Das 1952 von Artur Klemens Kreyenberg als Servicestelle für Kameras und Mikroskope gegründete Unternehmen Kreyenberg blickt auf eine lange Tradition in der Feinwerktechnik zurück. Die angebotenen Dienstleistungen haben sich seit der Gründung stark verändert. Heute liegt der Fokus auf der CNC-Lohnfertigung. Neben großen Maschinenbauteilen und Designerprodukten fertigt das Unternehmen auch viele verschiedene medizinische Komponenten, die rund die Hälfte des Produktionsvolumens ausmachen. Die Losgrößen variieren – von 150 bis hin zu 50 000 Teilen pro Jahr. Gefertigt werden beispielsweise Knochenschrauben, Knochennägel und andere Implantate, typischerweise aus Titan oder Kobalt-Chrom. Seit 2020 hat Kreyenberg einen zweiten Produktionsstandort in Henstedt-Ulzburg in Betrieb, der auf die hochautomatisierte Fertigung von Dreh-Frästeilen aus Aluminium spezialisiert ist.
Durch die gezielte Investition in moderne Technologien, kontinuierliche Weiterbildung seiner Mitarbeiter und die Förderung junger Talente hat sich das Unternehmen erfolgreich als einer der führenden Lohnfertiger in Norddeutschland etabliert. Geschäftsführer Clemens Kreyenberg betont, dass die Anpassungsfähigkeit an die sich ständig verändernden Marktbedürfnisse von entscheidender Bedeutung sei: „Wir können nur erfolgreich sein, wenn wir uns parallel zu den Anforderungen unserer Kunden weiterentwickeln.“
Die konstante Qualität der Fertigungsprozesse ist ebenso entscheidend. Kreyenberg unterstreicht, dass besonders in diesen Zeiten Kunden auf Zuverlässigkeit und Qualität großen Wert legten. Dies wird durch klar definierte Arbeitsabläufe und die Festlegung von Fertigungsstandards gewährleistet. So hat Kreyenberg die Zertifizierung nach DIN ISO 13485 erhalten, was dem Unternehmen erlaubt, äußerst präzise Medizinimplantate herzustellen. Diese Zertifizierung unterstreicht das Engagement für höchste Qualitätsstandards und die Fähigkeit, den strengen Anforderungen der Medizinbranche gerecht zu werden.
Auch das Thema Nachhaltigkeit spielt bei Kreyenberg eine wichtige Rolle. Stichwort Recycling: „Wir transportieren die Späne sortenrein von der Maschine in die Brikettierung“, sagt Clemens Kreyenberg. „Dadurch haben wir einen sehr geschlossenen Wertstoffkreislauf. Und das Kühlschmiermittel wird automatisch der Wiederverwertung zugeführt.“
Trotz Personalmangel höhere Stückzahlen produzieren
Die größte Herausforderung besteht aktuell darin, den steigenden Bedarf der Kunden und die damit einhergehende Kapazitätsknappheit zu bewältigen. Angesichts der begrenzten Bereitschaft der Mitarbeiter, im Schichtsystem zu arbeiten, und des Mangels an Fachpersonal auf dem Arbeitsmarkt hat Kreyenberg sich entschieden, in Automatisierungslösungen zu investieren und voll automatisierte „Geisterschichten“ einzuführen. So produziert man mittlerweile im Zweischichtbetrieb plus einer mannlosen Schicht.
„Anstelle der Alternative, weitere Maschinen anzuschaffen, um die Kapazitäten zu glätten, haben wir uns aufgrund der Marktentwicklung und des Facharbeitermangels für diese Lösung entschieden“, erklärt der Geschäftsführer. „Zusätzlich bietet ein gutes Überwachungstool die Möglichkeit, auch für die Zukunft flexibel implementiert zu werden. Und wir werden auch weiterhin davon profitieren.“
Umsetzung mit der Marposs-Artis-Lösung
Der „Flaschenhals“ bei den Geisterschichten liegt in der Überwachung der Fertigungsumgebung. So kann ein Werkzeugbruch unter Umständen dazu führen, dass die Produktion wochenlang ausfällt. Um die Voraussetzungen dafür zu schaffen, Maschinen länger und sicherer betreiben zu können, wurde die Verwendung eines Artis-Prozessüberwachungssystems von Marposs in Betracht gezogen. „Wir hatten zuvor eine Gildemeister-Maschine, die bereits ein Artis-System integriert hatte“, erinnert sich Clemens Kreyenberg. „Wir waren damit sehr zufrieden. So suchte ich den Kontakt zu Marposs.“
Nach dem Austausch mit Marposs, wurde ein Vorführtermin bei der Marposs Monitoring Solutions GmbH in Egestorf vereinbart, wo die Artis-Systeme (bestehend aus Hardware und Software) produziert werden. Die Lösung wurde schließlich auf einer Chiron-Maschine im Technologiezentrum des Unternehmens präsentiert. „Uns gefiel die Vorstellung gut“, erzählt Clemens Kreyenberg. „Vor allem die Oberfläche ist sehr aufgeräumt und gewährt einen guten Einblick in die einzelnen Bearbeitungen.“
„Geisterschichten“ absichern
Die Anforderungen an die Artis-Überwachungssysteme waren klar: Schäden an den Maschinen vermeiden und bei Prozessstörungen eigenständig definierte Reaktionen auslösen. Das Vermeiden von größeren Schäden ist die primäre Anforderung an das Artis-System. Das gilt nicht nur für die Maschine, sondern auch für die Werkzeuge und die Werkstücke. Zum Beispiel wird der Verschleiß von Werkzeugen sicher erkannt und ein Schwesterwerkzeug erst dann eingewechselt, wenn es erforderlich ist. Dies geschieht unabhängig von einem Werkzeugzähler über die veränderten Zerspanungskräfte während der Bearbeitung.
