Cztery wiersze!

Kompletnie zautomatyzowana, a jednocześnie kompaktowa komórka łączy zadania obsługi i testowania. (Źródło: Yaskawa Europe GmbH)

W sumie cztery roboty przemysłowe MOTOMAN GP od YASKAWA współpracują z wysoką precyzją. (Źródło: Yaskawa Europe GmbH)

Robot umieszcza stożki applanacji po pomyślnym przejściu testu jakości w blistrach. (Źródło: Yaskawa Europe GmbH)

Głowy stojące za zrealizowanym rozwiązaniem automatyzacyjnym (od lewej): Jochem Pinger (dyrektor zarządzający Pinger Robotic) z Oliverem Pfaffem (dyrektorem ds. operacji produkcyjnych) oraz kierownikiem produkcji Hubertem Witzlem z WaveLight. (Źródło: Yaskawa Europe GmbH) / Umysły stojące za rozwiązaniem automatyzacyjnym (od lewej): Jochem Pinger (dyrektor zarządzający Pinger Robotic) z Oliverem Pfaffem (dyrektorem ds. operacji produkcyjnych) oraz kierownikiem produkcji Hubertem Witzlem z WaveLight. (Źródło: Yaskawa Europe GmbH)

Na początku dla Pinger Robotic w tym zadaniu chodziło tylko o automatyzację załadunku kamerowego systemu kontroli u specjalisty od technologii medycznych WaveLight. W trakcie projektu pojawiły się kolejne kroki obsługi i procesy pośrednie. Wynikiem jest równie złożona, co kompaktowa komórka obsługowa i kontrolna, w której cztery roboty MOTOMAN GP od Yaskawy współdziałają z wysoką precyzją.

Jeszcze 30 lat temu operacje laserowe oczu były nowością medyczną. Dziś szacuje się [https://www.swr.de/leben/gesundheit/keine-brille-dank-augen-lasern-alles-rund-um-die-op-100.html], że wykonywanych jest około 100 000 takich zabiegów rocznie. Z tego dynamicznego wzrostu korzysta między innymi WaveLight GmbH z siedzibą w Erlangen. Spółka zależna od Alcon rozwija i produkuje jako wiodący na świecie producent technologie diagnostyczne i operacyjne w dziedzinie chirurgii refrakcyjnej. Z powodzeniem: ostatnio w Pressath wybudowano i uruchomiono nową halę produkcyjną, aby zwiększyć moce produkcyjne specjalisty od technologii medycznych.

Firma widzi także dodatkowe potencjały wzrostu w automatyzacji kolejnych etapów produkcji. Szczególnie skupia się na zadaniach obsługi, które dotychczas musiały być wykonywane ręcznie ze względu na ich złożoność. W tym kontekście eksperci WaveLight nawiązali kontakt z producentem robotów Yaskawa i jego partnerem systemowym Pinger Robotic GmbH z Nadrenii-Palatynatu w Polch.

Zadanie: Automatyzacja kontroli jakości

W szczególności chodziło o automatyzację kontroli jakości komponentu — dokładniej: o wkładanie go do kamerowego systemu kontroli i późniejsze wyjmowanie tak zwanego stożka applanacyjnego. Stożek applanacyjny jest elementem interfejsu pacjenta WaveLight FS200. To jednorazowy produkt medyczny, który podczas operacji łączy oko z systemem laserowym. Składa się z kilku elementów — stożka applanacyjnego, pierścienia ssącego i systemu rurkowego.

Zadanie dla Pinger Robotic początkowo obejmowało jedynie automatyzację kluczowych procesów, czyli: precyzyjne wyjmowanie stożków applanacyjnych z tac, wkładanie ich do kamerowego systemu kontroli, wyjmowanie po pomyślnym przejściu kontroli oraz dokładne wkładanie do blisterów — wszystko w wyznaczonym cyklu czasowym.

„Po raz kolejny okazało się, że jako partner automatyzacji jesteśmy zaangażowani już na bardzo wczesnym etapie,” wspomina dyrektor zarządzający Jochem Pinger z Pinger Robotic, patrząc wstecz na ostatnie miesiące. W dalszym przebiegu projektu okazało się bowiem, że można sensownie zintegrować także etapy poprzedzające i następujące — mianowicie podawanie tac oraz rozdzielanie blisterów wraz z załadunkiem elementów do transportu wewnątrz firmy, aby przetestowane i ponownie zapakowane stożki applanacyjne mogły być dalej przemieszczane.

