Der Industriearbeitskreis Forschung & Technologie im VDMA Forum Glastechnik beschäftigte sich in seiner Frühjahrssitzung mit Aspekten der Mess- und Prüftechnik und zukünftigen datenrechtlichen Anforderungen. Experten aus Industrie und Forschung präsentierten neueste Entwicklungen in der Sensorik, Prozessüberwachung und Datenarchitektur.
Dr.-Ing. Matthias Seel und Prof. Dr.-Ing. Michael Kraus von der TU Darmstadt befassten sich in ihrem Vortrag mit der bedarfsgerechten Nutzung des digitalen Zwillings zur Qualitätssteigerung in der Flachglasproduktion. Dabei stellten sie die Bedeutung der Mess- und Prüftechnik heraus. Häufig basiere die Qualitätssicherung noch auf subjektiven Erfahrungswerten, welche die Innovationsfähigkeit und die innerbetriebliche Resilienz einschränken.
Die Implementierung eines digitalen Zwillings erhöhe durch vorausschauende Wartung und Prozesssteuerung die Effizienz und reduziere durch datenbasierte Entscheidungsfindung Kosten. Entscheidend für eine erfolgreiche Umsetzung sei jedoch gemeinsam mit den Anwendern ein bedarfsgerechtes und zielorientiertes Design zu erarbeiten, das sich an den spezifischen Anforderungen der jeweiligen Produktion orientiert.
Optische Messtechnik in der Glasindustrie
Die moderne optische Messtechnik ermöglicht hochpräzise ein- und mehrdimensionale Inspektionsprozesse. Johannes Schuler von Keyence Deutschland stellte exemplarische Anwendungen verschiedener Messverfahren vor. Unter anderem beschrieb er die 2D- und 3D-Inspektion mithilfe von Laserprofilsensoren. Mit dieser Technologie können sowohl einfache Abstände, einzelne Profilschnitte von einem Bauteil als auch ganze 3D Scans erzeugt und ausgewertet werden. Eine kürzlich entwickelte Technologie erlaubt es, solche 3D-Messungen ohne externe Bewegungssysteme durchzuführen, indem der Messkopf intern schwenkt. Diese Kombination aus Laser- und Snapshot-Technologie bietet laut Schuler Vorteile in vielen industriellen Anwendungen.
Besonders in der Glasindustrie seien solche Verfahren herausfordernd, da Glas sowohl diffuse als auch spiegelnde Reflexionen aufweist. Ein spezieller Algorithmus ermöglicht es, den tatsächlichen Übergang eines Objekts als Profilkurve zu erfassen, anstatt eine diffuse Reflexionswolke innerhalb des Materials zu messen.
Optische Sensoren in der Flachglasindustrie
Bei spiegelnden Oberflächen muss der Laserstrahl zudem in einem bestimmten Winkel ausgerichtet werden, um die Totalreflexion zu vermeiden und eine präzise Messung zu ermöglichen. Precitec Optronik entwickelt hochpräzise optische Messsysteme für die Flachglasindustrie, z. B. chromatisch-konfokale Sensoren für genaue Abstands- und Dickenmessungen im Mikrometerbereich. Eine derzeit neue Applikation ist die detaillierte Messung der Ritzspur mittels eines Linien-Sensors mit 1200 Messpunkten. Ein weiteres Einsatzgebiet ist die Inline-Überwachung von Produktionsprozessen. Für die Messung von sehr dunklem Glas mit niedriger Transmission entwickelte das Unternehmen Controller mit achtfach erhöhter Lichtintensität.
Neben den chromatisch-konfokalen Sensoren wird insbesondere bei Mehrschichtsystemen die Weißlichtinterferometrie eingesetzt. Dabei wird breitbandiges Infrarotlicht verwendet, um durch Interferenzeffekte die Dicke transparenter Materialien mit hoher Genauigkeit zu bestimmen. Ein weiteres Verfahren ist die Laser-Radiometrie, eine Technologie zur Dickenmessung von intransparenten Materialien.
Dieses Verfahren sei besonders nützlich für die Messung von Lackschichten auf Glas. Kai Vogel von Viprotron beschrieb verschiedene Funktionen von Scannern, die speziell darauf zugeschnitten sind, spezifische Defekte zu erkennen. Diese prüfen bereits vor dem Zuschnitt auf Einschlüsse und Schichtfehler, erkennen nach der Waschmaschine Verschmutzungen, Kratzer und andere optische Fehler oder erfassen Maßhaltigkeit, Bohrungen sowie Fehler wie Blasen und Einschlüsse.
Qualitätsmessung an vorgespannten Gläsern
Besonders relevant für die Messung direkt am Ofenausgang sei der Temperscanner 5G. Dieses System analysiert das Glas anhand von fünf Messmethoden: optische Verzerrungen (Distortion und Welligkeit), Anisotropie, White Haze, Glasfehler sowie Schichtfehler. Das System arbeitet dabei unabhängig von der Transportgeschwindigkeit oder Unebenheiten und dokumentiert die Messdaten zur Qualitätssicherung.
Die Ergebnisse werden visuell dargestellt, sodass Bediener erkennen können, ob ein Glas den Anforderungen entspricht. Die Messwerte orientieren sich an Normen, insbesondere zur Anisotropiemessung, die das Unternehmen mit der Hochschule Darmstadt entwickelte.
Skalierbarkeit schafft Mehrwert
Digitalisierte und automatisierte Prozesse müssen skalierbar sein, um einen echten Mehrwert zu schaffen, betonte Markus Kick von Phoenix Contact. Nur so ließen sich Künstliche Intelligenz und Machine Learning sinnvoll integrieren. Skalierbarkeit bedeute dabei auch, alle Mitarbeitenden in die Prozesse einzubinden. Ein zentraler Aspekt sei zudem der Umgang mit Daten. In vielen Bereichen gebe es zahlreiche Sensoren und Messstellen, doch oft würden über 90 Prozent der erfassten Daten nicht benötigt. Die Herausforderung bestünde darin, durch minimalinvasive Methoden nur relevante Informationen zu extrahieren und bidirektional zu verarbeiten.
Phoenix Contact setzt auf ein offenes, interoperables System, das herstellerunabhängig funktioniert. Dies ermögliche, verschiedenste Komponenten flexibel zu integrieren und sorge für eine effiziente Nutzung der gesammelten Informationen. Besonders in energieintensiven Branchen wie der Glasindustrie zeige sich, dass gezielte Messungen und intelligente Datenverarbeitung erhebliche Einsparungen ermöglichen und Ausfälle minimieren.
Der EU-Data Act und Cyber Resilience Act
Rechtsanwältin Salome Peters vom VDMA erläuterte in ihrer Session, dass Unternehmen umfangreiche Bereitstellungs- und Transparenzpflichten erfüllen müssen, darunter die Herausgabe von Daten und deren Bereitstellung in maschinenlesbarer Form. Der ab dem 9. Dezember 2025 verbindliche EU-Data Act betrifft vernetzte Produkte und damit verbundene Dienstleistungen, die Daten erfassen und weitergeben. Hieraus ergeben sich neue Compliance-Anforderungen.
Der Cyber Resilience Act führt verbindliche Cybersicherheitsanforderungen für digitale Produkte ein. Alexey Markert vom VDMA erläuterte, dass der CRA eng mit der CE-Kennzeichnung verknüpft ist und Produkte mit digitalen Elementen betrifft. Unternehmen sollten umgehend Maßnahmen ergreifen, um den neuen Anforderungen gerecht zu werden. Dazu gehört zum Beispiel die Anpassung von Entwicklungs- und Designprozessen.