WO2004013713A1 - Verfahren zur steuerung und überwachung der herstellung von thermoplastischen extrusionsprofilen insbesondere in einem inline-produktionsprozess mit bedruckungsvorgang - Google Patents

Verfahren zur steuerung und überwachung der herstellung von thermoplastischen extrusionsprofilen insbesondere in einem inline-produktionsprozess mit bedruckungsvorgang Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling and monitoring the production of thermoplastic extrusion profiles, in particular in an inline production process with a printing process.
  • thermoplastic extrusion profiles and direct printing and printing processes are known from practice. Embossing and pressure roller processes, such as are described for example in DE 2613411 C2, are used.
  • the method described there is not very suitable with regard to automated production and manufacturing processes and the large number of printed image variants for the production of thermoplastic extrusion profiles such as edgebands, calenders, etc.
  • the long changeover times in terms of production technology are costly and time-consuming.
  • DE 19823195 A1 discloses a manufacturing and digital printing method and a device for printing on plastic surfaces.
  • the print samples are recorded digitally by means of a scanner or digital camera and fed to a computer-printer unit, and this unit controls the printing process in production.
  • the printer systems that are used are inkjet printers, laser printers or thermal transfer printers.
  • a disadvantage of this method is the transfer of the data to the computer-printer unit in production by means of a data carrier such as CD-ROM or another storage medium.
  • DE 10049826 A1 describes a manufacturing process and computer-aided printing process for extruded plastic objects.
  • the computer-controlled printing process uses a number of print / image patterns, which are stored in advance in a computer to control the printing process using a scanner and digital camera.
  • a disadvantage of the computer-controlled process for the production and printing of plastic objects is the required intermediate steps of image / pattern storage, which are carried out by image-recording devices.
  • thermoplastic extrusion profiles usually takes place in a multi-stage production process in the process steps:
  • the printing process with the customer-specific print patterns is a complex process due to changing print / design images, printing colors and different basic materials, which in the current state of the art comprises manual steps.
  • thermoplastic extrusion profiles In an inline production process for thermoplastic extrusion profiles it is part of the daily business that customers - e.g. B. from the furniture industry - want templates or a sample of thermoplastic extrusion profiles, of which they would like to have a finished edging tape in different editions or quantities. If there is a sales order in the form of a print sample, the order is forwarded manually to production. The employees in production then have the task of preparing the inline production process for the thermoplastic extrusion profile with the customer print template, providing the basic material, preparing the material for the masterbatches of the extrusion process and starting the extrusion process with the downstream process sequences including printing.
  • the printing process in particular consists of different process sequences and is dependent on the selection of the base materials, the material pretreatment, the extrusion process control and the surface pretreatment for print preparation.
  • Such a complicated process for producing a customer-specific thermoplastic extrusion profile with the desired print and color design / pattern inevitably results in manufacturing errors.
  • the manufacturing systems used for this at high speeds and produce several meters of extrusion profile per minute. Errors in the manufactured product are only recognized late and time and material are used up.
  • thermoplastic extrusion profiles in particular in an inline production process with a printing process. It is therefore an object of the invention to provide a method for controlling and monitoring the production of thermoplastic extrusion profiles, in particular in an inline production process with a printing process.
  • Neuro-fuzzy techniques have been used in the consumer goods and capital goods industries for about 10 years, for the modeling, analysis, control and optimization of industrial manufacturing processes and / or monitoring processes.
  • thermoplastic extrusion profiles in an inline production process
  • Printing provides a first visual representation of a thermoplastic
  • ExtrusionprofildesignsA-patterns is shown on a display of an optical neuro-fuzzy structured computer design image database. To do this, sends the
  • Customer e.g. an image template of a sample / design image of an extrusion profile to be produced via the Internet, in the tagged image file format (TIFF format) or joint photographic experts group file format (JPEG format),
  • TIFF format tagged image file format
  • JPEG format joint photographic experts group file format
  • Designzen'trum These image templates are stored electronically and optically in the optical neuro-fuzzy structured computer design image database and are linked to the order, the design and / or sample image creation of a thermoplastic extrusion profile.
  • an optical neuro-fuzzy structured computer design image database which includes material classes for the production of the thermoplastic extrusion profiles, the print pattern classes for the design / pattern printing, the associated manufacturing and control processes as manufacturing / control process classes monitoring processes and customer-specific packaging and packaging are stored.
  • the product parameters for the basic materials such as
  • Recipe data also for multi-layer materials - color values and color pigmentation and the extrusion process parameters including cooling parameters such as
  • thermoplastic extrusion profile design / pattern created using the optical neuro-fuzzy structured computer design image database and sent to the customer in electronic form for the purpose of approval and confirmation of the design including all material, color and and printing data, packaging and packaging data via the Internet and / or e-mail and / or via a customer-specific network.
  • optical neuro-fuzzy structured computer design image database mentioned and listed here are to be understood in a non-restrictive manner.
  • the design / sample image data are stored as image files, e.g. in TIFF format or in JPEG format.
  • the material, dyeing and printing as well as the packaging data and parameters by the customer After confirmation and approval of the design / sample, the material, dyeing and printing as well as the packaging data and parameters by the customer, the product parameters, the extrusion process parameters, the pretreatment parameters, the optical design / sample parameters are transferred. and printing parameters, the coating parameters, the optical inspection parameters and the customized assembly and packaging parameters electronically through the optical neuro-fuzzy structured computer design image database to a network acting as a wired or radio controlled Ethernet or as any other form of one local network can be formed and is preferably present as an intelligent neural network.
  • This intelligent neural network links at least two further inline production lines of the type described and uses an electronic production planning system to determine the capacity utilization in the inline production lines.
  • the optical neuro-fuzzy structured computer design image data and parameters are transmitted electronically for the product parameters (base material and recipe data), for the extrusion process parameters including cooling (temperature, pressure etc.), for the pretreatment parameters (flame treatment, use of chemical and / or physical etching processes etc.), for the optical design / sample image and printing parameters (decor design, selection or combination of printing processes such as serial background printing and / or piezo printing , Printing ink formulation, etc.), the coating parameters (type of coating, surface embossing, etc.), the optical inspection parameters (design / sample image and color printing,
  • a central control center in the control, regulation and monitoring process offers the advantage that the operator staff of the central control center can take over the control and monitoring of the production of thermoplastic extrusion profiles - including several productions - and in the event of deviations directly controlling and regulating the production process intervenes.
  • the electronic and optical design / sample image data transmitted by the optical neuro-fuzzy structured computer design image database including the production control device and production control device parameters for the operator personnel, are system-specific with regard to the inline production process by means of graphic user interface surfaces ( GUI) visualized at the central control room.
  • GUI graphic user interface surfaces
  • the parameter data electronically and optically transmitted to the central control center from an optical neuro-fuzzy structured computer design image database thus control and regulate the inline production process for thermoplastic extrusion profiles in the main process steps: - provision and mixing of basic materials,
  • the base material and / or the base material mixtures - such as polyethylene, polypropylene, acrylic-butadiene-styrene, polyvinyl chloride etc. and mixed combinations - are requested electronically via the network of material storage devices from the central control center, and are fed to the extrusion process in a controlled manner via a material distribution system melted the following step and extruded customer-specific into thermoplastic extrusion profiles according to the product and extrusion process parameters, the optical neuro-fuzzy structured computer design image data / parameters in the extrusion process.
  • thermoplastic extrusion profiles are cooled in accordance with the cooling parameter data and thus the shape is stabilized.
  • thermoplastic extrusion profile is pretreated to match the material properties, in the layer thickness range from 0.5-300 ⁇ m, preferably 2-200 ⁇ m, so that in the subsequent process step (primer layer) it is controlled by the central control center and regulated an adhesion promoter layer can be applied by means of a coating device.
  • thermoplastic extrusion profile with a serial rear printing process and / or in combination with a piezo printing process in a printing device is controlled and regulated by the central control center with the optical neuro-fuzzy structured design / sample image data and associated printing parameters.
  • the printing process in the rear and / or piezo printing process with multicolored design / sample image data including the associated printing parameters are stored in the central control center as optical neuro-fuzzy structured design / sample print image classes and printer control parameter classes for the printing and advantageously ensure faster printing control of the printing device, so that the printing process can be time-optimized.
  • the optical neuro-fuzzy-structured design / sample image data stored as print image classes and the associated printing parameters also control printing methods of the aforementioned type arranged in parallel (rear and / or piezo printing methods).
