Problém s formami pri vstrekovaní vyriešil TNT Plastic Molding pomocou monitorovacieho systému vyvinutého spoločnosťou ASK Technologies z Yorba Linda, v Kalifornii. Riešenie bolo vcelku jednoduché, systém nahliadol do formy ešte pred uzatvorením a zistil, či je daná súčiastka vysunutá. „Pod kapotou“ sa nachádzal systém pre snímanie a spracovanie obrazu Cognex In-Sight®, ktorého konfigurácia nezabrala viac než zopár minút. Systém nasnímal formu v žiadanom stave bez súčiastky. In-Sight teraz kontroluje prítomnosť súčiastky vo forme počas každého výrobného cyklu a eliminuje riziku poškodenia formy. Monitorovací systém zlepšuje kvalitu – vstrekovanie plastu prebieha v automatickom režime a zároveň sa zvyšuje doba časovej konzistencie.
Prevádzka v Anaheime má rozlohu temer 5100 metrov štvorcových, v ktorej sa nachádza 28 vstrekovacích lisov s kapacitou od 55 do 610 ton. Kvalita v závode je prvoradá, keďže spoločnosť vlastní certifikáty ISO 9001 a AS 9100. Vstrekovacie lisy dokážu vyrábať od jednodutinových prototypov, cez viacdutinové prototypy až po trojdoskové automatické výrobné formy. TNT vlastní aj výrobný závod v Číne, ktorý slúži na výrobu cenovo prijateľných nástrojov do lisov. Manuálna kontrola Vstrekovacie lisy majú dva prevádzkové módy – poloautomatický a plnoautomatický. V minulosti bolo možné spúšťať 300 tonový JSW lis iba v poloautomatickom režime, existovalo tam totiž vysoké nebezpečenstvo poškodenia formy pri nevyklopení súčiastky.
Po každom výrobnom cykle musela obsluha otvoriť bezpečnostné dvere a skontrolovať či bola súčiastka vysunutá do žľabu vedúceho na dopravníkový pás. Počas typickej osemhodinovej smeny skontrolovala obsluha formu približne 640 krát. Vplyvom únavy sa počet „ľudských“ chýb zvyšoval a zároveň premenlivá kontrola spôsobovala rozmerové odchýlky na súčiastkach. Pre obsluhu nebolo nezvyčajné, že súčiastka ostala po vstrekovaní vo forme. V prípade poškodenia formy však trvala oprava až tri týždne, čo viedlo ku kardinálnym únikom príjmov spoločnosti.
Odstránenie „ľudskej chyby“
„V našom záujem bolo vylúčenie ľudských chýb s cieľom zvýšiť kvalitu a znížiť náklady,“ rozpráva Murray Anderson, obchodný a marketingový riaditeľ z TNT Molding. „Zistili sme, že výkon systém pre snímanie a spracovanie obrazu určeného pre vstrekovanie plastov sa zvýšil v tom istom čase, ako sa znížila jeho cena. Zaujal nás monitorovací systém foriem od ASK Technologies. Ich systém je veľmi ľahko konfigurovateľný a programovateľný pre nepreberné množstvo aplikácií vstrekovania plastov vrátane vkladania formy, kontrola prítomnosti/neprítomnosti súčiastky, riadenie vstrekov, kontrola potrubia a podobne. Flexibilita systému však umožňuje aj mnoho ďalších aplikácií. Zapôsobila na nás aj cena systému, ktorá bola o 10,000$ nižšia ako sú náklady na opravu jednej nehody spôsobenej zlým vysunutím súčiastky.“ „Monitorovací systém foriem sme navrhli tak, aby spĺňal požiadavky priemyslu vstrekovanie plastov: spoľahlivosť, jednoduchá obsluha a nízke náklady,“ dodáva Mike Askin, riaditeľ ASK Technologies.
