Roboterzelle fräst flexibel Instrumententeile

Seit über 45 Jahren fertigt Tontarra medizinische Instrumente, die vor allem in der Knochen- und Bandscheibenchirurgie benötigt werden. Deren Herstellung erfolgt ausschließlich im schwäbischen Wurmlingen, wo 90 Mitarbeiter beschäftigt sind, 50 davon in der Produktion.

Die Produktion der Instrumente erfolgt in zahlreichen Varianten: „Aus den vielfältigen Ansprüchen der Kunden ergeben sich mehr als 200 Versionen", erläutert Produkt-Manager Thorsten Ahrens. Daraus erklärt sich die geringe Stückzahl einzelner Produktionsserien – die meist zwischen 30 und 500 Stück umfassen – innerhalb der Fertigung von insgesamt größeren Serien. „Die kleinen Serien, die auch mal nur Stückzahl eins umfassen können, erfordern eine extrem hohe Flexibilität in unserer weitgehend automatisierten Teileproduktion", ergänzt Dietmar Knöpfle, verantwortlich für das Milling Department bei Tontarra.

Das Unternehmen hatte bereits seit einigen Jahren den Workmaster-Roboter von System 3R an Hermle-Fräsmaschinen im Einsatz. Zum Ausbau der Fräskapazitäten und der weiteren Fertigungsflexibilisierung stellte sich dann die Frage, einen zweiten Workmaster anzuschaffen oder auf eine neue Lösung umzustellen. Aufgrund der größeren Flexibilität entschied man sich, den Workmaster durch eine Linear-Zelle zu ersetzen, die System 3R zusammen mit dem Schweizer Partner Robotec entwickelt hatte.

In dieser be- und entlädt ein Fanuc 6-Achs-Roboter M-710iC auf einer acht Meter langen Verfahrachse zwei Hermle-Bearbeitungszentren C600 und ein Hermle C20-Bearbeitungszentrum. „Weil die Wechseleinheit hierbei auf Schienen läuft, kann sie eine größere Anzahl Maschinen bedienen. Gleichzeitig bleibt mehr Platz für Magazine und andere Ausrüstung" , sagt Moritz Matthes, Produktspezialist Automation bei System 3R.

Die Rohteile werden in einem Magazin mit einem Fassungsvermögen von 116 Plätzen bereitgestellt. Die beiden C600-Maschinen belädt der Roboter mit GPS240-Paletten. Bei der C20 liegen die Teile lose auf einer Palette, die vom Roboter auf einer Magazinposition vor der Maschine abgelegt wird. Nach einem Greiferwechsel werden die Rohteile einzeln gegen die fertig bearbeiteten Teile in der Maschine gewechselt.

Auch Stand-alone-Betrieb möglich

Ebenfalls zur Flexibilität trägt bei, dass alle Maschinen auch im Stand-alone-Betrieb arbeiten können. So können Aufträge an den einzelnen Maschinen konventionell erledigt oder zum Einfahren von Teilen verwendet werden. Durch Schließen der Flügeltüren wird die Maschine aus der Zelle abgekoppelt, während die anderen Maschinen weiterlaufen.

Gesteuert werden sämtliche Prozesse der Zelle von der Software WorkShop-Manager: Die Paletten sind mit Chip-Identsystemen ausgestattet, mittels denen die Daten zu jedem Auftrag mit Bearbeitungsabfolge und jeweiligem CNC-Programm zugeordnet werden. Bei der Identifikation ermittelt die Software Status und Magazinposition des Objekts und entscheidet, in welches Magazin die Palette geladen sowie welches Bearbeitungsprogramm auf der Maschine gestartet werden soll. Die Maschine kommuniziert mit dem Roboter und wird dann bedient. Fertig bearbeitete Werkstücke samt Paletten fährt der Roboter in das Regalmagazin.

Ein weiterer Vorteil der Lösung ist die Planbarkeit der Laufzeiten über die Software. Der Bediener kann Schätzwerte eingeben, wie lange die generierten Aufträge laufen und erhält einen Überblick, bis wann die Zelle damit ausgelastet ist. Damit lässt sich etwa planen, ob am Wochenende eine Arbeitskraft vor Ort sein muss, um einen neuen Auftrag einzurichten. „Wir optimieren die Laufzeiten so, dass wir werktags die kleinen Serien mit fünf bis zehn Stück fahren und nachts sowie am Wochenende die großen mit bis zu 100 Stück", erläutert der Produktioner Knöpfle. Die Durchlaufzeiten vom Rohteil bis zum Fertigteil betragen heute im Durchschnitt etwa 30 Minuten.

System 3R Europe GmbH www.system3r.com