Um KR AGILUS na produção de endoscópios oferece visão livre ao interior

Desde o segundo trimestre de 2021 são produzidos de forma automatizada copos da peça ocular para endoscópios na KARL STORZ em Widnau na Suíça. Desde então um KR AGILUS alivia a equipe – e agilizou a produção. Uma história de sucesso suábio-suíça.

"Nós tínhamos uma máquina de solda que ficou obsoleta e infelizmente n?o trabalhava mais de forma muito confiável". Assim Sarah Mühleck, Gerente local da KARL STORZ, descreve o motivo da filial em Widnau/Suí?a mudar para a automa??o. Isso foi no final de 2020. Ent?o a sua equipe foi buscar uma solu??o inovadora e eficiente. Fundada em 1945, a KARL STORZ é sin?nimo de endoscópios, instrumentos e equipamentos médicos de alta qualidade. Cerca de 8.300 colaboradores a nível mundial s?o responsáveis pelo desenvolvimento, produ??o, vendas e servi?os de cerca de 15.000 produtos. A sede da empresa está localizada em Tuttlingen em Württemberg, mas a produ??o ocorre também nos EUA, Est?nia e também na Suí?a. Próximo ao Lago de Constan?a, em Widnau, s?o produzidos componentes ópticos para endoscópios como oculares, que permitem a vis?o ao interior do corpo e, por isso, devem ser extremamente vedados e limpáveis.

Pick&Place: um KR AGILUS é parte da produção de endoscópios em Widnau. Ele coloca as peças brutas e retira as peças prontas © Stefan Hobmaier, TRUMPF

Do trabalho manual monótono à instala??o de solda a laser

O processo concreto, para o qual o novo sistema de solda era necessário, consistia na uni?o de uma luva de a?o inoxidável com o vidro de cobertura encaixado em um anel de a?o inoxidável. Ambos s?o parte do assim chamado copo da pe?a ocular do endoscópio. Em interven??es endoscópicas, este permite ao cirurgi?o uma vis?o livre dentro de órg?os ocos ou cavidades corporais. Para isso, o trabalho manual era imprescindível. Os colaboradores colocavam os componentes na máquina e os retiravam novamente após o processo de solda – sempre uma luva e um anel com vidro de cobertura a ser soldado nele. "Nossos colaboradores s?o aliviados sucessivamente destas tarefas monótonas, repetitivas e estressantes", comenta Sarah Mühleck.?

Colocar o vidro de cobertura sobre a luva requer alta sensibilidade, assim como o Pick&Place através do robô. Uma função ideal para o KR AGILUS © Stefan Hobmaier, TRUMPF

Automa??o, passo um: encontrar um sistema de solda

A equipe em Widnau buscou objetivamente uma solu??o de automa??o. No que se referia ao processo de solda propriamente dito, o sistema favorecido já estava definido: já há alguns meses a empresa KARL STORZ testou o sistema de solda a laser 3D TruLaser Station 7000 da empresa TRUMPF em Ditzingen, na regi?o da Suábia, e ficou muito satisfeita com ele.?Fundada em 1923, a TRUMPF tem sucesso internacional com a sua tecnologia de laser e de sistema e, atualmente, também com solu??es automatizáveis. Um dos enfoques está no corte a laser, solda a laser e inscri??o a laser.?

A equipe na KARL STORZ em Widnau se adaptou rapidamente ao trabalho com o novo sistema de solda a laser 3D © Stefan Hobmaier, TRUMPF

Passo dois: Recomenda??o na vizinhan?a

15.000 pessoas trabalham para a TRUMPF, a coopera??o com a KARL STORZ se comprova há quase 30 anos. Quando foi abordada a automa??o da TruLaser Station 7000, a equipe da TRUMPF p?de recomendar um integrador – convenientemente também nas proximidades. A empresa wbt automation em Gosheim emprega atualmente 18 colaboradores. O Diretor da wbt, Joachim Burkert, logo se empolgou com a ideia de automatizar parcialmente a produ??o de copos da pe?a ocular. "O nome wbt também é sin?nimo de 'Nós movemos pe?as', e temos prazer em participar", diz ele olhando para trás. "Mesmo que os requisitos fossem altos."

