Stau in der Kurve erlaubt

Grelle Lichter, Computer und hoch auflösende TV-Bildschirme: Das menschliche Auge ist mehr gefordert als je zuvor. Deshalb hat die US-amerikanische Ophthonix Inc., ein Hersteller für Hochpräzisionsbrillengläser mit Sitz in Vista/Kalifornien, einen neuen Prozess eingeführt, mit dem sich besondere Brillengläser herstellen lassen: Sie ermöglichen eine sehr präzise Korrektur von Sehschwächen. Die Produktionskapazität für diese Gläser sollte in mehreren Schritten gesteigert werden – in einem Fertigungswerk, das dem Produktionsumfang leicht angepasst werden konnte.

Ophthonix erhielt bei Design, Auslegung und Umsetzung Unterstützung von Eagle Technologies aus Bridgman/Michigan, und entschied sich, das Kettenfördersystem VarioFlow S und den Aluminium-Profilbaukasten der Bosch Rexroth AG, Lohr am Main, einzusetzen. Mit dem modularen Fördersystem können die Brillengläser zu verschiedenen Arbeitsplätzen befördert werden.

Die speziellen iZon-Brillengläser werden auf Basis eines „optischen Fingerabdrucks“ des Patienten, dem iPrint, individuell gefertigt. Sie können Sehschwächen beheben, die durch mikroskopisch kleine Unregelmäßigkeiten, so genannte Aberrationen höherer Ordnung, verursacht werden. Diese beeinträchtigen den Weg des Lichts durch die Augen und beeinflussen die Sehkraft.

Die Brillengläser bestehen aus drei Schichten, was einen Hochpräzisionsprozess für die Fertigung erfordert. Diesen konnte zum Zeitpunkt der Entscheidung für die Produktion in den USA kein Labor ausführen. Deshalb wurde eigens eines eingerichtet.

Da Laborgrundfläche sehr kostspielig ist, empfahl Eagle, den über 900 m² großen dreidimensionalen Raum für die Endbearbeitung zu nutzen. In Zusammenarbeit mit Bosch Rexroth wurden das modulare Kettenfördersystem VarioFlow S und die Elemente aus dem Aluminium-Profilbaukasten zusammengestellt. Das ausgewählte System wurde nicht nur installiert, sondern stellenweise in die vorhandene Ausstattung integriert. Durch den modularen Aufbau des Transportsystems lässt es sich ohne Unterbrechung des Betriebs Schritt für Schritt an die erwarteten Produktionssteigerungen anpassen.

Hauptaufgabe des Systems ist es, die Transportschalen mit den Brillengläsern den verschiedenen Bearbeitungsstationen zuzuführen. Zugang zu verschiedenen Maschinen ist dabei erforderlich, obwohl sich der Förderkettenein- und -ausgang an manchen Stationen auf unterschiedlichen Höhen befindet. Die patentierte Kurventechnik war für die Anordnung des Transportsystems bei Ophthonix besonders wichtig, da die Fertigungslinie insgesamt 40 horizontale Kurven mit Winkeln von 45°, 90° und 180° aufweist. Die so genannte UltraCurve-Technik für horizontale Kurven minimiert die Reibung und bietet sogar Staufähigkeit in Kurven. So verringert sich die Anzahl der erforderlichen Antriebe, so dass Anschaffungskosten und Gesamtenergieverbrauch niedriger ausfallen.

Zur Vorbereitung werden bei Ophthonix die Patientendaten für die Brillengläser zusammengestellt und im Computersystem erfasst. In einem Bereitstellungsbereich wird jedem Rezept ein Barcode zugeordnet und an der Transportschale angebracht. Anschließend lädt Personal die Schalen in einen Entstapler, aus dem sie automatisch der Fertigungslinie zugeführt werden.

Ein automatischer Folienapplikator versieht die Linsen mit Schutzfolie. Eine Blockmaschine positioniert die unbearbeiteten Gläser auf dem Werkzeugblock und verbindet sie mit Hilfe einer Metalllegierung.

An dieser Stelle des Produktionsablaufs hatte Ophthonix eine spezielle Anforderung. Um Verwindungen der Gläser während des Fertigungsprozesses zu verhindern, müssen sie eine 25- bis 45-minütige Kühlphase durchlaufen. Dies wird mit Hilfe der stufenlos einstellbaren Geschwindigkeitsregelung des Kettenfördersystems erreicht. Auf dieser Strecke der Fertigungslinie, die Platz sparend über dem Arbeitsbereich angeordnet ist, liegt die Geschwindigkeit nur bei etwa 90 cm/min gegenüber knapp 14 m/min auf allen anderen Strecken.

Um den Raum effizient zu nutzen, wurde dem Kühlprozess ein vertikaler Puffer vorgeschaltet, der von Eagle entworfen und mit dem Aluminiumprofil-Baukasten verwirklicht wurde. Er befördert die Transportschalen in eine oberhalb angeordnete Ebene, so dass auf eine Station zum Stapeln und Entstapeln der Schalen verzichtet werden konnte. Ungestapelt kühlen die Brillengläser auf der Transportstrecke auch schneller ab.

Danach bekommt das Glas seine grundlegende Krümmung und wird poliert. Auf das Entblocken und eine Reinigung folgen im Reinraum spezifische Schutzschichten. Bei der Abschlussbearbeitung werden die Brillengläser erneut aufgeblockt, an den Kanten bearbeitet, poliert und mit Bohrungen versehen. Danach werden die Transportschalen den Mitarbeitern an den Stationen für Montage, Prüfung und Verpackung zugeführt.

„Eagle hat dieses System mit den Rexroth-Komponenten hervorragend ausgeführt“, sagt John Lemperle, Leiter der Ablauforganisation bei Ophthonix. Die Installationsdauer von drei Wochen sei für ein Transportsystem dieser Größe ungewöhnlich kurz. Die Qualität verbessere sich täglich. „Wir erreichen zurzeit eine Ertragsrate von 90 Prozent, obwohl die Fertigung unserer Brillengläser aufwendiger geworden ist.“

Ingrid Alter Bosch Rexroth, Stuttgart