  • the coating is carried out with an abrasion-resistant layer, in particular a lacquer layer, also on the thermoplastic extrusion profile in a multi-layer process.
  • the optical neuro-fuzzy-structured coating parameters are electronically transmitted via a central control station to a coating device for the purpose of controlling and regulating the coating process.
  • thermoplastic extrusion profile is carried out by an optical inspection device according to claim 22, which is present as an image-recording camera device with an evaluation unit.
  • the pixel image of the thermoplastic extrusion profile checked at the output of the image-recording camera device is electronically transmitted via radio and / or network to a second optical neuro-fuzzy structured database, hereinafter referred to as optical neuro-fuzzy structured computer-aided inspection database.
  • This optical neuro-fuzzy structured computer-aided inspection database carries out an electronic and optical image comparison (image mapping) by means of a comparison of the stored pattern / design image data with the present pixel image data at the output of the image-recording camera device.
  • any deviations or errors in the printing (such as color errors, printing delay etc.) and / or in the coating (such as layer thickness, optical transmission and reflection behavior of the layer etc.) of the manufactured, printed and coated thermoplastic extrusion profiles are detected by the electronic and the optical Image comparison (image mapping) of the recorded pixel data with the stored optical neuro-fuzzy structured pattern / - design image data and / or coating parameters is recognized and sent via an electronic network and / or radio-controlled to the central control station and there as electronically and optically recognized error image data in error image classes classified using neuro-fuzzy technology, processed using data technology and used to control and regulate the printing and coating device.
  • the central control center thus controls and regulates the process data and parameters of the printing and the subsequent coating device for the thermoplastic extrusion profiles after optical neuro-fuzzy error processing has taken place. This ensures that occurring errors and error classes in the printing and / or coating are learned by the central control center and the printing and coating devices are thus controlled and regulated in a process-optimized manner with the new data and parameters.
  • the subsequent customer-specific assembly and packaging step is also controlled and regulated by the central control center with the assembly and packaging parameters.
  • the detected printing / coating errors or classes are sent electronically and optically via the network to the assembly and packaging devices downstream in the production process sequence via a central control station, so that it is guaranteed that only thermoplastic extrusion profiles are finished and packaged as end products in accordance with the customer order are free of printing and / or coating errors.
  • Completed, packaged and packaged thermoplastic extrusion profiles that are not faulty will be sent to the customer by stating the delivery time via Optical neuro-fuzzy structured design image database in connection with the Intemet network connection or communicated via email or customer-specific network.
  • thermoplastic extrusion profiles can be produced customer-specifically and adapted to changing printed image patterns / design images for different basic materials and the capacity utilization of the productions is determined by a neural network linked to a production planning system.
  • FIG. 1 The invention is shown schematically using an embodiment in FIG. 1 and is described in detail below with reference to FIG. 1.
  • thermoplastic extrusion profiles In an inline production process for the production of thermoplastic extrusion profiles according to FIG. 1, electronic and optical design / sample image data for thermoplastic extrusion profiles from the customer to an optical neuro are transmitted via an Internet network connection 13a or via email 13b or a customer-specific network 13c -Fuzzy structured computer design image database 12 - for example as electronic mail with design / sample image templates in TIFF or JPEG file format - sent.
  • the product parameters for the base material, the base material mixture and the recipe data
  • the extrusion including cooling parameters pressure, temperature etc.
  • the pretreatment parameters flame treatment, use of the chemical and / or physical etching processes etc.
  • the optical design / sample image data and printing parameters decor design, selection or grain Combination of printing processes such as serial background printing and / or piezo printing, printing ink formulation, etc.
  • the coating parameters type of coating, surface embossing, etc.
  • the optical inspection parameters design / sample image and color printing, defect images and Defect image classes etc) of the optical inspection device 6, the customer-specific assembly and packaging parameters as a whole are determined and compiled in accordance with the customer requirements and a thermoplastic extrusion profile design Z-pattern is created.
  • the product parameters, the extrusion parameters, the pretreatment parameters, the optical design Z pattern image data and printing parameters for a serial fund printing and Z or piezo are used.
  • the intelligent neural network 10b links at least two procedural inline production lines 11 for the production of thermoplastic extrusion profiles and uses an electronic production planning system 9 to determine the capacity utilization of several inline production lines 11 for the production of thermoplastic extrusion profiles.
  • an electronic and optical parameter and design / sample data transfer takes place from the optical neuro-fuzzy structured computer design image database 12 via network connection 10, 10a-b a central control station 8 for the overall control and regulation of one or more selected inline production lines 11.
  • thermoplastic extrusion profiles in the process steps: provision of basic material from the material stock direction with distributor system 1, extrusion with cooling 2, material pretreatment by means of a chemical and / or physical etching process 3a-c, printing by means of a background printing process 4a and / or piezo printing process 4b, coating 5, optical inspection 6, customer-specific packaging and packaging 7 with the associated and associated devices 1 to 7.
  • GUI graphic user interface
  • the central control station 8 controls and regulates the process step of providing the basic materials and / or basic material mixtures from the material supply device 1 via an electronic network 8b and, controlled by a material distribution system, feeds this to the extrusion process of the extrusion device 2.
  • the downstream extrusion device 2 is controlled according to the product and extrusion process parameters from the optical neuro-fuzzy structured computer design image database 12 via the central control station 8 and the connected network 8b with the electronic data, so that the extrusion process by means of the extrusion device 2 to produce the customer-specific thermoplastic extrusion profile.
  • the central control station 8 regulates and controls the subsequent cooling process using the cooling parameters from the optical neuro-fuzzy structured computer design image database in a temperature-controlled cooling section, so that a form stabilization of the thermoplastic extrusion profiles is ensured.
  • the flame treatment device 3a and / or the physical and / or chemical etching device 3b including the corona treatment are combined in one step
  • the thermoplastic extrusion profile is thus pretreated in a layer thickness range of 0.5-300 ⁇ m, so that in the subsequent process step an adhesive layer can be applied in the coating device 3c.
  • the following printing process of the thermoplastic extrusion profile in a printing device 4 with serial rear printing process 4a and / or in combination with a piezo printing process 4b is carried out by the central control station 8 via electronic network 8b controlled with the optical neuro-fuzzy structured computer design pattern data 12 and the associated Printing parameters.
  • the design Z-pattern images stored as optical neuro-fuzzy-structured design / sample image and print control classes in the central control station 8 ensure a faster and thus time-optimized printing process of the printing device 4 used for the serial rear printing 4a and Z or piezo printing processes 4b.
  • the coating (sealing) with the coating parameters from the optical neuro-fuzzy structured computer design image database 12 is controlled by the central control station 8 via network 8b.
  • An optical inspection device 6, which consists of an image-recording camera device with evaluation unit 14, checks the thermoplastic extrusion profiles produced after the printing process 4 using the printing processes 4a, 4b and after the coating device 5 has been coated.
  • thermoplastic extrusion profile At the output of the image-recording camera device with evaluation unit 14, electronic and optical pixel images and pixel image data 15 are generated from the thermoplastic extrusion profile, especially from its design / pattern image and coating.
  • This pixel image information thus includes a detailed representation of the thermoplastic extrusion profile checked and is electronically transmitted to an optical neuro-fuzzy structured computer-aided inspection database 16 via network or radio.
  • This optical neuro-fuzzy structured computer-aided inspection database 16 carries out an electronic and optical image comparison (image mapping) of the stored pattern / design image data from the optical neuro-fuzzy structured computer design image database 12 and the pixel image data at the output of the image-taking Camera device with evaluation unit 14, so that production-related deviations or errors due to the printing of the printing device 4, with the printing method 4a-b, and / or in the coating by the coating device 5, are recognized in good time.
  • the errors and deviations determined in this way are transmitted to the central control station 8 via network 8b and stored in the central control station 8 as electrically and optically recognized fault image data in fault image classes using neuro-fuzzy logic.
  • the electronic and optical neuro-fuz: zy-classified error and deviation data from the optical neuro-fuzzy structured computer-aided inspection database 16 stored in the central control station 8 are processed in the central control station 8 for data processing purposes and correct the production-related errors in the printing device 4 of the rear printing process 4a and / or piezo printing method 4b and / or the coating in the coating device 5 in accordance with the recognized and determined errors and error classes.
