Geautomatiseerde assemblage in de cleanroom

De opdracht: een assemblageproces automatiseren dat oorspronkelijk door mensenhanden werd uitgevoerd, maar dan zonder de mogelijkheid om de losse productonderdelen te herontwerpen en binnen een beperkte ruimte onder cleanroomomstandigheden. Total Productivity nam de uitdaging aan en ontwikkelde voor het farmaceutische bedrijf Curium de gewenste assemblagemachine. Door regelmatig overleg met de klant en het uitvoeren van robotsimulaties in een vroeg stadium van het ontwerptraject, is de technische vertaling inmiddels gemaakt en is het resultaat naar volle tevredenheid van de klant.

Curium heeft al jarenlang een product in haar portefeuille dat een zeer voorname rol heeft in de nucleaire geneeskunde. Dit complexe product bestaat uit enkele tientallen onderdelen die onder cleanroomomstandigheden worden samengebouwd. Tot voor kort gebeurde de assemblage handmatig door vier mensen die – schouder aan schouder – aan een tafel zaten. Op een goed moment wilde het bedrijf graag overstappen naar automatische assemblage. Total Productivity, ontwikkelaar en bouwer van productiesystemen, nam de uitdaging aan.

Bevroren product

En een uitdaging was het. Ten eerste was het niet mogelijk om de losse componenten te herontwerpen en hiermee geschikt te maken voor automatische assemblage. Dit omdat Curium anders opnieuw langdurige certificeringstrajecten zou moeten doorlopen. Het product was dus als het ware ‘bevroren’. Vincent Bijman, Productivity Consultant: “Als systeem integrator, met alle mogelijkheden om zowel de mechanische, elektrische als softwarematige oplossingen in eigen huis te realiseren, zijn wij gespecialiseerd in het omzetten van de klantvraag naar een technische oplossing. Hiervoor is het belangrijk om voortdurend in contact met de klant te blijven om zo verwachtingen scherp te houden en eventuele miscommunicatie ten aanzien van de eisen en wensen zo snel mogelijk te tackelen.”

Beperkte ruimte

Op basis van regelmatig overleg, de technische specificaties van het product en een indrukwekkend document met procedures over de assemblage en controlemomenten, ontwikkelde Total Productivity de machine. Naast het vaststaande product lag een uitdaging in de beperkt beschikbare cleanroomruimte. De machine moest passen op de plaats waar voorheen vier mensen aan tafel zaten. Bijman: “Hiervoor zijn we in de ontwikkelfase al in een vroeg stadium gestart met het simuleren van de robotbewegingen die nodig zijn voor alle assemblage- en controlestappen. We gingen uit van twee robots die maximaal twee stappen direct na elkaar kunnen uitvoeren. Variërend van pick&place en vasthouden tot aandrukken, felsen en het aanbrengen van lijm. Daarbij is het belangrijk dat ze elkaar niet in de weg zitten en ook niet op elkaar hoeven te wachten. Toen deze bewegingen duidelijk waren en pasten, is de rest van de machine hier als het ware omheen ontwikkeld.”

Daarbij moest het bedrijf rekening houden met de eerdergenoemde cleanroomomstandigheden. Dat betekent: kiezen voor cleanroomgecertificeerde componenten die geen deeltjes loslaten tijdens gebruik. Ook zijn alle mechanische onderdelen zoveel mogelijk ónder de machine gesitueerd om het risico van contaminatie nog verder te beperken. Bijman: “Dit is onze eerste volautomatische machine die in een cleanroom wordt geplaatst en het was erg prettig dat we op onze vaste toeleveranciers konden terugvallen bij het maken van de juiste keuzes. Onder meer onze robotleverancier Fanuc heeft zelf veel ervaring met deze toepassingen en maximale ondersteuning geboden.”

Roterende kabelgeleider

Verder ontwikkelde het bedrijf in eigen huis een oplossing voor het wegwerken van de pneumatiekslangen. Door de vele bewegingen van de robot bestond de kans dat deze zich om de arm zouden wikkelen. Verder zouden ze een mogelijke bron van deeltjes kunnen vormen wanneer ze tegen andere componenten aan zouden schuren. De oplossing is gevonden in de ontwikkeling van een soort trommel waarin de slangen netjes blijven zitten. Door deze trommel op onderdruk te zetten, kunnen bovendien geen deeltjes in de assemblageruimte terecht komen. Bijman besluit: “Een fijn project dat door goede communicatie en beschikbare kennis en ervaring tot een prachtig resultaat heeft geleid.”