Balluff schafft Transparenz im
Einsatz von Spritzgießwerkzeugen

Balluff schafft Transparenz im Einsatz von Spritzgießwerkzeugen
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Die Spritzgiesswerkzeuge zur Herstellung der Schokolade-Giessformen unterliegen Verschleiss und müssen regelmässig gewartet werden.
13.08.2015 | Vorausschauende Instandhaltung (predictive maintanance) verlängert die Lebenszeiten von Produktionsanlagen und Komponenten, unterstützt den zuverlässigen Betrieb, erhöht die Produktivität und verbessert die Wirtschaftlichkeit. Dies gilt vor allem auch für die Werkzeuge in den Maschinen.

Sie sind in der Regel besonders verschleißbehaftet und beeinflussen mit nicht unerheblichen Anteilen die die Produktionskosten. Aus diesen Gründen optimiert die Max Riner AG in der Schweiz mit Mold-ID von Balluff den Einsatz ihrer Spritzgießwerkzeuge. Das autarke System ist leicht in jede Maschine - ohne Eingriff in die Steuerung - adaptierbar und ermöglicht mittels Industrial RFID-Technologie zustandsbasierte Instandhaltungen.
 
Spritzgießwerkzeuge zur Herstellung von Kunststoffteilen sind meist sehr komplex und teuer. Sie unterliegen Verschleiß und Verschmutzung und bedürfen regelmäßiger Pflege, Reinigung und Wartung. Dabei hängt die Regelmäßigkeit der Inspektionen oft von Erfahrungswerten der einzelnen Mitarbeiter oder von handschriftlichen Aufzeichnungen in Werkzeugbüchern, Werkzeugklatten oder angehängten Zetteln ab. Disketten, USB-Sticks und dergleichen mit Datenbanken oder Excel-Tabellen zeichnen hier bereits fortschrittlichere Betriebe aus. Unabhängig davon zeigt die Praxis, dass manuelle Aufzeichnungen oft fehlerbehaftet sind und letztlich im Ergebnis zu mehr oder minder konsequenter Handlung führen. So werden Inspektionen und Wartungen in vielen Fällen häufig erst dann durchgeführt, wenn die produzierten Teile nicht mehr die geforderten Qualitätsstandards erfüllen oder das Werkzeug seinen Dienst versagt. „Nach unseren Erfahrungen in der Branche sind rund 20% der Werkzeuge, die aus dem Werkzeuglager in Maschinen eingewechselt werden, nicht ausreichend einsatzbereit“, ergänzt Ralf Pfisterer, Produkt Manager für Mold-ID bei Balluff.     
 
Die teuerste Instandhaltung ist in der Regel eine Reparatur nach einem eingetretenen Schaden, mit der damit verbundenen ungeplanten Stillstandszeit. Da sich viele Probleme jedoch wiederholen, lassen sie sich anhand von Erfahrungswerten, vorausgesetzt sie wurden dokumentiert, leicht abschätzen. Die sogenannte Schusszahl ist dabei eine wesentliche Messgröße, wobei allerdings zu berücksichtigen ist, dass  die Leerschüsse beim Einfahren ebenfalls zum Verschleiß beitragen. Ebenso wichtig ist die Anzahl der Werkzeugwechsel, beispielsweise für die Pflege von Kupplungen usw. „Die Anzahl der Werkzeugwechsel ist allerdings auch ein Faktor, der bei manueller Datenerfassung nicht unbedingt zu einer besseren Übersichtlichkeit beiträgt“, erzählt Urs Truttmann von der Max Riner AG in Rupperswil. Der Leiter Engineering des Schweizer Unternehmens spricht hier einen der Hauptgründe an, weshalb er Mold-ID von Balluff einsetzt.

Bei häufigem Werkzeugwechsel den Überblick behalten

Bei häufigem Werkzeugwechsel den Überblick behalten
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Die zentrale MOLD-ID-Einheit mit Industrie-PC und Software besteht aus einem separaten Schaltschrank.
Die Max Riner AG stellt schon seit mehr als 60 Jahren Schokolade-Gießformen in allen Variationen für die industrielle Schokoladen-Fertigung her. Eine Exklusivität, die Rilon® Formen, sind weltweit bekannt für ihre Perfektion und Dauerhaftigkeit. Solche Formen, wie sie letztlich bei Schokoladen-Herstellern in deren Produktionslinien im Durchlauf zum Einsatz kommen, werden in vergleichsweise geringen Losgrößen von üblicherweise 1500 bis 2000 Stück hergestellt. Aus diesem Grund sind die Spritzgießwerkzeuge zur Herstellung der Schokolade-Gießformen modular aufgebaut. Die Basis sind Stammformen mit austauschbaren Einsätzen. Daraus resultieren kurze und häufige Werkzeugwechselzyklen, die nun vermuten lassen, dass es eigentlich zu eher weniger Störfällen kommt: „Zumal die Werkzeuge bei jedem Wechsel einer genau vorgegebenen und umfangreichen Wartung unterzogen werden“, wie Truttmann betont. Bestimmte Dinge erfordern jedoch einen erhöhten Wartungsaufwand, z.B. das Auswechseln von Schläuchen, Leitungen oder Anschlusskomponenten sowie das Schmieren von  mechanischen Komponenten, wofür die Stammform demontiert werden muss. Deshalb ist es besonders wichtig den Überblick zu behalten, wie oft eine Stammform bereits eingesetzt wurde. „Mit Mold-ID von Balluff können wir dies wunderbar tracken und dokumentieren“, ergänzt Truttmann.

