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Detection of blockages during production of ceramic filters

Drache Umwelttechnik GmbH

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Freie Fahrt durch die extrem heiße Produktionsumgebung

Es ist heiß. Sehr heiß. Es muss hart sein, als zarter Keramikfilter langsam durch einen Rollenofen mit 2372°F/1300°C zu fahren. Der von der Drache Umwelttechnik GmbH eingesetzte Rollenofen ist nur eines der zahlreichen Stresselemente, denen diese komplexen Produkte im Laufe der Fertigungslinie ausgesetzt sind. Das Endprodukt wird für die Schmelzefiltration von Gussmetallen verwendet - eine schwierige Aufgabe für derart leichtgewichtige Teile.

Bevor diese Keramikfilter verwendet werden können, müssen sie strenge Qualitätskontrollen über sich ergehen lassen. Doch auch Filterhersteller sind nicht gegen Blockierungen gefeit - im Rollenofen von Drache geschieht dies durchschnittlich einmal pro Jahr. Sobald ein Filter die vorgesehene Bahn im Rollenofen verlässt, führt dies zu einer Blockierung und die Anlage steht still. Außerdem kann aufgrund der Blockierung durch den Filter die Hitze nicht mehr aus dem Ofen entweichen, was zu noch ernsthafteren Problemen führt. Die dadurch entstehenden Temperaturen zerstören die Wärmeisolierung des Ofens und verursachen damit einen einwöchigen Produktionsstillstand, da die Isolierung ausgetauscht werden muss, was alles in allem sehr kostspielig ist.

Das Feuer im "Auge" behalten
Dieses Problem veranlasste das mittelständische Familienunternehmen mit Sitz im deutschen Dietz (Rheinland-Pfalz) dazu, nach einer Lösung Ausschau zu halten. Diese bestand in der Installation eines neuen Kameraüberwachungssystems in Zusammenarbeit mit Hesselmann & Köhler Prozessautomation. Die im deutschen Limburg an der Lahn ansässige Firma Hesselmann & Köhler Prozessautomation gilt als Experte für die Projektierung, Fertigung und Inbetriebnahme von Anlagen im Bereich der Produktions- und Prüftechnik sowie der Qualitätssicherung. Vier Cognex In-Sight® 5100 Vision-Systeme bilden das Kernstück eines leistungsstarken Frühwarnsystems, das bereits erste Anzeichen einer Ofenblockierung feststellt.

Normalerweise sollten sich die Keramikfilter in gerader Linie direkt zum Ausgang des Rollenofens hin bewegen. Driften die Filter jedoch in den seitlichen oder oberen Bereich des Ofens ab, führt dies zu Problemen. Nach eingehender Analyse wurden die vier In-Sight 5100 Kameras so angeordnet, dass sie den Innenraum des Ofens zwischen den Eingangs- und Ausgangspunkten überwachen. Sobald nun Filter von der Linie abkommen, wird das vom Gasbrenner ausgehende Licht von ihnen abgedunkelt. Dies ist das erste Anzeichen einer fehlerhaften Filterausrichtung, die später zu einer Blockierung führen kann.  In solchen Fällen können die Cognex Vision-Systeme, die mit einem Infrarotfilter ausgestattet sind, derartige Helligkeitsabstufungen erfassen und automatisch via BUS-Verbindung ein akustisches Warnsignal auslösen. So werden die Arbeiter von einer bevorstehenden Blockierung in Kenntnis gesetzt und das Problem kann rasch gelöst werden, noch bevor es außer Kontrolle gerät.

Automatisches Prüfen
Darüber hinaus wurden noch weitere Vorsorgemaßnahmen getroffen, um Blockierungen so früh wie möglich festzustellen. Ein Industrie-PC wurde an die Kameras angeschlossen, die die vier mit den In-Sight-Kameras aufgenommenen Bilder des Ofens liefern. Das Werkspersonal kann nun jederzeit sehen, was in den Rollenöfen gerade passiert. Zur maximalen Qualitätskontrolle ertönt zusätzlich noch alle 30 Minuten ein akustisches Signal, um das Werkspersonal zum Nachsehen auf dem Bildschirm zu veranlassen. Sobald der jeweilige Arbeiter die Prüfung bestätigt, stoppt der Alarm und die Prüfung wird aufgezeichnet. Mit dieser Vorgehensweise verfügt Drache Umwelttechnik über ein umfassendes System für maximale Zuverlässigkeit. Die Kombination aus unabhängiger Prüfung via BUS-Verbindung und vernetztem Industrie-PC gewährleistet eine kontinuierliche Überwachung der Brennprozesse im Rollenofen, wodurch Schäden durch die heiklen Keramikfilter vemieden werden.

Stolze Entwickler
Geschäftsführer Thomas Köhler und Anwendungsentwickler Christian Schmitt von Hesselmann & Köhler Prozessautomation entwickelten und installierten ein System zum Feststellen von Blockierungen, das für Drache Umwelttechnik eine entscheidende Verbesserung der Produktionszuverlässigkeit brachte. Durch Minimieren der durch Produktionsstillstände verursachten Kosten trägt das System nachhaltig zu einer Stärkung der Marktposition dieses Keramikfilterspezialisten bei. Für Christian Schmitt ist es das zweite Cognex-System, das er bei Drache installierte. Ungefähr vor einem Jahr entwickelte er erfolgreich ein Prüfsystem zum Überwachen jenes Vorgangs, bei dem die Filter beim Imprägnieren mit Keramikmasse gedreht werden. Er ist daher besonders stolz darauf, nach dem Erfolg des ersten Systems mit der Ausführung eines zweiten Projekts zur Qualitätssicherung beauftragt worden zu sein, und dank der Zuverlässigkeit des In-Sight 5100 arbeitet er bereits am nächsten Vision-Projekt für Drache Umwelttechnik.

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