Maschinenfabrik Berthold Hermle AGMaschinenfabrik Berthold Hermle AG

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Anwenderberichte

PRODUKTIONSEFFIZIENZ groß geschrieben

23.01.2013

Integral-Automation durch robotergestütztes Werkstückhandling an CNC-Hochleistungs-Bearbeitungszentren sorgt für bis zu 8.000 Stunden nutzbare Produktionszeit pro Jahr.

Dr. Homer Stryker gilt weltweit als der Pionier in Sachen orthopädischer Medizintechnik. Die seltene Kombination aus Orthopäde und genialem Erfinder führte schon in den 30er Jahren zur Gründung eines Medizintechnik-Unternehmens, das sich in gut 80 Jahren zu einem global agierenden Medizintechnik-Konzern entwickelte. Das Produkt- und Leistungsportfolio erstreckt sich aktuell über eine breite Palette an Implantaten, Instrumenten und Fixatoren bis hin zu Hilfsgeräten, Krankenhausbetten und kompletten OP-Einrichtungen. Dabei steht das Leitthema Orthopädie, in Gestalt von Osteosynthese bzw. Traumatologie, im Vordergrund. Um die Kunden sprich: Stryker-Vertriebszentren, die wiederum Kliniken und Fachärzte aus aller Welt beliefern, möglichst optimal und zeitnah versorgen zu können, wurde im Laufe der Jahre ein globales Produktions-Netzwerk aufgebaut. Entwicklungs- und Produktions-Standorte des Stryker-Konzerns gibt es heute in USA, Puerto Rico, Irland, China, Deutschland, Frankreich und der Schweiz; wobei jeder Standort neben einem Standardsegment auch über eine besondere Qualifikation und damit über eine eigenständige Entwicklungsabteilung verfügt. Als Beispiel für diese an den Marktbedürfnissen ausgerichteten Strukturen ist der Produktionsstandort Schweiz, und hier besonders das Konzern-Unternehmen Stryker Osteosynthesis in Selzach, anzuführen. Hier beschäftigen sich 410 Mitarbeiter u. a. mit der Entwicklung und Produktion von solchen medizintechnischen Komponenten und Systemen wie Implantaten, Platten und internen/externen Fixatoren, inklusive den dazugehörigen Instrumenten. Stryker in Selzach gilt aber auch in anderer Hinsicht als beispielhaft, nämlich bezüglich der Produktionstechnik, die trotz eher kleinerer Serien oder Chargengrößen einen vergleichsweise hohen Automatisierungsgrad aufweist.

7 Tage á 18 bis 24 Std = 3,5 Mio. Fertigteil

Dazu sagte Gerhard Hänggi, Director Manufactoring von Stryker Osteosynthesis: „Bei einer Beschäftigtenzahl von etwa 410 entfallen rund 200 auf die Produktion, 80 auf die Qualitäts- Sicherung und 60 auf Entwicklung. Außerdem bilden wir ständig Fachkräfte aus, die wir im Normalfall immer übernehmen und uns so quasi selbst ein hohes Knowhow sichern. Die 200 Produktions-Fachkräfte stellen, je nach Auftragslage, im 2- oder 3-Schichtbetrieb an sieben Tagen pro Woche mit 115 CNC-gesteuerten Produktionsmaschinen pro Jahr bis zu 3,5 Mio. Fertigteile her. Dabei handelt es sich keineswegs um große Serien, sondern um Stückzahlen (Batch-Fertigung) von 10 bis 500. Sehr groß ist mit 5.500 lebenden Teilen aber die Anzahl an Varianten, weshalb wir sowohl auf einen hohen Produktivitäts- als auch auf einen hohen Flexibilitätsgrad setzen." Folgerichtig präsentiert sich der Maschinenpark von Stryker in Selzach auf modernstem Niveau, vor allen Dingen die CNC-Drehtechnik und die CNC-Frästechnik betreffend. Konzipiert als „Inselfertigung", arbeiten Personal und Maschinen interdisziplinär zusammen und sind, von der Materialversorgung bis hin zur Auslieferung der Fertigteile, gemeinsam für ihre Produkte verantwortlich. Markus Lindt, Leiter Implantate- Fertigung ergänzend dazu: „Die Batch-Fertigung der hochwertigen und immer komplexer werdenden Implantate, Platten und Fixatorenteile führte dazu, in die 5-Achsen-Bearbeitung einzusteigen. Deshalb nahmen wir zunächst eine Evaluation vor und sortierten einen um den anderen potenziellen Maschinen-Lieferanten aus. Das Maschinenkonzept von Hermle für die 5-achsige Komplett- und Simultan-Bearbeitung, mit den drei Achsen im Werkzeug und zwei Achsen im Werkstück, hat uns von Anfang an voll überzeugt. Fräsversuche, und die daraus resultierenden sowie qualitativ reproduzierbaren Präzisionsbearbeitungen, taten ein Übriges, um uns vor gut fünf Jahren für die 5-Achsen-BAZ`s von Hermle zu entscheiden. Als erste Maschine wurde ein Bearbeitungszentrum C 20 U beschafft, mit der wir dann auch gleich den Einstieg in die hoch automatisierte Teilefertigung starteten. Dafür wählten wir damals ein externes Roboter-Systemhaus, das Handling funktioniert absolut einwandfrei, ist aber ein nicht in den Maschinenbau von Hermle integriertes System und benötigt dadurch einen relativ hohen Platzbedarf.

