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Automatisierung Automatisiert und wirtschaftlich fertigen, auch in kleinen Losgrößen

Redakteur: Kristin Breunig

Die Automatisierung von Produktionsabläufen schreitet auch in der Medizintechnik immer weiter voran. Um auf eine wirtschaftliche Fertigung kleiner und mittlerer Bauteilserien umzusteigen, hat Röchling Medical in eine flexible Montagezelle investiert.

Röchling stellt die Weichen auf Automatisierung. Mit der Roboterzelle sind auch kleine Losgrößen von ca. 50.000 bis 100.000 Stück rentabel.
Röchling stellt die Weichen auf Automatisierung. Mit der Roboterzelle sind auch kleine Losgrößen von ca. 50.000 bis 100.000 Stück rentabel.
(Bild: Röchling Medical Waldachtal)

Bislang fokussieren sich die Bemühungen um eine höhere Automatisierung und Produktivität in der Medizintechnik v. a. auf den Einsatz von produktgebundenen Automationszellen. Doch der hohe Aufwand für die Konzeption solcher Anlagen schränkt ihre Einsatzmöglichkeiten deutlich ein: Ein wirtschaftlicher Betrieb lässt sich häufig erst ab siebenstelligen Stückzahlen realisieren.

Mit der Anschaffung einer neuartigen flexiblen Montagezelle stellt Röchling Medical nun die Weichen für die automatisierte und wirtschaftliche Fertigung kleiner und mittlerer Bauteilserien. Begleitet wird dieser Schritt zudem durch Veränderungen in der organisatorischen Struktur.

Flexible Montagezelle ermöglicht das Fertigen von kleinen Losgrößen

Mit der Anschaffung der ersten flexiblen Montagezelle geht Röchling nun einen wichtigen Schritt im Rahmen der strategischen Neuausrichtung. Einige Automationsanlagen sind bereits seit einiger Zeit fest in die Fertigung implementiert und bieten sowohl dem Kunden als auch dem Unternehmen selbst eine Reihe von Vorzügen, allen voran die optimierte Auslastung der Kapazitäten und die damit verbundenen Produktionssteigerungen.

Die Auslegung von Automatisierungskonzepten erfolgt so flexibel wie möglich. Das Unternehmen verfolgt das Ziel, verschiedene Artikel bzw. Baugruppen möglichst mit einer Automatisierung herzustellen. Denn aufgrund der hohen Varianz an unterschiedlichen Artikeln (in der Regel mit einer geringen Losgröße von < 500.000 Stück/a) wäre eine Automatisierung für nur einen Artikel nicht wirtschaftlich.

Flexible Automationszellen können diese Proble­matik lösen: Mit ihren geringeren Rüstzeiten und Investitionskosten gegenüber eigenständigen Linien erschließen die Anlagen ein neues Segment der Fertigung, in dem schon Losgrößen von ca. 50.000 bis 100.000 Stück rentabel sind. Sie ermöglichen die flexible Integration von Modulen für verschiedenste Montagetätigkeiten, z. B. zum Verschrauben, Kleben und Ultraschallschweißen. Hinzu kommen eine Reihe von kamerabasierten Prüfmöglichkeiten und die Option der Nutzung mit einer Spritzgießmaschine.

Die Spritzgussmaschine und die Zelle können je nach Einstellung zeitgleich unterschiedliche Artikel autark voneinander fertigen oder kollaborativ zusammenarbeiten und so Vorbaugruppen oder sogar ganze Baugruppen direkt herstellen. Die Zelle wurde so ausgelegt, dass sie auch an einem anderen Ort händisch oder von einem anderen Roboter bestückt werden kann und nicht an eine Spritzgussmaschine gebunden ist. Aktuell fertigt Röchling auf der flexiblen Montagezelle bereits vier unterschiedliche Produkte, die zuvor alle in Handarbeit hergestellt wurden. Ein fünftes Produkt ist bereits in Planung.

Die Fertigung einer Baugruppe aus bis zu vier Einzelteilen

In der flexiblen Zelle ist eine Fertigung einer Baugruppe aus bis zu vier Einzelteilen möglich. Der Prozess läuft wie folgt ab: Die Teile werden im angekoppelten Spritzgusswerkzeug gespritzt und von einem 6-Achs-Roboter aus dem Werkzeug entnommen. Eine implementierte Drehstation dreht die Spritzteile um 180°. Dies ist nötig, weil die Teile teilweise auf der festen Werkzeugseite entnommen werden müssen, da dies fertigungstechnisch nicht anders möglich ist. Von dort aus werden die Teile von einem Roboter in einen Rundschalttisch eingelegt. Hierbei wird jede Bauteilaufnahme mittels eines Sensors überwacht, um einen störfreien Prozess des Zusammenbaus der einzelnen Teile zu gewährleisten.

Nun wird der Rundschalttisch um 180° in den inneren Bereich der Zelle, den Montagebereich, gedreht. Zeitgleich können auf der gegenüberliegenden Seite bis zu drei weitere Einzelteile mittels Any Feeder oder Fördertopf zugeführt werden. Die zugeführten Teile werden vereinzelt mithilfe einer Kamera detektiert und mit einem zweiten 6-Achs-­Roboter abgegriffen, um sie, je nach Artikel, mit den Spritzteilen zu verschrauben, zusammenzu­pressen oder mit O-Ringen zu versehen. Der Montageprozess wird mittels Positionssensoren oder Drehmomentüberwachung überwacht. Nach der Montage werden die Fertigteile von dem zweiten 6-Achs-Roboter in Gutteilbehälter ausgegeben. Fehlerhafte Teile werden direkt selektiert und in einen separaten Schlechtteilbehälter geworfen.

Strategische Neuausrichtung auch in der organisatorischen Struktur

Die strategische Neuausrichtung macht sich auch in einer Verschlankung der organisatorischen Struktur bemerkbar. Hier sind sechs klar voneinander abgegrenzte, den Abteilungen und Organisationen übergeordnete Bereiche sowie die Stelle eines Operational-Excellence-Managers entstanden. Aufgabe dieser Stelle ist u. a. die Lenkung und Überwachung der kontinuierlichen Verbesserung in den einzelnen Bereichen sowie die fortlaufende Optimierung des Wertstroms. Auch unterhalb dieser ersten Führungsebene wurden Änderungen in der Organisation vorgenommen. So wurden beispielsweise im Bereich „Operations“ ein übergreifendes Supply-­Chain-Management, welches Einkauf, Logistik und Arbeitsplanung zusammen steuert, sowie ein neues Team „Process Development & Opti­mization“ eingeführt.

Seit der Umstrukturierung erfolgt die Zusammenarbeit aller Abteilungen reibungslos. Klare Zuständigkeiten, kürzere Wege und schnellere, störungsfreie Projekt- und Prozessabläufe sind nur einige der Vorteile, die sich hieraus ergeben haben, heißt es von Unternehmensseite.

Weitere Anschaffungen und Ausbau in Planung

Die Anschaffung von zwei weiteren flexiblen Montagezellen ist bereits geplant. Außerdem sollen noch in diesem Jahr die Arbeiten für den Ausbau eines weiteren Reinraums beginnen. Mit diesen Ressourcen ist Röchling bereit, die notwendigen Kapazitäten für weitere Projekte zu stemmen.

Weitere Artikel über Auftragsfertigung und Fertigungseinrichtungen finden Sie in unserem Themenkanal Fertigung.

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