Noch bevor die heißversiegelten Verpackungsfolien von Produkten vollständig abgekühlt sind, werden sie bereits in Hochgeschwindigkeit weitertransportiert. Um den damit verbundenen Belastungen standzuhalten, benötigen diese eine hohe Heißsiegelfestigkeit, die auch als Hot Tack Seal Strength bezeichnet wird. Das Unternehmen RDM Test Equipment setzt für seine neue Generation von Heißsiegel-Prüfgeräten Hard- und Software von B&R ein, wodurch das Prüfen der Heißversiegelfestigkeit besonders schnell und einfach möglich ist.
Seit 35 Jahren ist RDM Test Equipment eines der führenden Unternehmen im Bereich Heißversiegelungstests. Der Absatzmarkt für Prüfgeräte umfasst insbesondere Folienhersteller und -verarbeiter, die ihrerseits Produkthersteller und Verpacker beliefern.
Lebensmittel und Medikamente sind ohne eine perfekte Versiegelung nicht verkaufsfähig und können im schlimmsten Fall sogar ein Gesundheitsrisiko für den Konsumenten darstellen. Eine intakte Versiegelung ist somit ein entscheidender Faktor, um Abfall zu reduzieren und kostspielige Rücksendungen und Rückrufe zu vermeiden. Bei der Herstellung sind bereits die ersten Sekunden ein Belastbarkeitstest für das Material, da dieses durch die Heißversiegelung noch nicht abgekühlt ist, während es bereits auf Hochgeschwindigkeitslinien weitertransportiert wird. Dieser Materialzustand wird auch als Hitzeklebrigkeit (= Hot Tack) bezeichnet.
Mit speziellen Prüfgeräten, wie dem neuen HT-2PC von RDM, wird neben Reibung, Dicke und Zugfestigkeit auch die Hitzeklebrigkeit von Verpackungsfolien im Labor geprüft. RDM vertraut dabei auf die Automatisierungstechnik von B&R. Die neuen Heißsiegel-Prüfgeräte sorgen dafür, dass dieser Testprozess nun schneller, einfacher und zuverlässiger abläuft.
Automatisches Einspannen und Zuführen
Früher war das Prüfen der Heißsiegelfestigkeit ein langwieriger Prozess, bei dem jede Folienprobe im Prüfgerät manuell eingespannt werden musste. Obwohl der Test an sich nur wenige Sekunden dauert, benötigte auch ein erfahrener Bediener mehrere Minuten, um eine Probefolie zu schneiden, in die Maschine einzuspannen, im Anschluss daran wieder zu entfernen und die nächste Probefolie zu testen.
Beim neuen Prüfgerät von RDM wird der Einspann- und Zufuhrprozess nun automatisch von einer B&R-Steuerung übernommen und überwacht. Dies reduziert nicht nur Fehler während des Einspannens, sondern ermöglicht auch eine schnelle Abfolge von mehreren Tests auf derselben Folie. Die Bedienung der Touchscreen-Benutzeroberfläche ist dabei ähnlich intuitiv wie das Anlegen einer Musikwiedergabeliste auf einem Smartphone oder Tablet. Der Anwender kann mehrere Tests bündeln, die vom Prüfgerät nacheinander ausgeführt werden. Sollte die Probefolie reißen oder ein Fehler im Einspann- oder Zufuhrvorgang auftreten, wird dem Anwender eine Warnung auf dem Bediengerät angezeigt. Die Tests können nach individuellen Kundenanforderungen programmiert und im System gespeichert werden.
Umweltfreundliche Alternativen
Das neue RDM-Prüfgerät verarbeitet verschiedene Folientypen – von traditionellen Kunststoffen auf Kohlenwasserstoffbasis bis hin zu neuen, besonders umweltfreundlichen Alternativen. Zudem können 40 Tests auf derselben Folie ausgeführt werden – und das in nur einem Bruchteil der Zeit, die bisher für das Schneiden und manuelle Einspannen benötigt wurde.
Da die Maschine die Folien automatisch einspannt und die Testsequenzen überwacht, wird die Anzahl der menschlichen Interaktionen im Testprozess reduziert. Damit wird das Risiko von Bedienfehlern, wie das versehentliche Einspannen einer Materialprobe in falscher Richtung, ausgeschlossen. Daten werden korrekt erfasst, automatisch weitergeleitet und können nicht manipuliert werden.
