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Optris IR Anwendungs- Banner Kunststoffe Optimale Haftfestigkeit Klebstoff

Sicherstellung einer optimalen Haftfestigkeit und Platzierung durch Echtzeitüberwachung des Klebstoffauftrags

Überwachung von Klebstoffanwendungen zur Vermeidung von Fehlern bei der Verklebung von Kunststoffteilen

Herausforderung

Eine gleichmäßige Klebstoffapplikation auf gerippten Kunststoffplatten ist schwierig aufrechtzuerhalten, da hoher Durchsatz, Temperaturschwankungen und der Bedarf an rückverfolgbarer, quantitativer Qualitätskontrolle ohne manuelle Inspektion hohe Anforderungen stellen.

Lösung

Eine fest installierte Wärmebildkamera überwacht die Klebstoffzone zu einem präzisen Zeitpunkt nach dem Auswurf und nutzt Durchschnittstemperaturmessungen zur Bewertung der Raupenkonsistenz. Abweichungen werden erkannt und lösen automatisch Alarme aus.

Vorteile

  • Erkennt Unregelmäßigkeiten im Klebstoffauftrag sofort während der Produktion
  • Reduziert Ausschuss und Nacharbeit durch präzise Kontrolle des Klebstoffauftrags
  • Ermöglicht rückverfolgbare Qualitätskontrolle für sicherheitskritische Industrien
  • Senkt Kosten durch Verzicht auf kundenspezifische Softwareentwicklung
  • Beschleunigt die Integration in bestehende Automatisierungssysteme

Unregelmäßige Klebstoffanwendungen auf Kunststoffkomponenten

Die Überwachung von Klebstoffanwendungen ist entscheidend für Produktqualität und Zuverlässigkeit in verschiedenen Branchen. Eine gleichmäßige und präzise Applikation des Klebstoffs gewährleistet eine optimale Haftfestigkeit. In Fertigungsprozessen kann eine Echtzeitüberwachung helfen, Unregelmäßigkeiten wie unzureichenden oder übermäßigen Klebstoffauftrag zu erkennen und so potenzielle Ausfälle sowie kostspielige Nacharbeiten zu vermeiden. Die Kontrolle der Klebstoffplatzierung trägt zur Prozessstabilität bei, reduziert Abfall und stellt die Einhaltung von Branchenstandards sicher. Besonders in Sektoren wie der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- sowie Elektronikindustrie, in denen die Integrität von Klebeverbindungen direkt die Sicherheit und Funktionalität beeinflusst – insbesondere in der Luft- und Verteidigungsindustrie – ist die Dokumentation der Klebequalität unerlässlich. In manchen Fällen wird sogar eine lückenlose Dokumentation jedes einzelnen Bauteils gefordert, um Fertigungsparameter auch Monate oder Jahre später nachvollziehen zu können.

Ein Ingenieurbüro, das auf kundenspezifische Automatisierungslösungen spezialisiert ist, soll ein System zur Applikation von Klebstoffraupen auf gerippten Kunststoffplatten entwickeln. Der Klebstoffauftrag war bislang ungleichmäßig und beeinträchtigte dadurch die Qualität des Endprodukts, das aus zwei miteinander verklebten Kunststoffplatten besteht. Jede 900 mm lange Kunststoffplatte wird alle drei Sekunden aus dem Klebstoffauftragssystem ausgeworfen. Der Klebstoff wird bei etwa 170 °C aufgetragen, während die Umgebungstemperatur in der Nähe der Kleberaupe bei etwa 25 °C liegt und je nach Umgebungstemperatur der Produktionshalle schwankt. Der Kunde setzte bisher Infrarot-Handkameras mit mäßigem Erfolg ein, doch die manuelle Inspektion zur Sicherstellung einer gleichmäßigen Klebstoffapplikation erwies sich als nicht ausreichend quantitativ.

Sicherstellung einer optimalen Haftfestigkeit und Platzierung durch Echtzeitüberwachung des Klebstoffauftrags
Sicherstellung einer gleichmäßigen Klebstoffauftragung mit fest installierten Infrarotkameras

Sicherstellung gleichmäßiger Klebstoffanwendungen mit fest installierten Infrarotkameras

Wärmebildkameras ermöglichen eine kontinuierliche Echtzeitüberwachung und erkennen sofort Unregelmäßigkeiten wie ungleichmäßigen Auftrag, falsche Aushärtung oder Überhitzung. Sie arbeiten berührungslos und vermeiden dadurch das Risiko von Kontamination oder Prozessstörungen während der Klebstoffapplikation. Infrarotsensoren gewährleisten eine umfassende Qualitätskontrolle durch detaillierte thermische Bildgebung und Datenerfassung.

