em Bodelshausener Kunststoffverarbeiter Joma-Polytec ist dies in Zusammenarbeit mit Labotek, dem Spezialisten für Trocken- und Förderanlagen gelungen. In einem Neubauprojekt wurden zwei bislang räumlich getrennte Produktionsstätten für Spritzgussteile zusammengeführt. Sie wurden bei laufendem Betrieb ohne Produktionsausfall umgebaut. Außerdem verschaffte sich der Verarbeiter dadurch mehr Raum für weitere Expansionen. Herzstück neben den neuen Anlagenbauten ist eine zentrale EDV, mit welcher alle Materialhandling- und Fertigungsprozesse sicher abgebildet und gesteuert werden können. Die hohen Ansprüche der Kunden aus der Automobil- und Medizintechnik-Branche an den Verarbeiter erforderten besondere Einrichtungen und spezielle Prozesse zur Herstellung der anspruchsvollen technischen Kunststoffteile.

Spezielle Anforderungen an
das Materialhandling

Die bestehenden Komponenten der Spritzgieß-Materialversorgungen sollten in die neue Anlage integriert werden. Ein Teil der dezentralen Trocken- und Fördergeräte wird nur noch für Klein- und Sonderfertigung verwendet. Das neue zentrale Materialhandling besteht aus Außensilos, Materialaufgabe, Trockenlufterzeugern, Trocknungsbehältern, Fördersystemen und Zwei-Komponenten-Materialabscheidern auf den Verarbeitungsmaschinen. Es erfüllt neben den Grundfunktionen Lagern, Fördern, Trocknen und Mischen zusätzlich die Anforderungen an:

  • Energieeffizienz,
  • Materialschonung beim Trocknen und Fördern der Granulate,
  • sichere Wahl von Werkstoffen und Prozess-Parametern,
  • lückenlose Dokumentation von Prozess-Parametern und Bedieneraktionen,
  • Bediener-Zugangskontrolle über RFID-ID-Chips und die Aufnahme und Verfolgung von Materialchargen und Chargentrennung.

Die für komplexe Systeme entwickelte Labonet-Steuerung mit zentralem Touch-Screen-Bedienfeld steuert die Anlage. Um den speziellen Anforderungen gerecht zu werden, ergänzte Labotek in enger Abstimmung mit dem Unternehmen das System um folgende Zusätze:

  • RFID-Bediener-Login für autorisierte Bedienung und Bedienaktionen immer zugeordnet dokumentieren zu können;
  • SQL-Datenbanken für Formteile, Werkstoffe und Dokumentation;
  • ODBC-Server für Abfrage und Bedienung der Datenbanken von allen Berechtigten von ihrem Arbeitsplatz aus;
  • Anpassen der Bedienschritte der Labonet-Steuerung auf die spezifischen Prozess-Schritte und Autorisierungsprofile;
  • Automatischer Stammdatenabgleich und Administration der Zugangsberechtigungen.

