Codelesen in der Kunststoff- und Gummiverarbeitung: Lesestellen an Mischwerk, Spritzgießanlage, Extrusion und Vulkanisation

An einer Spritzgießmaschine, einem Mischwerk oder einer Extrusionslinie ist ein Code kein Selbstzweck. Er wird an einer bestimmten Stelle der Anlage gelesen, und dort soll die Lesung etwas entscheiden: ob der richtige Rohstoff in den Bunker darf, welcher Prüfplatz belegt ist, welcher Abschnitt eines Profils herausgeschnitten wird oder welche Platte die Bohrstation verlässt. Dieser Leitfaden richtet sich an Prozessingenieure in Spritzguss- und Gummibetrieben, an Betriebsingenieure und an Bauer von Automatisierungszellen und Sackentleeranlagen. Er geht die Anlage entlang, vom Rohstoff bis zum fertigen Gummiteil, und zeigt an Beispielen aus der Anwendungspraxis, wo gelesen wird und was daraus folgt. Wie der Code auf das Teil kommt und wie er Kontrast bekommt, ist nicht Gegenstand dieses Beitrags. Zum Stand der Beispiele: Es sind Anfragen, Konzepte, Planungen und Tests an Musterteilen, eine laufende Installation ist nicht darunter.

Wichtige Punkte im Überblick

In der Kunststoff- und Gummiverarbeitung wird ein Code an einer bestimmten Stelle der Anlage gelesen, und dort soll die Lesung etwas entscheiden: den Rohstoff am Bunker freigeben, den belegten Prüfplatz erkennen, den Abschnitt eines Profils bestimmen oder das Teil vor dem Palettieren buchen.
In einem Konzept an einer Spritzgießanlage wird das Etikett des Granulatsacks vor dem Einfüllen gelesen und mit der Vorgabe verglichen, nur bei Übereinstimmung öffnet ein Ausgang die Klappe des Bunkers.
Ein Lesetest zeigte, dass ein Codeleser zwei Prüfplätze mit rund 100 mm Abstand in einem Sichtfeld erfasst, aus dem Bereich, in dem der Code gefunden wird, ergibt sich die Belegung, sodass ein zusätzlicher Sensor entfallen kann.
Auf ein extrudiertes Dichtungsband aus Gummi wird alle paar Meter ein DMC gedruckt, damit ein Abschnitt mit Oberflächenfehler über seinen Code zugeordnet werden kann, wofür Lesung, Befund und Schnitt zeitlich und örtlich zusammenpassen müssen.
In den Lesetest gehören Muster in dem Zustand, in dem sie an der Lesestelle ankommen: jede tatsächlich gefertigte Farbe, talkumierte Dichtungen sowie vergilbte oder verschmutzte Platten nach Lagerung und Bohrung.

Vom Sack bis zur Palette: welche Stellen einer Kunststoff- und Gummianlage einen Leser brauchen

Wer in einem Kunststoff- oder Gummibetrieb Lesestellen plant, denkt zuerst an das Teil. Die Anfragen aus der Praxis setzen früher und später an. Am Anfang steht der Rohstoff: Säcke mit Granulat und Beutel mit Chemikalien, die an Bunker oder Mischwerk eingefüllt werden. Danach kommen die Spritzgießanlage mit ihren Prüfplätzen und Folgestationen, die Extrusionslinie mit Ware ohne Stückgrenze und schließlich Presse, Ofen und Bohrstation, an denen Gummiteile ihre Nummer behalten müssen.

An jeder dieser Stellen ist die Frage eine andere. Am Bunker gibt die Lesung den Rohstoff frei, am Prüfplatz ordnet sie ein Ergebnis zu, an der Profillinie bestimmt sie den Abschnitt, vor dem Palettieren bucht sie das Teil. Die Geräte unterscheiden sich weniger als die Aufgaben. In den dokumentierten Anwendungen ist meist ein AI-Codeleser der Modellreihe SR-X als feste Lesestelle vorgesehen. Wo ein Mensch den Code zum Gerät bringt, etwa am Sack oder am Schlauch, ist es ein Robuster AI-Handscanner der Modellreihe HR-X. Wo das Lesefeld groß wird, kommt der Logistik-Codeleser der Modellreihe SR-5000 ins Gespräch.

Am Mischwerk und am Bunker: Granulatsack und Chemikalienbeutel vor dem Einfüllen lesen

Am Mischwerk eines Gummibetriebs werden Chemikalien in Beuteln zugegeben. Damit Mischverhältnis und Bestand stimmen, sollen die Beutel vor der Zugabe gescannt werden. Bei einer Vorführung an einer Mischlinie ließen sich die Codes der Beutel mit einem Handscanner lesen; offen war danach die Frage, ob ein Umstieg auf QR-Codes oder DMC sinnvoll ist. Für die Handarbeitsplätze oben an einem anderen Mischwerk ist ein anderer Aufbau vorgesehen: feste Leser im Präsentationsmodus statt Handscannern, gelesen wird ein Code 128 auf dem Sack. Der Werker hält den Sack vor den Leser, statt zu einem Scanner zu greifen. Die Kataloge beider Modellreihen führen einen Präsentationsmodus, der des HR-X mit Halter für Handarbeitsplätze.

