KR AGILUS dzi?ki produkcji endoskopów zapewnia wgl?d do wn?trza ludzkiego cia?a

W firmie KARL STORZ z Widnau w Szwajcarii od lata 2021 roku odbywa si? zautomatyzowana produkcja okularów do endoskopów. Robot KR AGILUS odci??y? zespó? – a tak?e przyspieszy? produkcj?. Niemiecko-szwajcarska historia sukcesu.

?Dysponowali?my automatem spawalniczym, który mia? ju? swoje lata i niestety nie pracowa? ju? niezawodnie.” Tak o powodach automatyzacji mówi Sarah Mühleck, kierowniczka oddzia?u KARL STORZ w Widnau/Szwajcaria. By? koniec 2020 roku. Zespó? rozpocz?? poszukiwania efektywnego, innowacyjnego rozwi?zania. Firma KARL STORZ, za?o?ona w 1945 roku, produkuje wysokiej jako?ci endoskopy, przyrz?dy medyczne i najwy?szej jako?ci urz?dzenia. Oko?o 8300 pracowników na ca?ym ?wiecie odpowiada za projektowanie, produkcj?, sprzeda? i serwisowanie oko?o 15?000 produktów. W zak?adzie Tuttlingen w Wirtembergii znajduje si? centrala firmy, która ma zak?ady produkcyjne równie? w USA, Estonii i Szwajcarii. Niedaleko jeziora Bodeńskiego, w miejscowo?ci Widnau, powstaj? podzespo?y optyczne do endoskopów, takie jak okulary, które umo?liwiaj? wgl?d do wn?trza ludzkiego cia?a, dlatego musz? by? niezwykle szczelne i ?atwe w czyszczeniu.

Pick&Place: KR AGILUS uczestniczy w produkcji endoskopów w Widnau. Wstawia pó?fabrykaty i odbiera gotowe elementy © Stefan Hobmaier, TRUMPF

Od monotonnej pracy r?cznej do laserowej instalacji spawalniczej

Konkretny proces, dla którego potrzebny by? nowy system spawalniczy, polega? na ??czeniu tulei ze stali szlachetnej ze szkie?kiem umieszczonym w pier?cieniu ze stali szlachetnej. Oba elementy s? cz??ci? tzw. okularu endoskopu. Pozwala on chirurgom na wykonywanie zabiegów endoskopowych, zapewniaj?c wgl?d do ludzkiego cia?a i organów. W tym procesie nie da?o si? zrezygnowa? z pracy r?cznej. Pracownicy umieszczali podzespo?y w maszynie i odbierali je po zakończeniu spawania – zawsze jedn? tulejk? i przyspawany do niej pier?cień ze szkie?kiem. ?Staramy si? sukcesywnie odci??a? naszych pracowników od takich monotonnych, powtarzaj?cych si? i uci??liwych czynno?ci” – zauwa?a Sarah Mühleck.?

Umieszczenie szkie?ka na tulei wymaga doskona?ej precyzji robota, podobnie jak podczas zadań Pick&Place. To idealne zadanie dla robota KR AGILUS © Stefan Hobmaier, TRUMPF

Automatyzacja: krok 1: znalezienie systemu spawalniczego

Zespó? z Widnau poszukiwa? rozwi?zania automatyzacyjnego. Dla zasadniczego procesu spawania dost?pny by? ju? ulubiony system: Przedsi?biorstwo KARL STORZ od kilku miesi?cy testowa?o laserowy system spawalniczy 3D TruLaser Station 7000 firmy TRUMPF w niemieckim zak?adzie Ditzingen i by?o z niego bardzo zadowolone. Za?o?ona w 1923 roku firma TRUMPF jest znana na ca?ym ?wiecie ze swojej techniki laserowej i systemowej oraz ze zautomatyzowanych rozwi?zań. Koncentruje si? ona g?ównie na ci?ciu laserowym, spawaniu laserowym i napawaniu laserowym.

Zespó? KARL STORZ z Widnau szybko przyzwyczai? si? do pracy z nowym laserowym systemem spawalniczym 3D © Stefan Hobmaier, TRUMPF

Krok 2: opinie s?siadów

Dla firmy TRUMPF pracuje 15?000 osób, a wspó?praca z KARL STORZ trwa ju? niemal od 30 lat. Gdy przysz?o do automatyzacji TruLaser Station 7000, zespó? TRUMPF móg? poleci? integratora – praktycznie po s?siedzku. Przedsi?biorstwo wbt automation z siedzib? w Gosheim zatrudnia obecnie 18 pracowników. Prezes firmy wbt, Joachim Burkert, by? zachwycony pomys?em automatyzacji produkcji okularów. ?Nazwa wbt oznacza ,Wir bewegen Teile’ (Przenosimy cz??ci), zatem ch?tnie si? tym zaj?li?my” – wspomina. ?Nawet je?li wymagania by?y do?? wysokie.”