Um in diesem Beispiel über den gesamten Tag hinweg eine gleichbleibende Klebstoffapplikation sicherzustellen, ist der Einsatz einer fest installierten Infrarotkamera die beste Lösung. Diese beobachtet dasselbe Bauteilgebiet exakt zu einem definierten Zeitpunkt nach dem Auswurf. Größe und Position der Kleberaupe können mit einer langwellig arbeitenden Infrarotkamera leicht erfasst und ausgewertet werden. Die Qualität der Klebstoffapplikation korreliert direkt mit der erfassten Fläche auf dem Kunststoffteil. Eine exakte physische Flächenmessung des Klebstoffs würde eine aufwendige, kundenspezifische Programmierung erfordern, die für die Beurteilung der Applikation jedoch nicht notwendig ist.

Stattdessen kann ein bestimmter Messbereich überwacht werden, der sowohl die Kleberaupe als auch die angrenzende Umgebung umfasst. Die Durchschnittstemperatur aller Pixel in diesem Messfeld dient zur Beurteilung der Klebstoffapplikation, sofern die Kamera jedes Bild nach dem Auswurf zeitgleich erfasst und speichert und der Messbereich unverändert bleibt. Tests haben ergeben, dass eine Durchschnittstemperatur von 85 °C auf eine ausreichend große Kleberaupe hinweist. Ist die Kleberaupe kleiner als zulässig, liegt die Durchschnittstemperatur unter 85 °C – in diesem Fall wird ein Alarm ausgelöst.

In dieser Anwendung wird die Event-Grabber-Funktion der PIX Connect Software verwendet, um ein Wärmebild genau dann einzufrieren, wenn das Eingangssignal eines Lichtschrankensensors über das Industrial Process Interface empfangen wird. Eine Verzögerungszeit („Holdoff Time“) von 1,5 Sekunden wird eingestellt, um den idealen Zeitpunkt zur Erfassung der Temperatur in der Klebstoffzone sicherzustellen.

Die PIX Connect Software ermöglicht die Archivierung vollständig radiometrischer Wärmebilder, bei denen jeder Pixelwert in gespeicherten radiometrischen TIFF-Dateien messbar bleibt. Die Beispielbilder wurden mit einer PI 640i (640 x 480) mit einer 33°-Optik aus 2 m Entfernung aufgenommen – die vom Kunden geforderte Bildqualität wurde damit erreicht. Für diese Anwendung hätte auch eine mittlere Auflösung (320 x 240) ausgereicht. Teile unterschiedlicher Größe können auf ähnliche Weise überprüft werden, indem Optik oder Arbeitsabstand angepasst werden.

Einfache, temperaturbasierte Qualitätslösung ohne kundenspezifische Software spart Kosten

Während manche Produktionslösungen kundenspezifische Softwareprogrammierung erfordern, um die Produktqualität zu verbessern, lassen sich viele Anwendungen einfach durch den Anschluss einer Infrarotkamera an einen PC mit der PIX Connect Software realisieren. Diese Software bietet zahlreiche Messwerkzeuge, mit denen Maximal-, Minimal- oder Durchschnittstemperaturen aus beliebigen, frei definierten Bereichen im Wärmebild ermittelt werden können.

Die Triggerfunktionen der Software, die externe Signale über das Optris Industrial Process Interface verarbeiten, gewährleisten eine präzise zeitliche und räumliche Erfassung der Temperaturdaten. Dasselbe Interface, das Eingangssignale verarbeitet, überträgt auch Temperatur- oder Alarminformationen über 0/4–20 mA- oder Relaisausgänge an die SPS des Kunden. Alarmbedingungen können im Reiter „Alarm“ der PIX Connect Software einfach konfiguriert werden. Optris bietet technischen Support, um Ingenieure bei der Optimierung von Ereigniserfassung, berührungsloser Temperaturmessung und Alarmfunktionen in der Software zu unterstützen.

Die Nutzung der Standardfunktionen von PIX Connect anstelle einer individuellen Softwareentwicklung ist kosteneffizient und spart erhebliche Entwicklungskosten. Gleichzeitig verkürzt sich die Implementierungszeit, was eine schnelle Integration in bestehende Fertigungsprozesse ermöglicht. Da die Funktionen von PIX Connect bereits umfassend getestet und zuverlässig sind, wird eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet und das Risiko ungetesteter Eigenentwicklungen vermieden. Dieser unkomplizierte Ansatz erlaubt eine effiziente Ressourcennutzung und stellt eine gleichbleibend hochwertige Überwachung der Klebstoffapplikation sicher.

Einfache Lösung für temperaturbedingte Produktqualität ohne kundenspezifische Softwareentwicklung spart Kosten

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