Industie 4.0 im Tampondruck
Industrie 4.0 steht für eine flexible, vernetzte und datengetriebene Produktion bis hin zur Losgröße 1. Dafür werden Daten gesammelt und zur Optimierung genutzt. Ziel ist es, Maschinen so zu vernetzen, dass sie sich selbst steuern und optimieren können.
Flexibilisierung und Losgröße 1
Im Tampondruck ist die Entwicklung schon weit fortgeschritten. Früher gab es Maschinen, die ein oder mehrere Druckbilder für einen Mehrfarbendruck erzeugen konnten. Seit 2005 ermöglicht die ML-Linie durch programmierbare Abläufe und Linearmotoren, mehrere Druckmotive auf einem Klischee zu kombinieren und flexibel zu drucken. Dadurch sind mit nur einem Klischee verschiedene Bedruckungsmöglichkeiten umsetzbar, ohne dass das Klischee gewechselt werden muss. Durch einfaches Umschalten der Applikation kann ein anderes Motiv gedruckt werden. So wurde die Losgröße 1 im Tampondruck realisiert. Obwohl die Auswahl an Motiven begrenzt ist, können verschiedene Druckeinstellungen am Display manuell, per Barcodeleser oder über eine Kommunikationsschnittstelle gewechselt werden. Im folgenden Video sehen Sie eine ML500E, die verschiedene Becher bedrucken kann, ohne das Klischee zu tauschen.
In einer maximalen Industrie-4.0-Umsetzung erhält jedes zu bedruckende Teil eine individuelle Nummer. Über einen RFID-Leser, der per IO-Link mit der Maschine verbunden ist, wird diese Nummer ausgelesen. Die Maschine fragt dann über OPC-UA die Firmensoftware, welches Motiv oder welche Farbe gedruckt werden soll. Auf Grundlage dieser Information wird das Produkt kundenspezifisch bedruckt.
Vor dem Verlassen der Tampondruckmaschine meldet diese an die Firmensoftware, dass das Teil bedruckt wurde, und liefert zusätzlich Informationen für die Auswertung, z. B. Tampondruckparameter wie Topfzeit, Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder Resultate der Kameraauswertung.
Dies sind keine zukünftigen Entwicklungen – sie gehören bereits zum Stand der Technik.
Daten sammeln und auswerten
Für eine gezielte Optimierung müssen zunächst Messwerte erfasst werden. Echtzeit-Messungen ermöglichen eine schnelle Erfolgskontrolle von Optimierungen. Darum beginnt jede Verbesserung mit der Sammlung von Daten: Je mehr Daten zur Verfügung stehen, desto präziser können Aussagen getroffen und weitergehende Optimierungspotenziale erkannt werden. Im Tampondruck können zahlreiche Parameter erfasst werden, wie z. B. Füllstände von Reinigungsband und Verdünnerbehälter, die nicht nur frühzeitig auf Nachfüllbedarf hinweisen, sondern auch Rückschlüsse auf den Verbrauch erlauben. So lassen sich weitere Optimierungsmaßnahmen zur Verbrauchsreduzierung ableiten. Auch Umwelteinflüsse wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder Vibrationen können erfasst werden, um mögliche Ursachen für Druckprobleme zu erkennen. Verschleißwerte von Klischee, Ring und Tampons geben Aufschluss über die Lebensdauer der eingesetzten Materialien und helfen bei der Auswahl der besten Lieferanten. Farbdaten wie Viskosität und Topfzeit unterstützen die optimale Farbwechselzeit. Ein Kamerasystem liefert Informationen zur Position und Druckqualität, wodurch die Druckposition automatisch nachreguliert und rechtzeitig erkannt werden kann, wann die Druckqualität nicht mehr ausreicht. Noch nicht alle Möglichkeiten sind umgesetzt, aber unsere Kompetenzen in diesem Bereich sind erheblich ausgebaut.
Selbstoptimierung
Mit der ML- und Modul-Linie haben wir Maschinen, bei denen sich jede Bewegung exakt steuern lässt. Dies und die vielen neuen Messdaten eröffnet den Einsatz von Künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen, um den Druckprozess kontinuierlich und automatisch zu optimieren. Dies ist unser Ziel für die Zukunft und der nächste Schritt zur vollständigen Umsetzung von Industrie 4.0 im Tampondruck.