Precyzyjne spawanie, elastyczna automatyzacja – tak wygląda technika medyczna przyszłości

Wyzwania

Filigranowe – to słowo najlepiej określa cienkie elementy ze stali nierdzewnej do endoskopów Karl Storz. Ręczne czynności takie jak ręczne spawanie pod 16-krotnym powiększeniem są codziennością. Ponieważ z taką precyzją najczęściej radzi sobie tylko człowiek. Również różnorodność wariantów utrudnia maszynową lub automatyczną produkcję. Jednocześnie brakuje jednak wykwalifikowanych pracowników. Storz zapobiega temu poprzez własne szkolenia, ale chce również zatrudniać wysoko wykwalifikowanych pracowników zgodnie z ich umiejętnościami, a nie jedynie do monotonnego załadunku i rozładunku maszyn. Wolfgang Karl jest ekspertem w zakresie wszystkich procesów spawania laserowego, cięcia laserowego i opisywania laserowego w głównej siedzibie w Tuttlingen. Mówi: „Cały czas będziemy wykonywać wiele prac ręcznych, ale jednocześnie zastanawiamy się, gdzie sensowna jest obróbka maszynowa i automatyzacja”.

Rozwiązania

Kierownik zakładu Sarah Mühleck szukała wydajnego rozwiązania do spawania okularów w zakładzie w szwajcarskim Widnau. Szybko okazało się, że ten etap produkcji można zautomatyzować. Najpierw podjęto decyzję dotyczącą nowego urządzenia TruLaser Station 7000. Wymagania były wysokie, podkreśla Mühleck: „Spoina musi być absolutnie szczelna, ponieważ do endoskopu nie może przedostać się żadna wilgoć”. Przy czym grubość elementów ze stali nierdzewnej to mniej niż milimetr, głębokość spawania i szerokość spoiny są odpowiednio mniejsze. Zespół projektowy Karl Storz wybrał laser na ciele stałym TruFiber 500 bazujący na włóknach z mocą 500 kilowatów jako generator wiązki. Jest on wystarczająco precyzyjny, aby spawać drobne części. Pasujące rozwiązanie automatyzacji dostarczyła firma wbt automation: to mobilna komora robota z elastycznym systemem chwytakowym, którą można szybko zamontować i wymontować.

Realizacja

Połączenie wydajnego systemu spawania i elastycznej komory robota sprawdziło się w bardzo krótkim czasie. Chwytak podwójny w robocie Kuka pobiera jednocześnie dwa spawane elementy i wkłada dwa nieobrobione elementy. Komórka jest wyposażona w system z czterema szufladami. Jest w nich miejsce na 960 elementów. „Równolegle do procesu spawania możemy otworzyć szuflady z drugiej strony, pobrać gotowe, zespawane okulary i ładować je kolejnymi”, informuje Mühleck. „Odciąża to naszych pracowników i jesteśmy znacznie szybsi. Tylko dzięki TruLaser Station 7000 czas procesu spawania na element zmniejszył się z 10 s do 1,5 s. Oprócz tego zużywamy o wiele mniej energii.

Perspektywy

Sarah Mühleck i Wolfgang Karl są zgodni: projekt w Widnau pokazuje, co można zrobić w technice medycznej w kwestiach automatyzacji. „Również w przyszłości będziemy jeszcze często wybierać obróbkę ręczną, ale mimo to będziemy automatyzować te operacje, które można sensownie zautomatyzować. Dzięki elastycznej komorze robota możemy robić obie te rzeczy“ - mówi Karl. Udało się znaleźć niezawodnych i elastycznych partnerów do przyszłych projektów na drodze do większej automatyzacji w firmach wbt automation i TRUMPF.