Automatische Fertigungszelle

Automatisierung

Die Revolution der Einzelfertigung

Um diese neuen Ziele zu erreichen, haben wir in der Tat unser Tätigkeitsfeld gewechselt. Wir haben verstanden, dass wir uns vom Maschinenhersteller zum Lieferanten integrierter flexibler Produktionszellen wandeln müssen. Ausgehend von einer gemeinsamen Grundlage muss jedes Stück ein Unikat sein. Um dieses Ergebnis zu erreichen, muss die Fertigungszelle eine kürzere Prozesskette, extreme Flexibilität und perfekte Qualität gewährleisten. Auch die vollständige Rückverfolgbarkeit der Produktion muss gewährleistet sein. Wir haben dies mit einer brandneuen Zelle verwirklicht, die wir gerade geliefert haben und die in der Medizintechnik eingesetzt wird. Entwickelt für die Herstellung von Einzelteilen oder Kleinstserien, bietet sie alle Bedingungen der Großserienproduktion.

Beitrag zum Fortschritt in der Medizintechnik

Dieser Erfolg ist nicht unbedeutend. Die Nachfrage nach rekonstruktiven Operationen und prothetischen Implantaten steigt stetig. Die jüngsten Fortschritte haben zu deutlichen Verbesserungen geführt und optimieren die Wiederherstellung der Anatomie immer weiter. Dies betrifft zum einen die Wahl von morphologisch angepassten oder individuell hergestellten Prothesen und zum anderen die individuelle Herstellung auf Grundlage der Daten einer präoperativen Computertomographie des Patienten. Perfekt dimensionierte Implantate sind ein großer Schritt nach vorne: Sie verbessern den Komfort und bieten fühlen sich deutlich natürlicher an. Das morphologisch angepasste Implantat verkürzt bei minimal-invasiven Operationstechniken nicht nur die Eingriffszeiten, sondern ermöglicht auch eine schnelle Wiedereingliederung des Patienten in das aktive Leben. Unsere neue Zelle hat es uns ermöglicht, auf die schnellen Entwicklungsschritte in diesem speziellen Bereich zu reagieren.

Eine vollständig autonome Zelle

Zum Beladesystem dieser neuen Lösung gehört ein Rohlingmagazin mit sehr großer Speicherkapazität. Gesteuert von einer leistungsfähigen Produktionssoftware greift der Roboter den Rohling und kontrolliert die Übereinstimmung mit der 3D-Zeichnung des Teils (die in seiner Datenbank gespeichert ist), um sicherzustellen, dass es nicht zu einer Vermischung kommt. Sobald die Freigabe erteilt wurde, lädt die Software das Teileprogramm in die freie Maschine (in der Zelle sind zwei installiert) und die Bearbeitung kann beginnen. Nach Abschluss der Bearbeitung wird das Teil geprüft und mit einem Laser markiert. Prüfprotokolle und ein vollständiger Bericht des Fertigungsauftrags werden automatisch generiert. Innerhalb der Zelle ist kein menschlicher Eingriff erforderlich, damit ist auch keine Kontamination möglich macht und die „Sauberkeit“ des Teils bei der Ausgabe garantiert. Dies entspricht den strengsten Vorschriften und Anforderungen, einschließlich denen der einflussreichen FDA in den USA.

Extreme Kontrolle und Sicherheit

Wie bereits erwähnt, stellt das System von Anfang an sicher, dass der Rohling dem zu bearbeitenden Teil entspricht. Nach der Bearbeitung wird das Teil sowohl maßlich als auch geometrisch mit dem gespeicherte 3D-Modell abgeglichen und validiert. Wenn das Teil in Ordnung ist, wird mit dem Laser die Markierung erstellt und unmittelbar danach wieder gelesen. Wenn alles perfekt ist, legt der Roboter das Teil im Magazin für die bearbeiteten Teile ab. Alle nicht konformen Teile werden in eine „Schublade“ ausgesondert und können aus der Zelle entnommen werden. Die gesamte Überwachung der Produktion und der Abwicklung wird kontinuierlich dokumentiert. Alle Berichte werden in Echtzeit weitergeleitet und sind am Programmierplatz verfügbar. Der Zugang zu den verschiedenen Elementen der Fertigungszelle ist gesichert und die Berechtigungsstufen der verschiedenen Mitarbeiter regeln ihre Eingriffs- und Zugangsmöglichkeiten.

Optimierte Zykluszeiten

Bei der Entwicklung einer solchen integrierten Fertigungszelle werden die Zykluszeiten der Bearbeitung, der Kontrolle und der Manipulation sorgfältig analysiert, um sie aufeinander abzustimmen und „Engpässe“ zu vermeiden, die den Prozess verlangsamen würden. Darüber hinaus kann eine Bearbeitungsmaschine im Falle von Problemen einfach unter Quarantäne gestellt werden. Während der Arbeit an der stillgelegten Maschine läuft der gesamte Prozess ganz normal weiter. Die Zelle ist auf einen Rund-um-die-Uhr-Betrieb an 7 Tagen der Woche ausgelegt.

