Tiszta ügy - Szerszámgép integrált robotokkal a tisztatér körülmények között

Tiszta dolog - Szerszámgép integrált robotokkal, tisztatéri körülmények között

A orvosi műszaki termékek gyártása a gép- és berendezésgyártás egyik legérzékenyebb területe. A tisztatéri körülmények között történő gyártási folyamatok tökéletes irányítása a Medical szektor egyik központi követelménye, melyet az Engel integrált tisztatéri robotjával felszerelt injekciós gépcellája biztonságosan teljesít, a Stäubli robotjával együttműködve.

Az első olyan, tisztatéri követelményekre tervezett Engel e-victory 50 bemutatása a műanyag világszabványos kiállításon, a K 2007-en, nagy figyelmet keltett a szakmai közönség körében. A megoldás az orvostechnikai alkatrészek és tömegcikkek gyártására egy kézből kínál érdekes és gazdaságos lehetőséget. A 500 kN záróerővel rendelkező injekciós gép GMP szerint, tisztatéri alkalmazásra minősített.

A felhasználók számára leglényegesebb előnyt Dipl.-Ing. Christoph Lhota, az Engel Ausztria Medical üzletágvezetője foglalja össze: „Ügyfeleink kérésére mi egy működő, kulcsrakész injekciós gépcellát szállítunk, minden alkatrésszel egy kézből. A Plug & Play elv szerint azonnal megkezdhető a gyártás. Ha a termékkészlet változik, a magas rugalmasságnak köszönhetően, amit például egy hat-tengelyes robot alkalmazása tesz lehetővé a termékkezeléshez, gyorsan és egyszerűen lehet az új feladathoz igazítani a gépet.”

A gépen gyártható termékkínálat széles skálán mozog. Alapvetően egyszer használatos orvostechnikai termékekről van szó, mint például fecskendők, infúziós készletek, transzfúziós és dialízis felszerelések, centrifugák, vérszűrők, inhalátorok, cukorbeteg-gondozási termékek, valamint törés rögzítésére szolgáló implantátumok. A Düsseldorfi K kiállításon bemutatott gép mikrofluidikus teszt elemeket, ún. „Labs on a chip” (LOC) egységeket gyártott, melyeket a tisztatérben zacskókba csomagolva helyeztek el. Ezek a LOC-k gyors helyszíni testelést tesznek lehetővé, ami ma már nagy laboratóriumokban is elérhető.

Az Engel a gépet az amerikai FDA (Food and Drug Administration) aktuális jó gyártási gyakorlatának (cGMP) előírásai szerint fejlesztette ki. A fejlesztési munkák valós körülmények között történő megvalósításához az osztrákok a Schwertberg-i központi gyárban, az alkalmazástechnikai központban, egy DIN EN ISO 14644-1 szerint osztály 6-os tisztatérbe fektettek be. „Körülbelül 95 százalékban az orvostechnikai alkalmazások a műanyagiparban GMP C+D tisztatéri osztályban zajlanak, ami megfelel az ISO 7 és 8 szabványoknak. Gépeink tisztatéri alkalmassága ezeket az elvárásokat teljes mértékben kielégíti. Szükség esetén szigorúbb követelményeket is tudunk teljesíteni. Az általunk alkalmazott Stäubli TX 40 tisztatéri kivitel esetében ez nem jelent problémát” – mondja Lhota. A robot akár az ISO 4 tisztatéri osztályt is eléri.

Csapágy nélküli záróegység jelentős előnyökkel

Az Engel-victory injekciós gépek különlegessége a csapágy nélküli záróegység. Ezt az úgynevezett, Christoph Lhota szerint kizárólag Engel által kínált kialakítást számos lényeges előny jellemzi. Ide tartozik a szerszám szabadon hozzáférhető beépítési helye és a robot integrációjára szánt nagy tér a gépen belül. Továbbá a csapágy nélküli kialakítás ideális feltételeket biztosít a tisztatéri alkalmazáshoz, mivel a csapágyak hiánya megakadályozza a szennyeződést és a turbulenciát, így a lamináris tisztatéri levegőáramlásban nem keletkeznek zavaró turbulenciák.