  • the central control station 8 simultaneously transmits the production-related Feriler and error classes to the assembly and packaging device 7, so that the printed and coated thermoplastic extrusion profiles identified as defective are sorted out by the assembly and packaging device 7 and the thermoplastic extrusion profiles produced correctly according to the customer stored packaging / packing parameters of the optical neuro-fuzzy structured design image database 12, packaged and packaged.
  • thermoplastic extrusion profiles are communicated to the customer electronically, stating the time of delivery via network connection 13a-c - by email or internet connection or customer-specific network.
  • GUI graphical user interface
  • Intelligent neural network 1 1 inline production lines - at least two

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Steuerung und Überwachung der Herstellung von thermoplastischen Extrusionsprofilen, insbesondere in einem Inline-Produktionsprozess mit Bedruckungsvorgang unter Verwendung einer optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Computer-DesignBilddatenbank offenbart und der Inline-Produktionsprozess von einem Zentralleitstand aus in Verbindung mit einer Inspektionsvorrichtung gesteuert und geregelt.

Description

Verfahren zur Steuerung und Überwachung der Herstellung von thermoplastischen Extrusionsprofilen insbesondere in einem Inline-Produktionsprozess mit Bedruckungsvorgang
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und Überwachung der Herstellung von thermoplastischen Extrusionsprofilen insbesondere in einem Inline- Produktionsprozess mit Bedruckungsvorgang.
Stand der Technik
Die Herstellung von thermoplastischen Extrusionsprofilen und direkte Druck- und Bedruckungsverfahren sind aus der Praxis bekannt. Zum Einsatz kommen Präge- und Druckwalzenverfahren, wie sie beispielsweise in DE 2613411 C2 beschrieben sind. Das dort beschriebene Verfahren ist hinsichtlich automatisierter Fertigung und Fertigungsabläufe und die Vielzahl der Bedruckungsbildvarianten zur Herstellung von thermoplastischen Extrusionsprofilen wie Kantenbänder, Kalander etc. wenig geeignet. Insbesondere die langen fertigungstechnischen Umrüstzeiten sind kosten- und zeitintensiv.
Aus DE 19823195 A1 geht ein Herstellungs- und Digitaldruckverfahren sowie eine Vorrichtung zum Bedrucken von Kunststoffoberflächen hervor. Hierzu werden die Druckmuster digital mittels Scanner oder Digitalkamera aufgenommen und einer Rechner-Druckereinheit zugeführt und diese Einheit steuert den Bedruckungsvorgang in der Fertigung. Die Druckersysteme, die zum Einsatz kommen, sind Tinten- strahldrucker, Laserdrucker oder Thermotransferdrucker. Nachteilig an diesem Verfahren ist das Überspielen der Daten mittels einem Datenträger wie CD-ROM oder einem anderen Speichermedium auf die Rechner-Druckereinheit in der Fertigung.
DE 10049826 A1 beschreibt ein Fertigungsverfahren und computergestütztes Druck- verfahren für extrudierte Kunststoffgegenstände.
Das computergesteuerte Druckverfahren verwendet eine Anzahl von Druck-/ Bildmustern, die vorab in einem Computer zur Steuerung des Druckverfahrens mittels Scanner und Digitalkamera hinterlegt werden. Nachteilig an dem computergesteuerten Verfahren zur Herstellung und Bedruckung von Kunststoffgegenständen sind die erforderlichen Zwischenscήritte der Bilder-/ Mustereinspeicherung, die durch bildaufnehmende Vorrichtungen erfolgen. Hinsichtlich der Bedruckung sind aus der Literatur Verfahren zu Mehrfarbdrucktechniken, wie digitale Druckplatten, bekannt, wobei die Übertragung der digitalen Druckbilddaten auf einzelne Druckplatten/-walzen außerhalb der Bedruckungseinrichtung als sogenanntes Computer-to-Plate-Verfahren erfolgen kann oder durch Übertragung sämtlicher digitaler Bilddaten auf DruckplattenA-walzen als sogenanntes Com- puter-to-Press-Verfahren oder durch Übertragen der digitalen Bilddaten auf Bildträgertrommeln als sogenanntes Computer-to- Print-Verfahren.
Diese vorgenannten, aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen besitzen den Nachteil, dass sie keine fehlererkennende Steuerung und Ü- berwachung der Herstellung von thermoplastischen Extrusionsprofilen, insbesondere in einem Inline-Produktionsprozess mit Bedruckungsvorgang ermöglichen.
Die Produktion von thermoplastischen Extrusionsprofilen erfolgt in der Regel in einem mehrstufigen Fertigungsablauf in den Prozessschritten:
- Grundmaterialbereitstellung,
- Materialaufbereitung der Masterbatches für den Extrusionsvorgang einschließlich Farbgebung,
- Extrusionsprozess, - Abkühlung in einer Kühlstrecke,
- Oberflächenvorbehandlung zur Druckvorbereitung entsprechend der verwendeten Grundmaterialien,
- Aufbringen einer Haftvermittlerschicht,
- Mehrstufiger Bedruckungsvorgang mit einem kundenspezifischen Design und/oder Muster,
- Aufbringen einer abriebfesten Beschichtung,
- Härten der Beschichtung durch eine Bestrahlungsvorrichtung,
- Aufwickelprozess und
- Versandfertigstellung für den Kunden. Dabei ist der Bedruckungsvorgang mit den kundenspezifischen Druckmustern bedingt durch wechselnde Druck-/Designbilder, Druckfarben und unterschiedlicher Grundmaterialien ein komplexer Prozess, der im bisherigen Stand der Technik manuelle Schritte umfasst.
In einem Inline-Produktionsprozess für thermoplastische Extrusionsprofile gehört es zum Tagesgeschäft, dass Kunden - z. B. aus der Möbelbranche - Vorlagen oder eine Bemusterung von thermoplastischen Extrusionsprofilen wünschen, von der sie bspw. ein fertiges Kantenband in unterschiedlicher Auflage oder Menge erstellt haben möchten. Liegt ein Kundenauftrag in Form eines Bedruckungsmusters vor, wird der Auftrag manuell an die Fertigung weitergeleitet. Die Mitarbeiter in der Fertigung haben dann die Aufgabe, den Inline-Produktionsprozess für das thermoplastische Extrusionsprofil mit der Kundendruckvorlage vorzubereiten, das Grundmaterial bereitzustellen, die Materialaufbereitung für die Masterbatches des Extrusionsvorgan- ges vorzunehmen und den Extrusionsvorgang mit den nachgeschalteten Prozessabläufen einschließlich Bedruckung zu starten.
Gerade der Bedruckungsvorgang besteht aus unterschiedlichen Prozessabläufen und ist abhängig von der Auswahl der Grundmaterialien, der Materialvorbehandlung, der Extrusionsprozessführung und der Oberflächenvorbehandlung zur Druckvorbereitung. Bei einem derart komplizierten Verfahren zur Herstellung eines kundenspezifischen thermoplastischen Extrusionsprofils mit gewünschten Druck- und Farb- design/-muster treten unweigerlich Fertigungsfehler auf. Es besteht z. B. die Möglichkeit, dass nicht richtig spezifiziertes Grundmaterial verwendet wird, die Druqkvor- behandlung nicht richtig eingestellt ist oder der Bedruckungsvorgang nicht den Kundenanforderungen entspricht. Zudem arbeiten die hierzu verwendeten Fertigungsanlagen mit hohen Geschwindigkeiten und produzieren mehrere Meter Extrusionsprofil pro Minute. Dabei werden Fehler im gefertigten Produkt erst spät erkannt sowie Zeit und Materi- al verbraucht. Demzufolge besteht Bedarf an einem effizienten Verfahren zur Steuerung und Überwachung der Herstellung von thermoplastischen Extrusionsprofilen, insbesondere in einem Inline-Produktionsprozess mit Bedruckungsvorgang. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung und Überwachung der Herstellung von thermoplastischen Extrusionsprofilen, insbesondere in einem Inline-Produktionsprozess mit Bedruckungsvorgang zu schaffen .