Joachim Burkert, prezes firmy wbt automation. Jego przedsi?biorstwo stawia na roboty KUKA © wbt

Krok 3: obja?nienie szczegó?ów technicznych laserowej instalacji spawalniczej

Joachim Burkert precyzuje: ?Na bardzo ma?ej przestrzeni musieli?my zmie?ci? ma?ego robota w kompaktowym module i bardzo du?o elementów obrabianych, które mia? on precyzyjnie chwyta? i umieszcza? w automacie spawalniczym. Poza tym musieli?my dok?adnie okre?li?, jak robot ma transportowa? cz??ci, poniewa? chcieli?my, aby podczas jednego ruchu chwyta? i ??czy? dwa elementy obrabiane.” W oko?o 98% projektów automatyzacji wbt automation si?ga po roboty KUKA – mówi Burkert. ?Ich realizacja wymaga zastosowania indywidualnie zaprojektowanego robota, a nie robota produkowanego seryjnie. Dlatego wybrali?my robota KR AGILUS?typu KR10 R1100, który zosta? przez firm? KUKA jeszcze raz odes?any do centrum szkoleniowego, zanim trafi? do nas.” Mi?dzy innymi dzi?ki czujnikom laserowym mo?e on sprawdza? pozycje podzespo?ów, a oprócz poczwórnego chwytaka ma równie? ma?? nasadk? pró?niow?, która pozwala na precyzyjne ustawienie ka?dego szkie?ka.

Zgrany zespó?: KR AGILUS jako robot manipulacyjny i TruLaser Station 7000 firmy TRUMPF jako instalacja do spawania laserowego 3D © Stefan Hobmaier, TRUMPF

Krok 4: idealne po??czenie

Modu? robota jest wprawdzie po??czony z TruLaser Station 7000, lecz mo?na go w sposób elastyczny zdemontowa? i podda? konserwacji. Zasobnik elementów obrabianych zawiera cztery szuflady, w których zmie?ci si? maksymalnie 960 elementów obrabianych. Obs?uguje go KR AGILUS, aby przetransportowa? podzespo?y do laserowej instalacji spawalniczej – w zale?no?ci od procesu spawania s? to dwie tulejki i umieszczone dok?adnie na nich szkie?ka. Zespawane, gotowe okulary s? z powrotem odk?adane do zasobnika elementów obrabianych. Joachim Burkert potwierdza, ?e robot KUKA sprosta? najwy?szym wymaganiom technicznym: ?Po??czyli?my sprawdzony uk?ad sterowania KUKA i znany panel obs?ugi z komponentami z naszego przedsi?biorstwa. Robot zosta? zamontowany na specjalnie zaprojektowanym module – MRC flextray. Za po?rednictwem magistrali Profibus nawi?zali?my bezpieczne po??czenie z naszym uk?adem sterowania Siemens, co pozwoli?o nam na bezproblemow? komunikacj? z systemem TRUMPF.”

Pick&Place ze specjalnym chwytakiem zaprojektowanym przez wbt automation. Wykorzystuje on nasadk? pró?niow?, aby zabezpieczy? pozycje pó?fabrykatów © wbt

Krok 5: przekonanie sceptyków

Wolfgang Karl, pracuj?cy od 40 lat w firmie KARL STORZ i specjalizuj?cy si? w laserach przyznaje, ?e na pocz?tku by? do?? sceptycznie nastawiony. ?Oczywi?cie mia?em wiele pytań podczas realizacji projektu. W jaki sposób robot ma chwyta? cz??ci? Czy jest to bezpieczne? A co, je?li z powodu b??du chwytak we?mie tylko jedn? cz???, a druga zostanie odtransportowana na zewn?trz? I sk?d mo?emy na 100% wiedzie?, ?e nie b?dzie ?adnych problemów?” Odpowiedzi dostarczy?a firma wbt automation, która przygotowa?a ?wcze?niej kompletn? symulacj?, jak? mogli?my odtworzy? za pomoc? oprogramowania do symulacji KUKA.Sim” – opisuje Joachim Burkert. Dzi?ki cyfrowemu programowi bli?niaczemu integrator móg? ?pokaza? nam ca?y produkt, jeszcze zanim trafi? tu sprz?t” – mówi Burkert. ?To rozwia?o moje w?tpliwo?ci” – podkre?la Wolfgang Karl.?

Wolfgang Karl jest ekspertem odpowiedzialnym za wszystkie procesy laserowe w firmie KARL STORZ © Stefan Hobmaier, TRUMPF

Krok 6: niezawodno?? podczas codziennej pracy i wysoka jako??

