Kunststoffverarbeitung
Automatisierte Berstdruckprüfanlage
Herausforderung
Ein Kunststoffverarbeiter musste Berstdruckprüfungen an Bauteilen regelmässig und nachvollziehbar durchführen. Der Prüfablauf war manuell, die Druckregelung ungenau und die Protokolle mussten von Hand aus Messwerten zusammengestellt werden.
Lösung
Wir haben den Prüfstand über fünf Jahre schrittweise automatisiert: Siemens S7-1200 mit PID Compact, Hochdrucksensor und Proportionaldruckregler, ein Python-Skript, das aus den SPS-Messarchiven fertige PDF-Prüfprotokolle erzeugt, und zuletzt eine BLDC-Drehscheibe für das Handling der Prüflinge.
Ergebnis
Die Prüfung läuft reproduzierbar mit automatischer Druckregelung, und jedes Prüfprotokoll entsteht per Skript statt per Hand. Für die Verlagerung 2026 haben wir den Prüfplatz mit neuem Schaltschrank, Stückliste und Kostenschätzung neu konzipiert.
Ausgangslage
Berstdruckprüfungen zeigen, bei welchem Druck ein Kunststoffbauteil versagt. Für Qualitätssicherung und Kundennachweise müssen sie wiederholbar sein und lückenlos dokumentiert werden. Der ursprüngliche Prüfstand verlangte viel Handarbeit: Druck anfahren, Werte beobachten, Ergebnisse notieren, Protokoll schreiben. Das war langsam und abhängig davon, wer gerade prüfte.
Steuerung und Druckregelung
Herzstück ist eine Siemens S7-1200, programmiert in TIA Portal V16. Der Prüfdruck wird mit PID Compact geregelt; als Stellglied dient ein SMC-Proportionaldruckregler, die Rückführung liefert ein Keller-Hochdrucksensor. Damit fährt die Anlage definierte Druckrampen und Haltephasen selbstständig und erkennt den Berstzeitpunkt sicher. Die Messwerte werden in Archiven auf der SPS abgelegt.
Automatische Prüfprotokolle
Ein Python-Reportskript liest die SPS-Messarchive ein und erzeugt für jede Messreihe ein PDF-Prüfprotokoll mit Verlaufskurve, Kennwerten und Prüflingsdaten. Was früher eine halbe Stunde Excel-Arbeit war, ist heute ein Aufruf. Die Protokolle sind einheitlich formatiert und direkt an Kunden oder Auditoren weitergebbar.
Handling mit BLDC-Drehscheibe
Um mehrere Prüflinge nacheinander ohne Umspannen zu prüfen, haben wir eine Drehscheibe entwickelt: BLDC-Motor mit SimpleFOC, ESP32-Steuerung, AS5048A-Encoder für die Winkelregelung und ein Web-Interface zum Bedienen. Die Halterungen für die Prüflinge sind in OpenSCAD konstruiert und 3D-gedruckt, sodass neue Bauteilgeometrien in Stunden statt Wochen aufgenommen werden können. Wiederholfahrten laufen positionsgenau.
Verlagerung 2026
Mit dem Umzug des Prüfplatzes stand eine Neukonzeption an: neuer Schaltschrank, vollständige Artikelstücklisten, Kostenschätzung und eine Aufbau-Anleitung, damit das Team den Prüfstand am neuen Standort selbst in Betrieb nehmen kann. Fünf Jahre Weiterentwicklung zeigen, was uns wichtig ist: Automation, die mit dem Betrieb wächst statt ihn zu blockieren.