-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
-
Der automatisierte zyklische Funktionsablauf einer Maschinenanlage wie z. B. einer I.S.-Maschinenstation (Individual Section) einer Glasformmaschine beginnend mit dem Einführen eines Glaspostens über eine Speiserrinne in eine Vorform und endend mit dem Überschieben eines fertig geformten Hohlglasartikels auf das in einen Kühlofen führende Transportband ist durch mehrere Transport-, Umsetz- und Bearbeitungsvorgänge gekennzeichnet, bei denen zahlreiche Maschinenkomponenten in einer zeitlich koordinierten Weise mit dem Ziel einer Darstellung möglichst kurzer Produktionszyklen zusammenwirken sollen. In die Bearbeitungsvorgänge einbezogen sind Umformvorgänge an einem schmelzflüssigen Glasposten, das hiermit verbundene Öffnen und Schließen von Komponenten einer Vor- und einer Fertigform, die Steuerung des Formgebungsvorgangs, teilweise von pneumatischen Mechanismen, von Abkühlvorgängen etc. Die erforderliche Koordination von Transport- und Übergabevorgängen zwischen den Komponenten setzt eine genaue und reproduzierbare Beherrschung der Dynamik von Bewegungsabläufen voraus, wobei Totzeiten, soweit dies mit einem ungestörten und stabilen Produktionsablauf vereinbar ist, zumindest weitestgehend minimiert werden sollten. Von wesentlicher Bedeutung, und zwar sowohl mit Hinblick auf einen unvermeidbaren Verschleiß an mechanisch und thermisch hoch beanspruchten Maschinenteilen als auch mit Hinblick auf eine Vermeidung von Beschädigungen an den Hohlglasartikeln sind im Zeitablauf genau einzuhaltende Gesamtbewegungskurven, Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und Endlagendämpfungen, um zu erreichen, dass die Hohlglasartikel schließlich aufrechtstehend und in einer definierten Ausrichtung auf das genannte Transportband überführt werden. Die Gesamtheit der das Betriebsverhalten dieser Anlagen bestimmenden Prozessbedingungen wird auch durch einen aktuellen Verschleißzustand sowie stoffliche Eigenschaften der eingesetzten Glasposten, deren Masse und Temperatur und damit deren Verformungsverhalten bestimmt. Wesentlich für ein stabiles, berechenbares, reproduzierbares und insbesondere wirtschaftliches Betriebsergebnis ist, dass projektierte Prozessbedingungen möglichst genau eingehalten werden.
-
In Anbetracht der vergleichsweise hohen Geschwindigkeiten der Bewegungsabläufe, der hiermit einhergehenden hohen, auch thermischen Belastung aller involvierten Maschinenkomponenten, unvermeidbaren Schwankungen der Masse und der Temperatur der in den Prozess eingeführten Glasposten, z. T. auch bedingt durch wechselnde Umgebungstemperaturen ergeben sich unvermeidbare Schwankungen der Prozessbedingungen, aus welchen sich nach Maßgabe des jeweiligen Einzelfalls, insbesondere der Rechtzeitigkeit eines Erkennens sowie der Ursache einer Schwankung schwerste Betriebsstörungen bis hin zu einem vorübergehenden Stillstand zumindest einer I.S.-Maschinenstation ergeben können.
-
Durchsatzsteigerungen sind u. a. durch eine verbesserte Abstimmung von Teilbewegungen relativ zueinander bewegter Maschinenkomponenten möglich, insbesondere durch eine optimierte Gestaltung der Bewegungsabläufe, begrenzt lediglich durch eine Kollisionsgrenze sowie durch die Eigenschaften des zu formenden Glaspostens und dessen beschädigungsfreie Bereitstellung in der Form eines Hohlglasartikels auf dem genannten Transportband. Weitere Grenzen ergeben sich aus notwendigen Sicherheitsreserven in den zeitlichen Abläufen, mit denen Schwankungen in der Dynamik der Abläufe begegnet werden kann, womit letztendlich auch dem Umstand Rechnung getragen wird, dass eine genaue Kenntnis der Bewegungsparameter sowie des tatsächlichen aktuellen Verschleißzustands bzw. sich anbahnender Defekte nur unvollkommen gegeben ist.
-
Das Problem einer verbesserten Kontrolle und Gestaltung von Bewegungsabläufen der unmittelbar in den Glasformprozess eingebundenen Komponenten einer Glasformmaschine ist aus dem Dokument
EP 124 892 A2 bekannt und es wird hierzu ein verstärkter Einsatz von digital steuerbaren Antriebssystemen vorgeschlagen. Diese ermöglichen zwar eine genaue Steuerung von Geschwindigkeits- und Beschleunigiungsprofilen über eine gegebene Strecke und, hiermit zusammenhängend, im Bedarfsfall eine vorteilhafte, insbesondere zentralisierte Einstellung oder auch Änderung zwecks Anpassung dieser Profile an unterschiedliche Glasformprodukte. Es geht hier jedoch lediglich um Maßnahmen zur Erhöhung des Durchsatzes, zur Minderung einer Ausschussquote sowie von Toleranzbreiten und zur Vereinfachung des Vorgangs der Maschinenseinstellungen für ein bestimmtes Produkt. Insbesondere eine Überwachung von Funktionsabläufen einer Glasformmaschine, welche das Erkennen von sich anbahnenden Defekten an Maschinenkomponenten einschließt, ist hierbei nicht gedacht.
