Prozess- und Qualitätskontrolle

Anschaffung, Installation und Einrichten eines Wärmebildsystems


Herausforderungen beim Spritzgießen
Abb. 1
Durch eine zerstörungsfreie und berührungslose Kontrolle trägt die Infrarot-Thermografie entscheidend zur Wertschöpfung laufender Prozesse und Einstellvorgänge bei. Dazu werden Bereiche mit individuellen Grenzwerten definiert, anhand derer das System eine sofortige Soll-/Ist-Bewertung vornimmt. Ein darauf basierender Befehl an eine Kontrollleuchte oder eine Seperationsweiche kann
unmittelbar erfolgen.
Der Anwender benötigt keine detaillierten Kenntnisse der Thermografie. Das System liefert aufgrund der individuellen Einstellungen, Daten, die sofort verwertbar, verständlich und zur Prozessoptimierung geeignet sind.
IR Kamera-Montage an eine Spritzgießmaschine
Abb. 2

Aufgrund seiner flexiblen und schnellen Integration ist IR ThermoControl sowohl mobil (für Musterserien und Ersteinrichtungen nach Rüstung) als auch fixiert an einer Maschine (z.B. für die laufende Prozesskontrolle) einsatzbar. 


Abb. 1:
Am Anfang steht in aller Regel die Herausforderung:

  • Der Prozess läuft weniger stabil als erwartet
  • Das Formteil wird mit Qualitätsunterschieden entformt
  • Sichtflächen weisen eine unerwartete Haptik auf
  • Prozess und/oder Formteil bewegen sich nicht innerhalb der vorgegebenen Toleranzen
Die Gründe hierfür sind oft nicht sofort erkennbar und liegen meist in einer ungleichmässigen Temperaturführung/thermischen Auslegung des Werkzeugs. IR ThermoControl macht dies sichtbar und bietet damit für Einrichter und Qualitätsmitarbeiter Mechanismen für die optimale Überwachung und Steuerung im Spritzgieß-Prozess. Unterschiedlich große Überwachungsfelder lassen sich individuell in Abhängigkeit der Entfernung zur Kavität mit Hilfe von vier verschiedenen Objektive einstellen. Mehr dazu erfahren Sie, wenn Sie im oberen Bild den XPress-Button betätigen.

Abb. 2:
Wurde die Entscheidung zu Objektiv, Entfernung und Überwachungsbereichen im Formteil gefällt, ist die Montage von IR ThermoControl nur noch eine Sache weniger Minuten. Auch die anschließenden Einstellungen der Programmparameter nimmt in aller Regel nicht mehr als 5 Minuten in Anspruch.  


Anschaffung eins IR-Qualitätssicherungssystems

Ist die Entscheidung zur Anschaffung eines Wärmebildsystems gefallen, sollten als nächstes vor allem drei Hauptkriterien berücksichtigt werden:
  1. Prozessüberwachung oder mobiler Einsatz
  2. Wahl des richtigen Objektives
  3. Kauf oder Miete
Prozessüberwachung oder mobiler Einsatzzweck
Der Einsatz eines mobilen, nicht maschinengebundenen Systems empfiehlt sich immer dann, wenn man dieses, vor allem für Abmusterungen, an verschiedenen Maschinen einsetzen will.
Dabei wird die Kamera z.B. mit Hilfe eines Magnetständers schnell neben dem Werkzeug befestigt und ausgerichtet.

Der feste Einbau der Kamera eignet sich, wenn es darum geht längere Prozesse an einer Maschine zu überwachen.
Hierbei können auch Aufnahmen längerer Zeiträume aneinandergelegt werden, um daraus eine Film zu kreieren.
Ziel ist die Beurteilung der Temperaturänderungen im Langzeitvergleich.
 

Die Wahl des richtigen Objektives
Die Abbildung zeigt die Größenunterschiede der überwachten Fläche beim Einsatz unterschiedlicher Objektive.

IR ThermoControl, Entfernung und Objektive
Abb. 3
Bei einem Abstand der Kamera zum überwachten Objekt von 30cm und Formteilen kleiner als ca. 12cm x 9cm, empfiehlt es sich das Standardobjektiv 23° x 17° zu verwenden. In Abbildung 3 ist das Aufnahmefeld orange dargestellt.
Bei größeren Entfernung (ab 50cm) und/oder kleineren Überwachungsfeldern (ca. 5cm x 4cm), eigenet sich das Objektiv 6° x 5° besser.
Im Bild links ist das Aufnahmefeld blau dargestellt.

Für größere Überwachungsfelder stehen zwei weitere Objektive zur Auswahl:
  • 41° x 31° mit einem Aufnahmefeld von ca. 22cm x 16cm bei 30cm Abstand
  • 72° x 52° mit einem Aufnahmefeld von ca. 44cm x 29cm bei 30cm Abstand
Die Anzahl der Bildpunkte bleibt unverändert bei 19.200 Punkten (hier 160px x 120px).

