Arbeidsautomatisering onder controle

Kleine Bauraum, große Hub – der Kleinteilegreifer GEP2000 kann individuell angepasst werden, wie z.B. hier mit abgedichtetem Greifmodul im Hygienic Design.

Handling van vials met de GEP2000 grijper van Zimmer Group.

Een combinatie van de grijper GEP2000 en een draaimodule maakt geautomatiseerd de- en recappen mogelijk.

De aseptische gereedschapswisselaar is een standaardproduct van de Zimmer Group voor gebruik in bijzonder hygiënische omgevingen.

In nauwelijks een andere sector zijn de eisen aan automatiseringstechniek zo hoog als in medische productiemilieus. Om verontreinigingen van farmaceutische en medische producten en productiestoringen te voorkomen, is het van belang om deeltjesuitstoot tot een minimum te beperken en verhoogde hygiënemaatregelen te treffen. Dit betreft ook de handlingtechniek, die in laboratoria en medische productie de randvoorwaarden moet scheppen voor veilige en schone processen en reiniging. De automatiseringsspecialist Zimmer Group voldoet aan deze eisen met handlingoplossingen die precisie, betrouwbaarheid en hygiënestandaarden combineren.

Vereisten in medische omgevingen

Het produceren van kwalitatief hoogwaardige producten in de gezondheidszorg stelt bijzondere eisen aan veiligheid en hygiëne. Dit betreft zowel de productietechniek als de handlingcomponenten. Hygiëneproof ontwerp en duurzame materialen zoals roestvrij staal zorgen voor eenvoudige reiniging en lange levensduur onder veeleisende omstandigheden. De waterdichtheid van de componenten wordt aangegeven door de IP-beschermingsklasse. Voor gebruik in de medische-farmaceutische sector is ook de deeltjesemissie van belang. In de farmacie gelden cleanroomklassen met gereduceerde deeltjesafgifte volgens GMP en DIN EN ISO 14644. Strenge richtlijnen regelen de gebruikte materialen en smeermiddelen, waaronder de FDA-voorschrift 21 CFR 178.3570 en de FDA-materialenlijst voor medische hulpmiddelen.

Wat betekenen deze productieparameters voor de keuze van de grijper? Pneumatische grijpers zijn in medische en farmaceutische omgevingen niet geschikt, omdat de werking op perslucht onvermijdelijk leidt tot een verhoogde deeltjesuitstoot en daardoor geen partikelarme omgevingslucht en klinische netheid kunnen worden gegarandeerd. Daarom zijn elektrische grijpers de voorkeursoplossing, die naast de verminderde deeltjesuitstoot nog andere voordelen bieden ten opzichte van op perslucht werkende grijpers.

Veilige handling van fragiele werkstukken

De Zimmer Group heeft met de serie GEP2000 een kleine onderdelen grijper ontwikkeld, speciaal ontworpen voor gebruik onder verhoogde hygiëne-eisen en in cleanrooms. Zo is de elektrische grijper standaard uitgerust met een spatwater- en vuilbescherming volgens beschermingsklasse IP 54. Dankzij voedselveilig H1-smeermiddel is hij geschikt voor gebruik in de farmaceutische en medische techniek, evenals in de voedingsmiddelenindustrie. Deksel en schroeven van roestvrij staal beschermen tegen corrosie en maken reiniging bijzonder gebruiksvriendelijk. Lage deeltjesemissies maken ook certificering voor cleanroomklasse 2 mogelijk.

De grijpers uit de serie GEP2000 worden bijvoorbeeld ingezet bij het hanteren van breekbare voorwerpen. Voor een klant uit de farmaceutische industrie rustte de Zimmer Group een vulinstallatie uit met de elektrische grijpers, waardoor veilig omgaan met vials en spuiten mogelijk werd. De kleine onderdelen grijper overtuigt in deze toepassing door zijn compacte bouwgrootte en grote slag. Speciaal voor deze toepassing werd de slag verhoogd naar 11 mm.