-
Es ist allgemein bekannt, eine Überwachung der Funktionsabläufe, des Zustands der einzelnen Komponenten, deren Zusammenwirkens sowie das Erkennen von Defekten und sich anbahnenden Betriebsstörungen den individuellen Fähigkeiten eines erfahrenen Maschinenführers anzuvertrauen, von dessen persönlichem Ermessen die Einstellung von die Bewegungsabläufe sowie die Formgebung kennzeichnenden Parametern abhängt. Diese von subjektiven Bewertungen visueller Feststellungen abhängige Überwachung kann nicht als zufriedenstellend angesehen werden, insbesondere mit Hinblick auf ihren personenabhängigen Charakter und einer hiermit einhergehenden fehlenden Reproduzierbarkeit. Hinzukommt, dass sich auf diesem Wege erhebliche Sicherheitspuffer ergeben, so dass eine verbesserte Ausnutzung von Bewegungen unter Minderung dieser Sicherheitspuffer, somit zwecks Kürzung von Produktionszykluszeiten bis hin zu einer Kollisionsgrenze faktisch nicht möglich ist.
-
Die Darstellung einer Inline-Überwachung mittels Messfühler, die zur Erfassung örtlicher Dehnungen, Temperaturen etc bestimmt sind, und z. B. eine Ermittlung geometrischer Abweichungen und hieraus analytisch ableitbarer Größen wie mechanischer Spannungen, Kräfte, Momente etc. ermöglichen, kann ebenfalls nur als unvollkommen angesehen werden. Denn es sind auf diesem Wege mit einem nicht unbeträchtlichen Aufwand lediglich ausgewählte punktuelle Überwachungen möglich, wohingegen Defekte außerordentlich unterschiedlicher Art sein können. Eine Verkabelung einer Vielzahl an Sensoren steht das Problem einer schwierig darstellbaren Langzeitstabilität entgegen. Selbst bei einer Verwendung von über Funkstrecken adressierbareren Sensoren ergibt sich das weitere Problem örtlich sehr hoher Betriebstemperaturen, welche besondere, u. U. die Funktionsfähigkeit dieser Sensoren beeinträchtigen könnte.
-
Hinzutritt das Problem, dass die Ursache eines visuell feststellbaren Defektes häufig nicht mit einer hinreichenden Schnelligkeit lokalisierbar ist.
-
Ein auf eine Auswertung von Wärmebildern der Vor- bzw. Fertigformwerkzeuge einer Glasformmaschine gestütztes Verfahren zur Steuerung von Betriebsabläufen, hier von Kühlluftströmen ist aus dem Dokument
EP 1 810 954 A1 bekannt. Mittels einer Infrarotkamera, welche durch einen Linearantrieb entlang der Stationen der Glasformmaschine verschiebbar angeordnet und zur Aufnahme von Wärmebildern im Bereich einer jeden der Stationen eingerichtet ist, werden die Temperaturprofile der Formwerkzeuge beschreibende Informationen ermittelt, die unter Mitwirkung von gespeicherten Sollwerten zur Regelung der den Stationen zugeführten individuellen Kühlluftströme benutzt werden. Hierbei wird jedoch nur ein Teilaspekt des Glasformprozesses angestrebt, nämlich eine Optimierung der Temperaturverhältnisse der Formwerkzeuge.
-
Die Benutzung einer Infrarot-Kamera zur Überwachung der Temperatur der Formen einer Glasformmaschine ist auch aus dem Dokument
EP 151 339 B1 bekannt. Hierbei ist eine Kamera mittig oberhalb zweier Maschinenstationen der Glasformmaschine um eine vertikale Achse motorisch schwenkbar angeordnet und um diese Achse nach Maßgabe des Arbeitstaktes der beiden Maschinenstationen dahingehend antreibbar, dass jeweils die geöffnete Form im Erfassungsbereich der Aufnahmeoptik liegt. Auch diesem Dokument liegt somit lediglich ein Teilaspekt des Glasformprozesses zugrunde.
