KR AGILUS az endoszkópgyártásban: jobb betekintést biztosít

A svájci Widnauban található KARL STORZ vállalatnál 2021 nyara óta automatikusan készülnek az endoszkópos okulárkagylók. A KR AGILUS azóta tehermentesíti a csapatot – és ez felgyorsította a termelést. Egy sváb-svájci sikertörténet.

?Volt egy hegeszt?gépünk, ami az évek során el?regedett, és sajnos már nem m?k?d?tt megbízhatóan.” Sarah Mühleck, a svájci Widnauban található KARL STORZ vállalat telephelyvezet?je így írja le az automatizálás indítékát. Ez 2020 végén t?rtént. Csapata elhatározta, hogy hatékony, innovatív megoldást talál. Az 1945-ben alapítottKARL STORZ a kiváló min?ség? endoszkópokat, orvosi m?szereket és eszk?z?ket testesíti meg. Világszerte mintegy 8300 alkalmazott felel a k?zel 15000 termék fejlesztéséért, gyártásáért, értékesítéséért és szervizeléséért. A vállalat székhelye württembergi Tuttlingenben található, és a gyártás az Egyesült államokban, észtországban és Svájcban is folyik. A Bodeni-tó k?zelében található Widnauban olyan optikai alkatrészek készülnek az endoszkópokhoz, mint az okulárok, amelyek lehet?vé teszik a test belsejébe való betekintést, ezért rendkívül t?m?rnek és tisztíthatónak kell lenniük.

Pick & Place: egy KR AGILUS a widnaui endoszkópgyártás része. A robot beteszi a nyers elemeket és elveszi a kész munkadarabokat © Stefan Hobmaier, TRUMPF

A monoton kézi munkától a lézeres hegeszt?berendezésig

Az új hegesztési rendszerhez szükséges konkrét folyamat a rozsdamentes acélhüvelynek a rozsdamentes acélgy?r?ben tartott fed?üveghez való csatlakoztatásából állt. Mindkett? az endoszkóp ún. okulárkagylójának a része. Ez lehet?vé teszi a sebész számára, hogy az endoszkópos beavatkozások során szabadon belásson az üreges szervekbe vagy a testüregekbe. A kézzel végzett munka nélkül?zhetetlen ehhez. Az alkalmazottak az alkatrészeket a gépbe helyezték, és a hegesztési folyamat után eltávolították ?ket – mindig egy véd?hüvelyt és a ráhegesztend? fed?üveget tartalmazó gy?r?t. ?Fokozatosan átvesszük alkalmazottainktól az ilyen monoton, ismétl?d?, megterhel? feladatokat” - jegyzi meg Sarah Mühleck.

Az üvegburkolat ráhelyezése a hüvelyre finom mozdulatokat igényel, a robot által végzett pick & place munkára ugyanez jellemz?. Ez ideális feladat a KR AGILUS számára © Stefan Hobmaier, TRUMPF

Automatizálás, els? lépés: a hegeszt?rendszer megtalálása

A widnaui csapat célzottan automatizálási megoldást keresett. Ami a tényleges hegesztési folyamatot illeti, az el?nyben részesített rendszer már készen volt: A KARL STORZ cég már t?bb hónapja tesztelte a sváb Ditzingenben található TRUMPF cég TruLaser Station 70003D lézeres hegeszt?rendszerét, és nagyon elégedett volt vele. Az 1923-ban alapított TRUMPF nemzetk?zi sikereket ért el lézer- és rendszertechnológiájával, és azóta már automatizált megoldásaival is. Els?sorban a lézervágásra, a lézeres hegesztésre és feliratozásra fókuszál.

A KARL STORZ widnaui csapata gyorsan hozzászokott az új 3D lézeres hegeszt?rendszerrel végzett munkához © Stefan Hobmaier, TRUMPF

Második lépés: a szomszéd ajánlása

15000 ember dolgozik a TRUMPF vállalatnál, és a KARL STORZ-cal való id?tálló együttm?k?dés k?zel 30 évre nyúlik vissza. Amikor a TruLaser Station 7000 automatizálása szóba került, a TRUMPF csapata tudott egy integrátort ajánlani – praktikusan ugyancsak a k?zelb?l. A gosheimi wbt automation vállalat jelenleg 18 munkatársat foglalkoztat. A wbt ügyvezet? igazgatóját, Joachim Burkertet gyorsan leny?g?zte az az elképzelés, hogy részben automatizálják az okulárkagylók gyártását. ?A wbt név németül az ’elemeket mozgatunk’ (’Wir bewegen Teile’) r?vidítése, így szívesen vettünk részt a projektben” - mondja visszatekintve. ?Akkor is, ha a k?vetelmények szigorúak voltak.”

