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Optris Anwendungs- Banner GOB-Behälterglas

Glas Gob-Produktionskontrolle mit fest installierten radiometrischen Infrarotkameras

Präzise Temperaturregelung und Echtzeit-Positionsverfolgung bei der industriellen Glas Gob-Herstellung

Herausforderung

Bei der Verarbeitung von Glasgobs kommt es zu ungleichmäßigen Temperaturen und Positionsabweichungen während des Transports, was zu Verformungen, Spannungen oder Defekten im Endprodukt führen kann. Gleichmäßige Viskosität, kontrollierte Abkühlung und präzise Gob-Positionierung sind aufgrund mechanischer Einflüsse und dynamischer thermischer Bedingungen in der Hochtemperaturproduktion schwer zu gewährleisten.

Lösung

Durch die kontinuierliche Überwachung von Temperatur und Position mittels Infrarotkameras erhalten Bediener Echtzeit-Feedback zu jedem einzelnen Gob. Dies ermöglicht die frühzeitige Erkennung und Korrektur von Abweichungen, reduziert manuelle Eingriffe und unterstützt die Automatisierung von Gob-Transport und -Formung, wodurch Prozesszuverlässigkeit und Konsistenz in der gesamten Produktionslinie verbessert werden.

Vorteile

  • Verhindert Gob-Verformungen durch gleichmäßige Temperatur während des Transports
  • Reduziert Glas-Spannungen und Defekte durch optimale Steuerung der Gob-Abkühlung
  • Ermöglicht präzise Gob-Positionierung für verbesserte Formgenauigkeit und Symmetrie
  • Unterstützt die frühzeitige Erkennung von Prozessabweichungen für schnelle Korrekturmaßnahmen
  • Fördert die Produktionsautomatisierung und reduziert Arbeitsaufwand sowie manuelle Anpassungen

Bewältigung von Herausforderungen hinsichtlich Temperatur und Qualität bei der Glas Gob-Verarbeitung

Bewältigung von Temperatur- und Qualitätsherausforderungen bei der Glas-Gob-verarbeitung

Die Herstellung von Hohlglas, insbesondere Glasflaschen und -behältern, ist ein hochautomatisierter und energieintensiver Prozess, der extrem hohe Temperaturen erfordert. Der Prozess beginnt mit der Aufbereitung der Rohstoffe, bei der die Hauptbestandteile – Sand, Soda, Kalkstein und Altglas – in genau definierten Mischungsverhältnissen kombiniert werden, um die gewünschte Glaszusammensetzung zu erreichen. Diese Mischung, auch Schmelzgemenge genannt, wird anschließend in einen Schmelzofen transportiert.

Der Schmelzofen arbeitet bei etwa 1500 °C, wo das Gemenge geschmolzen und zu einer homogenen Glasmasse verarbeitet wird. Sobald die Glasmasse die richtige Konsistenz erreicht hat, wird sie einem Feeder zugeführt, der die Glasmasse in tropfenförmige Portionen, sogenannte Gobs, formt. Diese Gobs – die Vorstufe der späteren Glasbehälter – werden in exakt berechneten Abständen abgeschnitten und an die Formmaschine übergeben, einen entscheidenden Schritt bei der Glasformgebung.

Während der Gob-Herstellung können mehrere Herausforderungen auftreten, die die Qualität des Endprodukts beeinträchtigen. Eine davon ist die Inhomogenität des Gemenges. Wenn das Gemenge nicht vollständig durchmischt oder ungleichmäßig geschmolzen ist, können innerhalb der Glasmasse unterschiedliche Viskositäten und Temperaturverteilungen entstehen, was zu minderwertigen Produkten führt.