Automatyzacja tych różnorodnych procesów obsługi utrudniało kilka aspektów: elementy do kontroli — plastikowe stożki — mają różne geometrie, ponieważ pochodzą z różnych źródeł. Również tace dostawcze różnią się kształtem i układem, co wymaga elastycznego obsługiwania. Dodatkowo cały proces odbywa się w pomieszczeniu z kontrolowaną atmosferą. Przestrzeganie surowych standardów higieny zapobiega zanieczyszczeniu produktów, a następnie komponenty wraz z blisterami są sterylizowane.

Rozwiązanie: koncepcja systemu z czterema robotami

Efektem specjalistycznej pracy rozwojowej Jochema Pingera i jego zespołu jest w pełni zautomatyzowany system obsługi i kontroli, mimo to o kompaktowych wymiarach. Serce koncepcji stanowi komórka z czterema robotami przemysłowymi, które — jak w popularnej grze „4 w linii” — dopiero w połączeniu osiągają pełną moc.

Precyzyjnie zsynchronizowane, cztery roboty wykonują równolegle różne zadania na kolejnych etapach procesu: pierwszy przenosi przybywające tacki za pomocą elastycznego i automatycznie dostosowywanego chwytaka z miejsca na miejsce. Drugi wyjmuje stożki applanacyjne z tac i umieszcza je na obrotowym stole w kamerowej stacji kontroli. Trzeci po pomyślnym przejściu kontroli wyjmuje stożki z obrotowego stołu i wkłada je do blisterów. Ostatecznie czwarty robot rozdziela blistery i układa je na taśmie transportowej. Co sześć sekund z systemu opuszcza automatycznie sprawdzony i zapakowany komponent.

Dlaczego jednak roboty, a nie np. tradycyjne techniki obsługi? — Na to pytanie Jochem Pinger ma kilka przekonujących odpowiedzi: „Ze względu na różne kształty komponentów i tac zwykłe maszyny do pobierania nie byłyby wystarczająco elastyczne. A dla klasycznych zadań załadunkowych, takich jak kroki 2 i 3, roboty są właściwie jedynym wyborem,” ocenia specjalista od automatyzacji. „Najbardziej odpowiednią alternatywą dla końcowego obsługi blisterów byłoby rozwiązanie z dużym buforem pośrednim, ale i tutaj robot okazał się optymalnym rozwiązaniem.”

Seria MOTOMAN GP: uniwersalność zastosowań

Przy wyborze robotów decyzję podjęto na korzyść producenta Yaskawa. „Z Yaskawą łączy nas dobra współpraca i zawsze czujemy się dobrze doradzeni. Ponadto marka ta była również preferowana przez klienta,” wyjaśnia Jochem Pinger i doprecyzowuje. „Obecnie używamy czterech MOTOMAN GP8. Z udźwigiem 8 kilogramów ten model jest dokładnie odpowiedni do tej instalacji.”

Kompaktowe i niezwykle szybkie roboty obsługowe z serii GP („GP” oznacza „General Purpose”) zostały opracowane do szczególnie szybkich aplikacji spawalniczych, pakowania i ogólnej obsługi. Wprowadzone jako najszybsze roboty przemysłowe w swojej klasie, MOTOMAN GP8 jest w pełni zgodny z klasą ochrony IP67. Ponadto gładkie powierzchnie ułatwiają czyszczenie. Chociaż nie są specjalnie przystosowane do higieny (np. seria MOTOMAN HD), ten robot GP jest również bardzo odpowiedni do środowisk z kontrolowaną atmosferą, takich jak w WaveLight.

Jego smukły i zakrzywiony design umożliwia manipulatorowi głębokie sięganie w strefy robocze. Do połączenia manipulatora z systemem sterowania potrzebny jest tylko jeden kabel robotyczny. Zalety tego rozwiązania to mniejsza zużywalność i mniejsza przestrzeń potrzebna do instalacji. Również koszty konserwacji i utrzymania części zamiennych maleją.

Sprawdzony przepis na sukces

Od czerwca 2025 roku w pełni zautomatyzowana komórka obsługi i kontroli z czterema robotami MOTOMAN działa pomyślnie w WaveLight. Połączenie wydajnej robotyki z własnoręcznie opracowanymi rozwiązaniami programowymi okazało się kolejnym sukcesem Pinger Robotic. Co ważne, poszczególne elementy tego złożonego systemu można także z powodzeniem wykorzystywać w innych zastosowaniach.