Čtyři v řadě!

Plně automatizovaná a přesto kompaktní buňka spojuje manipulaci a testovací úkoly. (Zdroj: Yaskawa Europe GmbH)

Celkem čtyři průmysloví roboti MOTOMAN GP od YASKAWA spolupracují s vysokou přesností. (Zdroj: Yaskawa Europe GmbH) / Celkem čtyři průmysloví roboti MOTOMAN GP od YASKAWA interagují s vysokou přesností. (Zdroj: Yaskawa Europe GmbH)

Robot umístí applanace konusy do blistrů po úspěšném absolvování kontroly kvality. (Zdroj: Yaskawa Europe GmbH) / Robot umístí applanace konusy do blistrů po úspěšném absolvování kontroly kvality. (Zdroj: Yaskawa Europe GmbH)

Hlava za realizovaným automatizačním řešením (zleva): Jochem Pinger (generální ředitel společnosti Pinger Robotic) s Oliverem Pfaffem (ředitel provozu výroby) a vedoucím výroby Hubertem Witzlem z WaveLight. (Zdroj: Yaskawa Europe GmbH) / Myslitelé za automatizačním řešením (zleva): Jochem Pinger (výkonný ředitel společnosti Pinger Robotic) s Oliverem Pfaffem (ředitel výroby) a vedoucí výroby Hubert Witzl z WaveLight. (Zdroj: Yaskawa Europe GmbH)

Nejprve šlo u Pinger Robotic v rámci tohoto úkolu pouze o automatizaci výměny kamerového kontrolního systému u specializovaného výrobce lékařských technologií WaveLight. Během projektu byly přidány další před- a navazující kroky manipulace. Výsledkem je stejně složitá jako kompaktní manipulační a kontrolní buňka, ve které vzájemně velmi přesně interagují celkem čtyři průmysloví roboti MOTOMAN GP od Yaskawy.

Ještě před 30 lety byly laserové operace oka medicínskou novinkou. Dnes se odhaduje [https://www.swr.de/leben/gesundheit/keine-brille-dank-augen-lasern-alles-rund-um-die-op-100.html] přibližně 100 000 takových zákroků ročně. Tento rychlý nárůst má mimo jiné prospěch i společnosti WaveLight GmbH se sídlem v Norimberku. Dceřiná společnost Alcon vyvíjí a vyrábí jako přední světový výrobce v této oblasti diagnostické a operační technologie pro refrakční chirurgii. S úspěchem: nedávno byla ve stanici Pressath postavena a uvedena do provozu nová výrobní hala, aby se zvýšila kapacita specializovaného výrobce lékařských technologií.

Další růstové potenciály společnost vidí také v automatizaci dalších výrobních kroků. Zvláštní důraz je kladen na úkoly manipulace, které doposud musely být prováděny manuálně kvůli jejich složitosti. V tomto kontextu kontaktovali odborníci z WaveLight také výrobce robotů Yaskawa a jeho systémového partnera Pinger Robotic GmbH z Porýní-Falce.

Úkol: Automatizovaná kontrola kvality

Konkrétně se u této žádosti jednalo o automatizaci kontroly kvality komponenty – přesněji: o vložení do kamerového kontrolního systému a následné vyjmutí takzvaného Applanationského kužele. Applanationský kužel je součástí WaveLight FS200 pacientského rozhraní. Jedná se o jednorázový lékařský produkt, který během operace spojuje oko s laserovým systémem. Skládá se z několika komponent – z Applanationského kužele, sacího kroužku a hadicového systému.

Požadavek na Pinger Robotic spočíval nejprve pouze v automatizaci jádrových procesů, tj. přesněji: v přesném vyjmutí Applanationských kuželů z boxů, jejich vložení do kamerového kontrolního zařízení, vyjmutí po úspěšném testu a přesném vložení do blistrového balení – a to vše v rámci stanovené taktové doby.

„Znovu se ukázalo, že jsme jako partner pro automatizaci zapojeni již v velmi rané fázi,“ vzpomíná jednatel Jochem Pinger z Pinger Robotic na poslední měsíce. Protože v průběhu projektu se ukázalo, že je možné rozumně integrovat i před- a navazující kroky do řešení, a to jednak dodávku boxů a jednak rozdělení blisterů včetně výměny komponentů v dopravní technice pro interní přepravu kontrolovaných a nově balených Applanationských kuželů.