Die richtige Materialwahl für
jeden Auftrag

Jeder Bediener muss sich mit seinem Personalchip an dem Bedienterminal anmelden, bevor er die für Ihn zugelassenen Vorgänge durchführen kann. Neben der Personalisierung und Nachverfolgung der Produktionsvorgänge unterscheidet sich das Steuerungs-System auch sonst deutlich von üblichen Steuerungen für solche Anlagen. Um Material von einem Trockenbehälter zu einer Spritzgieß-Maschine zu senden, wird für diese Maschine ein Formteil gewählt und dann ein dafür freigegebenes Material ausgewählt. Dabei prüft das System, welche Trockenbehälter dem Material zugewiesen sind und ob an einem der Behälter Trockenkapazität frei ist. Bei der Zuweisung „Material – Behälter“ werden die Trocknungs-Parameter automatisch auf die vorbesetzten Werte gesetzt, und die eingefüllte Chargennummer wird erfasst. Erst nach Erreichen der Mindest-Trockenzeit wird das Material für die Verarbeitungsmaschinen freigegeben. Somit wird sichergestellt, dass nur hinreichend getrocknetes Material verwendet wird. Eine manuelle Freigabe ist nur durch die Schichtleiter oder Administratoren möglich. Dieser Bedienschritt wird vom System als manueller Eingriff dokumentiert.
Mit diesem Ablauf wird das versehentliche Wählen eines falschen Materials oder von nicht korrekten Trockenparametern sowie die Verwendung von Material vor Ablauf der Mindesttrockenzeit effektiv verhindert, und es werden alle Bedienaktionen sowie Prozessdaten lückenlos dokumentiert. Die Datenbanken für Formteile, Werkstoffe und Prozessdaten-Log werden als SQL Datenbanken ausgeführt und sind über einen ODBC-Server für alle Berechtigten über das Terminal Ihres Arbeitsplatzes zugänglich. Die Qualitätssicherung, die Betriebsplanung oder das Management können so jederzeit den aktuellen Anlagenstatus, die Auslastung der Trockenaggregate, die Belegung und Auslastung der Trockenbehälter sowie die Daten der angeschlossenen Maschinen in Übersicht und Detail abrufen. Auch die Analyse von Trocknungsaufträgen oder der Nachweis über die Verwendung einer spezifischen Materialcharge lassen sich lückenlos darstellen, ohne die Bedienung der Anlage zu beeinflussen.

Materialschonende und energie-
sparende Fördersysteme

Die Materialfördersysteme für alle Betriebsteile sind maschinenbezogen, das heißt es führt für jede Verarbeitungsmaschine mindestens eine Materialleitung vom Kupplungsbahnhof zu einem Materialabscheider. Bei den Mehrkomponenten-Fertigungs-Centern oder Zwei-Komponenten-Spritzguss erhöht sich die Zahl der zugeordneten Leitungen entsprechend.
Die Förderleitungen bestehen aus Edelstahl mit verschleißbeständigen Glasrohrbögen, um den oft sehr abrasiven technischen Kunststoffgranulaten lange standhalten zu können. Auch die Bögen und Abzweige des Kupplungsbahnhofs sind aus Glaskomponenten gefertigt. Im Bereich Reinraum und Grauraum werden die maschinenbezogenen Förderleitungen durch je zwei Ringleitungen für PC Glasklar und PC/ABS weiß ergänzt, um den besonderen Anforderungen an die Reinheit dieser Anwendung gerecht zu werden. Die Ringleitungen führen direkt von den besonders ausgerüsteten Material-Trockenbehältern zu den Materialabscheidern. Die Förderanlagen zu den Verarbeitungsmaschinen sind mit selbstreinigenden Zentralfiltern ausgestattet. Feinanteile aus Neuware und aus dem Mahlgut werden im Materialabscheider vom Granulat getrennt und durch die Rückluftleitung zum Zentralfilter gefördert. Eine aufwändige Filterreinigung an den Materialabscheidern, wie meist bei Einzelfördergeräten regelmäßig erforderlich, entfällt. Durch den geringen Feinanteil verbessert sich auch das Einzugs- und Aufschmelzverhalten des Werkstoffes. Weiterer Vorteil: Aus den Materialabscheidern tritt während des Betriebs kein Staub aus – die Maschinen bleiben auch von außen sauber.

ERHÖHTE MARKTCHANCEN
Spezielle Anforderungen an das Materialhandling

Für die Hersteller in der kunststoffverarbeitenden Industrie ist es unabdingbar geworden, die jeweiligen Fertigungs- und Materialhandlingsprozesse auf einander abzustimmen. Dabei setzen sie im Optimalfall eine zentrale Steuerungssoftware ein, die alle spezifischen Anforderungen des Betriebs abbildet und die für die Mitarbeiter einfach zu bedienen ist. Dem mittelständischen Betrieb Joma-Polytec in Bodelshausen ist dies gelungen. Mit dem neuen zentral gesteuerten Materialhandling wird nicht nur die Stammdatenpflege erleichtert, sondern ein möglicher Produktionsausfall durch falschen Materialeinsatz oder nicht autorisiertes Bedienen der Materialhandlings-Anlagen wird verhindert.

 

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Martin Schmitz