Joachim Burkert, a wbt automation ügyvezet?je. Vállalata a KUKA robotjait részesíti el?nyben © wbt

Harmadik lépés: a lézeres hegeszt?berendezés m?szaki részleteinek tisztázása

Joachim Burkert pontosít: ?Nagyon nagy számú munkadarabot kellett elhelyeznünk igen sz?k helyen, egy kompakt cellában található kisméret? robottal, majd azokat pontosan be kellett igazítani és le kellett helyezni a hegeszt?készülékbe. Ezenkívül egyeztetnünk kellett egymással, hogy pontosan hogyan szállítja a robot az alkatrészeket, mivel minden mozdulattal két munkadarabot akartunk megragadni és ?sszeilleszteni.” A wbt automation az automatizálási projektek 98 százalékában a KUKA robotjaira támaszkodik – mondja Burkert. ?Az ilyenkor szükséges pontossághoz egy precízen méretezett robotra volt szükség, nem pedig sorozatgyártású termékre. Egy KR AGILUS?KR10 R1100 típusú robotot választottunk, amelyet még egyszer elküldtek a KUKA kiképz?táborába, miel?tt hozzánk került.” T?bbek k?z?tt lézeres érzékel?it is tudja használni az alkatrészek helyzetének ellen?rzésére és a négyszeres megfogó mellett egy kis vákuumos harmonikát is használhat az egyes üvegfedelek pontos pozicionálásához.

Összeszokott csapat: a KR AGILUS mint mozgató robot és a TRUMPF TruLaser Station 7000 3D lézeres hegesztéshez © Stefan Hobmaier, TRUMPF

Negyedik lépés: egy ígéretes házasság

A robotcella a TruLaser Station 7000-hez csatlakozik, de rugalmasan eltávolítható és karbantartható. A munkadarab tároló négy fiókot tartalmaz, amelyek akár 960 munkadarab befogadására is alkalmasak. A KR AGILUS innen veszi el az alkatrészeket a lézeres hegeszt?berendezésbe t?rtén? szállításkor – hegesztési eljárásonként két hüvelyt, és a pontosan a tetejükre helyezett fed?üvegeket. A készre hegesztett okulárkagylókat szintén visszahelyezi a munkadarab-tárolóba. Joachim Burkert azt meséli, hogy a KUKA-robot rendelkezik a legjobb m?szaki k?vetelményekkel: ?A már bevált KUKA vezérlést párosítottuk a vállalatunk komponenseivel szerelt ismert kezel?panellel. A robotot egy speciálisan ehhez kifejlesztett cellára, az MRC flextray cellára szerelték. A Profibus segítségével biztonságos kapcsolatot hoztunk létre a Siemens-vezérléssel , amely lehet?vé teszi számunkra a TRUMPF-rendszerrel való z?kken?mentes kommunikációt.”

Pick & place a wbt automation által tervezett speciális megfogóval. Vákuumos harmonikával biztosítja a nyers alkatrészek pozicionálását © wbt

?t?dik lépés: a szkeptikusok meggy?zése

Wolfgang Karl, aki negyven éve dolgozik KARL STORZ vállalatnál és a cég lézeres specialistája, elismeri, hogy kezdetben szkeptikus volt. ?Természetesen voltak kérdéseim a fejlesztéssel kapcsolatban. Hogyan fogja meg a robot az alkatrészeket, mennyire biztonságos ez? Mi t?rténik, ha a megfogó egy hiba miatt csak az egyik alkatrészt helyezi be, de kett?t kell kívülre szállítania? és hogy sikerül megoldani 100 százalékos biztonsággal, hogy ne legyenek problémák?” Erre válaszul a wbt automation ?el?re elkészített egy teljes szimulációt, amelyet a KUKA.Sim szimulációs szoftverrel?futtattunk le”, ahogy Joachim Burkert leírja a helyzetet. A digitális iker segítségével az integrátor ?még a hardver megérkezése el?tt meg tudta mutatni a teljes terméket”, mondja Burkert. ?Ez eloszlatta a kétségeimet” - hangsúlyozza Wolfgang Karl.?