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und mit einer Vorrichtung gemäß des Patentanspruchs 22 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Neuro-Fuzzy-Techniken werden seit ca. 10 Jahren sowohl in der Konsumgüter- als auch in der Investitionsgüterindustrie eingesetzt, und zwar für die Modellierung, Analyse, Steuerung und Optimierung von industriellen Fertigungsprozessen und/oder Überwachungsverfahren.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung und Überwachung der Herstellung von thermoplastischen Extrusionsprofilen in einem Inline-Produktionsprozess mit
Bedruckung sieht vor, dass eine erste visuelle Darstellung eines thermoplastischen
ExtrusionsprofildesignsA-musters auf einem Display einer optischen Neuro-Fuzzy- strukturierten Computer-Design-Bilddatenbank dargestellt wird. Dazu sendet der
Kunde z.B. eine im Tagged-Image-File-Dateiformat (TIFF-Format) oder Joint- Photographic-Experts-Group-Dateiformat (JPEG-Format) vorliegende Bildvorlage eines herzustellenden Muster-/Designbildes eines Extrusionsprofils via Internet, E-
Mail oder über ein kundenspezifisches Netzwerk in elektronischer Form an ein
Designzen'trum. Diese Bildvorlagen werden in der optischen Neuro-Fuzzy- strukturierten Computer-Design-Bilddatenbank elektronisch und optisch eingespei- chert und verbunden mit dem Auftrag, der Design- und/oder Musterbild erstellung eines thermoplastischen Extrusionsprofils.
Bei der vorliegenden Erfindung wird eine optische Neuro-Fuzzy-strukturierte Computer-Design-Bilddatenbank verwendet, in der Materialklassen für die Herstellung der thermoplastischen Extrusionsprofile, die Druckmusterklassen für den Design-/ Musterdruck , die zugehörigen Fertigungs- und Steuerungsprozesse als Fertigungs-/ Steuerungsprozessklassen einschließlich der Überwachungsabläufe und die kundenspezifische Konfektionierung und Verpackung hinterlegt sind. Durch eine optische Neuro-Fuzzy-strukturierte Computer-Design-Bilddatenbank werden z.B. die Produktparameter für die Grundmaterialien wie
Rezepturdaten (Polymerisate, Additive etc. ) auch für mehrschichtige Materialien - Farbwerte und Farbpigmentierung und die Extrusionsverfahrensparameter einschließlich Kühlungsparameter wie
- Temperatur
- Druck
- Batch - Dosierung - Extrusionswerkzeug und die Vorbehandlungsparameter wie
- Beflammung
- Verwendung von Plasma- und/oder chemischen Ätzverfahren, ins besondere Koronabehandlung - Haftvermittlerbeschichtung für die nachfolgende Bedruckung
(Primerbesch ichtung) und die optischen Design-/Musterbilddaten und Bedruckungsparameter wie Dekordesign
- Auswahl oder Kombination der Druckverfahren wie serieller Fond- druck und Piezodruck
Druckfarbenrezepturen
Metamerieanpassungen
Druckmaschineneinstellungen
und die Beschichtungsparameter wie
- Art der Beschichtung
- Oberflächenprägung und -Struktur
- Schichtzusammensetzung
- Nachbehandlung
und die optischen Inspektionsparameter wie
- Design-/Muster- und Farbbedruckung
- Defekt- / Feh lerbilder
- Lage des Fehlers - Art des Fehlers und die kundenspezifischen Konfektionierungs- und Verpackungsparameter wie
- Aufrolllängen
- Wickelung - Verpackungsarten entsprechend den Kundenanforderungen ermittelt, zusammengestellt und ein thermoplastisches Extrusionsprofildesign/-muster mittels der optischen Neuro-Fuzzy- strukturierten Computer-Design-Bilddatenbank erstellt und dem Kunden in elektronischer Form zwecks Freigabe und Bestätigung des Designs einschließlich sämtlicher Material-, Färb- und Bedruckungsdaten, Konfektionierungs- und Verpackungsdaten via Internet und/oder E-Mail und/oder via kundenspezifischem Netzwerk zugesendet.
Die hier vorgenannten und aufgeführten Parameter der optischen Neuro-Fuzzy- strukturierten Computer-Design-Bilddatenbank sind in einer nicht beschränkend wirkenden Art und Weise zu verstehen.
Die Design-/Musterbilddaten liegen als Bilddateien, z.B. im TIFF-Format oder im JPEG-Format vor.
Nach Bestätigung und Freigabe des Designs/Musters, der Material-, der Färb- und Bedruckungs- sowie der Konfektionierungs-Λ erpackungsdaten und -parameter durch den Kunden erfolgt die Übertragung der Produktparameter, der Extrusionsverfahrensparameter, der Vorbehandlungsparameter, der optischen Design-/Muster- und Bedruckungsparameter, der Beschichtungsparameter, der opti- sehen Inspektionsparameter und der kundenspezifischen Konfektionierungs- und Verpackungsparameter elektronisch durch die optische Neuro-Fuzzy-strukturierte Computer-Design-Bilddatenbank an ein Netzwerk, das als ein verkabeltes oder funkgesteuertes Ethernet oder als eine beliebige andere Form eines lokalen Netzwerks ausgebildet sein kann und vorzugsweise als ein intelligentes neuronales Netzwerk vorliegt.
Dieses intelligente neuronale Netzwerk verknüpft mindestens zwei weitere Inline- Produktionslinien der beschriebenen Art und stellt mittels eines elektronischen Produktionsplanungssystems die Kapazitätsauslastung in den Inline-Produktionslinien fest. Entsprechend dem Abfrageergebnis durch das Produktionsplanungssystem via intelligentem neuronalem Netzwerk erfolgt die elektronische Übermittlung der optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Computer-Design-Bilddaten und -Parameter für die Pro- duktparameter (Grundmaterial- und Rezepturdaten) , für die Extrusionsverfahrensparameter einschließlich Kühlung (Temperatur, Druck etc. ), für die Vorbehandlungsparameter (Beflammung, Verwendung der chemischen und/oder physikalischen Ätzverfahren etc.), für die optischen Design-/Musterbild- und die Bedruckungsparameter (Dekordesign, Auswahl oder Kombination der Druckverfahren wie serieller Fond- druck und/oder Piezodruck, Druckfarbenrezeptur etc), die Beschichtungsparameter (Art der Beschichtung, Oberflächenprägung etc), die optischen Inspektionsparameter (Design/Musterbild und Farbbedruckung,
Defektbilder und Fehlerbildklassen etc) und die kundenspezifischen Konfektionie- rungs- und Verpackungsparameter an einen Zentralleitstand zur Steuerung und Regelung der Fertigungseinrichtungen der ausgewählten Fertigung zur Herstellung von thermoplastischen Extrusionsprofilen, insbesondere mehrerer Inline-Produktionen und deren Fertigungseinrichtungen.
Die Einbindung eines Zentralleitstandes in den Steuerungs-, Regelungs- und Überwachungsprozess bietet den Vorteil, dass das Bedienerpersonal des Zentralleitstandes die Steuerung und Überwachung der Fertigung von thermoplastischen Extrusionsprofilen - auch mehrerer Fertigungen - übernehmen kann und im Falle von Abweichungen direkt in den Produktionsablauf steuernd und regelnd eingreift. Hierzu werden die von der optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Computer-Design- Bilddatenbank übermittelten elektronischen und optischen Design-/Musterbilddaten einschließlich der Fertigungssteuerungsvorrichtungs- und Fertigungsregelungsvor- richtungsparameter für das Bedienerpersonal anlagenspezifisch hinsichtlich des Inline-Produktionsprozesses mittels Graphischer-User-Interface-Oberflächen (GUI genannt) am Zentralleitstand visualisiert .
Die an den Zentralleitstand elektronisch und optisch übermittelten Parameterdaten aus einer optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Computer-Design-Bilddatenbank steuern und regeln damit den Inline-Produktionsprozess für thermoplastische Extru- sionsprofile in den wesentlichen Verfahrensschritten: - Grundmaterialbereitstellung und -mischung,
- Extrusion mit anschließender Kühlung
- Materialvorbehandlung zur Bedruckung (mittels Beflammung, chemischen und physikalischen Ätzverfahren und/oder Korona- behandlung)
- Farbmischung und Bedruckung mittels seriellem Fonddruck- und/oder Piezodruckverfahren
- Beschichtung
- optische Inspektion des Extrusionsprofils - kundenspezifische Konfektionierung und Verpackung
- Liefermitteilung an den Kunden.
