Technologie-Doppel für eine prozesssichere, mannlose Bauteilfertigung

Mit dieser Miyano BNA-42CY5 bearbeitet Eberle Spritzguss-Kunststoffteile und Edelstahlklingen auf einer Anlage.

Ob Cincom Langdreher oder Miyano Kurzdreher: Innovation, Produktivität, Qualität und Präzision sind die Kernkompetenzen, mit denen der Drehmaschinenhersteller Citizen Machinery weltweit zahlreichen Unternehmen der industriellen Bauteilfertigung Vorteile im Wettbewerb sichert. Diese leistungsstarke Drehtechnologie setzt nun auch die Eberle GmbH & Co.KG in Wurmberg bei Pforzheim erfolgreich ein. In Teilen der Fertigung hat der Medizintechnikhersteller zwei Citizen Miyano BNA-42CY5 Kurzdreher installiert – ausgerüstet mit innovativer Automatisierungstechnologie der Wietec GmbH aus Wiernsheim. Der Citizen Vertriebspartner und Integrator von Roboterapplikationen „veredelt“ Produktionsmaschinen zu kundenindividuellen, bedarfsgerechten Sonderlösungen. Eberle profitiert von diesem hochkarätigen Technologie-Doppel und kann so die eigene Bauteilfertigung schlanker und effizienter gestalten.

Kostendruck mildern, Fachkräftemangel entgegensteuern, Rationalisierungspotenziale ausschöpfen, Produktion nachhaltiger gestalten, Arbeits- und Prozesssicherheit erhöhen, Maschinenverfügbarkeit steigern und, und, und – Gründe, die Fertigung zu automatisieren, gibt es viele, insbesondere wenn die wirtschaftlichen und politischen Rahmenbedingungen immer schwieriger und komplexer werden.

„Die Region hier an der badischen und württembergischen Schnittstelle ist traditionell ein Standort mit einer hohen Dichte an Unternehmen aus den verschiedensten Schlüsselindustrien – und alle suchen natürlich Fachkräfte“, so Monika Eberle, Marketing- und PR-Leiterin bei der Firma Eberle. „Wir als Hersteller von medizintechnischen Komponenten stehen vor der Herausforderung, dem Fachkräftemangel entgegenzusteuern, unsere Produktivität und Qualität zu steigern sowie gleichzeitig Fertigungskosten zu senken. Dazu benötigen wir u. a. die Expertise von innovativen Technologiezulieferern. Maschinenbauer und Systemintegratoren wie etwa Citizen und Wietec helfen uns mit ihren kundenindividuellen Lösungen dabei, unsere Maschinen- und Prozesstechnologie zukunftsfähig aufzustellen. So können wir weiterhin höchste Qualität zu einem wettbewerbsfähigen Preis-Leistungsverhältnis produzieren – so wie es unsere Kunden von uns kennen und auch erwarten!“

Die Firmenphilosophie „Präzision hat bei uns Tradition“ ist ein zentraler Begriff, um den sich alles bei Eberle mit ihren 80 Mitarbeitenden dreht. Das mittelständische Industrieunternehmen stellt seit 1999 medizintechnische Produkte u. a. für die minimal invasive Chirurgie und Orthopädie her. Dazu zählen beispielsweise Antriebssysteme, Shaverblades, Sägeblätter, Bohrer, Implantate sowie optische, Spül- und Geräteträgersysteme. Eberle setzt in der Herstellung auf eine hohe Fertigungstiefe und hat so die Wertschöpfungskette- und vertikale Qualitätssicherung unter eigener Kontrolle. Modernste Produktionseinrichtungen gewährleisten höchste Qualität und perfekte Ausführung, für die Eberle bei Kunden weltweit geschätzt wird.

Der Industrieroboter HORST mit 2-Backen-Parallelgreifer „wartet“ während der Bearbeitung.