Die Temperaturkontrolle ist während des gesamten Produktionsprozesses entscheidend. Ein häufiges Problem ist eine unzureichende Abkühlung der Gobs vor dem Formvorgang. Sind die Gobs zu heiß, werden sie zu flüssig und behalten beim Formen nicht die gewünschte Gestalt, was zu Verformungen führt, die die optische Qualität und die mechanischen Eigenschaften des Endprodukts beeinträchtigen. Umgekehrt kann eine zu schnelle Abkühlung Spannungen im Glas erzeugen, die später zu Rissen oder Brüchen führen können.

Auch mechanische Einflüsse während des Transports der Gobs zur Formmaschine können Probleme verursachen. Äußere Einwirkungen oder Verschiebungen in dieser Phase können die Gobs verformen oder beschädigen, bevor sie die Formmaschine erreichen, was die Oberflächenqualität und strukturelle Integrität beeinträchtigt.

Um Ausschuss zu vermeiden und eine hochwertige Produktion sicherzustellen, ist es entscheidend, die Position und Temperatur der Glasgobs während des gesamten Prozesses kontinuierlich und zuverlässig zu überwachen.

In dieser Anwendung ist die Optris-Lösung zur Überwachung von Glasklumpen die Infrarotkamera PI 1M. Diese industrielle Hochgeschwindigkeitskamera ermöglicht eine kontinuierliche und zuverlässige Überwachung sehr heißer und schneller Prozesse. Um die Position und Temperatur der Glasklumpen zu überwachen, sind zwei PI 1M-Kameras installiert, die sowohl die X- als auch die Y-Achse der Glasklumpen während ihres Transports vom Zuführer zur Formmaschine abdecken.

Infrarotkamera misst Glas-Temperatur und Position der Gobs

In dieser Anwendung ist die Optris-Lösung zur Überwachung von Glasgobs die Infrarotkamera PI 1M. Diese industrielle Hochgeschwindigkeitskamera ermöglicht eine kontinuierliche und zuverlässige Überwachung sehr heißer und schneller Prozesse.

Zur Überwachung der Position und Temperatur der Gobs werden zwei PI 1M-Kameras installiert, um sowohl die X- als auch die Y-Achse der Glasgobs während ihres Transports vom Feeder zur Formmaschine abzudecken.

Die PI 1M-Infrarotkamera ermöglicht es dem Bediener, die Position und Temperatur jedes einzelnen Glasgobs genau auszulesen, um Probleme wie das Anstoßen des Gobs an die Seitenwand der Form zu verhindern. Dadurch wird asymmetrischer Wärmeverlust reduziert und die Qualität der Flaschen oder anderer Glasprodukte verbessert. Zusätzlich kann die Temperatur jedes Gobs aufgezeichnet und gespeichert werden, was eine schnelle Erkennung und Korrektur von Temperaturabweichungen ermöglicht.

Mit der kostenlosen PIX Connect Analyse-Software können Messfelder definiert und dauerhaft überwacht werden. Wenn sich der Transportweg durch maschinelle Einflüsse verschiebt, kann das System den Bediener sofort informieren oder das Problem automatisch korrigieren. Diese Informationen können auf verschiedene Weise kommuniziert werden, z. B. über einen mit der Software verknüpften Alarm oder über die digitale Kommunikation mit der Maschinensteuerung.

Regelmäßige manuelle Anpassungen der Gob-Führung sind notwendig. Doch die automatisierte Positionsbestimmung und -korrektur mit der PI 1M-Kamera und der PIX Connect-Software unterstützt den Bediener und ermöglicht ihm, sich auf andere Prozessparameter zu konzentrieren.

Der Prozess kann weiter automatisiert werden, indem die PI 1M-Kamera und die PIX Connect-Software verwendet werden. Die präzise Positionierung der Glasgobs wird durch zwei in einem 90°-Winkel angeordnete PI 1M-Kameras erreicht, die exakte X-Y-Koordinaten liefern. Mit diesen Daten kann die Maschine die Position der Glasgobs automatisch nachjustieren, ohne dass ein Eingriff des Bedieners erforderlich ist.

