Das Werkzeug-Überwachungssystem ermöglicht es, den Einsatz von Spritzgießwerkzeugen zurückzuverfolgen, und erhöht die Auslastung der Werkzeuge. Eine Kernkomponente des Systems sind RFID-Datenträger an den Werkzeugen. (Bild: Balluff)
Solche Kunststoff-Formen, wie sie bei Schokoladen-Herstellern in deren Produktionslinien zum Einsatz kommen, werden in vergleichsweise geringen Losgrößen von üblicherweise 1.500 bis 2.000 Stück hergestellt.(Bildquelle: Max Riner)
Spritzgießwerkzeuge sind meist sehr komplex und teuer. Da sie Verschleiß und Verschmutzung unterliegen, müssen Anwender sie regelmäßig pflegen, reinigen und warten. Dabei hängt die Frequenz der Inspektionen oft von Erfahrungswerten der einzelnen Mitarbeiter oder von handschriftlichen Aufzeichnungen in Werkzeugbüchern, Werkzeugkladden 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 zu unregelmäßigen Handlungen führen. So werden Inspektionen und Wartungen häufig erst dann durchgeführt, wenn die produzierten Teile nicht mehr die geforderten Qualitätsstandards erfüllen oder das Werkzeug seinen Dienst komplett versagt. „Nach unseren Erfahrungen in der Branche sind rund 20 Prozent der Werkzeuge, die aus dem Lager in Maschinen eingewechselt werden, nicht ausreichend einsatzbereit“, ergänzt Manfred Münzl, Industry Manager bei Balluff, Neuhausen.
„Nach unseren Erfahrungen in der Branche sind rund 20 Prozent der Werkzeuge, die aus dem Werkzeuglager in Maschinen eingewechselt werden, nicht ausreichend einsatzbereit.“ (Manfred Münzl, Industry Manager bei Balluff, Neuhausen)
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 leicht abschätzen – vorausgesetzt sie wurden dokumentiert. Die 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. „Die Anzahl der Werkzeugwechsel ist allerdings auch ein Faktor, der bei manueller Datenerfassung nicht unbedingt zu einer besseren Übersichtlichkeit beiträgt“, erzählt Urs Truttmann von Max Riner in Rupperswil. Der Leiter Engineering des Schweizer Unternehmens spricht hier einen der Hauptgründe an, weshalb er Mold-ID einsetzt.
Die zentrale Werkzeug-Überwachungseinheit mit Industrie-PC und Software besteht aus einem separaten Schaltschrank.(Bildquelle: Balluff)
Bei häufigen Werkzeugwechseln den Überblick behalten
Max Riner stellt seit mehr als 60 Jahren Schokolade-Gießformen für die industrielle Schokoladen-Fertigung her. Eine Exklusivität, die Rilon-Formen, sind weltweit bekannt für ihre Qualität und Haltbarkeit. Solche Kunststoff-Formen, wie sie bei Schokoladen-Herstellern in deren Produktionslinien zum Einsatz kommen, werden in vergleichsweise geringen Losgrößen von üblicherweise 1.500 bis 2.000 Stück hergestellt. Aus diesem Grund sind die Spritzgießwerkzeuge, die die Schokolade-Gießformen herstellen, modular aufgebaut. Die Basis bilden Stammformen mit austauschbaren Einsätzen. Daraus resultieren kurze und häufige Werkzeug-Wechselzyklen, die vermuten lassen, dass es 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 höheren Wartungsaufwand, zum Beispiel 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 im Einsatz war. „Mit Mold-ID können wir dies verfolgen und dokumentieren“, ergänzt Truttmann.
Das Werkzeug-Überwachungssystem ermöglicht es, den Einsatz von Spritzgießwerkzeugen zurückzuverfolgen, und erhöht die Auslastung der Werkzeuge. Eine Kernkomponente des Systems sind RFID-Datenträger an den Werkzeugen.(Bildquelle: Balluff)
Werkzeug-Überwachung einzeln nachrüstbar
Mold-ID ermöglicht es, den Einsatz von Spritzgießwerkzeugen zurückzuverfolgen, und erhöht die Auslastung der Werkzeuge. Eine Kernkomponente des Systems sind RFID-Datenträger an den Werkzeugen. Hierfür bietet der Hersteller aus der Datenträger-Familie BIS M unterschiedliche Ausführungen, beispielsweise in Hinblick auf Speicherkapazitäten, Antennenformen und Einbauarten. Dadurch lässt sich das System an Umgebungsbedingungen anpassen. Die BIS-M-Datenträger arbeiten mit einer Frequenz von 13,56 MHz, ermöglichen eine hohe Datenübertragungsrate und einen Schreib-/Leseabstand bis zu 60mm. Ergänzend wird an der Maschine ein Schusszähler in Form eines induktiven oder optischen Sensors angebracht. Dieser erfasst die tatsächlichen mechanischen Schusszahlen. Zur Kommunikation mit dem Datenträger des Werkzeugs in der Maschine 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 für den Maschinenbediener gut sichtbar positioniert ist und diesen permanent über den aktuellen Status des Werkzeuges informiert. Alle Systemkomponenten werden über Steckverbinder an der Mold-ID-Einheit eingesteckt. Das schließt ein falsches Anschließen oder Verdrahtungsfehler aus. So ist Mold-ID ein autarkes System, das sich in allen Maschinen einzeln nachrüsten lässt: Unabhängig vom Hersteller, Alter oder Standort der Anlage und ohne in die Maschinensteuerung einzugreifen.
Über die RFID-Datenträger sind die aufgezeichneten Produktionszyklen sowie alle weiteren relevanten Daten einschließlich einer eindeutigen Werkzeugkennung unverwechselbar mit dem jeweiligen Werkzeug verbunden. Zum Auslesen der Daten können Anwender mobile Endgeräte, wahlweise ein Handheld von Balluff oder ein Android Smartphone mit Near Field Comminication (NFC) und der entsprechenden App von Balluff verwenden. Auch das Unternehmen Max Riner nutzt die bereitgestellte App, um auf die Werkzeugdaten zuzugreifen. Truttmann schätzt an dieser Lösung, dass sich die Funktionen jeweils durch Passwörter einzeln schützen lassen.
Eine weitere Zugriffsvariante auf das System bietet eine Webservice-Schnittstelle. Sie ermöglicht das Einbinden in übergeordnete Systeme, wie MES, ERP und so weiter, per TCP/IP oder WLAN. Damit lassen sich alle Werkzeugdaten im Firmennetzwerk nutzen. Auf diese Weise greift der Anwender über einen Webbrowser weltweit auf das System zurück, inklusive der in den Maschinen eingesetzten Werkzeuge.
Ein weiteres wesentliches Feature ist die Visualisierung des Werkzeugzustands respektive der 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 definieren, ab der gewarnt werden soll.
„Das Schöne an Mold-ID ist die Einfachheit“, konstatiert Truttmann: „Innerhalb von nicht einmal drei Stunden ist ein System in einer Maschine eingebaut, wobei das System unabhängig ist von anderen Systemen. Ein Vorteil, den wir besonders schätzen, zumal wir Maschinen unterschiedlicher Hersteller und Generationen in Betrieb haben.“