Das Grundmaterial und/oder die Grundmaterialmischungen - wie bspw. Polyethylen, Polypropylen, Acryl-Butadien-Styrol, Polyvinylchlorid etc und Mischkombinationen werden elektronisch über das Netzwerk aus Materialsvorratsvorrichtungen vom Zentralleitstand angefordert, über ein Material-Verteilersystem gesteuert dem Extrusi- onsprozess zugeführt, in einem folgenden Schritt aufgeschmolzen und kundenspezifisch in thermoplastische Extrusionsprofile entsprechend der Produkt- und Extrusionsverfahrensparameter, der optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Computer- Design-Bilddaten/-Parameter im Extrusionsverfahren extrudiert.
In einem nachfolgenden Abkühlprozess einer temperaturgeregelten Abkühlstrecke werden die thermoplastischen Extrusionsprofile entsprechend der Abkühlparameterdaten abgekühlt und somit in der Form stabilisiert.
Zur Materialvorbehandlung für den Bedruckungsprozess und zur Verbesserung der Haftung der Druckfarben auf dem thermoplastischen Extrusionsprofil kommen Be- flammungsverfahren, physikalische und/oder chemische Ätzverfahren - selektives und/oder reaktives lonenätzen und/oder elektrochemisches Ätzen - und/oder Koronabehandlung zum Einsatz, deren Vorbehandlungs- und Verfahrensparameter durch den Zentralleitstand mit den optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Design-Bilddaten und -Parametern gesteuert und überwacht werden. Hierdurch wird das thermoplastische Extrusionsprofil angepasst an die Materialeigenschaften, im Schichtdickenbereich von 0,5-300 μm , vorzugsweise 2- 200 μm vorbehandelt, so dass im anschließenden Verfahrensschritt (Primerschicht) durch den Zentralleitstand gesteuert und geregelt mittels einer Beschichtungsvorrichtung eine Haftvermittlerschicht aufgebracht werden kann.
Der folgende Bedruckungsvorgang des thermoplastischen Extrusionsprofils mit einem seriellen Fonddruckverfahren und/oder in Kombination mit einem Piezodruck- verfahren in einer Bedruckungsvorrichtung wird mit den optischen Neuro-Fuzzy- strukturierten Design-/Musterbilddaten und zugehörigen Bedruckungsparametem durch den Zentralleitstand gesteuert und geregelt.
Insbesondere der Bedruckungsvorgang im Fond- und/oder Piezodruckverfahren mit mehrfarbigen Design-/Musterbilddaten einschließlich der zugehörigen Bedruckungsparameter sind im Zentralleitstand als optische Neuro-Fuzzy-strukturierte Design- /Musterdruckbildklassen und Druckersteuerungsparameterklassen für die Bedruckung hinterlegt und gewährleisten vorteilhafterweise eine schnellere Druckansteuerung der Bedruckungsvorrichtung , so dass der Bedruckungsprozess zeitoptimiert erfolgen kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens steuern die als Druckbildklassen hinterlegten optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Design-/ Musterbilddaten und die zugehörigen Bedruckungsparameter auch parallel angeordnete Bedruckungsverfahren der vorgenannten Art (Fond- und/oder Piezodruckver- fahren) .
Nach der Bedruckung erfolgt die Beschichtung mit einer abriebfesten Schicht, insbesondere einer Lackschicht, auch im mehrschichtigen Verfahren auf das thermoplastische Extrusionsprofil. Hierzu werden die optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Be- schichtungsparameter via Zentralleitstand elektronisch an eine Beschichtungsvorrichtung zwecks Steuerung und Regelung des Beschichtungsprozesses übermittelt.
Eine anschließende Qualitätsprüfung der bedruckten und beschichteten thermoplastischen Extrusionsprofile erfolgt durch eine optische Inspektionsvorrichtung nach Patentanspruch 22, die als bildaufnehmende Kameravorrichtung mit Auswerteeinheit vorliegt. Das am Ausgang der bildaufnehmenden Kameravorrichtung erzeugte Pixelbild des überprüften thermoplastischen Extrusionsprofils wird in eine zweite optische Neuro-Fuzzy-strukturierte Datenbank, im Folgenden optische Neuro-Fuzzy- strukturierte Computer-Aided-Inspektionsdatenbank genannt , über Funk und/oder Netz- werk elektronisch übermittelt. Diese optische Neuro-Fuzzy- strukturierte Computer-Aided-Inspektionsdatenbank führt einen elektronischen und optischen Bildvergleich (Bildmapping) mittels eines Vergleichs der hinterlegten Muster-/Designbilddaten mit den vorliegenden Pixelbild- daten am Ausgang der bildaufnehmenden Kameravorrichtung durch.
Auftretende Abweichungen oder Fehler in der Bedruckung ( wie Farbfehler, Druckverzug etc.) und/oder in der Beschichtung (wie Schichtdicke, optisches Transmissions- und Reflexionsverhalten der Schicht etc.) der hergestellten, bedruckten und beschichteten thermoplastischen Extrusionsprofile werden durch den elektronischen und den optischen Bildvergleich (Bildmapping) der aufgenommenen Pixeldaten mit den hinterlegten optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Muster-/-Designbilddaten und/ oder -Beschichtungsparametern erkannt und via einem elektronischen Netz und/oder funkgesteuert an den Zentralleitstand gesendet und dort als elektronisch und optisch erkannte Fehlerbilddaten in Fehlerbildklassen mittels Neuro-Fuzzy- Technik klassifiziert hinterlegt , datentechnisch verarbeitet und zur Steuerung und Regelung der Bedruckungs- und Beschichtungsvorrichtung verwendet . Der Zentralleitstand steuert und regelt somit nach erfolgter optischer Neuro-Fuzzy- Fehlerverarbeitung die Prozessdaten und -parameter der Bedruckungs- und der nachfolgenden Beschichtungsvorrichtung für die thermoplastischen Extrusionsprofile nach. Dadurch wird gewährleistet, dass auftretende Fehler und Fehlerklassen in der Bedruckung und/oder Beschichtung durch den Zentralleitstand erlernt und die Bedruckungs- und Beschichtungsvorrichtungen somit verfahrensoptimiert mit den neuen Daten und Parametern gesteuert und geregelt werden.
Der sich anschließende kundenspezifische Konfektionierungs- und Verpackungsschritt wird ebenfalls durch den Zentralleitstand mit den Konfektionierungs- und Verpackungsparametern gesteuert und geregelt.
Dabei werden die erkannten Bedruckungs-/Beschichtungsfehler oder -klassen via Zentralleitstand den im Fertigungsprozessablauf nachgeschalteten Konfektionie- rungs- und Verpackungsvorrichtungen elektronisch und optisch via Netzwerk gesendet, so dass gewährleistet ist, dass nur thermoplastische Extrusionsprofile als Endprodukt entsprechend dem Kundenauftrag konfektioniert und verpackt werden, die frei von Bedruckungs- und/oder Beschichtungsfehlern sind. Fertiggestellte, konfektionierte und verpackte thermoplastische Extrusionsprofile, die nicht fehlerbehaftet sind, werden dem Kunden mit Angabe des Lieferzeitpunktes via optischer Neuro-Fuzzy-strukturierter Design-Bilddatenbank in Verbindung mit der Intemet-Netzwerkanbindung oder per E-Mail oder kundenspezifischem Netzwerk mitgeteilt.
Die mit der Erfindung unter anderem erreichten Vorteile sind darin zu sehen, dass die thermoplastischen Extrusionsprofile kundenspezifisch und angepasst an wechselnde Bedruckungsbildmuster/Designbilder für verschiedene Grundmaterϊalien hergestellt werden können und die Kapazitätsauslastungsermittlung der Fertigungen durch ein neuronales Netz, verknüpft mit einem Produktionsplanungssystem erfolgt.
Weitere Unteransprüche, auf die im Vorstehenden nicht im Einzelnen eingegangen wurde, beinhalten vorteilhafte Einzelmerkmale, die einzeln oder in Kombination der Lösung der Aufgabe im Besonderen dienlich sein können.
Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in der Figur 1 schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figur 1 ausführlich beschrieben.
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel mit der zugehörigen Beschreibung und Zeichnung ist mehr in einer veranschaulichenden, als in einer beschränkenden Art und Weise zu sehen.
