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Auf den Zahn gefühlt

Handhabung: Industrieroboter unterstützt die Vereinzelung von Prothesenzähnen
Auf den Zahn gefühlt

Auf den Zahn gefühlt
In Vereinzelungskammern werden die Zähne zunächst isoliert und schließlich geordnet abgelegt. An welchen Stellen der Greifer beim Aufnehmen des Zahnes ansetzen kann, lässt sich anhand der Geometriedaten der Prothesenzähne ableiten. Wie die Zähne in den Kammern liegen, erkennt eine Bildverarbeitung Bilder: Westcam Der 6-Achsen-Industrieroboter Stäubli TX40 übernimmt als zentrale Einheit die Manipulation der Prothesenzähne
Prothesenzähne – wie auch andere Massengüter – lassen sich heute automatisiert verarbeiten. Die entsprechenden Anlagen baut die österreichische Westcam Projektmanagement und nutzt darin einen 6-Achsen-Industrieroboter, der präzisen und schnellen Zugriff ermöglicht.

Weltweit werden Zahnprothesen aus standardisierten, künstlichen Einzelzähnen gefertigt. Auch heute sind in diesem aufwendigen Prozess – von der Formherstellung bis zum versandbereiten Aufstecken kompletter Zahngarnituren – zahlreiche, manuelle Schritte erforderlich.

Um diese möglichst zu automatisieren, hat sich die Westcam Projektmanagement GmbH aus dem österreichischen Mils in Tirol schon Ende der 90er Jahre mit entsprechenden Lösungen befasst – im Umfeld der CAD/CAM-basierten Herstellung von Formen für Prothesenzähne. Als erster Schritt Richtung Automatisierung entstanden Anlagen, mit denen sich Zahngarnituren sortieren und kombinieren ließen. Die ersten wurden 2005 ausgeliefert und waren fünfmal schneller als der manuelle Prozessschritt.
Die jüngste Entwicklung in diesem Umfeld ist eine Pick&Place-Maschine von Westcam. Sie stellt vorsortierte Prothesenzähne zu fertigen Zahngarnituren auf Wachsplatten zusammen, um diese damit versandfertig zu machen. „Vier solcher Anlagen wurden kürzlich bei einem der größten brasilianischen Prothesenzahnhersteller implementiert“, sagt Stefan Jais, Bereichsleiter Dental bei Westcam.
Um die Weiterverarbeitung für den Zahntechniker zu vereinfachen, müssen auf den Anlagen vordefinierte Zahngarnituren in der richtigen Reihenfolge und Einbaulage gesteckt werden. Daher werden die Zähne zunächst auf acht Kammern verteilt, die die jeweilige Einbaureihenfolge bestimmen. Darüber hinaus ist es erforderlich, dass die vorsortierten Zähne über bildgebende Verfahren begutachtet und in die richtige Lage gebracht werden. Dafür sind neun Industriekameras aus dem Hightech-Segment mit einem eigens entwickelten Verfahren im Einsatz. Dass die Oberflächen der Prothesenzähne stark unregelmäßig beschaffen sind, ist hierbei eine besondere Herausforderung. Im Hintergrund wird, anhand der gespeicherten Geometriedaten der Zähne, in Echtzeit der beste Angriffspunkt für den Handlingroboter berechnet. Anschließend wird der Zahn per Unterdruckentnahmekopf aufgenommen, in einen Trägerblock eingesetzt und schließlich auf eine vorgewärmte Wachsplatte gepresst.
„Der Unterdruckentnahmekopf ist eine Eigenentwicklung von uns“, erläutert Jais. Er ermögliche ein exaktes Aufnehmen des Zahnes aus jeder Lage und ein sicheres Absetzen im Trägerblock. Die Gesamtanlage werde aber weitgehend aus standardisierten Maschinenbauelementen zusammengebaut, um den Service zu vereinfachen und auch Ersatzteile möglichst einfach bereitstellen zu können. „Auch lässt sich eine Anlage so gut an besondere Anforderungen des jeweiligen Anwenders anpassen“, führt Jais weiter aus.
Eine zentrale Komponente für die Anlage ist der Handlingroboter. Hier entschied sich Westcam für den 6-Achsen-Industrieroboter TX40 von Stäubli. Dieser zeichnet sich durch eine Positionswiederholgenauigkeit von 0,02 mm bei einer Reichweite von 515 mm aus. Zwar war seine mögliche Traglast von 1,7 kg im konkreten Fall nicht relevant. Sie garantiert aber Robustheit und ein sehr gutes dynamisches Bahnverhalten auch bei hohen Zykluszahlen. Der gekapselte Aufbau bietet zudem die erforderliche Schutzklasse (IP 65) für den Einsatz in Reinräumen und unter besonderen Umgebungsbedingungen. Die Stäubli-JCM-Getriebemodule ermöglichen präzises, dynamisches und schnelles Arbeiten bei geringem Wartungsaufwand.
„Unser Ziel ist es, mit unseren Lösungen die Bedürfnisse der Kunden auf möglichst einfache und effiziente Weise zu erfüllen“, erklärt Westcam-Geschäftsführer Norbert Mühlburger. Zuverlässigkeit und Wartungsfreundlichkeit gelte es dabei besonders im Auge zu behalten. Die Entscheidung für Stäubli-Roboter komme daher nicht von ungefähr. „Das weltweite Servicenetz und die hohe Präzision“, sagt Mühlberger, „decken genau die Leistungen ab, für die wir bei unseren Kunden stehen.“
Laut Stefan Jais lässt sich die Technologie, die Westcam im Dentalbereich einsetzt, bequem auch für die Weiterverarbeitung anderer Massengüter einsetzen. „Überall dort, wo komplexe Gegenstände sortiert oder positioniert werden müssen, können wir mit unseren Anlagen wertvolle Unterstützung bieten.“ op
Weitere Informationen Für die Kunststoffzahnherstellung bietet Westcam Projektmanagement ein durchgängiges Produktportfolio, von Produktionsformen für Prothesenzähne über Sortieranlagen bis zur Steckmaschine. www.westcam-dental.com Über den Roboterhersteller: www.staubli.com

Ihr Stichwort
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