Automatisierte Zuführung Kleine Fläschchen – große Aufgabe für den Roboter

Anbieter zum Thema

YASKAWA Europe GmbH

Hermann Kemper GmbH & Co. KG - Hersteller für CNC Drehteile

CMS Automatisme

SCIO Automation GmbH

Es gibt Gegenstände, die sich einer Automatisierung einfach wider­setzen. Vials zum Beispiel, die Arzneimittelfläschchen aus dünnem Glas. Goldfuß Engineering hat diese Aufgabe nun gelöst – mit einem speziellen Greifer und Motoman-Robotern von Yaskawa.

Nicht zuletzt aufgrund unterschiedlicher Reinraumklassen durchlaufen Vials in der pharmazeutischen Produktion mehrere Handhabungsschritte. Vor allem die Zuführung der leeren Vials in die Wasch- oder Füllmaschine bzw. der gefüllten Vials in die Inspektions- oder Verpackungsmaschine erfolgt dabei in aller Regel noch manuell.

Die Gründe dafür liegen zunächst einmal in den Vials selbst: Bestehend aus dünnem Glas, sind sie sehr empfindlich. Zudem sind sie mit Füllgrößen von wenigen Millilitern sehr klein. Herkömmliche Vakuumgreifer stoßen deshalb schnell an ihre Grenzen. Als weitere Schwierigkeit werden die Vials werksintern oft in verschließbaren Kunststoff-Hohlkammer-Boxen transportiert. Darin sind sie ohne jede Ordnung positioniert, was automatisierungstechnisch besondere Herausforderungen mit sich bringt.

Bildergalerie

Roboter übernimmt das Beschicken zerbrechlicher Vials

Die Goldfuß Engineering GmbH, Spezialisten für die robotergestützte Beschickung von Verpackungsma­schinen und für Anwenderlösungen sowohl in der Verpackungstechnik als auch in der Laborautomation mit Sitz im schwäbischen Balingen, hat diese komplexe Aufgabe nun erstmals für Vials ab einer Füllgröße von 2 ml (2R) gelöst: In einer kompakten Handlingzelle übernimmt ein Roboter das Öffnen der Kunststoff-Hohlkammer-Box und das Beschicken der Vials. Geführt von einem 3D-Kamerasystem, holt er die Boxen von der Palette. Nach der automatisierten Öffnung der Boxen entnimmt der Roboter die Vials und legt sie auf einen Drehteller oder ein Bi-Flow-Band, von wo aus sie in die Wasch-, Füll-, Inspektions- oder Verpackungsmaschine gehen. Außerdem platziert der Roboter die leere Box in einen Behälter zur späteren Entsorgung. Der komplette Vorgang dauert rund 50 bis 60 Sekunden. Durch den Einsatz eines zweiten Roboters lässt sich diese Zeit noch spürbar reduzieren.

Ein spezieller Greifer erreicht alle Vials einer Charge

Das Herzstück der Lösung bildet ein von Goldfuß Engineering genau für diese Anwendung entwickelter Greifer. Anders als etwa Flächensauger, die für 2R-Vials keine prozesssichere Lösung ermöglichen, arbeitet dieser Greifer mechanisch und produktschonend zugleich, bei kompakter Bauweise. Dieses Verfahren gewährleistet die zuverlässige Aufnahme des kompletten Inhalts aus der Box und stellt somit sicher, dass wirklich alle Vials einer Charge erreicht und zugeführt werden. Sollen Boxen unterschiedlicher Größen gehandelt werden, ist auf Kundenwunsch auch ein stark vereinfachter Formatwechsel realisierbar.

Als weitere Option können die Vials in der Box zur Qualitätskontrolle über eine zweite Kamera automatisch gezählt und das Ergebnis mit den Produktionsdaten abgeglichen werden. Zudem ist eine Anbindung der Anlage an das kundenseitige Netzwerk möglich.