-
Aus dem Dokument
EP 574 349 A1 ist es bekannt, die Stationen einer zur Herstellung von Hohlglasartikeln bestimmten Glasformmaschine mit Überwachungseinrichtungen auszurüsten, die als Sensoren in der Form von Infrarot- oder CCD-Kameras, als Ultraschallvorrichtungen usw. ausgebildet, in einer Messeinheit untergebracht sind und mit einem Überwachungscomputer in Wirkverbindung stehen, der zur Auswertung der auf diesem Wege gelieferten Informationen eingerichtet ist. Diese Maßnahmen sollen zur Überwachung eines Schneidemechanismus für den Glastropfen, eines Schließmechanismus der Formwerkzeuge, eines Trichter- und Pegelmechanismus, sowie einer Abstellplatte für geblasene Hohlglasartikel dienen. Der Überwachungscomputer ist dahingehend eingerichtet, einem Maschinenführer Informationen zu liefern oder auch automatisch in den Herstellungsprozess einzugreifen, und zwar mit dem Ziel, festgestellten Abweichungen von einem idealen Produktionsverlauf entgegenzuwirken. Es geht hierbei jedoch um eine Überwachung der Stationen der Glasformmaschine mit Hinblick auf ein Erkennen von Produktionsfehlern wie z. B. ungleichmäßige Produkte, unterschiedliche Wandstärken, Lufteinschlüssen usw. Es geht hierbei nicht um eine Optimierung von Bewegungsabläufen, ein Erkennen des Verschleißzustands von Maschinenkomponenten, ein Ermitteln der Parameter von Glastropfen sowie von die Betriebssicherheit im weitesten Sinne berührenden Gegebenheiten.
-
Aus dem Dokument
EP 1 418 158 A1 ist es in Verbindung mit einem Glasformgebungsprozess bekannt, die Parameter eines Glastropfens unmittelbar nach seiner Bildung optisch zu erfassen, durch einen Datensatz zu beschreiben und mit einem Standarddatensatz zu vergleichen. Die so gewonnene Information kann zur Qualitätskontrolle genutzt werden.
-
Aus dem Dokument
US 6,604,383 B2 ist allgemein die Verwendung von Hochgeschwindigkeitskameras zum Überwachen von Bewegungsabläufen der Komponenten von Glasformmaschinen, insbesondere I.S.-Maschinen bekannt.
-
Schließlich ist es aus dem Dokument
US 4,266,961 A bekannt, die Bewegungsabläufe innerhalb einer Glasformmaschine, die exakte Position beweglicher Komponenten mit Kameraunterstützung zu überwachen, wobei für den Fall einer festgestellten Störung bzw. einer Fehlfunktion der weitere Betrieb der Maschine unterbrochen wird.
-
Sicherheitsprobleme bestehen in vielfältiger Form in Verbindung mit dem Glastransport. Störungen bei der Glastropfenbildung, der Ladung, dem Vorblasen, dem Pressen, der Übergabe von einer Vorform- auf eine Fertigformseite, dem Ausnehmen aus der Fertigform usw. können zu Beschädigungen der Formen mit beträchtlichen Folgekosten infolge von Stillstandszeiten der betroffenen Maschinenstation führen. Eine Überwachung der Parameter eines Glastropfens, beispielsweise hinsichtlich Masse, Durchmesser, Kontur, Temperatur usw. ist in dem vorstehend dargelegten Stand der Technik überhaupt nicht vorgesehen, obwohl von einem hinsichtlich seiner für den Formgebungsprozeß wesentlichen Parameter ungeeigneten Glastropfen Risiken entstehen, welche Beschädigungen der Formen betreffen und auch eine Brandgefahr mit unübersehbaren Folgekosten umfassen.
-
Der vorstehend aufgelistete Stand der Technik soweit er überhaupt auf eine kontinuierliche Überwachung der Funktionsabläufe einer Glasformmaschine gerichtet ist, behandelt nur Teilaspekte und ist nicht auf eine Optimierung von Bewegungsabläufen unter Ausschluß von Totzeiten mit Hinblick auf eine Durchsatzsteigerung gerichtet, wobei gleichzeitig Sicherheitsaspekte betreffend den Glastropfenfluss einbezogen sind.
-
Es ist vor diesem Hintergrund die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art unter Vermeidung der dem vorstehend dargelegten Stand der Technik eigenen Nachteile mit Hinblick auf eine verbesserte, objektivierte, frühzeitige Erkennung von Schwankungen der Prozessbedingungen zu konzipieren, welches flexibel nutzbar ist, welches steuerungstechnisch umsetzbar ist, welches ferner geeignet ist, Defekte bereits im Entstehungsstadium zu erkennen und zu lokalisieren, Funktionsabläufe zu optimieren und Sicherheitsaspekte einzubeziehen, welches ferner als Grundlage für eine vorbeugende Wartungs- und Instandhaltungsplanung einsetzbar ist.
-
Gelöst ist diese Aufgabe bei einem solchen Verfahren durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.