Wolfgang Karl a KARL STORZ vállalatnál a lézeres folyamatok szakért?je © Stefan Hobmaier, TRUMPF

Hatodik lépés: magas min?séget biztosítani és helytállni a mindennapokban

Az automatizált gyártás a megfelel? lézer alkalmazásával kezd?d?tt – ebben az esetben a 500 wattos szálalapú TruFiber 500 modell volt. Végül már csak a munkatársakat kellett meggy?zni, akiknek már nem kellett felt?lteni és lerakodni a hegeszt?gépet, hanem akik ehelyett a fiókok felt?ltését, a robot kezelését és a min?ségellen?rzést végzik. Sarah Mühleck meséli: ?Senkinek sem mondtunk fel, s?t az automatizálással még a nyugdíjazást is kompenzálni tudtuk. De néhány alkalmazott kételkedett abban, hogy meg tudnának birkózni az új technológiával.” A wbt vállalat képezte ki KARL STORZ alkalmazottait mind a tuttlingeni, mind a widnaui telephelyen, és ez feloldotta bennük a bizonytalanságot.

Rugalmas berendezés a 3D lézeres hegesztéshez: a robot bármikor gyorsan leválasztható a lézeres rendszerr?l © Stefan Hobmaier, TRUMPF

?A hegesztési varratok nagyon, nagyon jók”

Sarah Mühleck mérleget von kicsivel t?bb mint fél év után: ?Minden alkalmazott tudja kezelni a robotot és ez az állomás kül?n?sen népszer? a rotációs rendszerünkben.” Hat hónappal az ?sszes résztvev? els? találkozója után?a TruLaser Station 7000 és a KR AGILUS robotcellája megkezdte a m?k?dést Widnauban. Mérhet? sikerrel: A be- és kirakodáshoz, amely átlagosan tíz másodpercet vesz igénybe a kézi munkavégzéssel, a robotnak csupán két másodpercre van szüksége. De Sarah Mühleck szerint a legfontosabb dolog: ?A min?ség rendben van. A hegesztések nagyon-nagyon jók. és a rendszer megbízható, semmi sem esik ki.”

Sarah Mühleck a min?ségellen?rzésnél: Az okulárkagyló csak akkor használható, ha a fed?üveg és a hüvely tökéletesen van összehegesztve © Stefan Hobmaier, TRUMPF

Tanulság: automatizálás világítótorony tényez?vel

Dr. Axel Freyt, a TRUMPF termékmenedzserét is leny?g?zte ez az automatizálási projekt. ?Az alkatrészek behelyezése és eltávolítása a lézeres hegeszt?rendszerbe a folyamat maximális megbízhatóságával – ez olyasvalami, amire egy alkalmazott ugyan képes lehet, de el?sz?r is nem ezzel a sebességgel, másodszor pedig nem 100 százalékos állandósággal. De a folyamatnak a nap 24 órájában állandónak kell lennie, és a min?ségnek kiemelked?nek kell maradnia.” A widnaui TruLaser Station 7000 esetén ez sikerülhet. Mi t?bb: ?A projekt nagyon pozitív visszajelzést kapott az amerikai orvostechnikai szakemberekt?l, akiknek bemutattam. Ez az automatizálási megoldás sok szempontból egy világítótorony-szer? projekt.”

pick – place – hegesztés! A lézeres hegeszt?berendezés a legjobb min?séget biztosítja az endoszkópos vizsgálatokhoz © Stefan Hobmaier, TRUMPF

Minden munkatárs tudja kezelni a KUKA robotot és ez az állomás különösen népszer? a rotációs rendszerünkben.

Sarah Mühleck, a KARL STORZ Widnau telephelyvezet?je

Nyitottan az új kihívásokra

Joachim Burkert számára az a tény, hogy a lézeres hegeszt?rendszer és a robot bármikor gyorsan szétválasztható, kül?n?sen ígéretessé teszi a megoldást a j?v?re nézve. ?Ha KARL STORZ ?t év múlva más feladatot adna a robotnak, az alkalmazottak kevesebb, mint egy perc alatt leválaszthatják a cellát és rábízhatják az új feladatot a KR AGILUS-ra. Vagy akár két kül?nb?z? lézert is hozzárendelhet? a KR AGILUS-hoz: Napk?zben az egyes lézeren dolgozik, éjjel a kettes lézeren.” A KARL STORZ widnaui telephelyén azonban jelenleg senki sem akar változtatni semmin. Mindenki elégedett azzal, ahogy az emberek, a gépek és a KUKA-robot végzik a feladatukat. ?Ez egy igazán jó együttm?k?dés volt” - mondja Sarah Mühleck, a telephely vezet?je. Ett?l igazán kedvet kap az ember, hogy újból valami ilyesmibe fogjon.”