Engel: Schließkraft automatisch optimieren mit iQ clamp control

Sich selbst adaptierende, dezentrale Assistenzsysteme steigern die Prozessfähigkeit und Qualität und sind ein wichtiger Baustein der smarten Fabrik, die im Zentrum des inject 4.0 Programms von Engel steht. Mit iQ clamp control präsentiert Engel auf der Fakuma 2015 eine neue Software, die auf Basis der Werkzeugatmung automatisch die für die jeweilige Anwendung optimale Schließkraft ermitteln und anpassen soll.

Auf der Fakuma 2015 bekommt die iQ Produktfamilie von Engel Zuwachs. Das Prefix "iQ" steht für "intelligente Qualität" und meint die Integration von Expertenwissen in die Steuerung der Spritzgießmaschine. Ziel ist es, die Qualität des Produktionsprozesses und damit der hergestellten Produkte nachhaltig zu steigern. Während die auf der Fakuma 2012 vorgestellte Software iQ weight control den Einspritzprozess optimiert, lag der Entwicklungsfokus bei iQ clamp control auf der Schließeinheit. Durch die kontinuierliche Anpassung der Schließkraft soll die Software die Werkzeugatmung auch bei schwankenden Prozessbedingungen automatisch konstant halten.

Subjektive Einflüsse ausschalten
Während des Einspritzvorgangs werden durch den Auftreibdruck der Schmelze die beiden Werkzeughälften um einige Tausendstel bis Hundertstel Millimeter auseinandergedrückt. Dieser Vorgang wird als Werkzeugatmung bezeichnet. Ist die Werkzeugatmung zu groß oder zu gering, kann es zu Ausschuss infolge von Gratbildung oder Brennern kommen. Bei einer zu hohen Schließkraft wird das Werkzeug außerdem übermäßig beansprucht und der Schließkraftaufbau verbraucht unnötig viel Energie. "Um die Schließkraft manuell zu optimieren, lässt sich die Werkzeugatmung mithilfe einer Messuhr bestimmen. Dies ist jedoch eine subjektive und ungenaue Angelegenheit. Die Messergebnisse hängen stark von der Platzierung der Messuhr ab. Außerdem erfordert ihre Interpretation sehr viel Erfahrung. Viele Spritzgießer arbeiten deshalb mit der maximal möglichen Schließkraft, statt diese an den jeweiligen Prozess anzupassen", erklärt Engel.

Um nicht länger wettbewerbsrelevante Effizienzpotenziale zu vergeben, habe Engel mit iQ clamp control eine Software entwickelt, die auf objektiver Basis die optimale Schließkraft automatisch ermitteln und einstellen soll. Damit sei die CC300 Steuerung der Engel Spritzgießmaschinen als erste Maschinensteuerung weltweit in der Lage, selbstständig einen prozessrelevanten Sollwert zu ermitteln.

Neues Prozesssignal ohne zusätzliche Hardware
Da die Werkzeugatmung durch den in der Kavität wirkenden Forminnendruck entsteht, ähnelt ihr Verlauf stark einer über die projizierte Formteilfläche gemittelten Forminnendruckkurve. Der Vorteil gegenüber der Forminnendruckmessung im Werkzeug ist, dass keine zusätzlichen Sensoren oder weitere teure Hardware benötigt werden. Die Entwicklungsingenieure von Engel haben einen Weg gefunden, unter Verwendung der bestehenden Sensorik der Spritzgießmaschine die Werkzeugatmung im laufenden Prozess zu berechnen. Hierfür wird das Schließsystem inklusive Werkzeug als Feder betrachtet und die Federsteifigkeit während des Schließkraftaufbaus ermittelt. Beim Einspritzen nimmt die Spannung der Feder durch die Werkzeugatmung geringfügig zu, womit sich die Schließkraft gegenüber dem eingestellten Sollwert minimal erhöht. Um diese Erhöhung sehr genau zu bestimmen, werden zu Produktionsbeginn Trockenlaufzyklen durchgeführt und der Schließkraftverlauf als Referenzkurve gespeichert.

iQ clamp control soll auf diese Weise deutlich das Risiko von Qualitätsmängeln reduzieren, für eine optimale Werkzeugentlüftung sorgen, das Werkzeug vor Überspritzen schützen und die Energieeffizienz erhöhen.
In einem ersten Schritt wird die neue Software für Engel Spritzgießmaschinen mit elektrischen Schließeinheiten bis zu einer Schließkraft von 2.200 kN angeboten.

Weitere Informationen: www.engelglobal.com

Fakuma 2015, Friedrichshafen, 13.-17.10.2015, Halle A5, Stand 5204

Engel Austria GmbH, Schwertberg, Österreich

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