An einer Spritzgießanlage geht ein Konzept einen Schritt weiter. Der Handscanner liest das Etikett des Granulatsacks und vergleicht es mit der Vorgabe. Nur bei Übereinstimmung öffnet ein 24-V-Ausgang die Klappe des Bunkers, sonst bleibt sie geschlossen. Die Lesung ist hier eine Prozessfreigabe: Erst lesen, dann einfüllen. Laut Anleitung hat der HR-X dafür eine eigene Vergleichsfunktion mit OK- und NG-Signal. Wie eine Lesung allgemein gegen eine Vorgabe geprüft wird, beschreibt der Beitrag zum Ausschließen von Verwechslungen per Code.

Zwei Anfragen zeigen, wohin die Frage wandert. Ein Bauer von Sackentleeranlagen möchte die QR-Codes aller Säcke einer Palettenlage lesen, bevor sie in die Maschine gehen. Für viele Codes in einem Bild nennt ein Technical Guide zum SR-5000 dank des besonders großen Sichtfelds und der kurzen Verarbeitungszeit bis zu 250 Codes in einem Lesevorgang; ob das Bildfeld eine ganze Lage abdeckt, wäre am Aufbau zu prüfen. In einem anderen Betrieb wird Granulat von Hand an die Maschinen gebracht, und Verwechslungen sollen künftig ausgeschlossen werden; als Idee wurde dafür eine App auf einem mobilen Computer vorgestellt.

An der Spritzgießanlage: zwei Prüfplätze in einem Bild, Prüfanlage und Montage danach

Hinter der Spritzgießmaschine wird oft geprüft, bevor das Teil weitergeht. In einer Anfrage werden zwei konische Formteile an zwei Plätzen mit rund 100 mm Abstand druckgeprüft. Ein Lesetest zeigte, dass ein Codeleser beide Plätze in einem Sichtfeld erfasst. Aus dem Bereich, in dem der Code gefunden wird, ergibt sich, welcher Platz belegt ist. Ein zusätzlicher Sensor für die Belegung kann damit entfallen.

An einer Ventilprüfanlage wird der Code an zwei Stellen gelesen: an der Prüfanlage und noch einmal von Hand, wenn die Ventile montiert werden. Die Codequalität schwankt dort von Ventil zu Ventil mit dem Formmaterial. Für Tests wurden Teile von beiden Stationen entnommen. Die Lesestelle ist dort also kein einzelner Leser, sondern eine Abfolge aus fester und handgeführter Lesung, und beide müssen mit denselben schwankenden Codes zurechtkommen.

In einer Automatisierung für Spritzgussteile ist geplant, RFID durch Codes zu ersetzen: feste Leser in der Teilefertigung, Handscanner in der Montage. Noch früher steht eine Idee für Hochvoltteile aus Gummi. Ein einziger Code soll das Teil durch Spritzguss, Lackierung, Prüfung und Verpackung begleiten, und jede Abteilung schreibt ihre Daten über die Steuerung zur Nummer in eine Datenbank. Die Lesestellen werden dabei mit der Anlage geplant, nicht nachträglich gesucht.

Viele Farben und große Lesefelder in der Spritzgusshalle

Großvolumige Spritzgussteile werden oft in mehreren Farben gefertigt. In einem Fall sollen solche Teile künftig einen gelaserten DMC bekommen. Musterteile in zwei Farben ließen sich im Test lesen. Wichtig war dem Betrieb, dass auch sein Abnehmer die Codes lesen kann, also an einer Lesestelle, die er selbst nicht plant. Für die Planung folgt daraus, Muster jeder Farbe zu testen, die tatsächlich gefertigt wird, und die Lesebedingungen des Abnehmers mitzudenken. Eine Farbe, die in der Musterreihe fehlt, ist ungetestet.

In einer neuen Spritzgusshalle geht es um die Größe des Lesefelds. Ein PDF417-Code mit feinen Strichen soll in einem Feld von etwa 1 m mal 0,5 m gelesen werden. Im Konzept wird ein einzelner Leser mit großem Feld aus etwa 1,6 m Abstand gegen mehrere kleinere Leser und einen Handscanner abgewogen. Laut Katalog liegt der Leseabstand des SR-5000 je nach Modell bei 100 bis 2000 mm, 200 bis 3000 mm oder 300 bis 4000 mm; ob die feinen Striche über das ganze Feld aufgelöst werden, klärt ein Test mit Originalcodes. Werden mehrere kleinere Leser gewählt, wird jeder für einen Teil des Feldes ausgelegt.