Transparenter Datenaustausch
Für eine benutzerfreundliche Bedienung wird ein 15"-Panel-PC mit Schwenkarm, einem Intel-Atom-Prozessor und einer Windows-ähnlichen Benutzeroberfläche eingesetzt. Die Software Automation Studio von B&R ermöglicht eine problemlose Verwaltung der komplexen Algorithmen, die für die Tests erforderlich sind. So lassen sich zum Beispiel Steuerung und Visualisierungs-PC in einem Gerät vereinen. Für die Kommunikation zwischen dem Prüfgerät, externen Geräten und Datenaufzeichnungs- und Analysesystemen wird OPC UA als Standard verwendet.
Testergebnisse können effizient verarbeitet und nach mehreren Heißversiegelungstests ein genaues Trendanalysediagramm erstellt werden. Dieses gibt dem Bediener ein detailliertes Bild über die Versiegelungseigenschaften einer Folie zwischen zwei Temperaturextremen. Die präzise Steuerung von Prozessvariablen wie Temperatur, Druck und Dauer ermöglicht ein optimales Gleichgewicht zwischen Materialspezifikationen, Geschwindigkeit der Verpackungsmaschine und Dichtungsintegrität.
Die Automatisierungslösung von B&R macht Heißversiegelungstests einfach und flexibel. Die daraus generierten Ergebnisse können entweder lokal als CSV- oder PDF-Dateien oder in Form gedruckter Testberichte angezeigt werden. Mit OPC UA können die Rohdaten automatisch in Softwareanwendungen von Drittanbietern exportiert werden. Durch die zunehmende Automatisierung der Datenverarbeitung und Berichterstellung können mehr Daten in kürzerer Zeit und mit größerer Wiederholbarkeit verarbeitet werden. Das eröffnet Potenzial für anspruchsvolle Trendanalysen, die dem Bediener einen besseren Einblick in die Leistungsdaten von Prüfgeräten verschaffen.
Einfache und effiziente Programmierung
Die skalierbare Hard- und Software von B&R ermöglicht es jedem Kunden, die für seine Anforderungen passende Touchscreen-Größe zu verwenden. Mit der B&R-Visualisierungssoftware mapp View können die Displaygröße sowie die Ausrichtung des Panels geändert werden, ohne dass die Software neu geschrieben werden muss. „Anstatt viele Codezeilen zu schreiben, um ein Benutzerverwaltungssystem, ein Alarmsystem oder eine Bewegungssteuerungssequenz von Grund auf zu erstellen, konnten wir die vorgefertigten mapp-Bausteine einfach konfigurieren", sagt Phil Neal, Sales Director von RDM. „Komplexe Algorithmen können auf diese Weise einfach verwaltet werden und unsere Programmierer können sich ganz auf den Maschinenprozess konzentrieren.“
Eine Hauptanforderung an das neue Prüfgerät war, dass es zukunftssicher ist und im Hinblick auf sich ändernde Kundenbedürfnisse flexibel ist. „Es werden ständig neue Alternativen zu Plastikfolien auf Kohlenwasserstoffbasis entwickelt“, erklärt Neal. „Bevor sie aber eingesetzt werden können, muss sichergestellt werden, dass sie den Anforderungen einer Hochgeschwindigkeitsproduktion standhalten.“
In Zusammenarbeit mit B&R wurde das neue RDM-Prüfgerät in Bezug auf Stabilität, Sicherheit und Wiederholgenauigkeit optimiert. Das Gerät kann nun mehr Tests in kürzerer Zeit durchführen und steigert damit die Qualität und verkürzt die Zeit bis zur Marktreife.
 | Phil Neal Sales Director, RDM Test Equipment „Anstatt ein Benutzerverwaltungs- und Alarmsystem oder eine Bewegungssteuerungssequenz von Grund auf selbst zu erstellen, konnten wir die vorgefertigten mapp-Bausteine mühelos konfigurieren. Komplexe Algorithmen können auf diese Weise einfach verwaltet werden und unsere Programmierer können sich ganz auf den Maschinenprozess konzentrieren.“ |