Joachim Burkert, Diretor da wbt automation. A sua empresa aposta preferencialmente em robôs KUKA © wbt

Passo três: Esclarecer detalhes técnicos da instala??o de solda a laser

Joachim Burkert enfatiza: "Era preciso colocar um grande número de pe?as em espa?o extremamente limitado, com um pequeno rob? em célula compacta, posicioná-las com precis?o no equipamento de solda e depositá-las. Além disso, tivemos que definir com que precis?o o rob? transporta as pe?as, uma vez que queríamos pegar e unir duas pe?as com cada movimento." Para cerca de 98 por cento dos projetos de automa??o a wbt automation recorre aos rob?s KUKA, relata Burkert. "A exatid?o necessária para isso exigiu um rob? dimensionado com precis?o e n?o um 'da prateleira'. Escolhemos um KR AGILUS?do tipo KR10 R1100, que na KUKA foi especialmente enviado mais uma vez ao campo de treinamento antes de chegar até nós." Entre outros, agora ele pode verificar a posi??o dos componentes com o seu sistema de sensores a laser e, além da garra quádrupla, também usar um pequeno fole de aspira??o a vácuo, para posicionar com precis?o cada vidro de cobertura.

Equipe harmonizada: o KR AGILUS como robô para o manuseio e a TruLaser Station 7000 da TRUMPF para a solda a laser 3D © Stefan Hobmaier, TRUMPF

Passo quatro: uma uni?o promissora

A célula de rob? está acoplada à TruLaser Station 7000, mas pode ser removida e mantida de forma flexível. O seu armazém de pe?as contém quatro gavetas, que no total podem alojar até 960 pe?as. O KR AGILUS retira delas os componentes para transportá-los à instala??o de solda a laser – por processo de solda respectivamente duas luvas e os vidros de cobertura posicionados com precis?o nas mesmas. Os copos da pe?a ocular soldados também s?o colocados novamente no armazém de pe?as. Joachim Burkert relata que o rob? KUKA trouxe consigo excelentes pré-requisitos técnicos: "Nós unimos a comprovada unidade de comando da KUKA e o conhecido painel de opera??o com componentes da nossa empresa. O rob? foi montado em uma célula desenvolvida especialmente para ele, a MRC flextray. Via Profibus estabelecemos uma conex?o segura com o nosso comando Siemens, o que nos possibilita a comunica??o sem problemas com o sistema da TRUMPF."

Pick&Place com a garra especial concebida pela wbt automation. Ela usa um fole de aspiração a vácuo para garantir o posicionamento das peças brutas © wbt

Passo cinco: Convencer o cético

Wolfgang Karl, há quarenta anos na KARL STORZ e o especialista em laser na empresa, admite que no início estava cético. "Claro que eu tive questionamentos no desenvolvimento. Como o rob? apanha as pe?as, o qu?o seguro é isso? O que acontece quando, devido a um erro, a garra coloca apenas uma pe?a, mas duas devem ser transportadas para fora? E como podemos garantir 100 por cento que n?o haverá nenhum problema?" Como resposta a wbt automation enviou "preliminarmente uma simula??o completa, que realizamos com o software de simula??o KUKA.Sim", conforme descreve Joachim Burkert. Através do gêmeo digital o integrador p?de "mostrar todo o produto antes que o hardware estivesse lá", segundo Burkert. "Isso acabou com as minhas dúvidas", enfatiza Wolfgang Karl.?

