Erste vollautomatisierte Appretur für Produktion von Dichtungsplatten

Was dahintersteckt und wie sie funktioniert

Das Gumpoldskirchner Unternehmen KLINGER Dichtungstechnik hat mit einer neuen Anlage einen innovativen und wichtigen Schritt in Richtung Zukunftsfähigkeit und Effizienz in der Produktion von Dichtungsplatten gesetzt. Die vollautomatische Anlage, die im Haus geplant, konstruiert und gebaut wurde, übernimmt den kompletten Prozess vom Einziehen der Platten, dem Besäumen und Ablängen sowie Bedrucken bis zur automatisierten Qualitätskontrolle und Palettierung.

Ein neuer Kalander war ausschlaggebend für weitere Innovationsschritte.

„2024 wurde der neue Kalander mit 2 Meter Breite in Betrieb genommen. Die breitere Ausführung steigert unseren Output pro Bearbeitungsdurchgang um rund 20 %. Wir können nun statt zwei Platten (2 x 1,5 m) ganze drei Platten im Endformat 2 x 1,5 m produzieren.“

Rene Blumauer, Technischer Leiter bei KLINGER Dichtungstechnik

Die bestehende Appretur schaffte dieses Plattenmaß jedoch nicht, also wurde investiert – in das eigene Know-how und den Standort Gumpoldskirchen.

„Die neue Appretur ist mit allen Formaten kompatibel und nimmt uns im Prinzip alle Schritte ab, um die Dichtungsplatten vom fertigen Walzprozess bis hin zur fertig gestapelten Palette zu bringen.“

Thomas Sellner, Projektleiter bei KLINGER Dichtungstechnik

„Dazu zählen das Besäumen der Längskanten, das Ablängen nach Kundenwunsch, das Bedrucken mit dem Produktlogo, die Qualitätskontrolle inklusive automatischer Ausschusserkennung und das Palettieren.“ Dank SCADA-Anbindung stehen sämtliche Kenngrößen und Prozessdaten in Echtzeit zur Verfügung und erlauben eine lückenlose Prozessüberwachung sowie Rückverfolgbarkeit jedes einzelnen Fertigungsauftrags.

Lediglich das Verpacken erfolgt noch von Hand, da hier viele unterschiedliche Verpackungsvorschriften – je nach Kundenanforderung – zu beachten sind. Dennoch hat sich der gesamte Produktionsablauf deutlich beschleunigt. Die Taktzeit konnte von 40 Sekunden auf 25 Sekunden reduziert, die Produktionsrate von 80 auf 130 Platten pro Stunde gesteigert werden.

1. Plattenwagen-Positionierung: Das System erkennt den Wagen, hebt ihn mittels vier Spindeln an und richtet die obere Dichtungsplatte exakt aus.
    
2. Einzug mit Luftpolster: Ein Sauggreifer hebt die Platte an und Luft wird unterblasen, damit das Material leicht in die Einzugswalze rutscht.
    
3. Besäumen: Seitliche Rundmesser schneiden überstehende Ränder ab. Die Abfälle werden geschreddert und dem Produktionskreislauf als Regenerat wieder zugeführt.
    
4. Kamera-Check: Die Platte durchläuft das KI-Kamerasystem, das in Echtzeit entscheidet, ob die Platte „okay“ oder „nicht okay“ ist. Fehlerpositionen werden exakt erkannt.
    
5. Bedrucken: Mithilfe eines Flexodruckverfahrens mit einer 15-kg-Walze wird das Produktlogo auf die Unterseite der Dichtungsplatte aufgetragen.
    
6. Ablängen: Eine Schlagschere trennt die Platte auf das vom Auftrag vorgegebene Endmaß.
    
7. Palettierung: Greifarme stapeln „gute“ Platten auf die Palette, Ausschuss landet auf einer separaten Sammelstelle.

Die neue Appretur ist auf eine Fördergeschwindigkeit von 60 m/min ausgelegt und kann Dichtungsplatten im Format bis zu 2 Meter Breite und 4,5 Meter Länge (amerikanische Zoll-Formate) verarbeiten. Die Anlage ist mit 39 Servomotoren ausgestattet, was rund 100 kW Antriebsleistung entspricht. Bei einer 8-Stunden-Schicht können so jährlich etwa 3.000 Tonnen Dichtungsmaterial verarbeitet werden, bei 12 Stunden sind es 4.500 Tonnen.

Arben Gashi, leitender Programmierer bei KLINGER Dichtungstechnik, hat die Anlage zum Leben erweckt. Er schrieb das SPS-Programm der Anlage, das alle Achsen, Motoren und Handlingsysteme koordiniert. Der Bau selbst war aufwendig: Insgesamt wurden 2,5 Kilometer Kabel verlegt, 520 technische Zeichnungen und 350 Seiten E-Plan erstellt. Rund 25.000 Einzelteile kamen zum Einsatz – und all das in Eigenregie, obwohl KLINGER Dichtungstechnik eigentlich kein klassischer Anlagenbauer ist.

Ein zentrales Merkmal der neuen Anlage ist das KI-gestützte Kamerasystem. Entwickelt von Johannes Frohnwieser, zuständig für Prozessoptimierung bei KLINGER Dichtungstechnik, und Victor Wenin, Projektsupport KI-Anwendungen, setzt es auf sogenannte Convolutional Neural Networks (CNN), konkret die OpenSource-Lösung YOLOv11 („You Only Look Once“). Dank Deeplearning wird das System laufend trainiert und kontinuierlich verbessert.

Frohnwieser erklärt: „Wir wollten eine Breite von 2000 Millimetern mit 60 Metern pro Minute abdecken und eine Auflösung von unter 0,1 Millimetern pro Pixel gewährleisten.“

Die drei Hochleistungs-Zeilenkameras pro Plattenseite mit jeweils 8K-Auflösung nehmen jede Platte zeilenweise auf. Insgesamt entstehen dabei pro Plattenseite rund 450.000 Bildzeilen. Die KI erkennt typische Fehler wie Quetschfalten zuverlässig. „Dank neuronaler Netzwerke können wir auf komplexe Beleuchtung verzichten, da das System das leichte Oberflächenmuster eigenständig ‚ausblendet‘. So konnten wir die Kosten für die Beleuchtung von 22.000 auf 1.000 Euro senken“, ergänzt Frohnwieser.

Durch die hohe Automatisierung wird nun nur noch ein Mitarbeiter benötigt, um die Anlage zu beaufsichtigen. Ein Vergleich: Bei der alten Appretur war sowohl die Taktzeit höher als auch der Personalbedarf. Gleichzeitig erfolgen Verpackung und einige Nebentätigkeiten weiterhin manuell – dennoch ist die Gesamtausbringung deutlich gestiegen.

„Eigentlich war geplant, mehr Komponenten und Leistungen extern zuzukaufen. Aber die Preissteigerungen haben uns dazu motiviert, selbst aktiv zu werden. Nicht alle Zulieferer sind zudem offen für Innovationen in unserem Sinne. Also haben wir auf Standardkomponenten gesetzt und unser eigenes Know-how genutzt.“

Ernst Schäfer, technischer Geschäftsführer von KLINGER Dichtungstechnik

Im Einsatz sind unter anderem Servokomponenten von Siemens und Sicherheitstechnik von Pilz. Mit dieser Entscheidung hat KLINGER Dichtungstechnik den Grundstein für mehr Unabhängigkeit, maßgeschneiderte Lösungen und langfristige Kosteneffizienz gelegt – und das mit einem Ergebnis, das sowohl technisch als auch wirtschaftlich überzeugt.