Maschinendaten im Spritzguss: Stillstände, Rüsten und Ausschuss richtig erfassen

Eine Spritzgießmaschine meldet jeden Zyklus. Trotzdem wissen viele Spritzgießereien am Ende der Schicht nicht genau, wie viele Gutteile gefertigt wurden, wie lange das Anfahren nach dem Werkzeugwechsel gedauert hat und warum Maschine 12 am Nachmittag stand. Die Daten sind in der Maschine, aber sie kommen nicht dort an, wo entschieden wird.

Dieser Beitrag zeigt, welche Maschinendaten im Spritzguss zählen, wo die typischen Rechenfehler liegen und wie Maschinen verschiedener Hersteller und Baujahre angebunden werden.

Was den Spritzguss beim Messen besonders macht

• Ein Zyklus ist nicht ein Teil. Ein Werkzeug mit vier Kavitäten liefert vier Teile je Schuss. Wird die Kavitätenzahl nicht je Werkzeug hinterlegt, sind Stückzahl, Leistung und Ausschussquote falsch. Wird eine Kavität stillgelegt, ändert sich die Rechnung erneut.
• Anfahrausschuss gehört dazu. Nach einem Werkzeug-, Material- oder Farbwechsel laufen Teile, bis der Prozess stabil ist. Diese Schüsse sind Ausschuss und gehören in den Qualitätsgrad, nicht in eine Nebenrechnung.
• Die Maschine hängt an Peripherie. Trockner, Temperiergeräte, Handlingroboter und Förderung: Steht eines davon, steht die Zelle. Ein Stillstandsgrund muss deshalb auch „Peripherie“ kennen, sonst landet alles bei der Maschine.
• Die Zykluszeit ist die Vorgabe. Anders als in der Zerspanung ist die Soll-Zykluszeit je Werkzeug meist bekannt. Das macht den Leistungsgrad der OEE im Spritzguss besonders aussagekräftig, vorausgesetzt, die Vorgabe wird je Werkzeug gepflegt und nicht je Maschine.

Die Kennzahlen und ihre Stolperstellen

Die Definition der Rüstzeit „vom letzten Gutteil bis zum ersten Gutteil“ ist die übliche Grundlage für Rüstworkshops nach SMED. Wie sich Ausschussrate und Qualitätsgrad unterscheiden, steht im Glossar.

Wie Spritzgießmaschinen angebunden werden

Für die Verbindung von Spritzgießmaschine und MES gibt es einen eigenen Standard. EUROMAP 77 beschreibt nach Angabe von EUROMAP die Schnittstelle zwischen Spritzgießmaschinen und MES für den Datenaustausch und ist zugleich als OPC-UA-Spezifikation OPC 40077 veröffentlicht. Maschinen, die ihn unterstützen, liefern Zyklen, Maschinenzustand und Auftragsdaten in einer festgelegten Struktur, unabhängig vom Hersteller.

In der Praxis steht dieser Standard nicht an jeder Maschine zur Verfügung. Drei Wege kommen zusammen:

1. Euromap- oder OPC-UA-Schnittstelle an neueren Maschinen: die meisten Daten, kein zusätzlicher Sensor.
2. Digitale Signale an älteren Maschinen: Zyklusimpuls, Lauf und Störung. Damit sind Stückzahl, Verfügbarkeit und Leistung messbar.
3. Peripherie über eigene Signale oder deren Schnittstelle, damit ein Stillstand am Trockner nicht als Maschinenstörung zählt.

SYMESTIC bindet Spritzgießmaschinen über Euromap, OPC UA und digitale Signale an und bildet sie in einem gemeinsamen Datenmodell ab. Für vollautomatisierte Spritzgießzellen koordiniert der IMM Controller den Material- und Datenfluss zwischen Maschine, Granulatversorgung, Handling, Prüfung und Etikettierung. Details stehen auf der Seite Kunststoffverarbeitung.

Leitsystem des Maschinenherstellers oder herstellerunabhängiges MES?

Viele Hersteller von Spritzgießmaschinen bieten ein eigenes Leitsystem an. Das ist eine gute Lösung, wenn der Maschinenpark aus einer Hand kommt und es auch bleiben soll. Ein herstellerunabhängiges MES lohnt sich, wenn:

• Maschinen mehrerer Hersteller und Baujahre in derselben Halle stehen,
• neben dem Spritzguss weitere Prozesse laufen, etwa Montage, Bedrucken oder Verpacken, und alles in einer Auswertung stehen soll,
• mehrere Werke mit unterschiedlichem Maschinenpark verglichen werden sollen.

So fangen Sie an

1. Werkzeugstamm prüfen: Kavitätenzahl und Soll-Zykluszeit je Werkzeug müssen stimmen, bevor die erste Kennzahl gerechnet wird.
2. Stillstandsgründe festlegen, mit eigenen Gründen für Werkzeugwechsel, Material- oder Farbwechsel, Anfahren und Peripherie.
3. Mit den Engpassmaschinen beginnen und vier Wochen messen, bevor Maßnahmen beschlossen werden.
4. Rüsten früh prüfen: Die Zeit zwischen letztem und erstem Gutteil ist ein häufiger Kandidat für den größten Verlust. Die Messung zeigt, ob das bei Ihnen zutrifft.

Wie das mit Ihren Maschinen aussieht, können Sie in einer kostenlosen Live-Demo am eigenen Anwendungsfall sehen.

Häufige Fragen

Brauche ich für ältere Spritzgießmaschinen neue Steuerungen?

Nein. Ein Zyklusimpuls und ein Lauf- oder Störsignal reichen für Stückzahl, Verfügbarkeit und Leistung. Prozesswerte wie Drücke und Temperaturen liefert dieser Weg nicht, dafür braucht es eine Schnittstelle der Steuerung.

Was ist EUROMAP 77?

Ein Standard für die Schnittstelle zwischen Spritzgießmaschine und MES auf Basis von OPC UA, veröffentlicht als OPC 40077. Er legt fest, welche Daten die Maschine in welcher Struktur bereitstellt.

Wie werden Mehrfachwerkzeuge richtig gezählt?

Stückzahl ist Schüsse mal aktive Kavitäten. Die Kavitätenzahl gehört zum Werkzeug und muss geändert werden, wenn eine Kavität stillgelegt wird.