-
Erfindungswesentlich ist hiernach, dass zumindest visuell wahrnehmbare Funktionsabläufe der I.S.-Maschinenstation einer Glasformmaschine mittels einer Kamera aufgezeichnet und durch eine Bildfolge dargestellt werden, wobei die durch diese Bildfolge kodierte Information einer computergestützten Bildauswertung unterzogen wird. Ausgewertet wird diese Information zumindest hinsichtlich eines Auftretens einer Abweichung von Konstruktionsdaten, bei es sich beispielsweise um ein frühzeitiges Erkennen eines Verschleißes, um Störungen des Glastransportes, Störungen bei den einzelnen Herstellungsschritten z. B. dem Laden im Bereich der Vorform, dem Vorblasen, dem Pressen, der Übergabe auf die Fertigformseite, dem Fertigblasen, dem Ausnehmen sowie der Übergabe auf das Transportband handeln kann. Von Störungen des Glassflusses können erhebliche Schäden z. B. im Bereich des Formenmateriales bis hin zu einer Zerstörung der Form verursacht werden, wobei bisweilen eine weitere Tropfenführung schnellstmöglich abgestellt werden muss, um den Ausbruch eines Brandes einer I.S.-Maschinenstation zu verhindern. Die Aufzeichnung und Analyse der Funktionsabläufe kann somit zur vorbeugenden Instandhaltung und gegebenenfalls zur Abschaltung einer einzelnen Maschinenstation benutzt werden. Sie kann somit in Sicherheitsprozeduren einbezogen sein, die nach Maßgabe der Art des festgestellten Störfalls automatisch ausgelöst und in geeigneter Weise signalisiert werden. Vorausgesetzt wird eine Kamera, deren Erfassungsbereich, Auflösungsvermögen und Bildfolgefolgefrequenz derart beschaffen ist, dass die vorstehend skizzierten Informationen ermittelt und einem Computersystem zur Auswertung zugeleitet werden können.
-
Zur Aufzeichnung wird eine Hochgeschwindigkeitskamera benutzt. Da es sich zum Teil um sehr schnell ablaufende Vorgänge handelt, muss der Ablauf für ein differenziertes frühzeitiges Erkennen von Störungen durch eine, den zeitlichen Ablauf hoch auflösende Bildfolge dargestellt werden, so dass bildauswertungsseitig eine entsprechend differenzierte bildliche Darstellung des zu analysierenden Vorgangs bereitgestellt ist.
-
Es werden durch Bewegungen von Maschinenkomponenten und durch Transportvorgänge dargestellte Funktionsabläufe aufgezeichnet. Entsprechend der verfügbaren Bildfolgefrequenz bestehen gute Möglichkeiten, die Bewegungen der Komponenten relativ zueinander, das Betriebsverhalten pneumatischer Mechanismen, deren Abstimmung mit anderen Mechanismen im Rahmen des gesamten Materialflusses innerhalb einer I.S.-Maschinenstation auf Defekte hin zu untersuchen. Von großer Bedeutung ist ein Erkennen, insbesondere ein Lokalisieren von Totzeiten, durch welche sich die Produktionszykluszeiten unnötig erhöhen. Die erfindungsgemäße Aufzeichnung bietet somit die Möglichkeit, die Dynamik der Bewegungen der einzelnen Komponenten bzw. Mechanismen, z. B. Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, Dämpfungen etc. zu optimieren, beispielsweise mit dem Ziel einer Minderung von Totzeiten und damit einer Erhöhung des Produktionsausstoßes. Die Aufzeichnung bietet somit die Grundlage für eine wesentlich verbesserte Analyse der aktuellen Koordinierung von Bewegungsabläufen in zeitlicher Hinsicht, indem die Ursachen aktueller Verlustzeiten deutlich und insbesondere quantitativ erkennbar werden.
-
Von besonderem Interesse für eine Überwachung ist es, Parameter der Glastropfen, der Vorformlinge und der Fertigprodukte wie z. B. deren Größe und Form anhand der aufgenommenen Bildfolge zu analysieren sowie gegebenenfalls zu steuerungstechnischen Eingriffen in den Prozessablauf umzusetzen.
-
Die die Auswertung sowie die Analyse darstellende Information wird einer allen I.S.-Maschinenstationen einer Glasformmaschine gemeinsamen Steuerung übertragen. Diese Maßnahme eröffnet in Verbindung mit einer rechnergestützten automatischen Bildauswertung zahlreiche Möglichkeiten, die gewonnene Diagnoseinformation steuerungstechnisch umzusetzen. Nach Maßgabe der Art eines festgestellten Defektes kann direkt in Abläufe der einzelnen Maschinenstation eingegriffen werden, und zwar beispielsweise durch Änderung der Dynamik einzelner Vorgänge, so dass ein lediglich vorübergehender, nämlich bis zum Austausch einer als schadhaft erkannten Komponente sich selbst optimierender, gegebenenfalls eingeschränkter Betrieb mit einem geänderten Ablaufprofil aufrechterhalten wird oder äußerstenfalls durch Abschaltung einer einzelnen Maschinenstation. In Abhängigkeit von der Art des Defektes kann über die zentrale Steuerung im Bereich des gesamten Spektrums verfügbarer, den Betrieb der Maschinenstation betreffender Parameter automatisch eingegriffen werden, und zwar mit dem Ziel, Schäden zu vermeiden, Defekte differenziert und insbesondere lokalisiert anzuzeigen, so dass eine defektbedingte Minderung des Produktionsausstoßes kleinstmöglich bleibt.
-
Um alle für eine vollständige Aufzeichnung und Analyse infrage kommenden Maschinenkomponenten einer I.S.-Maschinenstation vollständig zu erfassen, sind gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 wenigstens zwei Kameras vorgesehen, denen jeweils unterschiedliche Aufzeichnungswinkel zugeordnet sind. Die Anzahl der erforderlichen Kameras richtet sich nach der Anzahl der aufzuzeichnenden Teilvorgänge sowie deren Erkennbarkeit aus einer jeweiligen Blickrichtung.