Automatisierung der Gob-Produktion durch die Kurzwelleneigenschaften und Geschwindigkeit der Optris PI 1M

Der Hauptvorteil beim Einsatz von Optris-Infrarotkameras zur Überwachung von Glasgobs liegt in der einfachen Möglichkeit, den gesamten Prozess zu automatisieren. Die kurzwellige Charakteristik gewährleistet eine präzise Temperaturmessung der Glasgobs, während die hohe Bildgeschwindigkeit eine exakte Verfolgung und Lokalisierung ermöglicht.

Viele Messobjekte aus nicht glänzenden Materialien weisen eine hohe und relativ konstante Emissivität auf, unabhängig von ihrer Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere im langwelligen Infrarotbereich. Metallische und glänzende Materialien hingegen haben bei langen Infrarotwellenlängen oft eine geringe Emissivität. Diese niedrige Emissivität im langwelligen Bereich kann zu variierenden und unzuverlässigen Messergebnissen führen. Der Spektralbereich der kurzwelligen PI 1M-Infrarotkamera stimmt mit der höchsten Emissivität der meisten metallischen Materialien überein und erleichtert so die berührungslose Temperaturmessung. Nach dem Planckschen Strahlungsgesetz wird im kurzwelligen Bereich exponentiell mehr Infrarotstrahlung emittiert. Dadurch haben lineare Emissionsunterschiede einen geringeren Einfluss auf die Wiederholgenauigkeit der Messergebnisse bei kurzen Wellenlängen. Dies erhöht die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Temperaturmessung insbesondere bei Glas, wenn die PI 1M-Infrarotkamera eingesetzt wird.

Das robuste und kompakte Design der PI 1M macht sie ideal für den Einsatz in rauen Industrieumgebungen und ermöglicht eine schnelle und einfache Installation. Darüber hinaus bietet Optris diverses Zubehör wie eine laminare Luftspülung und das Optris-Kühlgehäuse. Das Luftspülsystem hält die Optik der Kamera durch Luftstrom sauber und verhindert, dass Staub, Rauch oder andere Partikel die Sicht behindern oder die Optik verschmutzen. Das Kühlgehäuse ist ein mit Wasser gekühltes Schutzgehäuse, das den Einsatz der Kamera bei Umgebungstemperaturen bis zu 315 °C ermöglicht.

Die PI 1M-Infrarotkamera bietet nicht nur eine hochauflösende Wärmebildfunktion, sondern auch eine präzise Temperaturerfassung in einem breiten Bereich von 450 °C bis 1800 °C – ohne Unterbereiche. Ihr beeindruckendes Verhältnis von Messabstand zu Messpunktgröße gewährleistet genaue Temperaturmessungen auch aus größerer Entfernung. Die Kamera bietet vielseitige Bildfrequenzen und Teilbildoptionen für unterschiedliche Anwendungsanforderungen. Bei einer Auflösung von 764 × 480 Pixel arbeitet sie mit 32 Hz für detailreiche Aufnahmen. Bei einer Auflösung von 382 × 288 Pixel erhöht sich die Bildrate auf 80 Hz – ideal zum Erfassen schnell bewegter Objekte. Für besonders schnelle Prozesse, wie die Überwachung von Temperaturänderungen, kann sie mit 1 kHz bei 72 × 56 Pixel betrieben werden.

Die Integration in industrielle Prozesse erfolgt nahtlos über die PI-Kameras, die über den Optris USB Server, die Optris PI NetBox oder eine industrielle Prozessschnittstelle angebunden werden können. Diese Flexibilität ermöglicht die Installation der Kamera in größerer Entfernung und eine Fernüberwachung des Prozesses – beispielsweise durch webbasierte Konfiguration über den USB Server.

Diese Merkmale gewährleisten, dass Optris-Infrarotkameras eine zuverlässige und effiziente Lösung zur Überwachung von Glasgobs in verschiedensten industriellen Umgebungen bieten.

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