Die Abbildungsgröße pro Bildpunkt verändert sich durch die Wahl des Objektives bzw. durch die Größe des überwachten Feldes und der Entfernung zum überwachten Objekt.

Ist IR ThermoControl für den mobilen Einsatz vorgesehen, muss die Anschaffung mehrerer Objektive für das System überdacht werden. Denn der Nachkauf eines Objektives macht eine werksseitige Kalibrierung der Kamera mit dem entsprechenden Objektiv erforderlich. Das bedeutet, dass das System ca. 1-2 Kalenderwochen nicht zur Verfügung steht.

Kauf oder Miete 

Schlussendlich stellt sich die Frage ob man IR ThermoControl auf Dauer anschaffen möchte oder lediglich für die eine oder andere Musterung in der Spritzerei auf Mietbasis benötigt. Beide Optionen sind denkbar.

Für eine höhere Flexibilität empfiehlt es sich das System anzuschaffen und täglich einsatzbereit zu haben. Untersuchungen haben ergeben, das die Wertschöpfung des Systems eine Amortisation in wenigen Monaten möglich macht.


Installation eines Wärmebildsystems

Die Implementierung von IR ThermoControl ist in der Regel schnell erledigt und untergliedert sich in folgende fünf Schritte.
  1. Installation
  2. Einstellungs
  3. Montage
  4. Einrichtung
  5. Überwachung

Installation der Programme: 
Je nach bestelltem Umfang und benötigten Anbindungen nimmt dieser Vorgang nur ein paar Minuten in Anspruch. Idealerweise erfolgt die Installation direkt durch einen PLEXPERT Mitarbeiter vor Ort.
IR ThermoControl - Installationsprozess
Abb. 4
Für die Installation der erforderlichen Programme genügt ein durchschnittlicher Rechner (auch Laptop) ab 2GB Arbeitsspeicher und einer Festplattenkapazität von 200MB (zzgl. Speicherbedarf für die Bildablage).
Platzsparend und günstig für eine dauerhafte Installation der Kamera an einer Maschine, ist die Nutzung eines MINI-PC's.
Dieser kann auf der Hutschiene im Schaltschrank der Maschine untergebracht werden.


Einstellungen
Bei der Erstinstallation werden in der Regel die Einstellungen von einem unserer Mitarbeiter übernommen.
Im ersten Schritt (Abbildung 4, links) werden die Verbindung zur Datenbank und der Kamera hergestellt. Zusätzlich werden für das Premiumsystem von IR ThermoControl die Anbindung des Kommunikationsmoduls DIO vorbereitet
 

Montage
Die Montage der Kamera ist einfach und wird aber bei Erstinstallation von unserem Mitarbeiter nachvollziehbar vorgeführt.
Hierbei kommt der mitgelieferte Magnetständer zum Einsatz, mit dessen Hilfe die Kamera befestigt und ausgerichtet wird.

Zur Montage des Premiumsystems ist die Mitarbeit Ihres Technikers gefragt, der die elektrischen Verbindungen zwischen Kommunikationsmodul DIO und der Spritzgießmaschine einrichtet.
 

Einrichtung
Im nächsten Schritt gilt es die zu überwachenden Bereiche zu setzen und dem System bekannt zu machen (Abbildung l4, mitte). Wir haben darauf geachtet die Vorgänge, die später standardmäßig ausgeführt werden, einfach und selbsterklärend zu gestalten.

Nachdem sich das Programm mit der Kamera verbunden hat erscheint automatisch ein Wärmebild von dem erfassten Objekt.
In einem Grenzwerte-Dialog werden relative Temperaturen (Minimum, Mittel und Maximum) für einen zuvor definierten Bereich ausgegeben.
Der Anwender kann festlegen welche Werte mit welchen Grenzen beobachtet werden sollen.


Überwachung
Entsprechend Abbildung 4 (rechts) wird nach dem Festlegen der Grenzen die Überwachung gestartet. Neben dem erfassten Bild werden die gemessenen Werte ausgegeben und Grenzüberschreitungen angezeigt. Temperaturen und Zykluszeit werden in Diagrammen veranschaulicht.

In der Premiumversion kann ein Signal ausgegeben werden, das z.B. zur Steuerung einer Ausschussweiche oder Anzeige einer Alarmleuchte benutzt wird.

IR ThermoControl, Montage an Spritzgießmaschine
Abb. 5



"Seit dem Einsatz mit IR ThermoControl haben wir eine bessere Kontrolle über unseren Prozess. Das gibt uns Sicherheit."
  









Beispiele thermografischer Aufnahmen.




- Tastaturgehäuse
 




- Gebläseabdeckung







- Kugelförmiges Formteil beim Abkühlen







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