Automatisierte Montage im Reinraum

Die Aufgabe: einen Montageprozess zu automatisieren, der ursprünglich von Menschenhand durchgeführt wurde, jedoch ohne die Möglichkeit, die einzelnen Produktteile umzugestalten, und auf begrenztem Raum unter Reinraumbedingungen. Total Productivity nahm die Herausforderung an und entwickelte die gewünschte Montagemaschine für das Pharmaunternehmen Curium. Durch regelmäßige Konsultationen mit dem Kunden und die Durchführung von Robotersimulationen in einem frühen Stadium des Entwurfsprozesses ist die technische Umsetzung nun erfolgt und das Ergebnis ist zur vollen Zufriedenheit des Kunden.

Curium hat seit vielen Jahren ein Produkt in seinem Portfolio, das in der Nuklearmedizin eine sehr wichtige Rolle spielt. Dieses komplexe Produkt besteht aus mehreren Dutzend Teilen, die unter Reinraumbedingungen zusammengebaut werden. Bis vor kurzem wurde die Montage manuell von vier Personen durchgeführt, die Schulter an Schulter an einem Tisch saßen. Zu einem günstigen Zeitpunkt wollte das Unternehmen auf eine automatische Montage umstellen. Total Productivity, Entwickler und Konstrukteur von Produktionssystemen, nahm die Herausforderung an.

Gefrorenes Produkt

Und das war eine Herausforderung. Zunächst war es nicht möglich, die einzelnen Komponenten so umzugestalten, dass sie für die automatische Montage geeignet waren. Denn sonst hätte Curium erneut einen langwierigen Zertifizierungsprozess durchlaufen müssen. Das Produkt wurde also sozusagen "eingefroren". Vincent Bijman, Produktivitätsberater: "Als Systemintegrator, der alle Möglichkeiten hat, die mechanischen, elektrischen und softwaretechnischen Lösungen im eigenen Haus zu realisieren, sind wir darauf spezialisiert, den Kundenwunsch in eine technische Lösung umzusetzen. Dabei ist es wichtig, in ständigem Kontakt mit dem Kunden zu bleiben, um die Erwartungen zu schärfen und eventuelle Missverständnisse über Anforderungen und Wünsche so schnell wie möglich zu beseitigen."

Begrenzter Raum

Auf der Grundlage regelmäßiger Konsultationen, der technischen Spezifikationen des Produkts und eines beeindruckenden Dokuments mit Verfahren für die Montage und die Kontrollpunkte entwickelte Total Productivity die Maschine. Neben dem festen Produkt bestand eine Herausforderung in dem begrenzten Platz im Reinraum. Die Maschine musste dort Platz finden, wo früher vier Personen an einem Tisch saßen. Bijman: "Deshalb haben wir bereits in einem frühen Stadium der Entwicklungsphase damit begonnen, die für alle Montage- und Kontrollschritte erforderlichen Roboterbewegungen zu simulieren. Dabei sind wir von zwei Robotern ausgegangen, die maximal zwei Schritte unmittelbar hintereinander ausführen können. Das reicht von Pick&Place über Halten bis hin zu Pressen, Bördeln und Kleben. Dabei ist es wichtig, dass sie sich nicht in die Quere kommen und auch nicht aufeinander warten müssen. Als diese Bewegungen klar waren und passten, wurde der Rest der Maschine sozusagen um diese herum entwickelt."

Dabei musste das Unternehmen die bereits erwähnten Reinraumbedingungen berücksichtigen. Das bedeutet: Auswahl von reinraumzertifizierten Komponenten, die während des Betriebs keine Partikel freisetzen. Außerdem befinden sich alle mechanischen Teile so weit wie möglich unter der Maschine, um das Kontaminationsrisiko weiter zu verringern. Bijman: "Dies ist unsere erste vollautomatische Maschine, die in einem Reinraum aufgestellt wird, und es war sehr gut, dass wir uns bei der Auswahl auf unsere Stammlieferanten verlassen konnten. Unter anderem hat unser Roboterlieferant Fanuc selbst viel Erfahrung mit diesen Anwendungen und hat uns optimal unterstützt."

Drehbare Kabelführung

Außerdem entwickelte das Unternehmen intern eine Lösung, um die Pneumatikschläuche zu verbergen. Aufgrund der häufigen Bewegungen des Roboters bestand die Gefahr, dass sie sich um den Arm wickeln würden. Außerdem könnten sie eine potenzielle Quelle für Partikel sein, wenn sie an anderen Komponenten reiben. Die Lösung wurde in der Entwicklung einer Art Trommel gefunden, in der die Schläuche ordentlich bleiben. Indem diese Trommel unter Vakuum gesetzt wird, können außerdem keine Partikel in den Montagebereich gelangen. Bijman fasst zusammen: "Ein schönes Projekt, das durch gute Kommunikation und vorhandenes Wissen und Erfahrung zu einem wunderbaren Ergebnis geführt hat."