Werkzeug­verwaltung mit RFID für den Kunststoff-Spritzgießer – Ein Schritt zu Industrie 4.0 – White Paper

Die Begriffe Industrie 4.0, Big-Data und das Industrielle Internet der Dinge (IIoT Internet of Things) sind heute in aller Munde. Sie beschreiben die intelligente Vernetzung verschiedenster Bereiche in der Industrie. In der Produktion und Logistik tauschen beispielsweise Maschinen, Lagersysteme und Betriebsmittel Informationen untereinander aus und können selbstständig Aktionen auslösen.

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Ziel des White Papers

In diesem Whitepaper soll am Beispiel der Kunststofffertigung mit Spritzgießmaschinen beschrieben werden, wie Industrie 4.0 auf recht einfache Weise Einzug in die Produktion finden kann, die Prozesse effizienter macht und damit Kosten minimiert.

Effizienz bedeutet dabei aber nicht nur eine reine Datenerfassung, um letztlich zu wissen, wie viele Teile produziert wurden, sondern täglich sicherzustellen, dass die geplante Kapazität auch tatsächlich ausgeschöpft wird und die vorhandenen Ressourcen optimal genutzt werden.
Weiterhin soll auch eine einfache Inventarisierung sowie eine bessere und schnellere Lokalisierung der Werkzeuge ermöglicht werden.
Die bei der Herstellung von Kunststoffteilen eingesetzten Formen und Werkzeuge sind meist sehr komplex und teuer. Sie unterliegen Verschleiß und Verschmutzung und sie bedürfen regelmäßiger Pflege, Reinigung und Wartung. Diese Pflege wird leider oft mangels Zeit und dem verbundenen Aufwand vernachlässigt, ebenso die Dokumentation der Werkzeugdaten, die häufig aufwändig handschriftlich in Werkzeugbüchern dokumentiert werden müssen. Überdies sind diese manuellen Vorgänge auch fehlerbehaftet und führen zu Problemen beim Rüsten bis hin zum Werkzeugbruch.

Komponenten des Systems

 

Diesen Aufwand für eine manuelle Dokumentation gilt es zuerst einmal zu verringern bzw. zu automatisieren, was mit Hilfe von RFID-Datenträgern heute kein Problem mehr ist.
Solche Datenträger, das „Gedächtnis“ des Werkzeugs, sind heutzutage mit einem handelsüblichen Smartphone mit NFC (Near Field Communication) lesbar und machen aus jedem Werkzeug eine „Smart-Mold“.
Eine automatisierte Werkzeugverwaltung von Spritzgießwerkzeugen in der Fertigung erleichtert zudem eine vorbeugende Instandhaltung, reduziert damit den unerwarteten und zudem kostspieligen Produktionsausfall und macht damit die Planung der vorhandenen Ressourcen genauer. In der Regel sind solche Lösungen mittels MES-Software aber nur für neuere, vernetzte Maschinen nutzbar und oft herstellerspezifisch.

Die im Folgenden beschriebene Möglichkeit soll eine universelle, herstellerunabhängige und nachrüstfähige Lösung ohne Eingriff in die Maschinensteuerung aufzeigen.
Dabei handelt sich nicht um eine Insellösung, sondern um ein zukunftsfähiges, modular erweiterbares Konzept, an dessen Ende eine umfängliche Lean-Production-Lösung stehen kann.

Hier ein animiertes Video zu dieser Anwendung:

 

Hier sind 2 weitere Videos zum automatischen Werkzeugwechsel an Spritzgießmaschinen:

EAS Change Systems – Quick Mold Change

Stäubli QMC mit Balluff BIS-M RFID System

 

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