ulrich medical

Effiziente Nutzung von Fräsern

Name: ulrich GmbH & Co. KG
Gründungsjahr: 1912
Mitarbeiterzahl: 340
Branche: Medizintechnik
Ausgezeichnet: November 2016

 

Kompetenzen

Ulrich medical ist ein mittelständisches Unternehmen mit weltweitem Vertrieb von Produkten der Medizintechnik. Die Hauptgeschäftsfelder sind hierbei Kontrastmittelinjektoren und Wirbelsäulensysteme (Implantate und die dazugehörigen Instrumente).

Der Name Industrie 4.0 wird derzeit leider von vielen Marketingabteilungen missbraucht, da diese oft Errungenschaften der CIM-Periode als Industrie 4.0 anpreisen. Davon wollen wir uns mit unserer Lösung explizit distanzieren. Wir entwickelten eine Kraftsimulation in Kombination mit einem Cyber-Physisches System und einer Echtzeitregelung. Wir sind keine Marketingexperten sondern technikbegeisterte Jugendliche. Dieter Münz, Leitung Produktion

 

Welche neuen Maßnahmen wurden eingeführt?

Ulrich medical ist unter anderem spezialisiert auf die Entwicklung und Herstellung von Implantaten. Diese werden mittels zerspanender Bearbeitung aus verschiedenen Formen aus Titan hergestellt, was für den Fräser eine hohe Belastung darstellt.

Gemeinsam mit dem Schülerforschungszentrum Südwürttemberg Standort Ulm hat ulrich medical eine Methode entwickelt, wie die Haltbarkeit von Fräsern durch eine effizientere Nutzung deutlich verlängert werden kann, ohne dabei die Bearbeitungszeit eines Werkstücks zu verlängern. Hierbei handelt es sich um ein so genanntes Hybrides System. Nach der Programmerstellung für die Fräsmaschine wird der komplette Zerspanprozess zur Ermittlung der Kräfte am Fräser simuliert und automatisch optimiert (Technologieschritt 1). Ferner gibt die Simulation mathematisch ermittelte Zerspankräfte für jeden Prozesspunkt an eine Regelung weiter.

Ein zum Patent angemeldetes Cyber-Physisches System ermittelt mit einer Messfrequenz von 1.500Hz die tatsächlichen Kräfte am Fräser. Die Maschinenregelung vergleicht permanent (20Hz) die gemessenen Werte mit den mathematisch vorsimulierten Werten für jeden Prozesspunkt und gleicht den Vorschub über eine PID-Funktion so an, dass die definierten Maximalkräfte nie überschritten werden (Technologieschritt 2). Die Regelung läuft dabei direkt auf der PLC der Maschine, so dass zwischen einem Ereignis und der tatsächlichen umgesetzten Korrektur lediglich ein Zeitverzug von 15-21 ms entsteht. Die Datenübertragung findet mittels Direktübertragung (bei 3-Achs-Bearbeitung) oder Funkübertragung (bei 5-Achs-Bearbeitung) statt.

 

Welche Vorteile gibt es im Vergleich zum herkömmlichen Ansatz?

Mit herkömmlichen Methoden kam es während der Zerspanung aufgrund der Schwankungen im Belastungsprofil häufig zu Fräserbrüchen und Produktionsunterbrechungen. Durch die neue, gezielte Vorsimulation des Zerspanungsprozesses und der anschließenden annähernden Echtzeitregelung konnte der Werkzeugverschleiß um 80 Prozent reduziert werden. Je nach Einsatzgebiet und Material sich auf diese Weise bis zu 40 kg Hartmetall pro Jahr einsparen. Ein weiterer positiver Aspekt ist eine Reduzierung der Herstellzeit.

 

Welche weiteren Schritte sind geplant?

Das entwickelte Verfahren wird nach und nach an allen Produktionsmaschinen implementiert. Mittelfristig soll das System derart weiterentwickelt werde, dass es von allen zerspanenden Bearbeitungszentren genutzt werden kann. Da das System ohne Kontrollschnitt auskommt, wird es in anderen Branchen (wie beispielsweise dem Formenbau) zu noch viel größeren Einsparungen führen.

 

Kontakt

ulrich GmbH & Co.KG                          Schülerforschungszentrum Südwürttemberg (SFZ®)
Buchbrunnenweg 12                          Klösterle 1A
89081 Ulm                                             88348 Bad Saulgau

Telefon:  0731 9654-0                        Telefon: 07581 53 77 26
Fax: 0731 9654-199
E-Mail: info@sfz-bw.de
Webseite: info@ulrichmedical.com

ulrich medical

Buchbrunnenweg 12
89081 Ulm
Germany