Zautomatyzowana produkcja rozpocz??a si? po po??czeniu z odpowiednim laserem – w tym przypadku z laserem w?óknowym TruFiber 500 o mocy 500 W. Na koniec pozosta?o przekona? jeszcze pracowników, którzy wprawdzie nie musieli ju? ?adowa? i roz?adowywa? maszyny spawalniczej, lecz mi?dzy innymi nape?nia? szuflady, obs?ugiwa? robota i przeprowadza? kontrol? jako?ci. Sarah Mühleck dodaje: ?Nikt nie dosta? wypowiedzenia, a automatyzacja zapewni?a nam emerytur?. Ale wielu pracowników mia?o w?tpliwo?ci, czy poradzi sobie z now? technik?.” Przedsi?biorstwo wbt przeszkoli?o pracowników firmy KARL STORZ zarówno w Tuttlingen, jak i w Widnau, rozwiewaj?c tym samym ich w?tpliwo?ci.

Elastyczna instalacja do spawania laserowego 3D: Robota mo?na w ka?dej chwili szybko od??czy? od systemu laserowego © Stefan Hobmaier, TRUMPF

?Spoiny spawalnicze s? bardzo, bardzo dobrze wykonane”

Bilans wed?ug Sarah Mühleck po oko?o pó? roku: ?Ka?dy pracownik mo?e obs?ugiwa? robota, dlatego ta stacja jest bardzo lubiana w naszym systemie rotacyjnym.” Sze?? miesi?cy od pierwszego spotkania wszystkich zaanga?owanych stron?TruLaser Station 7000 z modu?em robota KR AGILUS trafi?o do Widnau. Z zauwa?alnym efektem: Za?adunek i roz?adunek, trwaj?cy podczas pracy r?cznej ?rednio 10 sekund, robotowi zajmuje tylko dwie. Ale najwa?niejsze wed?ug Sarah Mühleck jest to, ?e: ?Jako?? jest doskona?a. A spoina spawalnicza jest bardzo, bardzo dobrze wykonana. Poza tym system dzia?a niezawodnie, nic si? nie psuje.”

Sarah Mühleck podczas kontroli jako?ci: Tylko wtedy, gdy szkie?ko i tulejka s? ze sob? idealnie zespawane, mo?na korzysta? z okularu © Stefan Hobmaier, TRUMPF

Wniosek: Pionierska automatyzacja

Dr Axel Frey, mened?er ds. produktu w firmie TRUMPF, jest równie? zachwycony tym projektem automatyzacji. ?Wk?adanie i wyjmowanie cz??ci do laserowego systemu spawalniczego przy zapewnieniu najwy?szego poziomu bezpieczeństwa procesów – to co?, co wprawdzie mo?e robi? pracownik, ale po pierwsze nie z tak? pr?dko?ci?, a po drugie nie ze 100% precyzj?. A ten proces musi by? wykonywany z niezmiennie wysok? precyzj? i jako?ci? 24 godziny na dob? przez 7 dni w tygodniu.” Dzi?ki TruLaser Station 7000 w Widnau jest to mo?liwe. A dodatkowo: ?Projekt dosta? bardzo pozytywny feedback równie? od techników medycznych z USA, którym go przedstawi?em. Ten projekt automatyzacji jest pionierski pod wieloma wzgl?dami.”

Pick – Place – spawanie! Laserowa instalacja spawalnicza dostarcza najwy?sz? jako?? dla endoskopii © Stefan Hobmaier, TRUMPF

Ka?dy pracownik mo?e obs?ugiwa? robota KUKA, dlatego ta stacja jest bardzo lubiana w naszym systemie rotacyjnym.

Sarah Mühleck, kierowniczka zak?adu KARL STORZ Widnau

Otwarci na nowe wyzwania

Dla Joachima Burkerta fakt, ?e mo?na w ka?dej chwili szybko oddzieli? od siebie laserowy system spawalniczy i robota, jest bardzo przysz?o?ciowym rozwi?zaniem. ?Je?li firma KARL STORZ po pi?ciu latach b?dzie mia?a inne zadanie dla robota, pracownicy b?d? mogli od??czy? modu? w mniej ni? minut? i przydzieli? robotowi KR AGILUS nowe zadanie. Jednego robota KR AGILUS mo?na te? przypisa? do dwóch ró?nych laserów: W ci?gu dnia pracuje on przy jednym laserze, a w nocy przy drugim.” Jednak na razie w firmie KARL STORZ w Widnau nikt niczego nie zmienia. Wszyscy s? zadowoleni z tego, jak ludzie, maszyny i robot KUKA wykonuj? swoje zadania. ?To by?a naprawd? udana wspó?praca – podsumowuje Sarah Mühleck, kierowniczka zak?adu. A? mamy ochot? to powtórzy?.”