Vorbeugende Wartung und einfache Bedienung

Das gesamte Produktionssystem wird von einem Zugriffsberechtigungssystem verwaltet, das den dort beschäftigten Mitarbeitern unterschiedliche Berechtigungen zuweist. Die Steuerung erfolgt über einen großen Touchscreen und wenn sich beispielsweise die Priorität in der Produktionswarteschlange ändert, kann die Reihenfolge der zu bearbeitenden Teile durch einfaches „Drag and Drop“ auf dem Bildschirm entsprechend angepasst werden. Um einen dauerhaft störungsfreien Betrieb zu gewährleisten, wurden Elemente der vorbeugenden Instandhaltung integriert. Es wurden verschiedene Intervalle eingeplant, zum Beispiel für Filterkontrollen alle zwanzig Stunden. Kommt es zu Maschinenstillstandszeiten, werden diese genutzt, um vorbeugende Wartungsarbeiten durchzuführen, zum Beispiel durch den Austausch aller Komponenten, die 90 % der geplanten Lebensdauer überschritten haben.

Die Bediener werden natürlich von Willemin-Macodel geschult. Die meisten Benutzer, die für die Funktionstüchtigkeit der Maschine, ihre Beschickung und Entladung sorgen, benötigen relativ begrenzte Kompetenzen.

Integrierte Standardlösungen

Willemin-Macodel setzt bei der Entwicklung seiner integrierten Produktionslösungen auf zwei Elemente: seine Standardmaschinen, die bekanntermaßen stabile Prozesse garantieren, und sein umfangreiches, im Laufe der Jahre erworbenes Know-how bei der Lieferung moderner Roboter- und Automatisierungssysteme. Im Laufe unserer ganzen Geschichte waren wir mit unserer Vision der Produktion, sowohl für uns selbst als auch für unsere Kunden, einem klaren Anspruch verpflichtet: Schon das erste Teil muss perfekt sein. Aus diesem Credo schöpfen wir jeden Tag die Kraft, die Qualität unserer Maschinen auf das höchstmögliche Niveau zu bringen. Bei Willemin-Macodel erreicht der Prozessfähigkeitsindex cpk nicht selten einen Wert von 1,67.

Ein einziger zuständiger Ansprechpartner

Um verschiedene Aktivitäten zu integrieren, wie in der oben vorgestellten Zelle, ist die Beherrschung vieler komplementärer Kompetenzen erforderlich. Deshalb haben wir diesen Artikel mit der Feststellung begonnen, dass das Unternehmen sein Arbeitsfeld gewechselt hat. Der Kunde kauft eine schlüsselfertige Lösung und alles muss einwandfrei und reibungslos funktionieren. Willemin-Macodel übernimmt die Verantwortung für alle Aspekte, auch die Prozesse. Im Falle einer Frage beherrscht eine einzelne Person das Thema in seiner Gesamtheit.

Ein Komplex, der sich im ständigen Dialog befindet

Aber was ist daran so neu? Die Maschinen sind bekannt, genau wie die Systeme und Peripheriegeräte.

In Wirklichkeit ist es vor allem die Kommunikation und Synchronisation zwischen den verschiedenen Elementen, die die meiste Arbeit erfordert haben und den eigentlichen Mehrwert des Ganzen darstellen. Das Steuerungssystem empfängt Tausende von Informationen von den zahlreichen während des gesamten Prozesses aktiven Sensoren und es ist unsere in die Intelligenz der Zelle eingeflossene Erfahrung in der Bearbeitungstechnik, die den Unterschied macht. Heute werden alle Willemin-Macodel-Maschinen so konzipiert und entwickelt, dass sie in solche Zellen integriert werden können, und wir prüfen die Möglichkeit, andere Maschinentypen mit ihnen zu kombinieren, um beispielsweise alle Bearbeitungsarten wie Drehen, Fräsen, Schleifen oder Endbearbeitung möglich zu machen.

Das Hauptproblem ist nicht die Technik

Für die Umsetzung einer solchen integrierten Bearbeitungslösung muss man das Geschäftsfeld und den Bedarf des Anwenders und Kunden genau verstehen. Ohne dies ist es unmöglich, die Zelle zur Zufriedenheit anzupassen. Die Lösung muss deshalb gemeinsam mit dem Kunden erarbeitet werden. Nicht nur die Produktion, Kontrolle und Kennzeichnung werden maßgeschneidert, sondern auch der gesamte Aspekt des „Reporting“ wird so gestaltet, dass es genau den Wünschen und Anforderungen des Benutzers entspricht. Damit wird ab sofort eine automatische in „Just-in-time“-Produktion von Einzelteilen möglich