Der Greifer harmoniert mit Motoman-Robotern von Yaskawa. Beide Unternehmen verbindet eine lange Partnerschaft. Goldfuß Engineering ist seit Jahren Systempartner des Herstellers. In der schlanksten und einfachsten Ausführung kommt der Greifer auf 12 kg Gewicht zzgl. der Vials. Diverse funktionale Optionen im Greifer wie beispielsweise das Aufschneiden einer Deckel- Fixierung können das Gewicht des Greifers erhöhen. Damit bietet sich ein Manipulator mit einer Tragkraft von 20 kg oder mehr an.

Hierfür stehen Hochleistungsindustrieroboter der Motoman GP-Reihe von Yaskawa zur Verfügung, wobei viele Pharma-Anwender die MRK-fähigen Cobots der HC-Serie bevorzugen, die mit 20 oder sogar 30 kg Tragkraft verfügbar sind.

General-Purpose-Roboter in hoher Schutzklasse

„GP“ steht für „General Purpose“ und damit für vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Die 6-Achser der Motoman GP-Reihe sind in der hohen Schutzklasse IP67 ausgeführt (besonders geschützt gegen Eindringen von Flüssigkeiten und Stäuben). Sie lassen sich damit unter rauen Arbeitsbedingungen einsetzen und sehr leicht reinigen. Der Roboter kann ohne Einschränkungen in beliebiger Einbaulage arbeiten, Roboterkabel lassen sich entweder seitlich oder durch den Sockel hindurch einführen. Die integrierte Medienversorgung in den Achsen optimiert den Aufbau von Greifern und sorgt für Zuverlässigkeit im späteren Betrieb.

Konzipiert für Aufgaben in der Sekundär- und Tertiärverpackung, umfasst die Serie Motoman GP FGG speziell für den Lebensmittelbereich entwickelte Roboter. Sie zeichnen sich durch entsprechend zugelassene Schmierstoffe (Food Grade Grease) und ihr tropfwasserfestes, reinigungsbeständiges Design aus. Damit gewährleisten sie auch das problemlose Ablaufen von Flüssigkeiten und können somit im direkten Kontakt mit verschiedenen Lebensmitteln und Getränken eingesetzt werden.

Gesteuert werden die Roboter der GP-Serie mit der aktuellen Hochleistungssteuerung YRC1000micro. Zum Bedienen und Programmieren kann entweder das klassische Programmierhandgerät oder das Smart Pendant verwendet werden. Alternativ kann der Roboter direkt über SPS-Funktionsbausteine (Moto Logix) in eine übergeordnete Maschinensteuerung eingebunden werden. In puncto Konnektivität (I/O, Prozess und Industrie 4.0), Schnittstellen sowie Förderband-, Kamera- und Sensorikanbindung profitieren die Motoman GP-Roboter von allen vielseitigen Eigenschaften, Tools und Optionen der kompakten Yaskawa-Standard-Robotersteuerung.

Auch die Yaskawa-Cobots HC20DTP und HC30PL sind in staub- und wasserdichter IP67-Schutzklasse ausgeführt. Mit dem Bediengerät Smart Pendant ist die Programmierung der Cobots einfach: Die Smart Pattern Wizard-Software leitet den Bediener durch die einzelnen Schritte zur Erstellung verschiedener Palettiermuster. Mittels weniger Referenzpunkte und Musterinformationen erstellt der Wizard das Roboterprogramm, welches dann weiterhin bequem im Wizard bearbeitet werden kann. Wer lieber auf die traditionelle Programmierung sowie Profi-Werkzeuge zurückgreifen will, kann dies über das Teach Pendant sowie die umfangreiche Pallet Solver Software ebenso tun.

Eine Anlage zur Zuführung von Vials in eine Verpackungslinie mit einem Cobot HC20DTP war kürzlich bereits auf der Fachmesse Interpack zu sehen. Eine weitere mit einem Motoman GP50 FGG befindet sich im Bau. Sie wird an einem deutschen Standort eines internationalen Pharmaunternehmens realisiert. (pf)

(ID:49694273)