In einem Inline-Produktionsprozess für die Herstellung von thermoplastischen Extrusionsprofilen nach Fig. 1 werden über eine Internet-Netzwerkanbindung 13a oder via E-Mail 13b oder einem kundenspezifischen Netzwerk 13c, elektronisch und optisch Design-/Musterbilddaten für thermoplastische Extrusionsprofile vom Kunden an eine optische Neuro-Fuzzy-strukturierte Computer-Design-Bilddatenbank 12 - beispielsweise als elektronische Mail mit Design-/ Musterbildvorlagen im TIFF oder JPEG- Dateiformat - gesendet. Mittels der optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Computer-Design-Bilddatenbank 12 werden die Produktparameter (für das Grundmaterial , die Grundmaterialmischung und die Rezepturdaten), die Extrusions- einschließlich Kühlungsparameter (Druck, Temperatur etc. ), die Vorbehandlungsparameter (Beflammung, Verwendung der chemischen und/oder physikalischen Ätzverfahren etc.), die optischen Design/Musterbilddaten und Bedruckungsparameter (Dekordesign, Auswahl oder Korn- bination der Druckverfahren wie serieller Fonddruck und/oder Piezodruck, Druckfarbenrezeptur etc) für einen seriellen Fonddruck- und/oder Piezodruck, die Beschichtungsparameter (Art der Beschichtung, Oberflächenprägung etc ), die optischen Inspektionsparameter (Design-/Musterbild und Farbbedruckung, Defektbil- der und Fehlerbildklassen etc) der optischen Inspektionsvorrichtung 6, die kundenspezifischen Konfektionierungs- und Verpackungsparameter gesamthaft ermittelt und entsprechend den Kundenanforderungen zusammengestellt und ein thermoplastisches ExtrusionsprofildesignZ-muster erstellt.
Nach erfolgter Freigabe des herzustellenden thermoplastischen Extrusionsprofilde- signsZ-musters durch den Kunden via einer elektronischen Kundenanbindung 13 a-c erfolgt die Übertragung der Produktparameter, der Extrusionsparameter, der Vorbehandlungsparameter, die optischen Design-ZMusterbilddaten und Bedruckungsparameter für ein zur Anwendung kommendes serielles Fonddruck- undZoder Piezo- druckverfahren 4a, b, die Beschichtungsparameter, die optischen Inspektionspara- meter, die kundenspezifischen Konfektionierungs- und Verpackungsparameter, die gesamthaft in der optischen Neuro-Fuzzy- strukturierten Computer-Design- Bilddatenbank 12 hinterlegt sind an ein Netzwerk 10 , dass als ein intelligentes neuronales Netzwerk 1 Ob oder auch als ein verkabeltes oder ein funkgesteuertes Ethernet 10a ausgebildet sein kann. Das intelligente neuronale Netzwerk 10b ver- knüpft mindestens zwei verfahrensgemäße Inline-Produktionslinien 11 für die Herstellung von thermoplastischen Extrusionsprofilen und stellt mittels eines elektronischen Produktionsplanungssystems 9 die Kapazitätsauslastung mehrerer Inline- Produktionslinien 1 1 für die Herstellung von thermoplastischen Extrusionsprofilen fest.
Entsprechend dem Abfrageergebnis und der ermittelten Kapazitätsauslastung der einzelnen Inline-Produktionslinien 11 durch ein Produktionsplanungssystem 9 erfolgt eine elektronische und optische Parameter- und Design-/Musterdatenübermittlung aus der optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Computer-DesignZBilddatenbank 12 via Netzwerkanbindung 1 O, 10a-b an einen Zentralleitstand 8 zur gesamthaften Steuerung und Regelung einer oder mehrerer ausgewählter Inline-Produktionslinien 11.
Durch den Zentralleitstand 8 erfolgt der gesamte Steuerungs- , Regelungs- und
Überwachungsprozess der Herstellung der thermoplastischen Extrusionsprofile in den Verfahrensschritten: Grundmaterialbereitstellung aus der Materialvorratsvor- richtung mit Verteilersystem 1 , Extrusion mit Abkühlung 2, Materialvorbehandlung mittels eines chemischen und/oder physikalischen Ätzverfahren 3a-c, Bedruckung mittels eines Fonddruck- 4a und/ oder Piezodruckverfahrens 4b, Beschichtung 5, optische Inspektion 6, kundenspezifische Konfektionierung und Verpackung 7 mit den zugehörigen und zugeordneten Vorrichtungen 1 bis 7.
Die elektronischen und optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Parameter- und Design-/ Musterbilddaten werden am Zentralleitstand 8 durch ein Graphisches-User- Interface (GUI) 8a zur Visualisierung der Anlagen- und Verfahrensabläufe dem Bedienerpersonal dargestellt. Damit wird gewährleistet, dass die Anlagenzustände der verwendeten Vorrichtungen 1 bis 7 und deren Verfahrensablaufparameter zur Herstellung der thermoplastischen Extrusionsprofile - auch mehrerer Fertigungen - in der visuellen Überwachung des Bedienerpersonals sind.
Der Zentralleitstand 8 steuert und regelt durch ein elektronisches Netzwerk 8b den Verfahrensschritt der Bereitstellung der Grundmaterialien und/oder Grundmaterialrni- schungen aus der Materialvorratsvorrichtung 1 und führt über ein Materialverteilersystem gesteuert dies dem Extrusionsprozess der Extrusionsvorrichtung 2 zu. Die nachgeschaltete Extrusionsvorrichtung 2 wird entsprechend den Produkt- und Extru- sionsverfahrensparametern aus der optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Computer- Design-Bilddatenbank 12 via Zentralleitstand 8 und verbundenem Netzwerk 8b mit den elektronischen Daten angesteuert, so dass der Extrusionsvorgang mittels Extrusionsvorrichtung 2 zur Herstellung des kundenspezifischen thermoplastischen Extrusionsprofils erfolgt.
Weiterhin regelt und steuert der Zentralleitstand 8 via elektronischem Netzwerk 8b den anschließenden Abkühlprozess mit den Abkühlparametern aus der optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Computer-Design-Bilddatenbank in einer temperaturgeregelten Abkühlstrecke, damit eine Form Stabilisierung der thermoplastischen Extrusionsprofile gewährleistet wird.
Zur Materialvorbehandlung für den Bedruckungsprozess in der Bedruckungsvorrich- tung 4,4a-b und zur Verbesserung der Haftung der Druckfarben auf den thermoplastischen Extrusionsprofilen werden im folgenden Schritt die Beflammungsvorrichtung 3a und/oder die physikalische und/oder die chemische Ätzvorrichtung 3b einschließlich der Koronabehandlung in einer Materialbehandlungsvorrichtung 3 entsprechend der im Zentralleitstand 8 hinterlegten Vorbehandlungs- und Verfahrensparameter mit den optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Computer-Design-Bilddaten und - Parametern 12 via Zentralleitstand 8 durch das elektronische Netzwerk 8b gesteuert. Damit wird das thermoplastische Extrusionsprofil in einem Schichtdickenbereich von 0,5-300 μm vorbehandelt, so dass im anschließenden Verfahrensschritt in der Be- Schichtungsvorrichtung 3c eine Haftvermittlerschicht aufgebracht werden kann.
Der folgende Bedruckungsvorgang des thermoplastischen Extrusionsprofils in einer Bedruckungsvorrichtung 4 mit seriellem Fonddruckverfahren 4a und/oder in Kombination mit einem Piezodruckverfahren 4b erfolgt durch den Zentralleitstand 8 via e- lektronischem Netzwerk 8b gesteuert mit den optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Computer-DesignZMusterbilddaten 12 und den zugehörigen Bedruckungsparame- tern. Die als optische Neuro-Fuzzy-strukturierten Design/Musterbild- und Drucksteuerungsklassen im Zentralleitstand 8 hinterlegten Druckdesign-ZMusterbilder gewährleisten einen schnelleren und damit zeitoptimierten Bedruckungsvorgang der verwendeten Druckvorrichtung 4 für das serielle Fonddruck- 4a undZoder Piezo- druckverfahren 4b.
In einer nachfolgenden Beschichtungsvorrichtung 5 erfolgt die Beschichtung (Versiegelung) mit den Beschichtungsparametern aus der optischen Neuro-Fuzzy- strukturierten Computer-Design-Bilddatenbank 12 durch den Zentralleitstand 8 via Netzwerk 8b gesteuert.
Eine optische Inspektionsvorrichtung 6, die aus einer bildaufnehmenden Kameravorrichtung mit Auswerteeinheit 14 besteht, überprüft nach dem Bedruckungsvorgang 4 mit den Druckverfahren 4a, 4b und nach der erfolgten Beschichtung der Beschichtungsvorrichtung 5 die hergestellten thermoplastischen Extrusionsprofile.