Endlosware: Abschnitte am Gummiprofil und Prüfergebnisse am Folienverbund zuordnen

Bei extrudierter Ware gibt es kein einzelnes Teil, dem ein Code gehört. Auf ein Dichtungsband aus Gummi wird deshalb alle paar Meter ein DMC gedruckt. Eine Kamera findet Oberflächenfehler, der betroffene Abschnitt wird herausgeschnitten und über seinen Code zugeordnet. Vorhandene feste Leser lesen dabei fortlaufend. Bei einer Vorführung am Profil ließ sich der Code lesen. Für die Reihenfolge an der Linie zählt, dass die Lesung dem Fehlerbefund und dem Schnitt zeitlich und örtlich zuzuordnen ist. Wie Fehler an Profilen erkannt werden, behandelt der Beitrag zur Fehlerprüfung an Folien, Profilen, Rohren und Platten.

Ein anderer Verbund kommt aus der Kunststoffverarbeitung selbst. Kunststoffscheiben mit Aluminiumfolie auf einer Seite werden mit Granulat gefüllt, auf der anderen Seite mit Folie verschlossen und für den Füllgrad geröntgt. Codes sitzen auf beiden Seiten, deshalb sind zwei Leser vorgesehen, damit das Röntgenergebnis der richtigen Scheibe zugeordnet wird. Bei einer Vorführung an Musterscheiben reichte dafür die kleinere Leserausführung.

Nach Presse, Ofen und vor der Vulkanisation: Dichtungen, Schläuche, Platten und Reifenrohlinge erfassen

Gummiteile verändern auf dem Weg durch die Anlage ihre Oberfläche. An Dichtungen, die mit Talkum beschichtet sind, las ein Codeleser im Test alle Musterteile, auch solche mit beschädigten Codes. Die Frage war dort die Beschichtung an der Spritzgießmaschine; wie schwarzer Code auf schwarzem Gummi überhaupt lesbar wird, behandelt der Kennzeichnungsbeitrag zu Elastomeren.

Schläuche mit einer Metallplakette durchlaufen einen Ofen. Heute wird der Code der Plakette von Hand gescannt; das Konzept sieht eine feste Lesestelle vor, zunächst mit USB an einem Monitor, später über die Steuerung mit Trigger. Großformatige Gummiplatten sollen nach der Presse gelasert und dann gelagert werden. Nach dem Bohren, vor dem Palettieren, soll ein fester Leser an der Steuerung jede Platte erfassen. Dass die Codes bis dahin vergilben oder verschmutzen können, gehört in die Auslegung, und Musterplatten in diesem Zustand gehören in den Test.

Vor der Vulkanisation liegt ein Reifenrohling mit Strichcode auf einem Tray mit Laufrichtung. Gewünscht sind aus etwa 2 m Abstand Traynummer, Codeinhalt und die Lage des Codes; die Anfrage ist eine frühe Idee. Der Katalog des 1D- und 2D-Codelesers der Modellreihe SR-2000 nennt die Erfassung von Codes auf Reifen unterschiedlicher Größe als Anwendung, der Katalog des SR-5000 das Lesen an Reifen verschiedener Größen. Ob sich auch die Lage des Codes ausgeben lässt, bleibt im Einzelfall zu prüfen.

Häufige Fragen

F Wie verhindert ein Codeleser, dass falsches Granulat in die Maschine kommt?

Der Sack wird vor dem Einfüllen gelesen und mit der Vorgabe verglichen. In einem Konzept öffnet erst bei Übereinstimmung ein Ausgang die Klappe des Bunkers. Am Handarbeitsplatz eines Mischwerks sind feste Leser im Präsentationsmodus vorgesehen, sodass der Werker nicht zu einem Scanner greifen muss.

F Kann ein Codeleser zwei Prüfplätze zugleich erfassen?

In einem Lesetest erfasste ein Codeleser zwei Prüfplätze mit rund 100 mm Abstand in einem Sichtfeld. Aus dem Bereich, in dem der Code gefunden wird, ergibt sich die Belegung, ein zusätzlicher Sensor kann entfallen. Ob das an der eigenen Anlage passt, zeigt ein Test mit Originalteilen.

F Wie wird ein fehlerhafter Abschnitt eines Gummiprofils zugeordnet?

Auf das Profil wird alle paar Meter ein Code gedruckt, vorhandene feste Leser lesen fortlaufend mit. Findet die Oberflächenprüfung einen Fehler, wird der Abschnitt herausgeschnitten und über seinen Code zugeordnet. Lesung, Befund und Schnitt müssen dafür zeitlich und örtlich zusammenpassen.

F Muss jede Farbe eines Spritzgussteils getestet werden?

Für die Planung ist es sinnvoll. In einem dokumentierten Fall ließen sich Musterteile in zwei Farben lesen; über Farben außerhalb der Musterreihe sagt das nichts. Wer auch beim Abnehmer gelesen werden will, testet zusätzlich unter dessen Lesebedingungen.

F Welche Oberflächen an Gummiteilen gehören in den Lesetest?

Die Oberfläche, die an der Lesestelle tatsächlich ankommt: talkumierte Dichtungen, vergilbte oder verschmutzte Platten nach Lagerung und Bohrung, Plaketten an Schläuchen, die einen Ofen durchlaufen. An talkumierten Dichtungen las ein Codeleser im Test alle Musterteile. Für die Kontrastfrage auf schwarzem Gummi ist die Kennzeichnung zuständig, nicht die Lesestelle.

Weiterführende Artikel

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