-
Die Aufzeichnung kann entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 3 und 4 kontinuierlich oder auch diskontinuierlich angelegt sein.
-
Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 5 mit Hinblick auf eine verbesserte, objektivierte, frühzeitige Erkennung von Schwankungen der Prozessbedingungen zu konzipieren, so dass Defekte bereits im Entstehungsstadium erkennbar und lokalisierbar sind, steuerungstechnisch umsetzbar sind und eine gemäß der Art eines erkannten Defektes spezifizierte Wartungs- und Instandhaltungsplanung möglich ist.
-
Gelöst ist diese Aufgabe bei einer solchen Vorrichtung durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 5.
-
Erfindungswesentlich ist hiernach wenigstens eine, durch den Maschinenrahmen der Glasformmaschine getragene Kamera, die zur Aufzeichnung von Funktionsabläufen von Maschinenkomponenten sowie Transportvorgängen eingerichtet ist und die mit einem Computersystem in Verbindung steht, welches zumindest dazu eingerichtet ist, anhand einer Bildauswertung Abweichungen von Konstruktions- bzw. Auslegungsdaten zu erkennen, zu denen Relativbewegungen von Maschinenkomponenten, deren Lage, insbesondere relativ zueinander, deren Zentrierung sowie Funktionalität zu rechnen sind. Aus der aufgezeichneten Bildfolge sind Messungen ableitbar, welche die Grundlage einer frühzeitigen Erkennung von Verschleißerscheinungen und damit einer vorbeugenden Wartungs- und Instandhaltungsplanung bilden. Diese Messungen dienen ferner der Analyse von Bewegungsabläufen, insbesondere dem Erkennen von Tot- bzw. Verlustzeiten und damit der Aufdeckung von Möglichkeiten, den Produktionsausstoß durch Beseitigung dieser Verlustzeiten zu steigern. Verlustzeiten entstehen nicht nur aufgrund nicht optimal aufeinander abgestimmter Bewegungsabläufe von Maschinenkomponenten, sondern auch aufgrund des Zusammenwirkens mechanischer und pneumatischer Mechanismen, insbesondere deren dynamischen Verhaltens. Schließlich dienen diese bildlichen Aufzeichnungen auch Sicherheitsaspekten, indem Störungen im Glassfluss, bei den Formwerkzeugen usw. frühzeitig erkannt und insbesondere lokalisiert werden, so dass schnell und zielgerichtete Gegenmaßnahmen zur Beseitigung der erkannten Störung eingeleitet werden können. Die Aufzeichnungen werden berührungslos im Inline-Betrieb durchgeführt, wobei ein stabiler Langzeitbetrieb darstellbar ist. Als weiterer Vorteil ergibt sich eine hohe Flexibilität bei der Auswahl der genauer zu analysierenden Bereiche der aufgezeichneten Abläufe, welcher mit der bildlichen Auflösung der Funktionsabläufe zunimmt.
-
Die Kameras bzw. das genannte Computersystem stehen mit einer allen I.S.-Maschinenstationen der Glasformmaschine gemeinsamen Steuerung in Verbindung. Diese Maßnahme eröffnet zahlreiche, insbesondere abgestufte Möglichkeiten, nach Maßgabe der Art einer eines erkannten Defektes in den gesamten Produktionsablauf einer Glasformmaschine einzugreifen, und zwar mit dem Ziel, größere Schäden zu vermeiden und einen zumindest weitgehend kontinuierlichen Produktionsausstoß zu sichern. Diese Eingriffe können im Grenzfall bis zu einer Abschaltung einer einzelnen Maschinenstation gehen.
-
Die Merkmale der Ansprüche 6 bis 9 sind auf beispielhafte Möglichkeiten der Anbringung bzw. Anordnung einer oder mehrerer Kameras gerichtet, und zwar unter Berücksichtigung der betrieblichen Gegebenheiten einer aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten I.S-Maschinenstationen zusammengesetzten Glasformmaschine. Im einfachsten Fall ist eine Kamera entlang einer Traverse motorisch verfahrbar angeordnet und zwar zur Aufzeichnung der Funktionsabläufe unter einem festen Blickwinkel. Zusätzlich zu dieser Bewegung entlang der Traverse kann jedoch auch eine periodische Schwenkung in einer Vertikalebene oder auch eine periodische Bewegung senkrecht zu der Traverse hinzutreten, um ein vollständigeres Bild nach Maßgabe unterschiedlicher Blickwinkel zu gewinnen. Alternativ zu dieser diskontinuierlichen Aufzeichnung ist auch eine kontinuierliche Aufzeichnung mittels einer oder mehrerer, jeweils einer I.S.-Maschinenstation zugeordneter Kameras möglich, die sich jeweils in festen Aufnahmepositionen befinden.
-
Alternativ zu einem zentralen Computersystem bzw. dieses ergänzend kann entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 10 auch jede einzelne Kamera mit einem Computersystem ausgerüstet sein, welches u. a. zur Generierung eines Diagnoseberichts eingerichtet ist.