Am Ausgang der bildaufnehmenden Kameravorrichtung mit Auswerteeinheit 14 werden elektronische und optische Pixelbilder und Pixelbilddaten 15 von dem thermoplastischen Extrusionsprofil, speziell von dessen Design-/Musterbild und Beschichtung erzeugt. Diese Pixelbild-Information umfasst damit eine detailgenaue Abbildung des überprüften thermoplastischen Extrusionsprofils und wird einer optischen Neuro-Fuzzy- strukturierten Computer-Aided-Inspektionsdatenbank 16 via Netzwerk oder Funk elektronisch übermittelt. Diese optische Neuro-Fuzzy-strukturierte Computer-Aided-Inspektionsdatenbank 16 führt einen elektronischen und optischen Bildvergieich (Bildmapping) der hinterlegten Muster-/Designbilddaten aus der optischen-Neuro-Fuzzy-strukturierten Computer- Design-Bilddatenbank 12 und den Pixelbilddaten am Ausgang der bildaufnehmenden Kameravorrichtung mit Auswerteeinheit 14 durch, so dass produktionsbedingte Abweichungen oder Fehler durch die Bedruckung der Bedruckungsvorrichtung 4, mit den Bedruckungsverfahren 4a-b, und/oder in der Beschichtung durch die Beschichtungsvorrichtung 5, rechtzeitig erkannt werden. Die dadurch ermittelten Fehler und Abweichungen werden an den Zentralleitstand 8 via Netzwerk 8b übermittelt und im Zentralleitstand 8 als elektrisch und optisch erkannte Fehlerbilddaten in Fehlerbildklassen mittels Neuro-Fuzzy-Logik klassifiziert hinterlegt.
Die im Zentralleitstand 8 hinterlegten elektronischen und optischen Neuro-Fuz:zy- klassifizierten Fehler- und Abweichungsdaten aus der optischen Neuro-Fuzzy- strukturierten Computer-Aided-Inspektionsdatenbank 16 werden datentechnisch im Zentralleitstand 8 verarbeitet und korrigieren die produktionsbedingten Fehler in der Bedruckungsvorrichtung 4 des Fonddruckverfahrens 4a und/oder Piezodruckverfah- rens 4b und/oder die Beschichtung in der Beschichtungsvorrichtung 5 entsprechend den erkannten und ermittelten Fehlern und Fehlerklassen. Der Zentralleitstand 8 übermittelt dabei gleichzeitig die produktionsbedingten Feriler und Fehlerklassen an die Konfektionier- und Verpackungsvorrichtung 7, so dass die als fehlerhaft erkannten bedruckten und beschichteten thermoplastischen Extrusionsprofile durch die Konfektionier- und Verpackungsvorrichtung 7 aussortiert werd en und die fehlerfrei hergestellten thermoplastische Extrusionsprofile kundenspezifisch, entsprechend den hinterlegten Konfektionierungs-Λ/erpackungsparametern der op- tischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Design-Bilddatenbank 12, konfektioniert und verpackt werden.
Die fertiggestellten, konfektionierten und verpackten thermoplastischen Extrusionsprofile werden dem Kunden mit Angabe des Auslieferzeitpunktes über Netzwerk- anbindung 13a-c - per e-Mail oder Internetanbindung oder kundenspezifischem Netzwerk - elektronisch mitgeteilt.
-Patentansprüche- Bezugszeϊchenliste
1 Materialvorratsvorrichtung mit Verteilersystem
2 Extrusionsvorrichtung mit Abkühlstrecke
3 Materialvorbehandlungsvorrichtung 3a Beflammungsvorrichtung 3b Physikalische und/oder chemische Ätzvorrichtung
3c Beschichtungsvorrichtung für eine Haftvermittlerschicht
4 Bedruckungsvorrichtung 4a Fonddruckverfahren 4b Piezodruckverfahren 5 Beschichtungsvorrichtung
6 Optische Inspektionsvorrichtung
7 Konfektionierungs- und Verpackungsvorrichtung
8 Zentralleitstand
8a Graphical-User-Interface (GUI) 8b Elektronisches Netzwerk des Zentralleitstands zu den Vorrichtungen 1 bis 7
9 Produktionsplanungssystem
10 Elektronisches Netzwerk
10a Verkabeltes oder ein funkgesteuertes Ethernet
10b Intelligentes neuronales Netzwerk 1 1 Inline-Produktionslinien - mindestens zwei
12 Optische Neuro-Fuzzy-strukturierte Computer-Design-Bilddatenbank
13a Internet-Netzwerkanbindung
13b e-Mail-Netzwerkanbindung
13c Kundenspezifisches Netzwerk 14 Bildaufnehmende Kameravorrichtung mit Auswerteeinheit
15 Pixelbilddaten am Ausgang der bildaufnehmenden Kameravorrichtung
16 Optische Neuro-Fuzzy-strukturierte Computer-Aided-Inspektionsdatenbank
Rehau, den 23.7.2002 dr.rw

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung und Überwachung der Herstellung von thermoplastischen Extrusionsprofilen insbesondere in einem Inline-Produktionsprozess mit Bedruckung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
(a) Verwendung einer optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Computer-Design- Bilddatenbank (12) für eine visuelle Darstellung eines thermoplastischen
Extrusionsprof i IdesignsZ-musters, wobei
(b) der Kunde eine im TIFF- undZoder JPEG- undZoder einem anderen Dateiformat vorliegende Bildvorlage eines herzustellenden Muster-ZDesignbildes eines Extrusionsprofils via Internet, E-Mail oder über ein kundenspezifi- sches Netzwerk (13a-c) in elektronischer Form an die optische Neuro-
Fuzzy-strukturierte Computer-Design-Bilddatenbank (1 2) übermittelt und die Bildvorlagen in der optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Computer-Design- Bilddatenbank (12) elektronisch und optisch hinterlegt werden verbunden mit (c) einem Auftrag zur Design- undZoder Musterbilderstellung eines thermoplastischen Extrusionsprofils und in (d) der optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Computer-Design-Bilddatenbank (12) die Produktparameter für die Grundmaterialien aus der Materialvorratsvorrichtung (1 ), die Extrusionsverfahrensparameter einschließlich Kühlungs- Parameter für die Extrusionsvorrichtung mit Abkühlstrecke (2), die Vorbehandlungsparameter für die Materialvorbehandlungsvorrichtung (3;3a-c), die optischen Design und Musterbilddaten und Bedruckungsparameter für die Bedruckungsvorrichtung (4) für das serielle Fond- (4a) undZoder Piezo- druckverfahren (4b), die Beschichtungsparameter für die Beschichtungsvor- richtung (5), die optischen Inspektionsparameter für die optische Inspektionsvorrichtung (6), die Konfektionierungs- und Verpackungsparameter für die Konfektionierungs- und Verpackungsvorrichtung (7) elektronisch und optisch ermittelt werden und (e) ein serielles Fonddruckverfahren (4a) und/oder ein Piezodruckverfahren (4) einer Druckvorrichtung (4) mit den Druck- und Bild-/Designparametern aus der optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Computer-Design-Bilddatenbank (12) ausgewählt wird und
(f) der Kunde eine elektronische Bestätigung der Produkt- und Designparameter für die Herstellung eines thermoplastischen Extrusionsprofils via Internet , E-Mail oder ein kundenspezifisches Netzwerk (13a-c) in elektronischer Form durch die optische Neuro-Fuzzy-strukturierte Computer-Design-Bilddatenbank (12) übermittelt erhält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Übertragung der optischen und elektronischen Daten der Designparameter, der Verfahrens- pararneter und der Produktparameter via optischer Neuro-Fuzzy-strukturierter Computer-Design-Bilddatenbank (12) in ein elektronisches Netzwerk (10) und/oder ein verkabeltes undZoder funkgesteuertes Ethernet (10a) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Netzwerk (10) ein elektronisches intelligentes neuronales Netzwerk (10b) ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein intelligentes neuronales Netzwerk (10b) mindestens zwei weitere Inline- Produktionslinien (11) für die Herstellung von thermoplastischen Extrusionsprofilen verknüpft und ein elektronisches Produktionsplanungssystem (9) die Kapazitätsauslastung der einzelnen Inline-Produktionslinien (11) ermittelt .
