Stäubli TX60L: Gezielte Zerstörung

In der Medizintechnik sind Stäubli Roboter aufgrund ihrer voll gekapselten Bauweise mit einhergehender Reinraumtauglichkeit erste Wahl.

Bei der Konstruktion und Erstellung der Prüfzelle kam den Thüringern ihre Erfahrung in der Uhrenindustrie zu Gute, wo Miniaturteile und knapper Bauraum traditionell das Bild prägen. Heute ist die Hoyer Montagetechnik GmbH mit Fokussierung auf die Branchen Automotive, Medizintechnik, Mechatronik und Haushaltsgeräte breit aufgestellt. Die Maschinenentwicklung und Maschinenherstellung realisiert Hoyer komplett im eigenen Haus. Moderne Ausrüstung und eine hohe Qualifikation der rund 50 Mitarbeiter aus unterschiedlichsten Fachrichtungen begründen die Leistungsfähigkeit. Vom 3D-CAD-Modell über Teilefertigung auf präzisen Bearbeitungszentren bis hin zur Montage und Inbetriebnahme in lichtdurchfluteten Räumen – bei Hoyer setzt man auf geprüfte Qualität unter optimalen Entwicklungs- und Fertigungsbedingungen.

Qualität, die man auch bei Boehringer Ingelheim schätzt. Das renommierte Pharmaunternehmen orderte bei Hoyer eine automatische Anlage für die Prüfung von Inhalator-Dosiersprays. Wichtige Kriterien bei der Konzeption der Anlage waren die Einhaltung der Reinraumklasse sowie ein platzsparendes Anlagenlayout. Reinraum ist teuer und jeder zusätzliche Kubikmeter treibt die Produktionskosten in die Höhe.

Boehringer Ingelheim produziert die Taschen-Inhalatoren unter dem Produktnamen Respimat® Soft Inhaler in Millionenstückzahlen. Wie in der Medizintechnik üblich, gelten dabei höchste Sicherheits- und Qualitätsstandards. Dies setzt umfangreiche Prüfschritte während der Produktion voraus. Neben prozessintegrierten Prüfungen sind zusätzliche Auswahlprüfungen, mit denen Einzelteile in zerstörenden Verfahren getestet werden, unerlässlich. Dabei geht es um verschiedene Zug-, Druck- und Hochdruckprüfungen. Parallel zur laufenden Produktion liefern diese Prüfungen kontinuierlich Aussagen zur Qualität. Das erfasste Datenmaterial dient auch der vorgeschriebenen Qualitätsdokumentation.

Der kompakte Sechsachser erledigt auch sämtliche Handhabungsaufgaben zuverlässig, präzise und schnell.

Stäubli Roboter in der Medizintechnik erste Wahl

Auf der Anlage laufen im Schicht-Betrieb an sieben Tagen in der Woche Prüfungen von funktionellen Einzelteilen des Inhalatorsprays. Das Handling der zu prüfenden Teile übernimmt ein zentral angeordneter Sechsachs-Roboter vom Typ Stäubli TX60L in Reinraumausführung, mit in Eigenregie gefertigtem Greifersystem. Die Anlage prüft die Einzelteile zerstörend. Um die Funktionskräfte für den vorgesehenen Einsatz zu simulieren, wird mit der in der Praxis maximal auftretenden Belastung getestet und diese anschließend bis zur Zerstörung der Teile erhöht. Nur so kann der implementierte Sicherheitsfaktor überprüft und dem Konsumenten hundertprozentige Funktionsfähigkeit und Sicherheit garantiert werden.

Bei der Konstruktion der Pilotanlage, der weitere folgen sollen, legte Hoyer besonderes Augenmerk auf den Roboter, wie Eberhard Walther, Konstruktionsleiter bei Hoyer erläutert: „Für medizintechnische Anlagen dieser Art sind Stäubli Roboter aufgrund ihrer voll gekapselten Bauweise mit einhergehender, hervorragender Reinraumtauglichkeit erste Wahl. Konkret haben wir uns für den Stäubli TX60L entschieden – ein kompakter Sechsachser der nahezu hundertprozentige Verfügbarkeit, große Reichweite, herausragende Präzision und sehr lange Wartungsintervalle garantiert.“

Zerstörung auf Verlangen: In der Prüfzelle übernimmt ein zentral angeordneter Sechsachs-Roboter vom Typ Stäubli TX60L im Schicht-Betrieb zerstörende Prüfungen.

Der Ablauf in der Prüfzelle

Nach dem manuellen Befüllen des Palettierautomaten mit einem Rollwagen, auf dem sich einzelne Trays mit den zu prüfenden Teilen befinden, vereinzelt und positioniert der Automat die Teileträger an der Übergabestelle zur Prüfzelle. Dort liest ein BV-System die auf den Teileträgern aufgebrachten Codes und gibt Informationen über Teileart, Prüfprozedur, Stationsauswahl und entsprechende Roboterprogramme an die Siemens-SPS-Steuerung weiter, die den entsprechenden Prüfzyklus startet.

Jetzt zeigt sich der große Vorteil des von Hoyer konstruierten Greifers, mit dem sich alle Prüfungen für alle Teilearten durchführen lassen. Ein Greiferwechsel ist somit in keinem Fall erforderlich, Umrüstzeiten und aufwändige Greiferwechselstationen entfallen gänzlich.

Werden beispielsweise die Hochdruck-Zerstäuberdüsen zur Verfügung gestellt, wird der Greifer entsprechend der eingelesenen Informationen positioniert und nimmt das Teil vom Tray ab. Danach geht es in eine geschlossene Testvorrichtung, welche die Zerstäuberdüse am Gewinde aufnimmt. Nun greift der Roboter einen Teststößel und positioniert diesen schnell und präzise in der Testvorrichtung. Der Teststößel bringt mit permanent steigendem Druck bis max. 2.000 bar Wasser in die Zerstäuberdüse ein, bis diese platzt. Nach dem Bersten müssen alle Rückstände aus der Prüfaufnahme zuverlässig entfernt werden. Dazu war eine Vielzahl innovativer Ideen gefragt, die Hoyer in mehreren Technologieschritten industriefest umsetzte.

Zerstörerische Prüfung

Auch bei der Zug- und Druckprüfung der anderen Bauelemente des Respimaten bewährt sich der Stäubli TX60L – er erledigt auch hier sämtliche Handhabungsaufgaben zuverlässig, präzise und schnell. Beim Kanülenkopf wird der feste Sitz der Kanüle geprüft. Bei einer weiteren Prüfung geht es um die Qualität des Ampullenverschlusses, der mechanisch unter Druck gesetzt wird, bis der Deckel platzt. Eine Reinigungs- und Spüleinheit bereitet die Vorrichtung anschließend für die nächste Prüfung vor.

Die Automation der Prüfungen stellt einen wahren Quantensprung dar. Neben der signifikanten Erhöhung der Produktivität ermöglicht die Anlage die Einhaltung allerhöchster Qualitätsstandards unter jederzeit prozesssicher reproduzierbaren Bedingungen. „Die Konzeption der Prüfanlage garantiert niedrige Taktzeiten. Zudem punktet die Zelle mit hoher Service- und Wartungsfreundlichkeit sowie geringem Energieverbrauch. Ein zuverlässiger, präziser Roboter mit universeller Greiftechnik garantiert in Kombination mit pfiffigen Detaillösungen eine Prüfqualität, die den hohen Anforderungen in der Medizintechnik gerecht wird“, freut sich Eberhard Walther.