Maschinenfabrik Berthold Hermle AGMaschinenfabrik Berthold Hermle AG

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Anwenderberichte

Roboter stützt individuell-flexible Teilefertigung

23.01.2013

Innovations Medical setzt zur auftragsgesteuerten Produktion medizintechnischer Bauelemente und Bausätze auf die tagesaktuelle Teilefertigung; realisiert mittels zweier CNC-5-Achsen-Hochleistungs-Bearbeitungszentren, die mit einem Robotersystem aus dem Werkstück-/Paletten-Magazin beschickt werden.

Innovations Medical - allein schon der Name macht deutlich, dass es sich hier nicht um einen der in der süddeutschen Region Tuttlingen/Heuberg in großer Anzahl vorzufindenden „klassischen" Hersteller von medizintechnischen Produkten aller Art handelt. Oder etwa doch? Zumindest was die mechanische Präzisionsfertigung, nämlich zunächst als Hersteller chirurgischer Instrumente und später von Implantaten sowie Sterilcontainern anbelangt, sieht sich Innovations Medical, D-78532 Tuttlingen, durchaus in bester Tradition als Vertreter des klassischen Handwerks. So weit so gut, jedoch führten Produkt-Innovationen und die damit verbundene ständige Ausweitung des Produkt-Programms mit den Jahren dazu, dass in den Geschäftsfeldern Chirurgische Instrumente (ca. 8000 Artikel), Implantate und Sterilcontainer heute rund 9.000 verschiedene Bauteile gelistet sind, die man vor allem aus Knowhow- und Qualitätsgründen weitestgehend in Eigenregie produziert. Womit wir bei der industriellen Einzelteil- und Chargen-Fertigung besagter chirurgischer Instrumente (Speizersysteme, Nadelhalter, Klemmen, Pinzetten, Scheren, Spekulum, Meisel etc.), Implantate (MKG, Handchirurgie, Neurochirurgie) und eben Sterilcontainer (verschiedene Keimbarrieren, Easy Stop, Papierfilter, Dauerfilter usw.) angelangt sind. Die drei Geschäftsfelder sind auf die drei das „Dach-Unternehmen" Innovations Medical repräsentierenden Firmen Richard Martin GmbH (gegr. 1923), Gottfried Storz GmbH & Co. KG (gegr. 1908) und Karbon GmbH (gegr. 2001) zurückzuführen und beschreiben deren frühere Tätigkeitsbereiche. Heute steht über allem die Dachmarke Innovations Medical und hinter dieser stehen an drei Standorten (2 x D-Tuttlingen, 1 x CH-Steg/VS) wiederum rund 65 qualifizierte MitarbeiterInnen.

Die Herausforderung: Umstieg von 3- und 4-Achsen- auf 5-Achsen-Fertigung plus Roboter-Automation

Wie schon angedeutet, werden die medizintechnischen Bauteile und Baugruppen sowie Implantate und Sterilcontainer selbst gefertigt, wobei hier der Name Innovations Medical in anderer Form sichtbar wird. Nämlich dahingehend, dass man sich schon früh mit der hoch automatisierten Teileproduktion befasste und als einer der ersten in diesem Bereich auf die Robotertechnik setzte. Basierend auf einem hochwertigen angepassten Maschinenpark, der z. B. auch die Fräsmaschinen/Universalfräsmaschinen der Baureihen F und UWF von Maschinenfabrik Berthold Hermle AG, D-78559 Gosheim, beinhaltete, entwickelte sich ein enormes zerspantechnisches und automatisierungstechnisches Knowhow. Dies hatte u. a. zur Folge, dass die Vorgänger-Firmen bzw. später Innovations Medical mit den Hermle-Maschinen zwar sehr zufrieden waren, Hermle für manche spezifischen Anforderungen aber nicht den speziellen Vorstellungen genügen 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 Hemmschuh, als die Variantenanzahl immer weiter stieg und im Gegenzug die Stückzahlen zurückgingen. Dazu sagte Winfried Kreidler, Geschäftsführer von Innovations Medical: „Wir haben heute Stückzahlen von 20 bis 1.000. Da die Kunden immer kürzere Termine setzen 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 aufgenommen. Dazu führte 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 min-1 und 30.00 min-1 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. 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 zum einen der BAZ`s C 22 U und zum anderen des Werkstück-/Paletten-Handlings wiederum ein Stück innovativer als andere gibt, ist daran zu sehen, dass dem reinen Werkstück-Handling der Vorzug gilt, jedoch bei Bedarf auch auf das Paletten-Handling ausgewichen wird. Der Wechsel des Robotergreifers zur Handhabung unterschiedlicher Werkstücke wie der Paletten erfolgt ebenfalls aus und ins Regalmagazin, das folglich 1. Aufnahmen zum Magazinieren von Werkstücken, 2. Paletten mit/ohne aufgespannte Werkstücke, und 3. 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 äußerte 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-BAZ`s, bis sie fertig sind. Wir konnten die Durchlaufzeiten z. T. extrem von 2 Monaten auf 3 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 ist nur möglich, weil wir so gut wie keine Nacharbeit mehr haben und die Teile reproduzierbar und passgenau die Maschinen verlassen. Die Möglichkeit, für die automatische Fertigung einzelne Werkstücke zu laden und diese später oder anderntags verbauen zu können, ist schon genial. Fazit: Wir haben die absolut richtige Entscheidung getroffen und mit Hermle den überaus kompetenten Partner (wieder) gefunden!"

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