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Neuro-Fuzzy-strukturierte Computer-Design-Bilddatenbank (12) die Produktparameter der Grundmaterialien, die Extrusionsverfahrens- einschließlich Abkühlungsparameter für die Extrusion, die Vorbehandlungsparameter, die optischen Design- und Musterbilddaten und Bedruckungsparameter für den seriellen Fond- undZoder Piezodruck (4a, b), die Beschichtungsparameter, die optischen Inspektionsparameter, die Konfektionierungs- und Verpackungsparameter an einen Zentralleitstand (8) elektronisch übermittelt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Zentral- leitstand (8) übermittelten optischen und elektronischen Neuro-Fuzzy- strukturierten Computer-Design-Bilddaten aus (12) den Fertigungsablauf mindestens einer Inline-Produktionslinie (11) gesamthaft in den Schritten:
(a) Grundmaterialbereitstellung und -mischung, (b) Extrusion mit nachgeschalteter Kühlung ,
(c) Materialvorbehandlung zur Bedruckung ,
(d) Bedruckung mittels einem seriellen Fonddruckverfahren (4a) und/oder einem Piezodruckverfahren (4b)
(e) Beschichtung, (f) optische Inspektion des Extrusionsprofils
(g) kundenspezifische Konfektionierung und Verpackung mit den zugeordneten Vorrichtungen (1-7) steuern , regeln und überwachen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen und optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Computer-Design-Bilddaten aus (12) die Fertigungssteuerung sparameter und Fertigungsregelungsparameter der Fertigungsvorrichtungen (1 -7) anlagenspezifisch mittels eines Graphischen-User- Interfaces (8a) am Zentralleitstand (8) dem Bedienerpersonal visualisieren.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralleitstand (8) Grundmaterial und/oder Grundmaterialmischungen wie Polyethylen, Polypropylen, Acryl-Butadien-Styrol , Polyvinylchlorid etc. oder Mischkombinationen elektronisch via Netzwerk gesteuert aus einer Materialvorratsvorrichtung mit Verteilersystem (1) anfordert und dem Extrusionsprozess der Extrusionsvorrich- tung (2) zuführt.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralleitstand
(8) den Extrusionsprozess der Extrusionsvorrichtung (2) steuert und regelt und die thermoplastischen Extrusionsprofile entsprechend der Produkt- und Extrusionsparameter der optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Computer-
Design-Bilddatenbank (12) kundenspezifisch extrudiert.
10. Verfahren nach Anspruch 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralleitstand (8) den Abkühlprozess der extrudierten thermoplastischen Extrusi- onsprofile nach erfolgter Extrusion temperaturseitig steuert und regelt
11. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralleitstand (8) den Materialvorbehandlungsprozess einer Materialvorbehandlungsvorrichtung (3) mit den Vorbehandlungs- und Verfahrensparametern steuert und regelt.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Materialvorbe- handlungsvorrichtung (3) aus einer Beflarnmungsvorrichtung (3a) und einer physikalischen und/oder chemischen Ätzvorrichtung (3b) besteht.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die physikalische und/oder chemische Ätzvorrichtung (3b) einen selektiven undZoder reaktiven lonenätzprozess undZoder elektrochemischen Ätzprozess an dem thermoplastischen Extrusionsprofil durchführt.
,
14. Verfahren nach Anspruch 12-13, dadurch gekennzeichnet, dass die Neuro- Fuzzy- strukturierte Computer-Design-Bilddatenbank (12) die Vorbehandlungs- und Verfahrensparameter der Ätzvorrichtung (3b) und den Ätzprozess an einem thermoplastischen Extrusionsprofil im Schichtdickenbereich von 0,5 bis 30O μm, vorzugsweise im Schichtdickenbereich von 2 bis 200 μm, angepasst an die Materialeigenschaft des thermoplastischen Extrusionsprofils, regelt und steuert.
15. Verfahren nach Anspruch 6 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Haftvermittlerschicht nach dem Ätzprozess via Zentralleitstand (8) gesteuert und geregelt in einer Beschichtungsvorrichtung (3c) der Materialvorbehandlungsvor- richtung (3) aufgebracht wird.
16. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralleitstand (8) die Bedruckung der thermoplastischen Extrusionsprofile in einer Bedruckungsvorrichtung (4) mit den optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten -Design- /Musterbilddaten und den zugehörigen Bedruckungsparametem aus (12) steuert und regelt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedruckungsvorrichtung (49) ein Fonddruckverfahren (4a) und/oder ein Piezodruckverfahren (4b) umfasst.
18. Verfahren nach Anspruch 16 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die ehrfarbigen Design-/Musterbilddaten und die Bedruckungsparameter im Zentralleitstand (8) als Neuro-Fuzzy-strukturierte Design-ZMusterdruckbildklassen und . Drucksteuerungsparameterklassen für die Bedruckung hinterlegt sind und eine schnellere Druckansteuerung der Bedruckungsvorrichtung (4) mit dem seriellen Fonddruckverfahren (4a) undZoder Piezodruckverfahren (4b) gestatten.
19. Verfahren nach Anspruch 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentral- leitstand (8) mit den als Druckbildklassen hinterlegten optischen Neuro-Fuzzy- strukturierten Design-ZMusterbilddaten und den zugehörigen Bedruckung spara- metern parallel angeordnete Fonddruck- (4a) undZoder Piezodruckverfahren (4b) in einer Bedruckungsvorrichtung (4) steuert und regelt.
20. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralleitstand (8) mit den optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Beschichtungsparametern eine Beschichtungsvorrichtung (5) steuert und regelt.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungs- Vorrichtung (5) eine abriebfeste Schicht, insbesondere eine Lackschicht, auf das thermoplastische Extrusionsprofil aufbringt.
22. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische Inspektionsvorrichtung (6) mit einer bildaufnehmenden Kameravorrichtungi und Auswerteeinheit (14) das thermoplastische Extrusionsprofil aufnimmt und die optischen und elektronischen Pixel-Bilddaten (15) an eine optische Neuro-Fuzzy- strukturierte Computer-Aϊded-Inspektionsdatenbank (16) via Funk oder elektronischem Netzwerk übermittelt.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektronischer und optischer Bildvergleich (Bildmapping) der Pixelbilddaten (15) in der optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Computer-Aided-Inspektionsdatenbank (16) mit den hinterlegten optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Computer-Design- ZBilddaten (12) zur Ermittlung von produktionsbedingten Abweichungen und Fehlern in der Bedruckung der Bedruckungsvorrichtung (4, 4a-b) und/oder Beschichtung in der Beschichtungsvorrichtung (5) erfolgt.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten produktionsbedingten Abweichungen und Fehler als elektronische und optische Daten von der optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Computer-Aided- Inspektionsdatenbank (16) an den Zentralleitstand (8) via Netzwerk oder Funk gesendet werden und als elektronisch und optisch erkannte Fehlerbilddaten in Fehlerbildklassen mittels Neuro-Fuzzy-Technik klassifiziert hinterlegt werden.
25. Verfahren nach Anspruch 16 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die hinterlegten Neuro-Fuzzy-klassifizierten Fehlerbilddaten/-klassen im Zentralleitstand (8) datentechnisch verarbeitet werden und die produktionsbedingten Fehler in der Bedruckungsvorrichtung (4) im Fonddruckverfahren (4a) undZoder Piezo- druckverfahren (4b) und/oder in der Beschichtungsvorrichtung (5) durch den
Zentralleitstand (8) steuernd und regelnd via elektronisches Netzwerk (8b) korrigiert werden.
26. Verfahren nach Anspruch 6 und 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentral- leitstand (8) die Fehler in der Bedruckung undZoder Beschichtung an die Konfektionier- und Verpackungsvorrichtung (7) via elektronischem Netzwerk (8b) übermittelt und die Konfektionier- und Verpackungsvorrichtung (7) die fehlerhaften thermoplastischen Extrusionsprofile aussortiert.
27. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die fehlerfrei hergestellten thermoplastischen Extrusionsprofile entsprechend den hinterlegten Konfektionierungs-ZVerpackungsparametern der optischen Neuro-Fuzzy-strukturierten Computer-Design- Bilddatenbank (12) kundenspezifisch konfektioniert und verpackt werden.
28. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunde via Netz- werkanbindung (13 a-c) den Zeitpunkt der Auslieferung der fertiggestellten thermoplastischen Extrusionsprofile mitgeteilt bekommt.
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