In allen Maschinen einzeln nachrüstbar

In allen Maschinen einzeln nachrüstbar
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Eine Smart-Light signalisiert dem Bediener kontinuierlich den Werkzeugzustand
Mold-ID macht den Einsatz von Spritzgießwerkzeugen rückverfolgbar und gewährleistet ihre optimale Auslastung. Eine Kernkomponente sind RFID-Datenträger, die an jedem Werkzeug befestigt werden. Hierfür bietet Balluff aus der Datenträger-Familie BIS M unterschiedlichste Ausführungen in Hinblick auf Speicherkapazitäten, Antennenformen, Einbauarten usw. Dies ermöglicht eine optimale Anpassung an die individuellen Umgebungsbedingungen. BIS M Datenträger gewährleisten eine superschnelle Datenübertragung mit 13,56 MHz und einen großen Schreib-/Leseabstand. Ergänzend wird an geeigneter Stelle an der Maschine ein Schusszähler in Form eines induktiven oder optischen Sensors angebracht. Damit werden die tatsächlichen mechanischen Schusszahlen erfasst. Zur Kommunikation mit dem Datenträger des in der Maschine befindlichen Werkzeugs wird eine RFID-Schreib-/Leseeinheit montiert. Die zentrale Mold-ID-Einheit mit Industrie-PC und Software besteht aus einem separaten Schaltschrank. Sie beinhaltet ein Gateway zum Firmennetz sowie den Anschluss für eine SmartLight Signalleuchte, welche gut sichtbar für den Maschinenbediener positioniert wird und er dadurch permanent den aktuellen Status des Werkzeuges visualisiert bekommt.  Alle Systemkomponenten werden einfachst über Steckverbinder an der Mold-ID Einheit eingesteckt. Ein Fehlanschluss oder gar Verdrahtungsfehler werden damit ausgeschlossen. So ist Mold-ID ein autarkes System, das in allen Maschinen einzeln nachrüstbar ist: Unabhängig vom Hersteller, Alter oder Standort der Anlage und ohne jeglichen Eingriff in die Maschinensteuerung.
 
Über die RFID-Datenträger sind die aufgezeichneten Produktionszyklen sowie alle weiteren relevanten Daten einschließlich einer eindeutigen Werkzeugkennung direkt und unverwechselbar mit dem jeweiligen Werkzeug verbunden. Zum Auslesen der Daten können Anwender mobile Endgeräte, wahlweise ein Handheld von Balluff oder ein Android Smartphone mit moderner Near Field Comminication (NFC) und der entsprechenden App von Balluff verwenden. Auch bei der Max Riner AG wird die von Balluff bereitgestellte APP für den Zugriff auf die Daten am Werkzeug genutzt. Urs Truttmann schätzt an dieser eleganten Lösung, dass die Funktionalitäten jeweils durch konfigurierbare Passwörter einzeln geschützt sind.
 
Einen weiteren Zugriff auf das Mold-ID-System bietet eine Webservice-Schnittstelle. Sie ermöglicht die Einbindung in übergeordnete Systeme (MES, ERP etc.) per TCP/IP oder WLAN. Damit lassen sich alle Werkzeugdaten im Firmennetzwerk nutzen. Darüber hinaus erlaubt ein Standard-Webbrowser weltweiten Zugriff auf das Mold-ID-System und die in den Maschinen eingesetzten Werkzeuge.
 
Ein wesentliches Feature von Mold-ID ist die Visualisierung des Werkzeugzustands respektive der individuell auf das Werkzeug abgestimmten Inspektionsintervalle. Diese erfolgt über eine Smartlight Signalleuchte an den Maschinen, entsprechend der für ein Werkzeug festgelegten Grenzwerte. Hierfür lassen sich Grenzwerte für die Anzahl der Schüsse bis zur nächsten Wartung sowie für die Anzahl der Schüsse, ab der gewarnt werden soll, individuell definieren.
 
Resümee
 
„Das Elegante an Mold-ID ist die Einfachheit“, konstatiert Truttmann: „Innerhalb von nicht einmal drei Stunden ist ein System in einer Maschine eingebaut, wobei bemerkenswert ist, dass Mold-ID komplett unabhängig ist von anderen Systemen. Ein Vorteil, den wir besonders schätzen, zumal wir Maschinen unterschiedlicher Hersteller und Generationen in Betrieb haben.“
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