-
Die Kameras bzw. das genannte Computersystem stehen mit einer allen I.S.-Maschinenstationen der Glasformmaschine gemeinsamen Steuerung in Verbindung. Diese Maßnahme eröffnet zahlreiche, insbesondere abgestufte Möglichkeiten, nach Maßgabe der Art einer eines erkannten Defektes in den gesamten Produktionsablauf einer Glasformmaschine einzugreifen, und zwar mit dem Ziel, größere Schäden zu vermeiden und einen zumindest weitgehend kontinuierlichen Produktionsausstoß zu sichern. Diese Eingriffe können im Grenzfall bis zu einer Abschaltung einer einzelnen Maschinenstation gehen.
-
Nachdem es sich bei den zu analysierenden Funktionsabläufen z. T. um sehr schnell ablaufende Vorgänge handelt, jedoch auch mit Hinblick auf eine Gewinnung mögichst genauer Erkenntnisse werden entsprechend den Merkmales des Anspruchs 11 Hochgeschwindigkeitskameras mit einer Bildfolgfrequenz von mehr als 30 Bildern/sec eingesetzt, so dass ein zeitliches Mindestauflösungsvermögen dargestellt ist. Insbesondere für steuerungstechnische Aufgaben sowie zur Auslösung von Sicherheitsprozeduren, bei welchen ein möglichst frühzeitiges Erkennen von Störungen notwendig ist, wird eine Bildfolgefrequenz von bis zu 200 Bildern/sec und mehr sowie eine dementsprechende Rechnerkapazität vorausgesetzt.
-
Man erkennt anhand der vorstehenden Ausführungen, dass das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere ein objektiviertes schnelles Erkennen von Defekten ermöglichen, und zwar auf der Grundlage einer quantifizierbaren Analyse eines aktuellen Funktionsablaufs, so dass im Vergleich zu dem eingangs dargelegten Stand der Technik unabhängig von der Ausübung eines menschlichen Ermessens zum Zweck der Schadensbegrenzung, der Optimierung von Funktionsabläufen sowie der Steuerung in die einzelne I.S.-Maschinenstation eingegriffen werden kann.
-
Auf diese Weise können differenzierte Informationen betreffend die Abstimmung der Mechanismen untereinander, z. B. hinsichtlich vorhandener Verlustzeiten gewonnen und zur Erhöhung eines Produktionsausstoßes genutzt werden, indem diese Verlustzeiten zumindest minimiert werden.
-
Die gewonnen Informationen betreffend Abweichungen von Konstruktionsdaten können zur frühzeitigen Detektion eines Verschleißes an den Mechanismen und zur Umsetzung im Rahmen einer vorbeugenden Wartungs- und Instandhaltungsplanung umgesetzt werden. Es liegen somit stets über den aktuellen Verschleißzustand einer bestimmten I.S.-Maschinenstation vor.
-
Die gewonnenen Informationen können schließlich zur differenzierten Gestaltung der Bewegungsdynamik der Einzelmechanismen benutzt werden, z. B. zur Gestaltung von Geschwindigkeits- und Beschleunigungsprofilen, von Endlagendämpfungen usw. insbesondere auch in Verbindung mit pneumatischen Mechanismen.
-
Die gewonnenen Informationen betreffend den Glastransport im weitesten Sinne können zur Einleitung von Sicherheitsprozeduren benutzt werden, beispielsweise, soweit es sich um Störungen handelt, zur Abstellung des Tropfens.
-
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
-
1 eine Draufsicht auf wesentliche Maschinenkomponenten einer einzelnen I.S-Maschinenstation;
-
2 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Überwachungssystems bei einer Glasformmaschine nach einer ersten Ausführungsform;
-
3 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Überwachungssystems bei einer Glasformmaschine nach einer zweiten Ausführungsform;
-
4 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Überwachungssystems bei einer Glasformmaschine nach einer dritten Ausführungsform.
-
1 zeigt in der Draufsicht die wesentlichen Komponenten einer einzelnen I.S.-Maschinenstation, insbesondere deren während eines Produktionszyklus aufeinander abzustimmende und zu optimierende Bewegungen.
-
Es handelt sich im Einzelnen auf einer Vorformseite um eine Schwenkbewegung der Formhälten 1, 2 einer Vorform zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung sowie um die Bewegung des zugehörigen Vorbodens 3, welche als Hub-Schwenkbewegung angelegt ist. Hinzukommt die als Hub-Schwenkbewegung angelegte Bewegung eines Trichters 4 und die Bewegungen der Mündungshalter 5, welche zwischen einer Öffnungs- und Schließstellung als Linearbewegung und zwischen einer aktiven Vorwärts- und einer inaktiven Rückwärtsposition als Schwenkbewegung angelegt sind.
-
Auf die Darstellung einer Speiserrinne ist aus Gründen der zeichnerischen Übersichtlichkeit verzichtet worden.
-
Es handelt sich auf der Fertigformseite um die Bewegungen der Formhälften 6, 7 einer Fertigform zwischen einer Öffnungs- und Schließstellung, eines Blaskopfes 8, eines Greifermechanismus 9 sowie eines Überschiebemechanismus 10.