Markus Reißig, Geschäftsführer der Citizen Machinery Europe GmbH: „Automationslösungen verändern den herkömmlichen Einsatz von Drehmaschinen und eröffnen neue Horizonte für die industrielle Fertigung. Vor dem Hintergrund des Fachkräftemangels wie auch aus Produktivitätsgründen fragen Anwender vermehrt Lösungen zum mannarmen Betrieb an. Das Feld Automation bietet hier enormes Potenzial, das wir ihnen entfalten. Dazu haben wir im eigenen Haus das Geschäftsfeld Automation gegründet, um mit selbstentwickelten Automationslösungen durchzustarten. Darüber hinaus arbeiten wir mit hochkarätigen Systemintegrationspartnern wie Wietec zusammen.“

Mit der Citizen Miyano BNA-42CY5 (Typ CY erlaubt Einsatz als Futterautomat) und der passenden Wietec Automatisierungslösungen holte sich Eberle leistungsstarke, zukunftsfähige Technologien ins Haus. Miyano Kurzdreher von Citizen sind durch sämtliche Branchen hinweg Standard für hochpräzise und verlässliche Drehmaschinen in der Bauteil-Serienfertigung. Dazu verfügen die Kurzdrehautomaten unter anderem über massive Maschinenbetten und handgeschabte Führungen. Dem Anwender bringt das neben der Robustheit vor allem höchste Präzision beim Drehen im µm-Bereich.

Björn Wied, Geschäftsführer der Wietec GmbH: „Citizen Miyano Kurzdreher sind sehr differenziert auf die jeweiligen Zerspanungsaufgaben anpassbar. In ihnen verschmelzen Flexibilität in den Bearbeitungsmöglichkeiten, Präzision mit Robustheit sowie höchste Effizienz mit Langlebigkeit. Damit hat Eberle passgenau konfigurierte Drehautomaten zur Verfügung, die u. a. verschiedene Varianten von Bauteilen auch aus unterschiedlichen Werkstoffen prozesssicher abarbeiten. Dank unserer Lösung zum automatisierten Be- und Entladen der Maschinen in den vor- und nachgelagerten Prozessen hat Eberle die Produktion deutlich schlanker gestaltet.“

Die Wietec GmbH ist Vertriebspartner und Systemintegrator von Citizen in Baden-Württemberg Nord, Hessen, Rheinland-Pfalz und Saarland. Seit 2021 bietet Wietec Automatisierungslösungen (Robotik) an, um den steigenden Bedarf daran etwa beim Drehen, Fräsen, Laserschweißen, Pressen, Schleifen und Honen optimal bedienen zu können. Für Eberle lieferte Wietec zu den Citizen Miyano Kurzdrehern die gesamte Automation – von der Konstruktion (E-Planung, mechanische Konstruktion) über den Schaltschrankbau, die Fertigung einzelner Bauteile (3D-Druck, Alufräsen) und Montage bis hin zur Dokumentation gemäß Maschinenrichtlinie sowie entsprechender Normen und der gesamten Programmierung.

Bernd Amann, technischer Leiter bei Eberle: „Wir benötigten eine Automationslösung, die haargenau auf unsere Bedürfnisse bzw. die Bauteilfertigung mit den zwei Citizen Drehmaschinen ausgelegt ist. Sie sollte mit einem problemlosen und prozesssicheren Handling von verschiedenen Komponenten-Varianten die mannlose Fertigung erlauben. Das hat Wietec hervorragend umgesetzt.“

Hochpräzise Kunststoff-Bearbeitung auf der Miyano BNA-42CY5: Je nach Bauteil werden die Kunststoffrohlinge aus Spritzguss überdreht, ausgedreht, oder stirnseitig außermittig gebohrt.

