TF Thermoforming System - systém pro teplotní monitorování procesu tepelného tváření

Systém pro tepelné zobrazování tepelného tváření

Termální zobrazovací systém (Thermal Imaging System) TF Thermoforming je pokročilé řešení pro tepelné zobrazování v reálném čase, navržené pro spojité i diskrétní procesy. Jedná se o součást širší řady produktů MP Linescanner, které jsou optimalizovány pro průmyslová prostředí. Systém je schopen poskytovat přesné, tepelné snímky a měření teploty od okraje k okraji (edge-to-edge). To je klíčové pro kontrolu kvality a monitoring procesů, kde je zásadní zachování jednotných podmínek.

Systém TF představuje vysokou výkonnost a robustnost. Pracuje v teplotním rozsahu od 20 do 350 °C, přičemž jeho přesnost dosahuje ±2 °C a opakovatelnost ±1 °C. Skenovací rychlost až 300 Hz a schopnost skenovat až 1024 datových bodů na jeden sken umožňují získat kompletní obraz i u těch nejrychlejších výrobních procesů.

Díky optickému rozlišení až 200:1 je každý bod na cílovém povrchu měřen až třikrát, což zajišťuje vysokou přesnost měření teploty. Konstrukce systému je uzpůsobena pro náročné průmyslové podmínky, o čemž svědčí integrované vodní chlazení pro provoz při okolní teplotě až 180 °C a stupeň krytí IP65, který chrání zařízení před prachem a vodou. Pro snadnou a rychlou instalaci je systém vybaven integrovaným laserem pro přesné zarovnání a vzduchovou clonou, která udržuje optické okno čisté.

Důvody pro implementaci systému: Strategické přínosy v průmyslu

Systém Fluke TF se odlišuje tím, že není pouze pasivním měřicím nástrojem, ale aktivní součástí pro optimalizaci procesu. Jeho primární role je procesní monitoring a kontrola, kontrola kvality produktů a včasná detekce problémů, dříve než dojde k chybě. Hlavní přínosy nasazení systému jsou:

Zvýšení kvality produktu a spolehlivosti: Systém zajišťuje, že produkty jsou vyráběny podle přesných specifikací, což zvyšuje kvalitu a snižuje zmetkovitost.

Zlepšení produktivity: Nepřetržitý monitoring umožňuje rychlou identifikaci a řešení problémů, což vede ke zvýšení efektivity výroby.

Nízké náklady na instalaci: Integrovaný laser pro zarovnání zjednodušuje a urychluje montáž.

Klíčová hodnota, která ho odlišuje, spočívá v jeho schopnosti poskytovat rychlé skenování od okraje k okraji. Problémy v procesu termoformování, jako je nekonzistentní ohřev, vznik tenkých míst nebo deformace, se často projevují na okrajích materiálu nebo v důsledku rychlých změn během výrobního cyklu. Systém TF s rozlišením 1024 bodů na řádek a rychlostí 300 Hz dokáže monitorovat celou šířku materiálu v reálném čase. Tím umožňuje včasné odhalení těchto anomálií a úpravu procesu ještě předtím, než se vada projeví na finálním produktu. 

Primární aplikační oblast: Termoformování

Termoformování je proces, ve kterém je materiál zahřátý na plastickou teplotu a následně tvarován do formy. Je to komplexní proces náchylný k problémům, jako je nekonzistentní ohřev, vznik tenkých nebo slabých míst a deformace po chlazení. Tyto problémy jsou často přímým důsledkem nerovnoměrného tepelného profilu.

Systém Fluke TF tyto problémy účinně řeší. Jeho schopnost poskytovat detailní termální snímky v reálném čase umožňuje detekovat horká místa (hot spots) nebo naopak podchlazené oblasti ještě předtím, než deska vstoupí do formovacího lisu. Data získaná ze skeneru mohou být využita pro kontrolu a kalibraci topných elementů a pro optimalizaci pro různé materiály a tloušťky. Rovnoměrně ohřátý materiál je základní předpoklad pro výrobu kvalitního produktu.

Tento analytický přístup lze aplikovat i na systém Fluke TF. Zatímco systém detekuje nerovnoměrný teplotní profil na plastové desce, což je zjevný symptom, operátor může na základě těchto dat následně analyzovat trendy a pomocí softwaru identifikovat přesnou příčinu, jako je selhávající topné těleso v peci. To umožňuje přejít od reaktivní údržby (řešení vadných produktů) k prediktivní údržbě (oprava topného tělesa dříve, než způsobí zmetky). Zvýšení provozní teploty a její kolísání je klíčovým indikátorem zhoršujícího se stavu zařízení. Data ze systému tak umožňují předvídat poruchy a plánovat údržbu v optimální dobu, minimalizovat prostoje a zbytečné náklady.

Systém Fluke TF je poháněn intuitivním softwarem, který je speciálně navržen pro vizualizaci a analýzu tepelných dat ze skenerů. Mezi klíčové softwarové funkce patří:  

• Zobrazování obrazu: Software zobrazuje snímky v reálném čase s překrytými a přizpůsobitelnými zónami měření, což umožňuje cílený monitoring klíčových oblastí.
• Systém alarmů: Lze nastavit vícenásobné alarmy, přičemž překročení horní hranice je signalizováno červeně a pokles pod spodní hranici modře.
• Analytické nástroje: Při pohybu kurzoru po tepelném snímku se na panelu úloh zobrazují přesné hodnoty teploty a souřadnice (x, y) daného bodu. Uložené termální snímky lze přehrávat jako time-lapse movie pro analýzu vývoje teploty v čase.  
• Přizpůsobení: Systém podporuje více konfigurací specifických pro daný produkt a kompenzaci okolní teploty. 

Možnosti Integrace systému TF

Výstupy ze softwaru lze odesílat do systémů PLC nebo SCADA pro přímé řízení ohřívacích prvků a automatickou korekci procesu. Integrace je umožněna podporou standardizovaných průmyslových rozhraní, jako je OLE (OPC), digitální a analogový I/O a přímé přeposílání dat prostřednictvím ASCII. Systém navíc nabízí nezávislý alarmový výstup a 4-20 mA rozhraní, což znamená, že může fungovat a generovat výstupy i bez trvalého připojení k počítači.

Integrovaná povaha hardwaru a softwaru umožňuje přechod od tradiční preventivní údržby k údržbě založené na stavu zařízení (CBM). Zatímco preventivní údržba často vede ke zbytečné výměně komponent a vyšším nákladům, CBM využívá data v reálném čase pro optimální plánování. Systém TF poskytuje klíčová data o teplotě, která jsou přímým indikátorem stavu procesu. Když data překročí nastavené prahové hodnoty, software může automaticky spustit alarm nebo dokonce vygenerovat pracovní příkaz pro dané zařízení.