Christoph Lhota összegzi, miért alkalmazza az Engel többek között a Stäubli TX 40-et ebben a cellában: „Természetesen az egyik szempont a robot gyárilag biztosított tisztatéri alkalmassága volt. Emellett a robot rendkívül kompakt kialakítása is fontos, ami lehetővé teszi az egyszerű integrációt a gépbe, optimális pozícióban. Ez azt jelenti, hogy nem kell a robotot a termék fölé helyezni, hanem egy síkban lehet a termékkel, így nem befolyásolja a tisztatéri levegő laminaris áramlását, amely 90 százalékban felülről lefelé halad.”
A Stäubli különösen jó hírnévnek örvend a gyógyászati szektorban, de az Engel más gyártók robotjait is integrálhatja, feltéve, hogy azok megfelelnek a tisztatéri követelményeknek.

Egyszerű robotkezelés

A Stäubli robot integrációja az e-victory gépbe a könnyű kezelhetőségben is megmutatkozik. A Stäubli saját fejlesztésű VALplast szoftverével a robotok programozása és kezelése jelentősen egyszerűsödik a fröccsöntés területén. A csatlakozás a fröccsöntőgépekhez a standard Euromap interfészen keresztül gyors és egyszerű. Az intuitív, felhasználóbarát felület lehetővé teszi a robotok gyors programozását. Előre elkészített funkciók és modulok segítik a programok és mozgásprogramok gyors összeállítását, így mélyreható szakértelem nem szükséges.

A robot feladata a gépen belül kizárólag a termékkezelés, a TX40 a termék kivételét és a szállítószalagra helyezést végzi. A növekvő hőmérséklet a fröccsöntő cellában nem jelent problémát a hat-tengelyes robot számára. A gyártási műszakok között jelentkező hőmérséklet-ingadozások sem befolyásolják a robot működését. A robot rendkívüli precizitása ezen alkalmazásokhoz messze elegendő. Az összetettség és a tisztatéri alkalmasság mellett az Engel számára a Stäubli gépek megbízhatósága volt a legfontosabb szempont: „Ha a robot működik, akkor az egész gép is. A gyártási kieséseket pedig nem engedhetjük meg magunknak” – mondja Lhota.

Lineáris rendszerek kontra robotok

Az Engel évente több mint 1000 saját lineáris kezelőrendszert gyárt injekciós gépekhez. Az, hogy ebben a gépben hat-tengelyes robotot alkalmaznak, Christoph Lhota magyarázata: „A felhasználás határozza meg nálunk, melyik alkatrészt alkalmazzuk. Általában akkor használunk lineáris rendszereket, ha a vezérlésük teljes mértékben integrálva van a gépvezérlésbe, és ha extrém rövid ciklusidőkre van szükség. Hat-tengelyes robotokat akkor alkalmazunk, ha tisztatéri körülmények között kell dolgozni, és ha a cellának nagyon kompaktnek kell lennie, az anyagkivétel és a termékkezelés integrálása a cellán belül történik. Egy másik ok lehet a hatékonyság növelése, például a termék utófeldolgozó műveleteinek átadása.”

Az osztrákok szívesen gyártják saját kezűleg a fogók konstrukcióját és gyártását is. Gyakran használnak egy standard modult a jól ismert gyártóktól, de minden további adaptációt és személyre szabást saját házukban végeznek el. Az országban gyakran tévesen hátránynak tartott magas gyártási mélységet az osztrákok következetesen saját előnyükre fordítják. Gyorsak, rugalmasak, függetlenek – nemcsak a fogók gyártásában.

Ábra: A csapágy nélküli záróegység számos lényeges előnnyel jár, például a szerszám szabadon hozzáférhető beépítési helye és a robot integrációjára szánt nagy tér a gépen belül.