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Bearbeitungszentren Roboter stützt flexible Teilefertigung

Redakteur: Peter Reinhardt

Zur auftragsgesteuerten Produktion medizintechnischer Bauelemente und Bausätze setzt das Tuttlinger Unternehmen Innovations Medical auf die tagesaktuelle Teilefertigung. Die wird mit zwei 5-achsigen CNC-Hochleistungs-Bearbeitungszentren von Hermle realisiert, die mit einem Robotersystem aus dem Werkstück-/Paletten-Magazin beschickt werden.

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Bild 1 zeigt im Ausschnitt das Flexible Fertigungssystem bei Innovations Medical, bestehend aus zwei 5-Achsen-CNC-Hochleistungsbearbeitungszentren C 22 U (rechts – und nicht sichtbar links) und dem Roboter- und Magazinsystem RS2 (links) für das Werkstück- und Paletten-Management
Bild 1 zeigt im Ausschnitt das Flexible Fertigungssystem bei Innovations Medical, bestehend aus zwei 5-Achsen-CNC-Hochleistungsbearbeitungszentren C 22 U (rechts – und nicht sichtbar links) und dem Roboter- und Magazinsystem RS2 (links) für das Werkstück- und Paletten-Management
(Bild: Hermle)

Innovations Medical – schon der Name macht deutlich, dass es sich hier nicht gerade um einen typischen Hersteller von medizintechnischen Produkten handelt. Oder etwa doch? Zumindest was die mechanische Präzisionsfertigung, zunächst als Hersteller chirurgischer Instrumente, später von Implantaten und Sterilcontainern anbelangt, sieht sich das Tuttlinger Unternehmen durchaus in bester Tradition als Vertreter des klassischen Handwerks.

Jedoch führten Produktinnovationen und die damit verbundene ständige Ausweitung des Produktprogramms mit den Jahren dazu, dass in den Geschäftsfeldern Chirurgische Instrumente (ca. 8.000 Artikel), Implantate und Sterilcontainer heute rund 9.000 verschiedene Bauteile gelistet sind, die vor allem aus Knowhow- und Qualitätsgründen weitestgehend in Eigenregie produziert werden. Dafür stehen an zwei Standorten in Tuttlingen und einem weiteren im Schweizerischen Steg rund 65 Mitarbeiter zur Verfügung.

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In Eigenregie zur 5-Achsen-Fertigung plus Roboter-Automation

Nomen est omen haben sich die Verantwortlichen bei Innovations Medical schon früh mit der hochautomatisierten Teileproduktion befasst und als eines der ersten Unternehmen in diesem Bereich auf Robotertechnik gesetzt. Basierend auf einem hochwertigen Maschinenpark, der z.B. auch die Fräsmaschinen der Baureihen „F“ und „UWF“ der Maschinenfabrik Berthold Hermle beinhaltete, hat sich enormes zerspantechnisches und automatisierungstechnisches Know-how angehäuft. Dies hatte u.a. zur Folge, dass die Vorgänger-Firmen bzw. später Innovations Medical mit den Hermle-Maschinen zwar sehr zufrieden waren, Hermle aber für manche spezifischen Anforderungen nicht den speziellen Vorstellungen genügte und keine passenden Lösungen bieten konnte.

Innovations Medical beschaffte sich fortan nicht nur 3- und 4-Achsen-Bearbeitungszentren verschiedener Hersteller, sondern führte auch die Automatisierung per Roboter selbständig durch. Was für die damalige Stückzahlen-Fertigung durchaus richtig war, erwies sich jedoch spätestens dann als Hemmnis, als die Variantenanzahl immer weiter stieg und im Gegenzug die Stückzahlen zurückgingen. Dazu sagt Winfried Kreidler, Geschäftsführer von Innovations Medical: „Wir haben heute Stückzahlen von 20 bis 1.000. Da die Kunden immer kürzere Termine setzen, aber weder die Kunden noch wir ein kostentreibendes Lager aufbauen wollen, müssen wir in immer kürzerer Frist die aktuell benötigten Mengen produzieren und liefern.

Mit der Maßgabe, schneller und flexibler sowohl Einzelteile als auch Komponenten oder ganze Bausätze bereitstellen zu müssen, die sofort oder am nächsten Tag montiert werden und das Werk verlassen, ergaben sich andere Anforderungen bezüglich Flexibilität, Performance und Wirtschaftlichkeit der Teilefertigung. Wir gaben dann die Losung flexible Fertigung in Stückzahl eins aus und suchten uns dafür ein leistungsfähiges 5-Achsen-Bearbeitungszentrum. So kamen wir wieder mit Hermle ins Gespräch und ließen uns anhand von Demonstrationen von der Leistungsfähigkeit und Qualität der 5-Achsen-Hochleistungs-Bearbeitungszentren der „C-Baureihe“ sowie der heute bei Hermle sehr hoch entwickelten Roboter-Automatisierung überzeugen.“