Wolfgang Karl é o especialista para todos os processos a laser na KARL STORZ © Stefan Hobmaier, TRUMPF

Passo seis: Vencer o cotidiano e fornecer alta qualidade

Em combina??o com o laser apropriado – neste caso um TruFiber 500 de 500 Watts baseado em fibra – a produ??o automatizada come?ou. Por último, era preciso apenas convencer os colaboradores, que agora n?o precisavam mais carregar e descarregar nenhuma máquina de solda, mas em vez disso, encher as gavetas, operar o rob? e assumir o controle de qualidade. Sarah Mühleck relata: "Ninguém foi demitido, pelo contrário, pudemos compensar uma aposentadoria gra?as à automa??o. Mas alguns colaboradores tinham dúvidas se estavam à altura na nova tecnologia." A empresa wbt treinou os colaboradores da KARL STORZ, tanto em Tuttlingen como também em Widnau, e acabou com a sua inseguran?a.

Sistema flexível para a solda a laser 3D: o robô pode ser separado rapidamente a qualquer hora do sistema laser © Stefan Hobmaier, TRUMPF

"Os cord?es de solda s?o muito, muito bons"

O balan?o de Sarah Mühleck após pouco mais de meio ano: "Todo colaborador pode operar o rob?, e essa esta??o inclusive é especialmente popular em nosso sistema rotativo." Seis meses após o primeiro encontro de todos os atores, a TruLaser Station 7000 com célula de rob? KR AGILUS entrou em servi?o em Widnau. Com sucesso mensurável: para a carga e descarga, que no trabalho manual leva em média dez segundos, o rob? necessita de dois segundos. Mas segundo Sarah Mühleck, o mais importante é: "A qualidade é boa. Os cord?es de solda s?o muito, muito bons. E o sistema é confiável, nada cai."

Sarah Mühleck no controle da qualidade: somente quando o vidro de cobertura e a luva estão perfeitamente soldados, o copo da peça ocular é utilizável © Stefan Hobmaier, TRUMPF

Conclus?o: Automa??o com caráter de farol de orienta??o

O Dr. Axel Frey, Gerente de Produto da TRUMPF, também se mostra impressionado com este projeto de automa??o. "Colocar e retirar pe?as em um sistema de solda a laser com máxima seguran?a de processo – isso é algo que um colaborador pode fazer, mas, em primeiro lugar, n?o nesta velocidade e, em segundo lugar, n?o com constancia 100 por cento. Mas o processo deve ser constante durante 24/7 e a qualidade deve permanecer alta." Com a TruLaser Station 7000 em Widnau isso dá certo. E mais: "O projeto também recebeu um feedback muito positivo de profissionais de tecnologia médica dos EUA, aos quais eu o apresentei. Esta automa??o é um projeto com caráter de farol em muitos aspectos."

Pick – Place – Soldar! A instalação de solda a laser fornece máxima qualidade para a endoscopia © Stefan Hobmaier, TRUMPF

Todo colaborador pode operar o robô KUKA, e essa estação inclusive é especialmente popular em nosso sistema rotativo.

Sarah Mühleck, Gerente local da KARL STORZ Widnau

Aberto para novos desafios

Para Joachim Burkert o fato do sistema de solda a laser e o rob? poderem ser separados rapidamente entre si a qualquer hora, torna a solu??o especialmente promissora para o futuro. "Se em cinco anos a KARL STORZ tiver uma outra fun??o para o rob?, os colaboradores podem desacoplar a célula em menos de um minuto e atribuir a nova fun??o ao KR AGILUS. Ou se atribui dois lasers diferentes a um KR AGILUS: durante o dia ele trabalha no laser um, à noite no laser dois." No entanto, atualmente ninguém quer mudar nada na KARL STORZ em Widnau. Todos est?o satisfeitos com a forma que as pessoas, máquinas e o rob? KUKA executam suas tarefas. "Foi uma coopera??o muito boa", resume Sarah Mühleck. "Isso nos dá vontade de repetir algo semelhante."