Mit zwei Robotern von FMB montiert Fresenius Medical Care Zahnradpumpen automatisch – auf einige hundertstel Millimeter genau inklusive des Einbaus von O-Ringen. Steigende Stückzahlen lassen sich so am besten bewältigen.
Zahnradpumpen, zusammen mit der Bilanzkammer das Herzstück jeder Dialysemaschine, müssen langfristig eine hundertprozentige Funktions- und Ausfallsicherheit bieten, gut zu reinigen sein und dabei allen Desinfektionsmitteln widerstehen. Um den hohen Anforderungen schon bei der Montage zu genügen, setzt Fresenius Medical Care in Schweinfurt nun auf eine automatisierte Fertigungszelle. Diese wurde zusammen mit der FMB Maschinenbaugesellschaft mbH & Co. KG aus Faulbach realisiert, mit der man zuvor schon das Be- und Entladen der modernen CNC-Dreh- und Fräsmaschinen automatisiert hatte.
Für die Schweinfurter stand dabei ein Ziel im Vordergrund: Die Kapazität des neuen Systems sollte langfristig auch größere Stückzahlen bewältigen können. „In der Teile- und Komponentenfertigung können wir Nachfragesteigerungen gut handhaben“, erläutert Ralf Cimander, Leiter der mechanischen Fertigung bei Fresenius in Schweinfurt. Die CNC-Maschinen seien weitestgehend automatisiert und für den mannarmen mehrschichtigen Betrieb geeignet. „Ganz anders sah das aber früher in der Pumpenmontage aus – dort reichten unsere Ressourcen nicht mehr aus.“
Weil die Montageanlage für die Zahnradpumpen mit einem Nutzungsgrad von 95 % arbeiten und vor allem nachts in den mannlosen Schichten prozesssicher funktionieren sollte, war ihre Entwicklung entsprechend komplex. „Wir mussten vor allem berücksichtigen, dass der Mensch üblicherweise gewisse Unzulänglichkeiten der Bauteile bei manueller Montage ausgleichen kann“, ergänzt FMB-Vertriebsmitarbeiter Heribert Gertung. Da eine programmgesteuerte automatisierte Montagezelle nicht über diese Sensibilität verfüge, müssten die einzelnen Bauteile der Pumpe also unbedingt automationsgerecht sein beziehungsweise exakt der Spezifikation entsprechen.
Mechanik und Software müssen Teamplayer sein
Bei der Projektierung stand fest, dass Roboter alleine noch keine Automatisierungslösung sind. „Entscheidend für die einwandfreie Funktion ist das Zusammenspiel von Mechanik und Software“, so Gertung weiter. Innerhalb von neun Monaten realisiert, wurde die Anlage dann innerhalb einer Woche aufgebaut. Programmierung und Einfahren des Unirobot-Montagesystems und die Schulung der Mitarbeiter wurden von FMB vor Ort unterstützt.
„Die automatisierte Pumpenmontage ist ein wichtiger Schritt gewesen, um Qualität, Menge, Kosten und Termine weltweit wettbewerbsfähig zu halten“, sagt Ralf Cimander, „auch auf lange Sicht.“ Denn das Montagesystem lässt sich etwa bei Änderungen von Pumpenkomponenten durch Neuprogrammierung und gegebenenfalls den Austausch von Greifern und Vorrichtungen schnell und kostengünstig umrüsten.
Die von FMB realisierte Pumpenmontagezelle besteht aus zwei Unirobot-Knickarmrobotern mit Tragkräften von 3 und 6 kg. Besonders sensibel sind zwei Montageschritte:
- Je Pumpe müssen zwei Passstifte sehr präzise im Bereich weniger hundertstel Millimeter eingesetzt werden.
- Bei der O-Ring-Montage müssen Schwankungen in Oberflächenrauheit und Konsistenz ausgeglichen werden.
FMB hat speziell für die O-Ring-Montage ein Steuerungsprogramm geschrieben, mit dem die Roboter nicht korrekt gegriffene oder gesetzte Dicht- und Passelemente erkennen. Eine N.i.O-Pumpe wird dann nicht mehr weiter bearbeitet, sondern an eine integrierte Ausschleusstation übergeben.
Die Materialpuffer der Zelle sind so dimensioniert, dass sich ohne Nachfüllen Einzelteile für bis zu 250 Pumpen im Zugriff befinden. Bei optimalem Nutzungsgrad beträgt die Stückzeit pro Pumpe 1,75 min.
Bereits zuvor hatten Fresenius Medical Care und FMB die Abläufe in der mechanischen Fertigung durch Stangenlademagazine und Unirobots erheblich rationalisiert. Wie die erfolgreich automatisierte Pumpenmontage aber zeigt, reichen die Einsatzmöglichkeiten dieses modularen Automatisierungsbaukastens über das Be- und Entladen von Maschinen hinaus.
Klaus Dieter Hennecke Fachjournalist in Olpe
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