Die Lösungsformel: C 22 U/RS2/C 22 U

In Auftrag ging dann ein hochautomatisiertes Flexibles Fertigungssystem, bestehend aus zwei 5-Achsen-CNC-Hochleistungs-Bearbeitungszentren „C 22 U“ und einem Robotersystem „RS2“ für das Werkstück-/Paletten-Management aus und in ein Magazin. Um schon in der Phase der Realisierung in die 5-Achsen-Bearbeitung und Programmierung einsteigen und bereits rationeller und flexibler fertigen zu können, stellte Hermle für den Übergang ein 5-Achsen-CNC-Hochleistungsbearbeitungszentrum „C 30 U“ zur Verfügung. Bald darauf wurde das Flexible Fertigungssystem „C 22 U/RS2/C 22 U“ installiert und der Betrieb konnte aufgenommen werden. Dazu führt Jochen Kreidler, Sohn von Winfried Kreidler und bei der Innovations Medical als Leiter Fertigung tätig, aus: „Da wir sowohl Spezialstähle als auch spezielles Aluminium bearbeiten, haben die beiden Bearbeitungszentren mit 18.000 bzw. 30.000 U/min zwar verschiedene Motorspindeln, sind sonst jedoch identisch ausgerüstet. Damit sind wir in der Lage, die überwiegend aus Spezialstählen zu fertigenden Instrumente und Implantate mit leistungsfähigen Zerspanwerkzeugen adäquat zu bearbeiten.“

Dasselbe gilt natürlich auch bei Aluminiumteilen etwa für Sterilcontainer. „Hierfür fräsen wir größere Teile wie Deckel aus dem Vollen und bringen dafür beispielsweise Messerköpfe mit Durchmesser 63 mm zum Einsatz“, so Kreidler Junior weiter. Ansonsten weisen beide Bearbeitungszentren dieselben Werkzeugmagazine mit 65 Plätzen, NC-Schwenkrundtische mit 320 mm Durchmesser, IKZ-Anlagen mit 80 bar, Basisaufnahmen für die Werkstück-Paletten 400 x 400 mm und die Werkzeugaufnahmen HSK 50 auf.

Dass sich Innovations Medical auch hinsichtlich der Nutzung der Bearbeitungszentren „C 22 U“ und des Werkstück-/Paletten-Handlings ein Stück innovativer als andere gibt, ist daran zu sehen, dass dem reinen Werkstück-Handling der Vorzug gilt, jedoch bei Bedarf auf das Paletten-Handling ausgewichen werden kann. Der Wechsel des Robotergreifers zur Handhabung unterschiedlicher Werkstücke wie der Paletten erfolgt ebenfalls aus dem und ins Regalmagazin, das folglich erstens Aufnahmen zum Magazinieren von Werkstücken, zweitens Paletten mit/ohne aufgespannte Werkstücke und drittens Magazinplätze für Robotergreifer bereitstellt.

Anspruchsvolle Teile vollautomatisch produzieren

Mit dem Einstieg in die 5-Achsen-Technologie und in Kombination mit der Roboter- Automatisierung des Werkstück-Managements zeigt sich die Produktion von Innovations Medical flexibler denn je. Zumal im Tagesbetrieb an einer oder an beiden Maschinen sowohl manuell als auch vollautomatisch bearbeitet werden kann, was in der Praxis durchaus der Fall ist. Abschließend äußert sich Winfried Kreidler sehr zufrieden mit dem Investment und den damit verbundenen neuen Möglichkeiten bzw. der sich schon kurz nach Inbetriebnahme spürbaren Produktivitätssteigerung: „Teile, die wir früher 3- und 4-achsig bearbeiteten und für die Fertigbearbeitung umspannen mussten, bleiben heute auf den 5-Achsen-Bearbeitungszentren bis sie fertig sind. Wir konnten die Durchlaufzeiten z.T. extrem von zwei Monaten auf drei Wochen reduzieren, sind Stück für Stück wesentlich schneller und durch das einmalige Aufspannen auch noch genauer. Wir produzieren zum Beispiel nachts 50 Sätze eines Produkts und am anderen Tag erfolgt sofort die Montage.“ Das sei nur möglich, weil die Teile reproduzierbar und passgenau die Maschinen verlassen und so gut wie keine Nacharbeit mehr erforderlich ist. Die Möglichkeit, für die automatische Fertigung einzelne Werkstücke zu laden und diese später verbauen zu können, sei schon genial. Fazit: „Wir haben die absolut richtige Entscheidung getroffen und mit Hermle den überaus kompetenten Partner (wieder) gefunden.“

Kontakt:

Maschinenfabrik Berthold Hermle AG,

D-78559 Gosheim

www.hermle.de

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