Bei der ersten Eberle Anlage gibt es zwei Möglichkeiten für die Rohteilzuführung: Kurze Kunststoffteile werden aus dem Bunker über einen Bauteilvereinzeler (VarioShaker) mit Durchlicht zugeführt. Eine 2D-Kamera hilft dabei, die Teile bzw. das Schüttgut auf dem Bauteilvereinzeler zu detektieren und die Koordinaten an die Robotersteuerung zu übertragen. Björn Wied: „Kunststoffbearbeitung ist eher selten auf einer Drehmaschine. Alles was spritztechnisch nicht möglich ist, realisiert unsere Miyano drehtechnisch; das heißt, je nach Bauteil werden die Kunststoffrohlinge aus Spritzguss überdreht, ausgedreht, oder stirnseitig außermittig gebohrt. Beim Handling ist der VarioShaker für Pick and Place sowie flexible Zuführung dabei nicht nur optimal an unterschiedliche Bauteile anpassbar, sondern kann diese auch speziell vereinzeln. Durch gezieltes Bewegen des Schüttguts wird eine hohe Vereinzelungsrate erreicht. Auch das Sammeln der Teile und erneutes Zerrütten ist kein Problem. Die Software ist ohne tiefes Fachwissen bedienbar und wurde auf die Bedürfnisse der User hin zugeschnitten.”

Der 6-Achs-Industrieroboter HORST 900 nimmt die vereinzelten Teile dann mit einem 2-Backen-Parallelgreifer auf. Je nach Variante werden die Teile dann nochmals über einen Bildvergleichssensor in ihrer Rotationsachse ausgerichtet oder direkt umgegriffen und in das Spannfutter des Drehautomaten eingelegt. Eine Automatiktür öffnet und schließt dabei den Arbeitsraum der Maschine. Die Fertigteile werden über das Werkstücktransportband ausgebracht.

Die gleiche Maschine wird auch zum Überdrehen der Schweißnaht von Klingenrohlingen unterschiedlicher Längen und Größen eingesetzt. Dazu werden die bis zu 450 mm langen Edelstahlteile über ein von Wietec konstruiertes, sehr flexibel einstellbares Magazin zugeführt. Der Roboter kann dann die Rohteile mit einem Doppelgreifer direkt aus dem Magazin aufnehmen und nach Entnahme des Fertigteils in die Spindel einführen. Mittels Revolver werden die Rohteile nach dem Schließen der Automatiktür in die Spindel geschoben und im Anschluss mittels Luft durch die Spindel gegen einen Anschlag am Revolver gedrückt. Die Fertigteile werden in einem Waschkorb abgelegt.

Miyano BNA-42CY5 zum Rändeln von Klingenrohlingen. Im Vordergrund links die Roboterzelle mit vorgeschaltetem Vereinzelungsförderer, rechts der Ablagekorb nach der Bearbeitung.

Auf der zweiten Miyano BNA-42CY5 werden Edelstahl-Klingenrohlinge gerändelt. Sie gelangen über einen Vereinzelungsförderer zum HORST 900, der sie dann gemäß vorstehendem Prozess dem Drehautomat zuführt.

Björn Wied: „Ob Bestücken, Montieren, Verschrauben, Palettieren, Stapeln und Verpacken, Messen, Lehren oder kontaktloses Prüfen – HORST ist ein Allroundtalent mit großer Beweglichkeit und einem optimalen Verhältnis von Reichweite und Traglast: Er hat eine Reichweite von über 900 mm, stemmt Lasten bis zu 5 kg und das mit einer Wiederholgenauigkeit von +/- 0,05 mm. Dank seines Aufbaus ist seine Antriebsleistung hocheffizient und die Achsgeschwindigkeiten erstaunlich schnell.“

Alle Ziele erreicht

Bernd Amann: „An den Vorgängermaschinen haben wir früher die Kunststoffteile per Hand eingelegt bzw. die Klingenrohlinge aus Edelstahl über eine unflexible Automation zugeführt. So war je Maschine ein Mitarbeiter bzw. eine Mitarbeiterin notwendig. Dank der Automationslösung ist nun nur eine Fachkraft für mehrere Produktionsmaschinen verantwortlich. Das neue System ist rüstfreundlich, flexibel und prozesssicher. Somit können wir auch Geisterschichten fahren. Dank der kompetenten Ansprechpartner und Techniker von Citizen und Wietec wurden unsere Wünsche und Anforderungen mit angemessenen Reaktionszeiten und gutem Informationsfluss in Kombination mit freundschaftlich, fairer Zusammenarbeit optimal umgesetzt.“