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Handlingroboter bringen Pipetten durch den Produktionsprozess

Handlingroboter
Roboter bringen die Pipetten durch den Produktionsprozess

In einer Anlage für die vollautomatische Kontrolle, Bestückung und Verpackung von spritzgegossenen Pipetten in sehr hohen Stückzahlen sorgen Robotec-Roboter für das Handling. Der gesamte Prozess ist für den Reinraumbetrieb ausgelegt, die Zykluszeit für eine 96-Pipetten-Charge beträgt weniger als 10 s.

Klaus Vollrath
Fachjournalist in Aarwangen, Schweiz

Bei komplexen Handling- und Produktionsabläufen sind Roboter flexibler einsetzbar als fest verbaute Mechatronik-Module. Dank moderner Vision-Systeme können sie Teile erkennen und zielsicher greifen. Ihr Einsatz bei der Produktion von Medizinprodukten nimmt daher ständig zu. Die Robotec AG im schweizerischen Seon entwickelt schlüsselfertig installierte und validierte Fertigungslösungen mit Roboterhandling, kameragestützter Qualitätskontrolle sowie der gesamten darüber hinaus erforderlichen Peripherie. „Mittlerweile haben wir in zahlreichen Ländern mehr als 700 solcher Lösungen realisieren können“, erzählt Nick Koch, seit 19 Jahren Geschäftsführer bei dem Automatisierungsspezialisten. Die Anlagen sind mit Blick auf Langlebigkeit konzipiert und zeichnen sich im betrieblichen Einsatz durch hohe Produktivität und geringe Störanfälligkeit aus.

Die Coronavirus-Pandemie brachte dem Unternehmen neue Herausforderungen: „Die Bekämpfung der Covid-19-Welle erfordert den Einsatz von Labordiagnostik in einem Ausmaß, der die üblichen Größenordnungen bei weitem übersteigt“, erklärt Koch. Für einen Kunden im Medtech-Bereich entsteht deshalb gerade eine Anlage für die vollautomatische Kontrolle, Bestückung und Verpackung von spritzgegossenen Pipetten in sehr hohen Stückzahlen. Die Zelle übernimmt die parallel von zwei Spritzgießmaschinen in insgesamt sieben verschiedenen Größen hergestellten Pipetten in 96er-Paketen aus speziellen Transportbehältern, führt eine umfassende Qualitätsprüfung durch und bestückt die Schäfte der Pipetten mit Filtereinsätzen. NIO-Teile werden nach drei unterschiedlichen Fehlermerkmalen getrennt ausgeschleust. Die IO-Teile werden in 96er-Trays verpackt, die dann etikettiert und gestapelt werden. Die Zykluszeit für eine 96er-Charge ist auf maximal 9 s begrenzt. Wie bei Laborprodukten häufig Pflicht, wurde die gesamte Anlage für Reinraumbetrieb ausgelegt.

Sieben statt vier Roboter in der Pandemie

„Bei dieser Anlage musste die Auslegungs-Kapazität wegen der stark ansteigenden Infektionszahlen noch während der Entwicklung um ein Mehrfaches nach oben angepasst werden“, erläutert Geschäftsführer Koch. Dazu musste unter anderem auch die Zahl der eingesetzten Roboter von ursprünglich vier auf sieben aufgestockt werden. Zu den Herausforderungen gehörte eine sehr aufwendige Prüftechnik. So müssen die Pipettenspitzen mithilfe von kameragestützten Vision-Systemen auf Innendurchmesser, Außendurchmesser und Gratfreiheit kontrolliert werden. Nach dem Einsetzen und Einpressen der Filter mithilfe weg- und kraftgesteuerter Pressen müssen sie auf richtige Setztiefe sowie auf eventuelle Schieflagen oder Beschädigungen überprüft werden. Dies erfolgt mithilfe von Lasern.

Obwohl der Zeitdruck enorm war, gelang es, in enger Zusammenarbeit mit dem Kunden eine sehr kompakte und trotz ihrer Komplexität einfach zu bedienende Anlage zu realisieren. Obwohl sich ändernde Vorgaben Erschwernisse mit sic brachten, wurde die Anlage dank des Einsatzes von Mitarbeitern selbst an Wochenenden erfolgreich realisiert. Die gesamte Linie mit ihren zahlreichen Einzelfunktionen wird über einen zentralen Bildschirm mit grafischer Benutzerführung bedient.

Zwei Roboter entnehmen die Spritzguss-Komponenten

Eine weitere Anfrage kam von der Flex Precision Plastics Solutions aus Hägglingen, vormals Riwisa AG. Das Schweizer Unternehmen stellt unter Reinraumbedingungen spritzgegossene Komponenten für die Medizintechnik her. Angefragt wurde eine Roboterzelle für die Entnahme der Teile aus der Spritzgießmaschine mit anschließender Separierung vom Anguss-System und einer Qualitätskontrolle. „Da es sich um wechselnde Teile handelt, müssen die Robotergreifer und die sonstige Peripherie so multifunktionell und so einfach umrüstbar wie möglich ausgelegt werden. Gutteile sind nach der Prüfung sauber und keimfrei abzustapeln und zu verpacken“, so Nick Koch.

Zur kompakten Zelle von Robotec gehören zwei Roboter. Der erste entnimmt die Teile im 14-Sekunden-Takt aus der Maschine, trennt sie vom Anguss und legt sie in die Prüfstation ein, wo beispielsweise ihre Integrität mithilfe eines physikalischen Messprinzips überprüft wird. Nach Durchlaufen einer Abkühlstrecke werden sie von einem zweiten Roboter gegriffen und schichtweise in Verpackungstrays gelegt. Hierfür verfügt der zweite Roboter über einen Multifunktionsgreifer. Er handelt nicht nur die Teile, sondern auch die Trays selbst, die Zwischenlagen und
die Deckel der Trays. Die gefüllten Trays stellt er abschließend in Ausgabeschleusen für den Abtransport bereit.


Über das Unternehmen

Die Robotec Solutions AG, Seon, entwickelt seit fast 40 Jahren robotergestützte Automationslösungen für Hightech-Branchen wie die Medizintechnik. Kernkompetenz des Unternehmens ist das Engineering-Knowhow für schlüsselfertig installierte und validierte Fertigungslösungen mit Roboterhandling, kameragestützter Qualitätskontrolle sowie der gesamten darüber hinaus erforderlichen Peripherie. Für Hardware wie Roboter, Maschinen, Kamerasysteme und Steuerungen ist Robotec zertifizierter Partner von Herstellern wie Fanuc, Stäubli oder Siemens. Besondere Erfahrung hat Robotec bei der Herstellung von Multifunktions-Greifern. Viele der Anlagen werden speziell für den Betrieb in Reinräumen ausgelegt. Die Robotec-Entwickler verfügen auch über die für Medizintechnik-Anwendungen erforderlichen Kenntnisse im Bereich gesetzlicher und normativer Vorschriften und Dokumentationspflichten. Neben dem Schweizer Stammhaus hat das Unternehmen Niederlassungen in Deutschland und in China.


Kontakt zum Roboter-Hersteller:

Robotec Solutions AG
Birren 16
CH-5703 Seon
www.robotec-ag.com

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