Diese Funktion hat zwei wesentliche Vorteile:
Sicherheit: Die nicht kalkulierte schnellere Abnutzung von Werkzeugen oder eine fehlerhafte Werkstückspannung werden sicher erkannt.
Ökonomie: Die mögliche Werkzeugstandzeit wird permanent ermittelt. So kann die Nutzung teils erheblich verlängert werden, was zu Einsparungen bei den Werkzeugkosten führt.
Falls es zu Werkzeugbrüchen kommt, wird neben dem Werkzeugwechsel auch das Ausschleusen des betreffenden Werkstücks durchgeführt. Die Maschine kann ohne Bedienereingriffe weiterarbeiten. Spezielle Störungen, die nicht automatisiert beseitigt werden können, aktivieren einen Maschinenstopp und erwarten einen Bedieneingriff.
Smartes Überwachungssystem
Das smarte Überwachungssystem Artis Genior Modular bietet eine perfekte Integration in Maschine und Steuerung. Überwacht werden zwei Drehzentren TTS 65 Triplex von Spinner sowie zwei Dreh-Fräsmaschinen Hyperturn 65 von Emco mit je zwei Spindeln und drei Revolvern. Die Maschinen sind mit Kurzstangenladern und Entnahmevorrichtung automatisiert. Alle Maschinensteuerungen sind vom Typ Siemens 840D sl.
Marposs setzt das Artis-Überwachungssystem Genior Modular (GEMCPUPN) mit Profinet ein. Pro Maschine ist nur ein kompaktes Hardware-Modul erforderlich. Der Einsatz von Sensoren war nicht notwendig, denn die Überwachung erfolgt auf Basis der digitalen Antriebsdaten (DTA) auf der Siemens-Steuerung. Hierfür wurde der entsprechende Siemens TPM Compilezyklus verwendet, der ursprünglich gemeinsam mit Artis entwickelt wurde. Über eine HMI-Lizenz lässt sich ohne zusätzliche Bedien- und Anzeigegeräte die Visualisierung auf dem Maschinenbedienfeld aktivieren.
Marposs Monitoring Solutions (MMS) hat in Absprache mit den Maschinenherstellern auch die PLC-Integration vorgenommen. So hatten die Anpassungen keinen Einfluss auf die bestehenden Gewährleistungen.
Vielseitig, autonom und intelligent
Das Artis Genior Modular System wurde für den Einsatz in Werkzeugmaschinen entwickelt und bietet, neben der Echtzeitüberwachung von Maschine, Werkzeug und Prozess, mannigfaltige Möglichkeiten zur Erhöhung der Verfügbarkeit und Verbesserung der Qualität. Gerade wenn Maschinen autark laufen, übernimmt das Artis-System die Absicherung während der Zerspanung.
Die digitalen Messdaten der Antriebsdrehmomente von Spindeln und Achsen werden in Echtzeit erfasst und mit speziellen Überwachungsstrategien ausgewertet („multikriterielle“ Auswertung). In den Maschinen werden die zwei Hauptspindeln, die Achsen der drei Revolver sowie die angetriebenen Werkzeuge überwacht. Die Überwachungsstrategien passen die Grenzen selbstständig und automatisch an die Drehmomentsignale an.
Das System arbeitet parallel zu den Zerspanungsprozessen im Hintergrund. Bedieneingriffe sind seitens Kreyenberg nach dem Einlernen der Prozesse nicht mehr erforderlich. Dennoch können über einen „Experten-Mode“ individuelle Anpassungen vorgenommen werden – z. B. feste Grenzen eingestellt oder Überwachungsfenster gesetzt werden. Tausende Prozesse werden im integrierten Speicher gesichert. Damit ist es möglich, validierte Prozesse immer wieder zu überwachen, ohne diese neu zu lernen. Das gibt Sicherheit für die Produktion, insbesondere nach einem Werkstückwechsel.
Optimale Ressourcennutzung
Der wirtschaftliche Nutzen für die Firma Kreyenberg ist hoch, denn es konnte für vier Maschinen eine Nachtschicht realisiert werden, ohne dass zusätzliche Mitarbeiter oder Maschinen erforderlich gewesen wären. Das ist der „Best Case“, was die Nutzung teurer Werkzeugmaschinen mit vorhandenen Ressourcen angeht. Risiken können durch die Artis-Überwachungssysteme von Marposs minimiert werden – für Clemens Kreyenberg eine Grundvoraussetzung: „Ohne Werkzeugüberwachung wäre eine Geisterschicht nicht möglich – zumindest nicht bei anspruchsvolleren Werkstoffen. Die Artis-Lösung hat uns überzeugt und wir verfolgen weiter solche Optimierungen, um unsere Wirtschaftlichkeit zu verbessern.“
Marposs GmbH
www.marposs.com
Kreyenberg GmbH
https://kreyenberg.eu
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