Prozesssicherheit Effektiver Maschinenschutz minimiert Schäden

Autor / Redakteur: Anne Richter, Redaktorin SMM / Anne Richter

Kollisionen können zu schweren Schäden und langen Produktionsausfällen führen. Der Medizintechnikhersteller Zimmer Biomet setzt auf das Marposs-CMS, vertrieben unter der Marke Brankamp. Der Einsatz hat sich bewährt.

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Mit dem Werkzeug ins Futter: Die Maschine wurde bei Berührung sofort abgeschaltet. Die Schäden waren sehr gering und konnten innerhalb eines Tages behoben werden.
Mit dem Werkzeug ins Futter: Die Maschine wurde bei Berührung sofort abgeschaltet. Die Schäden waren sehr gering und konnten innerhalb eines Tages behoben werden.
(Bild: Anne Richter, SMM)

«Lieferfähigkeit hat bei uns oberste Priorität», erklärt Manufacturing Engineer Andreas Nagel von Zimmer Biomet, führender Medizintechnikhersteller im Bereich Muskel-­Skelett-­Erkrankungen mit EMEA (Europa, Mittlerer Osten und Afrika-Hauptsitz in Winterthur), und präzisiert: «In der Medizintechnik ist Liefer­fähigkeit neben der Qualität das Wichtigste überhaupt. Es darf unter keinen Umständen passieren, dass Arzt und Patient auf die Operation warten müssen, weil das Implantat fehlt.»

Winterthur ist Zimmer-Biomet-EMEA- Headquarter

Entsprechend ist der Herstellungsprozess für eine definierte Produktpalette des Unternehmens organisiert. So auch die Fertigung der einzelnen Komponenten orthopädischer Implantate. Eine wichtige Rolle, um einen Maschinenausfall zu verhindern, spielt das Marposs-CMS, vertrieben unter der Marke Brankamp. «Es geht auch darum, die Liefer­fähigkeit auf ökonomisch vertretbare Weise zu gewährleisten. Und mit dem System von Marposs kann im Schadensfall viel Geld und Zeit gespart werden», berichtet A. Nagel. «Hinzu kommt, dass sich Projekte heute nur mit minimalem ROI realisieren lassen. Die Verfügbarkeit und der technische Schutz des Invests sind also auch hier schon ein entscheidendes Argument.»

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Crash-Risiko bei hochkomplexen Werkzeugmaschinen

«Es ging uns darum, ein System für die Werkzeugmaschine zu finden, mit welchem die hohen Kosten bei einem möglichen Crash minimiert werden können», erklärt A. Nagel und führt weiter aus: «Das grösste Risiko besteht immer dann, wenn ein neuer Prozess implementiert wird.» Bei anstehenden Investitionen in die Hüftkopf-Fertigung wurde das CMS-Maschinenschutz-System von Marposs erstmals testweise eingesetzt und es hat sich sofort bewährt. Der Hüftkopf ist ein Bestandteil der Hüftgelenks-Implantate und wird aus hochfestem und schwer zu bearbeitendem Material hergestellt. Gefertigt wird er im neuen Prozess auf zwei Hyper­turn-Drehzentren 65 TT von Emco. Die Emco-­Hyper­turn ist ein Drehzentrum mit hoher Komplexität. Sie ermöglicht eine hochproduktive Bearbeitung, doch aufgrund der hohen Komplexität besteht auch ein erhöhtes Crash-Risiko. Beim Einfahren des Fertigungs-Prozesses ist dann der Risikofall eingetreten: Aufgrund eines Fehlers ist mit dem Werkzeug­revolver ins Futter gefahren worden.

Lange Reaktionszeit mit Motorstrom­überwachung

Hier konnte das CMS-Maschinenschutz-System von Marposs seine Wirkung zeigen. Zwar sind moderne Werkzeugmaschinen mit einer Motorstromüberwachung ausgestattet, doch diese haben eine lange Reaktionszeit. Die Maschine schaltet erst ab, wenn die Motorstromgrenze überschritten ist und schon schwere Schäden an der Maschine aufgetreten sind. Das Marposs-CMS verkürzt die Reaktionszeit auf weniger als eine Tausendstelsekunde. Piezosensoren an der Maschine erkennen einen unnormalen Betriebs­zustand und die CMS-Steuerung unterbricht den Strom direkt im Notausregelkreis der Maschine. Diese bremst die Maschine schlagartig ab.

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Verkürzte Reaktionszeit mit Marposs- CMS-System minimiert Schäden

Durch die Piezosensorik wird der Stoppbefehl entsprechend schneller durchgeführt und letztendlich der Schaden minimiert. «Ohne Maschinenschutz-­System wäre dieser Crash ein Schaden in Höhe von Zigtausenden Franken gewesen, es wäre zu einem längeren Produktionsausfall gekommen. Bei solch einem Crash wird die gesamte Bewegungsenergie des Werkzeugs in die Maschinenelemente eingebracht. Der Werkzeug-Revolver hätte um mehrere Zentimeter verschoben und das Futter komplett zerstört werden können», berichtet A. Nagel. «In unserem Fall lag die Verschiebung aufgrund des Marposs-CMS nur im Zehntel-Bereich und im Futter gab es einen kleinen Kratzer. Die Geometrie konnte am nächsten Tag gerichtet werden, der Emco-­Monteur hat Zimmer noch am selben Tag verlassen und die Maschine war innerhalb eines Tages wieder voll einsatzfähig», führt A. Nagel weiter aus. Hinzu kommt, dass die Investitionskosten in solch ein Maschinenschutz-System nur bei rund 0,5 bis 2 Prozent der Gesamtinvestitionskosten einer Werkzeugmaschine liegen.

Auch die Mitarbeiter in der Fertigung sind inzwischen vom Marposs-CMS-System vollständig überzeugt. «Im Vorfeld waren die Mitarbeiter sehr skeptisch, denn es findet ja eine Berührung statt», berichtet A. Nagel. «Und natürlich ist das System keine eierlegende Wollmilchsau, es reagiert nur auf die Kollision: Auch hier gehen je nach Art und Weise des Crashs Werkzeuge kaputt, doch die Folgeschäden sind viel geringer. Mit unseren Erfahrungen möchte heute keiner der Mitarbeiter mehr auf das Marposs-System verzichten.»

Marposs-CMS optional ab Werk

Und bei Zimmer geht man sogar noch weiter. In Zukunft wird das Unternehmen in seinem Lastenheft das Marposs-CMS-Maschinenschutz-System von den Werkzeugmaschinenherstellern fordern, denn das Marposs-CMS kann in allen Werkzeug­maschinen eingesetzt werden. «Hier findet gerade ein Umdenken bei den Werkzeugmaschinenherstellern statt», berichtet A. Nagel und ergänzt: «Auch Emco hat sich nach einem nachträglichen Einbau auf den beiden Emco-Drehmaschinen bei Zimmer-­Biomet vom Nutzen und den Vorteilen des Marposs-Systems überzeugen lassen und wird in Zukunft das System optional schon ab Werk anbieten.» SMM

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