Volgens de basisregels van hygienisch ontwerp zijn de oppervlakken gemaakt van roestvrij staal en PEEK, waardoor ze bestand zijn tegen agressieve reinigingsmiddelen. Daarnaast is de waterdichtheid van de elektronica verhoogd naar IP 65. De standaard mechanische zelfvergrendeling zorgt bovendien voor een veilige fixatie van het werkstuk, ook bij stroomuitval of noodstop. Zo wordt bijvoorbeeld voorkomen dat monsters in gevaarlijke containers vallen en hele laboratoriumgebieden besmetten. De noodontgrendeling maakt het in dat geval mogelijk om de grijper handmatig te openen, ook zonder stroomvoorziening van de machine.

Elektrische grijper met slimme functie

Om verschillende producten betrouwbaar te herkennen en veilig te grijpen, beschikt de serie GEP2000 over een geïntegreerde positiebewaking. De automatische onderdelenherkenning biedt een extra kwaliteitscontrole in het proces. Standaardwaarden voor werkstukken inclusief toleranties kunnen in de grijper worden opgeslagen. Door de geïntegreerde automatische onderdelenherkenning worden afwijkingen in het product onmiddellijk herkend en kan uitsluiting direct plaatsvinden. De kleine onderdelen grijper is verkrijgbaar in de varianten Digital I/O en IO-Link. Laatstgenoemde maakt een bijzonder comfortabele bediening en aansluiting op de installatie mogelijk.

Automatisering van complexe handlingtaken

Met alleen grijptechniek is het in laboratoriumautomatisering niet altijd voldoende; veel handlingtaken in het laboratorium zijn complexer. Een typisch voorbeeld is het op- en dichtdraaien van proefbuisjes.

Om dergelijke taken op te lossen, heeft de Zimmer Group voor een klant een GEP2000 grijper gecombineerd met een draaimodule. De combinatie van draaien en grijpen dient bijvoorbeeld als decapper en recapper van proefbuisjes. Maar kan ook worden ingezet voor het etiketteren van flesjes of het positioneren van barcodes op proefbuisjes voor scanning. De krachten en posities van grijper en draaimodule zijn individueel instelbaar. Zo kunnen verschillende containerformaten op maat en met hoge procestsnelheid worden gehanteerd.

Robottechniek voor cleanrooms

Niet alleen de eindeffectoren, ook robottechniek moet voldoen aan de eisen in het laboratorium. Daarom heeft de Zimmer Group nu een gereedschapswisselaar in haar standaardportfolio opgenomen, die voldoet aan de eisen van hygienisch ontwerp. Deze is gemaakt van PEEK (Polyetheretherketon) en beschikt over kabeldoorvoeringen en afsluitkappen van PTFE. De afdichting van de wisselaar voldoet aan beschermingsklasse IP67 en beschermt dus ook tegen binnendringen van water. Alle openingen, inclusief veerstiften en de aansluitkabel, zijn veilig afgedicht. Het hoogwaardige materiaal maakt ook betrouwbare reiniging met H2O2 mogelijk, zonder de oppervlakken van de wisselaar te beschadigen.

Afhankelijk van het draagvermogen van de robot bedraagt het hanteringsgewicht tot tien kilogram. De gereedschapswisselaar beschikt over meerdere veerstiften die het overbrengen van verschillende signalen en stromen garanderen. Een geïntegreerde coderingsschakelaar maakt onderscheid tussen maximaal zeven verschillende gereedschappen mogelijk.

Een opvallend veiligheidskenmerk van de wisselaar is de permanente elektromagneet, die niet alleen de magnetische wissel van het losteil mogelijk maakt, maar ook gereedschap en werkstuk veilig vastzet, zelfs in de spanningsloze toestand — bijvoorbeeld bij noodstop of stroomuitval. Dit garandeert een veilig proces. Daarnaast zorgt de draairichtingvergrendeling voor een rotatie-uitlijning tussen vast- en losteil en verzekert dat de benodigde draaimomenten betrouwbaar worden overgedragen.

De Zimmer Group behoort met meer dan 1300 medewerkers en een verkoopnetwerk in 125 landen tot de wereldwijde leiders in handling- en automatiseringstechniek. Het bedrijf biedt een breed scala aan componenten die voldoen aan de hoogste eisen op het gebied van deeltjesuitstoot en hygiëneveiligheid. Zo zijn bijvoorbeeld meer dan 500 producten reinraumgecertificeerd. Naast een uitgebreid standaardportfolio biedt de Zimmer Group geavanceerde maatwerkoplossingen voor bedrijven uit de medische en farmaceutische industrie, maar ook uit andere sectoren.