KLINGER SwedenFörsta helautomatiserade efterbearbetningssystemet för packningsark
Med sitt nya efterbearbetningssystem har KLINGER Dichtungstechnik utvecklat ett effektivt och innovativt system för efterbearbetning av sina packningar. Här förklarar vi vad som ligger bakom den nya maskinen och hur den fungerar.
Med det nya efterbearbetningssystem har KLINGER Dichtungstechnik i Gumpoldskirchen tagit ett viktigt steg mot att göra produktionen av packningsark mer hållbar och effektiv. Det helautomatiserade systemet, som företaget har designat och byggt internt, hanterar hela processen – från inmatning av ark, trimning och kapning till längd, applicering av tryck och pallettering. Allt med automatiserad kvalitetskontroll.
Bakgrund
För att driva innovation behövdes en ny kalander.
“Under 2024 tog vi vår nya två meter breda kalander i drift. Den är bredare än den gamla maskinen och gör att vi kan öka produktionen per körning med cirka 20 procent. Vi kan nu producera tre ark i formatet 2 x 1,5 meter istället för två.”
Rene Blumauer, teknisk chef på KLINGER Dichtungstechnik
Eftersom den tidigare efterbearbetningsstationen inte kunde hantera det nya arkformatet, valde de att utveckla en egen lösning på plats i Gumpoldskirchen.
Helautomatiserad efterbearbetning
“Det nya systemet är kompatibelt med alla format och hanterar i princip hela processen med att få packningsmaterialet från kalandern till pallen.”
Thomas Sellner, projektledare på KLINGER Dichtungstechnik
”Detta inkluderar trimning av sidokanterna, kapning av arket till kundspecifik längd, applicering av produktlogotyp, kvalitetskontroll inklusive automatisk avvikelsedetektering och pallettering.” Ett gränssnitt till SCADA-systemet tillhandahåller alla parametrar och processdata i realtid, vilket möjliggör sömlös processövervakning och spårbarhet av varje enskild produktionsorder.
Det enda som fortfarande görs manuellt är förpackningen, eftersom detta kräver efterlevnad av en mängd olika regler beroende på kundkrav. Ändå har hela produktionsprocessen snabbats upp avsevärt, cykeltiden har minskat från 40 till 25 sekunder och produktionen har ökat från 80 till 130 ark per timme.
Steg för steg till det färdiga arket
Positionering av arkvagnen: Systemet känner igen vagnen, lyfter den med fyra spindeldomkrafter och positionerar det översta arket exakt.
Luftkuddestödd inmatning: Ett suggripdon lyfter arket samtidigt som luft blåses in undertill, vilket gör att materialet lätt glider in i inmatningsrullarna.
Trimning: Cirkulära knivar på sidorna skär bort utskjutande kanter. Spillmaterialet strimlas och förs tillbaka in i produktionsprocessen för att minimera avfall.
Kamerakontroll: Arket passerar genom ett AI-baserat kamerasystem som upptäcker defekter och i realtid avgör om det uppfyller kraven eller inte.
Tryckning: Produktlogotypen appliceras på undersidan packningsarket med en 15-kilos vals med hjälp av flexografiskt tryck.
Kapning till längd: En klippsax kapar arket till slutliga mått enligt order.
Pallettering: Griparmar staplar godkända ark på pall och lägger avvisade ark på en separat hög.
Viktiga tekniska data i korthet
Det nya efterbearbetningssystemet har en transporthastighet på upp till 60 m/min och kan bearbeta packningsark upp till 2 meter breda och 4,5 meter långa (därmed även amerikanska tumformat). Systemet är utrustat med 39 servomotorer med en sammanlagd effekt på cirka 100 kW. I åttatimmarsskift kan cirka 3 000 ton packningsmaterial bearbetas årligen, och upp till 4 500 ton vid tolvtimmarsskift.
Arben Gashi, huvudprogrammerare på KLINGER Dichtungstechnik, har gett liv åt systemet. Han skrev PLC-programmet som koordinerar axlar, motorer och hanteringssystemen. Själva konstruktionen var ett komplext projekt: det innebar dragning av totalt 2,5 kilometer kabel, 520 tekniska ritningar och 350 sidor elscheman. Systemet konstruerades och byggdes helt internt av 25 000 individuella delar – en imponerande bedrift för ett företag som egentligen inte har maskinbyggnad som sin kärnkompetens.
AI-visionsystem – hjärtat i kvalitetskontrollen
En nyckelfunktion i det nya systemet är det AI-baserade visionsystemet. Det utvecklades av Johannes Frohnwieser, som ansvarar för processoptimering på KLINGER Dichtungstechnik, och Victor Wenin, projektsupportspecialist för AI-applikationer. Visionsystemet är baserat på så kallade konvolutionsnätverk (CNN) och använder den öppna källkodsbaserade lösningen YOLOv11 (You Only Look Once). Deep learning-algoritmer säkerställer att systemet kontinuerligt lär sig och förbättras.
”Vi ville kunna fånga en bredd på 2 000 millimeter vid en hastighet av 60 meter per minut och med en upplösning på mindre än 0,1 millimeter per pixel,” säger Johannes.
De tre högpresterande linjeskannande kamerorna på varje sida av arket har en upplösning på 8K. De producerar en linjeskanning av varje ark, vilket motsvarar ungefär 450 000 bildrader per sida. Med hjälp av AI identifieras vanliga fel, som till exempel veck, snabbt och med hög noggrannhet. ”Tack vare neurala nätverk kan vi utesluta behovet av komplicerad belysning, eftersom systemet självständigt ’filtrerar bort’ arkens subtila ytmönster. Detta gjorde att vi kunde minska investeringen i belysning från 22 000 till 1 000 euro,” säger Johannes.
Fokus på prestanda och kvalitetssäkring
Tack vare den höga graden av automation räcker det nu med en enda person för att övervaka systemet. I den tidigare efterbearbetningsprocessen krävdes både längre produktionstid och fler personer. Förpackning och vissa stöduppgifter hanteras fortfarande manuellt, men trots det har den totala produktionskapaciteten ökat avsevärt.
Effektivitet och innovation i harmoni
“Den ursprungliga planen var att köpa in fler komponenter och tjänster. Men de stigande priserna motiverade oss att tillverka dem själva. Dessutom är inte alla leverantörer öppna för innovation på det sätt vi föreställer oss. Så vi valde att använda standardkomponenter och vår egen expertis.”
Ernst Schäfer, teknisk direktör på KLINGER Dichtungstechnik
De inköpta delarna omfattar bland annat servokomponenter från Siemens och säkerhetssystem från Pilz. På det här sättet har KLINGER Dichtungstechnik lagt grunden för större självständighet, skräddarsydda lösningar och långsiktig kostnadseffektivitet – och resultatet är övertygande, både tekniskt och ekonomiskt.
Faktaruta
Nyckeldata för det nya efterbearbetningssystemet:
>> Fullt automatiserad drift med AI-baserad felidentifiering och sensorteknik
>> Format: upp till 2 meter brett och upp till 4,5 meter långt
>> Hastighet: från 20 m/min till 60 m/min
>> Cykeltid: 25 sekunder per ark
>> Kapacitet: cirka 3 000 till 4 500 ton tätningsmaterial per år (beroende på skiftmodell)
>> Drivs av: 39 servomotorer, effekt 100 kW
>> Innehåller: 2,5 km kablage, 520 ritningar, 350 sidor elscheman
>> Består av: cirka 25 000 individuella delar
