Medizintechnik: Präzision im Dauerbetrieb

„Wir fertigen Instrumente für die unterschiedlichsten Bereiche des Körpers und der Medizin, darunter Scheren, Zangen, Bohrer und Biopsielöffel zur Entnahme von Gewebeproben. Unsere Kunden erwarten höchste Qualität von uns, schließlich arbeiten sie mit unseren Produkten am und im Menschen“, unterstreicht Wolfgang Epple, Abteilungsleiter der Fräserei, als er durch die dicht stehenden Bearbeitungszentren in der Fertigung führt. Die meisten der 21 Fräsmaschinen sind Robodrill-Anlagen von Fanuc, dazu kommen einige Maschinen von Brother und Haas. Darüber hinaus laufen bei Getsch+Hiller neun Langdrehmaschinen, die meisten dieser Anlagen sind mit einer Automatisierung zum Be- und Entladen ausgestattet.

Die Herstellung von Produkten in erstklassiger Qualität stellt höchste Ansprüche an die Fertigung von Getsch+Hiller. Konstant niedrigste Toleranzen und höchstmögliche Oberflächenqualitäten sind schon in der Fräsfertigung ein Muss, damit beim Polieren und Beschichten optimale Ergebnisse entstehen können. Über zwei bis drei Jahre hinweg ist der Prozess optimiert worden, jetzt wird in Tuttlingen stabil gefertigt. Denn auch am Wochenende müssen die Maschinen rund um die Uhr laufen, damit die erforderlichen Stückzahlen erreicht werden. Deshalb sind die Anlagen überwiegend mit einem Roboter ausgestattet, der Rohteile aus einem Tablett-Magazin in die Maschine legt und Fertigteile wieder auf dem Tablett in Halterungen ablegt.

Messtaster erkennen Werkzeugbruch und Verschleiß

Unverzichtbar für eine Fertigung, die möglichst langen mannlosen Betrieb, unterbrechungsfreie Produktion und höchste Präzision erfordert, ist eine automatisierte Qualitätskontrolle und Prozessüberwachung. Getsch+Hiller setzt daher in den Fanuc-Maschinen auf den Spindel-Messtaster TC52 von BLUM und den Werkzeug-Messtaster ZX-Speed IR, zudem sind in den Brother-Bearbeitungszentren Werkzeug-Messtaster Z-Nano verbaut.

Die Werkzeug-Messtaster werden vor allem zur Bruch- und Verschleißkontrolle genutzt, wobei der ZX-Speed IR-Taster nicht nur in der vertikalen Z-Achse – wie der kleinere Z-Nano – angetastet werden kann, sondern auch in der horizontalen Achse. Damit kann zum einen die Werkzeuglänge gemessen – und damit Bruch erkannt – werden, indem der Taster axial von oben angefahren wird. Zum anderen lässt sich der Durchmesser durch radiales Antasten von der Seite messen, beispielsweise um Verschleiß zu erkennen.

Bruchkontrolle schützt Werkzeuge und Werkstücke

Die Bruchkontrolle ist sehr wichtig, die Werkzeuge werden nach jedem Bearbeitungsschritt gemessen. So wird verhindert, dass das nächste Werkzeug in ein wegen eines Werkzeugbruchs nicht fertig bearbeitetes Werkstück hineinfährt und ebenfalls kaputtgeht. Nach einem Werkzeugbruch wird das defekte Werkstück ausgeschleust und – wenn möglich – das nächste Teil mit einem Schwesterwerkzeug bearbeitet. Steht kein Ersatz in der Maschine zur Verfügung, hält die Bearbeitung an und der Bediener wird informiert.

Die TC52-Taster werden hauptsächlich während der Bearbeitung eingesetzt. So ist an den Zangen für die Kunden die Breite der Zange mit sehr engen Toleranzen versehen, weil das nachfolgende manuelle Oberflächenschleifen von einem Roboter ausgeführt wird. Um gleichbleibende Ergebnisse zu erhalten, ist hier hohe Maßhaltigkeit gefordert. Indem die erste bearbeitete Seite gemessen und das Koordinatensystem der Bearbeitung entsprechend an die Messung angepasst wird, lässt sich die Abweichung zwischen den Zangen einer Serie bis unter zwei Hundertstelmillimeter drücken. Neben den typischen Messaufgaben während der Bearbeitung, beispielsweise der Nullpunkterfassung des Rohteils, werden die TC52-Messtaster auch mit der BLUM-Software KinematicsPerfect verwendet.

Die Intention ist vor allem mehr Konstanz in den Fertigungsabläufen und die Erkenntnis bei Abweichungen, ob Maschine oder Werkzeuge verantwortlich sind – so lassen sich viele Probleme und Zeitverluste vermeiden. Zudem werden Messprotokolle direkt in der Maschine erstellt, sodass alle Messungen dokumentiert und nachvollziehbar sind. Dabei wird das Ziel verfolgt, 30 bis 35 Stunden mannlos fertigen zu können, und zwar ohne Abweichungen zwischen den Teilen.

Automatisierung soll weiter ausgebaut werden

Besonders beeindruckt ist man bei Getsch+Hiller übrigens von den maximal möglichen Anfahrgeschwindigkeiten, die BLUM erlaubt. Aktuell sind bereits zwölf Maschinen in Tuttlingen automatisiert, auch die restlichen sollen noch mit Robotern ausgestattet werden. „Mein Ziel ist es, am Sonntagmorgen schnell in die Firma zu gehen, die Magazine aufzufüllen und mit einigen wenigen Messungen die Qualität zu kontrollieren, denn ich will schnell fertigwerden. Genau das bieten mir die Messsysteme von BLUM“, fasst Wolfgang Epple zusammen. „Die Firma profitiert von zuverlässigen, automatisierten Prozessen mit höchster Qualität – schließlich ist in unserer Branche der Kunde König, und wenn wir ihm nicht die gewünschte Qualität liefern, sucht er sich einen neuen Lieferanten. BLUM bringt uns hier Sicherheit, dass wir gleichzeitig effizient und in höchster Qualität fertigen können.“