-
Die Formhälften 6, 7 sind mittels Schwenkbewegungen zwischen der Öffnungs- und der Schließstellung bewegbar. Die Bewegung des Blaskopfes 8 zwischen einer unteren aktiven und einer oberen inaktiven Stellung ist als Hub-Schwenkbewegung angelegt.
-
Die Bewegungen des Greifermechanismus 9 bestehen aus einer, deren Greiferklauen zwischen einer Öffnungs- und Schließstellung überführenden Schwenkbewegung und einer den Greifermechanismus als Ganzes zwischen einer aktiven und inaktiven Position überführenden Schwenkbewegung.
-
Die Bewegungen des Überschiebemechanismus bestehen aus einer, dessen Überschiebefinger zwischen einer aktiven und inaktiven Position überführenden Linearbewegung und einer diese nach Maßgabe einer vorgegebenen Überführungskurve auf eine Übergabeposition auf einem Förderband 11 überführenden Bewegung.
-
Zu den vorstehend aufgelisteten Bewegungen treten weitere Bewegungen hinzu, z. B. diejenigen der Greiferklauen bei der Überführung des der Fertigform entnommen Hohlglasartikels und dessen Überführung auf eine Absetzpatte 12, auf der sie in den Einwirkungsbereich des Überschiebemechanismus 10 gelangen. Weiterhin wären zu nennen die Überführungsbewegung des in der Vorform gebildeten Vorformlings in die Fertigform etc.
-
Die einzelnen Vorgänge beginnend mit der Einführung eines Tropfens schmelzflüssigen Glases über eine Speiserrinne in die Vorform und endend mit der Überführung eines fertig geformten Hohlglasartikels auf ein Transportband 11, und zwar in einer definierten stabilen Aufstandposition sind dem Fachmann bekannt und bedürfen keiner weitergehenderen Erläuterung.
-
Zur Erläuterung einer erfindungsgemäßen Überwachung des Funktionsablaufs des während eines Produktionszyklus eines Hohlglasartikels aufeinander abgestimmten Teilbewegungen der vorstehende erwähnten Maschinenkomponenten, insbesondere zu deren Optimierung mit Hinblick auf eine Verkürzung von Zykluszeiten wird im Folgenden zunächst auf 2 Bezug genommen.
-
Mit 13 ist in 2 ein aufrechtstehender Maschinenrahmen bezeichnet, in welchem in einer Reihenanordnung nebeneinander beispielhaft sechs schematisch angedeutete I.S.-Maschinenstationen 14 bis 19 aufgenommen sind. Die Vorformseite einer jeden dieser Stationen befindet sich auf der Vorderseite 20 des Maschinenrahmens 13.
-
Mit 21 ist eine, sich zwischen den vertikalen Randabschnitten 13', 13'' des Maschinenrahmens 13, somit entlang der gesamten Anordnung der I.S.-Maschinenstationen 14 bis 19 horizontal erstreckende Traverse bezeichnet, entlang welcher eine Kamera 22 mittels eines nicht dargestellten Antriebs, vorzugsweise eines Linearantriebs motorisch verfahrbar angeordnet ist. Die Traverse erstreckt sich in einer Ebene parallel zu der Vorderseite 20, so dass insbesondere die Vorformseite aller I.S.-Maschinenstationen 14 bis 19 im Aufnahmebereich der Kamera 22 liegt.
-
Der, der Kamera 22 zugeordnete Antrieb ist derart beschaffen, dass die Bewegung der Kamera an definierten Stellen entlang der Traverse 14, somit nach Maßgabe eines jeweils gleichen räumlichen Betrachtungswinkels bezüglich sämtlicher der I.S.-Maschinenstationen 14 bis 19 unterbrochen werden kann, so dass aus diesen somit reproduzierbaren Positionen heraus die Bewegungen der eingangs genannten Maschinenkomponenten bildlich erfasst werden können.
-
Die Kamera 22 steht mit einem zur rechnergestützten Bildauswertung eingerichteten, zeichnerisch nicht dargestellten Computersystem in Verbindung, über welches auch eine zyklische Ansteuerung der für eine Bildauswertung benötigten Aufnahmepositionen der einzelnen I.S.-Maschinenstationen 14 bis 19 bewirkbar ist.
-
Entsprechend dem sich aus der Höhe der Traverse 21 oberhalb der I.S.-Maschinenstationen 14 bis 19 und deren Anordnung in einem der Vorderseite 20 benachbarten Bereich ergebenden Aufnahmewinkel sind die wesentlichen Komponenten der einzelnen I.S.-Maschinenstation sowie deren Bewegungsabläufe in ihrer gegenseitigen zeitlichen Zuordnung anhand einer aufgezeichneten Bildfolge erkennbar und einer automatisierten Bildauswertung zuführbar.
-
Auf diese Weise sind entsprechend der diskontinuierlichen Aufzeichnung statistische Informationen betreffend den Produktionsablauf darstellbar, auf deren Grundlage die Bildauswertung erfolgt.
-
In den 3, 4 sind Funktionselemente, die mit denjenigen der 1 und 2 übereinstimmen, entsprechend beziffert, so dass auf eine diesbezügliche wiederholte Beschreibung verzichtet werden kann.