Automatizace těchto rozmanitých manipulačních procesů byla ztížena několika aspekty: Kontrolované plastové kužely mají různé geometrie, protože pocházejí z různých zdrojů. Také dodávací boxy se liší tvarem a uspořádáním, což vyžaduje flexibilní manipulaci. Navíc celý proces probíhá v prostředí s řízenou atmosférou. Přísné hygienické normy brání kontaminaci produktů a komponenty jsou následně sterilizovány společně s blistrovým balením.

Řešení: Koncepce zařízení se čtyřmi roboty

Výsledkem specifického vývoje Jochema Pingera a jeho týmu je plně automatizovaná manipulační a kontrolní linka s kompaktními rozměry. Srdcem koncepce je buňka s celkem čtyřmi průmyslovými roboty, které – jako ve známé strategické hře „Vítězství ve čtyřech“ – teprve v kombinaci dosahují plné síly.

Přesně sladěni, čtyři roboti v paralelním provozu plní různé úkoly v rámci procesu: První přebírá příchozí boxy s flexibilním a automaticky nastavovatelným uchopovačem od Zimmera. Druhý vyjme Applanationské kužely z boxů a umístí je na otočný stůl kamerové kontrolní stanice. Třetí po úspěšném testu kvality opět vyjme kužely z otočného stolu a vloží je do blistru. Ty jsou nakonec rozděleny čtvrtým robotem a položeny na dopravník. Každých šest sekund opustí zařízení automaticky zkontrolovaná a zabalená komponenta.

Proč ale vůbec roboti a ne například konvenční manipulační technika? – Na tuto otázku má Jochem Pinger hned několik přesvědčivých odpovědí: „S ohledem na různé tvary komponentů a boxů by běžné vyjímací stroje nebyly dostatečně flexibilní. A pro klasické úkoly výměny, jako jsou kroky 2 a 3, jsou roboti již téměř nezbytností,“ hodnotí automatizační odborník. „Nejvíce by se pro závěrečné manipulace s blistry hodila nějaká alternativa, ale zákazník si přál velkou meziskladovací zásobu, takže i zde se ukázal robot jako optimální řešení.“

Řada MOTOMAN GP: univerzálně použitelná

Při výběru robotů padla volba na výrobce Yaskawa. „S Yaskawou nás spojuje dobrá spolupráce a vždy se cítíme dobře poradeni. Navíc byla značka v tomto případě i zákazníkem preferována,“ vysvětluje Jochem Pinger tento krok a upřesňuje: „Používají se nyní čtyři MOTOMAN GP8. S nosností 8 kilogramů je tento model přesně tak velký, jaký je pro tuto linku vhodný.“

Kompaktní a extrémně rychlí manipulační roboti řady GP („GP“ znamená „General Purpose“) byli vyvinuti pro velmi rychlé svařovací, balicí a obecné manipulační aplikace. Jako nejrychlejší průmysloví roboti své třídy je MOTOMAN GP8 kompletně proveden v ochranné třídě IP67. Navíc hladké povrchy usnadňují čištění. Ačkoliv není explicitně navržen pro hygienické prostředí (například série MOTOMAN HD), je tento robot GP velmi vhodný i pro prostředí s řízenou atmosférou, například ve WaveLight.

Jeho štíhlý a zakřivený design umožňuje manipulátorovi proniknout hluboko do pracovních prostor. Pro spojení mezi manipulátorem a řídicí jednotkou je potřeba pouze jeden robotický kabel. Výhody tohoto řešení spočívají v menším opotřebení a v úspoře místa. Také údržba a zásoba náhradních dílů jsou jednodušší.

Osvědčený recept na úspěch

Od června 2025 je plně automatizovaná manipulační a kontrolní buňka se čtyřmi roboty MOTOMAN úspěšně v provozu ve WaveLight. Kombinace výkonné robotiky s vlastním softwarovým řešením se opět ukázala jako osvědčený recept Pinger Robotic. A mimo jiné lze jednotlivé prvky tohoto složitého zařízení výhodně využít i pro jiné aplikace.