„Rozhodujúcou úlohou bolo nájsť systém snímania a spracovania obrazu, ktorý by bol ľahko nastavovateľný pre široké spektrum úloh u vstrekovania plastov. Vo všetkých ohľadoch nám vyhovoval systém Cognex In-Sight. Jeho malé rozmery a flexibilná montáž ho predurčujú pre montáž do akýchkoľvek priestorov. Programovanie systému značne uľahčuje knižnica s 22 programovacími nástrojmi pre snímanie a spracovanie obrazu v priemysle. Systém sme použili na snímanie obrazu formy so správne vysunutou súčiastkou. Následne sa tieto snímky používali na testovanie spracovania obrazu. V prípade, že súčiastka zostane vo forme, alebo nastane iný problém, systém spracovania obrazu spoľahlivo definuje chybu. „ „Dávnejšie sme spolupracovali s inou spoločnosťou zaoberajúcou sa systémami spracovania a snímania obrazu, predložili sme im návrhy ako zlepšiť svoj produkt, no nič sa nestalo,“, hovorí Askin. „Spolupráca so spoločnosťou Cognex bola oveľa ústretovejšia. Zmenili svoj systém In-Sight tak, aby lepšie spolupracoval s aplikáciami vstrekovania plastov. Zlepšila sa pružnosť rozhrania a preto sme aj my mohli vyvíjať monitorovací systém foriem jednoduchšie. „
Nenáročné nastavovanie a programovanie
Pomocou vývojárskeho softvéru v In-Sight vytvorili programátori z ASK Technologies užívateľské rozhranie pre nový monitorovací systém s jednoduchým nastavovaním a ovládaním. Rozhranie uľahčuje nastavovanie systému pre snímanie a spracovanie obrazu aj pre nové aplikácie a nové vstrekovacie lisy. Toleranciu, čiže presnosť systému, už nastavuje obsluha sama. Operátor môže použiť až 16 konfigurovateľných okien. „V spolupráci s technickým oddelením Cognexu sme vyvinuli užívateľsky prívetivé prostredie, pomocou ktorého vieme maximálne využiť štandardné nástroje pre snímanie obrazu v priemysle,“ dodáva Askin.
Vývoj programu pre JSW lis trval iba 10 minút. Hneď po nastavení sa údaje nahrajú do kamery a zároveň aj do PC, kde slúžia ako záloha a budúce referenčné údaje. Operátor následne zapne kameru, spustí riadiaci počítač s monitorovacím systémom. Kamera automaticky spustí program podľa požiadaviek užívateľa.Funkcia „hľadanie vzorov“ je schopná lokalizovať oblasť potrebnú na kontrolu z ľubovoľného miesta v zornom poli, takže program dokáže dôsledne odhaľovať prítomnosť či neprítomnosť súčiastky bez ohľadu na polohu formy.
Znižovanie poškodenia formy a zlepšovanie kvality
„Monitorovací systém sme jednoducho nastavili tak, aby signalizoval vyhodenie súčiastky z formy,“ rozpráva Anderson. „Potom sme previedli sériu testov, ktoré potvrdili, že systém je schopný neustále identifikovať neprítomnosť súčiastky vo forme a dokáže vypnúť vstrekovací lis. Systém eliminoval poškodenie formy a s tým súvisiace znižovanie produkcie. Kvalita sa zvýšila, pretože doba cyklu je konzistentná. To znamená, že čas prípravy, čas chladenia a čas vstrekovanie je teraz rovnaký pre každý cyklus. Znižovanie zmien počas výroby – napríklad kolísanie teploty – zlepšuje dodržiavať prísnejšie tolerancie.“ Ďalšou dôležitou výhodou je absencia manuálnej kontroly foriem, vďaka čomu má operátor čas na iné pracovné povinnosti. Predtým operátor obsluhoval iba jeden stroj, teraz dokáže zvládnuť stroje dva.
Náklady na pracovné sily sa podstatne znížili. Síce operátor má teraz na starosti dva stroje, ale kvalita výroby sa zvýšila. „S flexibilitou systému sme veľmi spokojní,“ dodáva Anderson. „Systém beží bez akýchkoľvek problémov už niekoľko mesiacov. Teraz môžeme systém jednoducho preprogramovať podľa potreby pre iné vstrekovacie lisy.“ „V okamihu, keď list uzatvára formu, alebo vyberá súčiastku z formy je pravdepodobnosť poškodenia vyššia“, dodáva Askin.
„Úspech TNT Plastic Molding spočíva v dobrom systéme snímania a spracovania obrazu. U viacerých iných zákazníkov sme videli problémy so zaseknutými súčiastkami, nesprávnym vstrekovaním, nefunkčným vyberaním a skladaním súčiastky. Všetko to vedie k poškodeniu stroja alebo nástrojov. Monitorovací systém foriem je kompaktný, môže byť nainštalovaný a pripojený takmer ku každému vstrekovaciemu lisu. Kontrola prítomnosti či neprítomnosti súčiastky prebieha ešte pred uzatvorením formy. Ak vznikne nejaká porucha, alebo neštandardná situácia, systém zastaví vstrekovací list a čaká na odstránenie problému. Takýto prístup šetrí značné množstvo nákladov, pracovných prestojov a opráv. Užívatelia si po presune z poloautomatického cyklu na plnoautomatický, všimli zlepšenie kvality a výkonu.“