-
3 zeigt ein Überwachungs- bzw. Diagnosesystem, welches von demjenigen gemäß 2 darin unterscheidet, dass an der Traverse 21, und zwar in jeweils einer I.S.-Maschinenstation fest zugeordneten Positionen Kameras 23 bis 28 unter definierten Aufnahmewinkeln fest angeordnet sind. Jede dieser Kameras steht mit einem, für eine automatisierte Bildauswertung eingerichteten Computersystem in Verbindung.
-
Auf diese Weise ist eine kontinuierliche Aufzeichnung von Informationen betreffend den Produktionsablauf darstellbar, auf deren Grundlage die Bildauswertung erfolgt.
-
4 zeigt demgegenüber ein Überwachungs- und Diagnosesystem, bei welchem der Maschinenrahmen 13 zusätzlich mit einer weiteren Traverse 30 ausgerüstet ist, welche sich in einer der Rückseite 29 zumindest benachbarten Ebene horizontal erstreckt. Entlang dieser, sich höhengleich mit der Traverse 21 erstreckenden Traverse 30, und zwar in definierten Positionen jeweils einem der I.S.-Maschinenstationen 14 bis 19 zugeordnet, befinden sich fest angeordnete Kameras 31 bis 35, deren Aufnahmeoptik die einzelne Maschinenstation zusätzlich von der Fertigformseite her bildlich erfasst. Eine sechste, der I.S.-Maschinenstation 19 zugeordnete Kamera ist in der Zeichnung nicht erkennbar. Auch diese zusätzlichen Kameras 31 bis 35 stehen mit dem genannten Computersystem in Verbindung. Auf diese Weise stehen weitere Informationen über den Zustand der einzelnen Maschinenstation zur Verfügung, hier insbesondere den Glasfluss in der Fertigformstation, und den Transport der Hohlglasartikel bis auf das eingangs genannte Förderband betreffend.
-
Gegenüber der Ausführungsform nach 3 ergibt sich der Vorteil einer umfassenderen Gewinnung von Informationen aus unterschiedlichen Erfassungswinkeln.
-
Das zur Überwachung und Diagnose benutzte Computersystem kann hardware- und softwaremäßig in eine übergeordnete Steuerung der I.S.-Maschinenstationen eingebunden sein. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass neben einer Generierung, Visualisierung und Klassifizierung von Störmeldungen auch ein automatisierter Eingriff in die Einstellungen der einzelnen involvierten Maschinenkomponenten vorgenommen werden kann, beispielsweise mit dem Ziel einer Vermeidung größerer Schäden oder auch einer Optimierung nach einem vorgegebenem Algorithmus.
-
Die in dem genannten Computersystem vorhandenen Bildinformationen werden benutzt, um auftretende Defekte bereits in einem Entstehungsstadium zu erkennen, zu qualifizieren und insbesondere zu lokalisieren, so dass im Bedarfsfall nach Maßgabe der Art des Defektes Maßnahmen wie die Einrichtung eines sich vorübergehend selbstoptimierenden Betriebes durch Veränderungen an anderen Einstellungen bis hin zu einem Ausschalten einer einzelnen Station zwecks Durchführung von Wartungs- oder Instandsetzungsarbeiten eingeleitet werden können.
-
In allen der gezeigten Kamerapositionen können zusätzlich auch solche angeordnet sein, die zur Aufzeichnung im infraroten Bereich eingerichtet sind.
-
Die so ermittelten Bildinformationen sind auch zur Gewinnung von Informationen über Totzeiten in den Bewegungsabläufen nutzbar und damit zur Optimierung deren Einstellungen mit dem Ziel einer Kürzung von Produktionszyklen.
-
Auf der Grundlage genauerer Informationen können die den einzelnen Maschinenkomponenten konstruktiv zugeordneten Bewegungsabläufe nahezu bis zu einer Kollisionsgrenze unter Beseitigung von Totzeiten zwecks Durchsatzsteigerung ausgenutzt werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Formhälfte
- 2
- Formhälfte
- 3
- Vorboden
- 4
- Trichter
- 5
- Mündungshalter
- 6
- Formhälfte
- 7
- Formhälfte
- 8
- Blaskopf
- 9
- Greifermechanismus
- 10
- Überschiebemechanismus
- 11
- Transportband
- 12
- Absetzplatte
- 13
- Maschinenrahmen
- 13'
- Randabschnitt
- 13''
- Randabschnitt
- 14
- I.S.-Maschinenstation
- 15
- I.S.-Maschinenstation
- 16
- I.S.-Maschinenstation
- 17
- I.S.-Maschinenstation
- 18
- I.S.-Maschinenstation
- 19
- I.S.-Maschinenstation
- 20
- Vorderseite
- 21
- Traverse
- 22
- Kamera
- 23
- Kamera
- 24
- Kamera
- 25
- Kamera
- 26
- Kamera
- 27
- Kamera
- 28
- Kamera
- 29
- Rückseite
- 30
- Traverse
- 31
- Kamera
- 32
- Kamera
- 33
- Kamera
- 34
- Kamera
- 35
- Kamera