Produktivitätsfaktoren: Flexibilität und Automation

Als nun die Beschaffung weiterer CNC-5-Achsen-Bearbeitungszentren anstand, und weil nach den gemachten Erfahrungen auch die hochautomatisierte Teilebeschickung in den Liefer- und Leistungsumfang einbezogen wurde, konnte Hermle als verantwortlicher Komplettlieferant erneut überzeugen. Aktuell sind bei Stryker in Selzach nun vier CNC-5-Achsen-Hochleistungs-Bearbeitungszentren der Maschinenfabrik Berthold Hermle AG, D-78559 Gosheim, im Einsatz: eine C 20 U (mit extern automatisiertem Werkstück-Handling), eine C 30 U (für die Produktion und für die Prototypen-Fertigung) sowie zwei C 30 U, die beide für die automatisierte Produktion eingesetzt werden und deshalb jeweils mit einem Robotersystem RS05 komplettiert sind. Zur Sicherstellung einer maximalen Anwendungs- und Nutzungs-Flexibilität wurden die CNC-5-Achsen-Hochleistungs-Bearbeitungszentren C 30 U mit jeweils einem Werkzeug-Zusatzmagazin mit 43 Plätzen (insgesamt 65 Werkzeuge), einem NC-Schwenkrundtisch mit 630 mm Durchmesser, einer Hauptspindel mit 18.000 min1 (mit Werkzeugaufnahme HSK-A63) sowie Renishaw-Messtaster sowie Werkzeugbruch- und -Messsystem von Blum ausgerüstet. In der Kombination NC-Schwenkrundtisch und großem Arbeitsraum (Verfahrwege X = 650 x Y = 600 x Z = 500 mm) sowie Werkzeugmagazin und robotergestütztem Werkstückhandling sind diese Anlagen sehr universell einsetzbar. Das Robotersystem RS05 ist als kompakte Einheit, die nur zwei m2 Stellfläche benötigt, direkt an das jeweilige Bearbeitungszentrum C 30 U angedockt und in die Maschinenverkleidung integriert. Das Werkstückmagazin kann je nach Werkstückhöhe zwischen sechs und 16 Matrizenpaletten aufnehmen. Diese Paletten wiederum lassen sich mit unterschiedlichsten Aufnahmen für verschiedenste Werkstücke belegen. Der Roboter ist für Traglasten bis 5 kg zugelassen und übernimmt das komplette Werkstückhandling ab der Rohteilzuführung und bis zur Entnahme der Fertigteile. Je nach Greifersystem (Einfach- oder Doppelgreifer) können Rohteile bis 4 kg Einzelgewicht oder zwei Rohteile a` 2 kg Einzelgewicht gehandhabt werden.

Der Effizienzeffekt: Von 6 für 5 auf 2 plus RS05

Mit der Hermle C20 und dem externen Handling und den beiden neuen CNC-5-Achsen-Hochleistungs-Bearbeitungszentren C 30 U mit RS05 wurden absolute Volltreffer gelandet. Wurde früher für jeden einzelnen Prozess eine eigene Maschine eingesetzt, was am Ende für die Fertigung bestimmter Teile bis zu fünf Maschinen und einige Bediener bedeutete, erledigen heute die beiden CNC-5-Achsen-Hochleistungs-Bearbeitungszentren mit RS 05 alle Bearbeitungen in einem Durchlauf. Abschließend meinte dazu Markus Lindt: „Wir streben pro Jahr eine quantitative und vor allem qualitative Produktivitäts-Steigerung um 7,5 % an. Das ist ohne durchgängige Automatisierung kaum möglich. Außerdem gilt: Wer 7000 und mehr Stunden produzieren will, darf so gut wie keine Ausfallzeiten haben. Mit den 5-Achsen-Bearbeitungszentren und der voll integrierten Automation sowie dem nachweislich sehr guten Service von Hermle sind wir in jeder Hinsicht auf der sicheren Seite. Da wir beim Schweißen und Schleifen von medizintechnischen Produkten bereits Erfahrungen mit Robotern gesammelt hatten, fiel uns auch der Einstieg in die robotergestützte Beschickung der BAZ`s relativ leicht. Dass die Konstrukteure von Hermle auch noch auf unsere handhabungs- und magazintechnischen Wünsche eingingen und das gesamte Hermle-Team durch schnelle Reaktionszeiten zu glänzen wusste, bestätigt(e) uns immer wieder darin, den richtigen Partner gewählt zu haben."

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