Ein System, das eine große Arbeitsfläche abdecken kann und dort so schnell wie möglich läuft“ – diese Spezifizierung gab Illumina seinem Systemintegrator Korvis mit auf die Suche nach einer Lösung, die DNA-Probenbehälter effizient und schnell verschließt. Bisher wurde das bei Illumina manuell erledigt. Christopher Chu, Automation Design Staff Engineer, ergänzt: „Wir suchten ein System, das ohne menschliches Zutun arbeitet. Damit wollten wir unsere Betriebszeit optimieren, menschliche Fehler ausschließen und sicherstellen, dass die Verschlüsse normgerecht auf den Fläschchen sitzen.“
Illumina hatte bereits bei anderen Projekten in Singapur sehr gute Erfahrungen mit Handling-Komponenten von Afag gemacht. Deshalb entschied sich Illumina, die Station mit dem Handling-System der Afag zu bestücken. Die Anbaulösung hört auf den klingenden Namen Mixmaster. Der Mixmaster beherbergt unter anderem ein Vollbereichs-7-Achs-Portal-System. Es besteht aus zwei Afag Portalachsen PEL30-430-D20 (X-Achse), einer Portalachse PDL30-530 (Y-Achse), zwei Elektroschlitten ES20-200 (Z-Achse) und zwei Rotationsachsen SE20 (C-Achse). Jede Linearachse wird mit einem Linearmotor angetrieben, was hohe Taktzeiten bei gleichzeitiger Präzision ermöglicht. Aufgrund der ungewöhnlich vielen Achsen hat das Handlingsystem die Bezeichnung EPS midi gantry XXYZZCC erhalten. Die nutzbare Arbeitsfläche ist etwa 600 x 500 mm groß.
Individuallösung mit sieben Achsen
Der Mixmaster verfügt über mehrere Wechselfutter, die bis zu 16 unterschiedliche Deckel aufnehmen können. Momentan werden aber nur sieben unterschiedliche Arten von DNA-Probenbehälter mit Verschlüssen versehen. Ein Werkzeugwechsel geht in 90 Sekunden über die Bühne – und zwar vollautomatisch. Das macht den Mixmaster auch im automatischen Multipositionierungsbetrieb schnell und flexibel.
Im ersten Bearbeitungsschritt befördern Werkstückträger eines Lineartransfer-Systems zwei Behälter unter das Handlingsystem. Hier stoppen die Werkstückträger und die Gefäße werden mit Greifern fixiert. Die beiden auf der PDL30-530-Portalachse montierten Elektroschlitten ES20-200 positionieren die Rotationsachsen SE20 über den Containern. Dann schrauben die beiden Rotationsachsen die Kunststoffverschlüsse gleichzeitig und mit vorher festgelegten Drehmoment auf die Behälter, um die ISO-13485-Konformität zu gewährleisten. Anschließend fahren die Portalachsen zurück, damit zwei neue Verschlüsse für die nächsten beiden Behälter abgegriffen werden können. Nur drei Sekunden dauert ein solcher Zyklus – demnach lassen sich insgesamt 40 Behälter pro Minute auf diese Weise verschließen.
Weitere Projekte geplant
Illumina ist mehr als zufrieden mit dem Mixmaster. „Wir würden uns wieder für dieselbe Lösung entscheiden – und sicher nicht nur, weil sie so schön rot lackiert sind“, sagt Chu mit einem Zwinkern. „Es gibt nichts vergleichbar Zuverlässiges zu den Afag-Produkten. Egal ob es um leise Linearförderer, kleinste Greifmodule, Zuführungen mit FDA-Zulassung oder elektrische Linearschlitten geht, wir sind 100 Prozent überzeugt von der Qualität und Funktionalität.“
Sicherlich mit ein Grund weshalb auch an anderen Abschnitten der Fertigungslinie immer wieder die roten Handling-Produkte auftauchen. Zum Beispiel eine Zuführlösung, die sieben Arten von Deckeln befördert und durch ein Set an schnellwechselbaren Linearführungen den schnellen Typenwechsel ermöglicht. Aufgrund des weltweiten Supports durch Afag beabsichtigt Illumina, ein baugleiches Handling-System bald auch in seiner Niederlassung in Singapur zu installieren. Zudem sind weitere Vorhaben in der Pipeline. „Wir arbeiten momentan an einigen Projekten. Afag wird sicher wieder mit von der Partie sein.“
Afag Automation AG
Steckbrief
- Ein 7-Achs-Portalsystem, das auf dem Handling-Baukasten von Afag basiert, verschließt beim Gentechnik-Spezialisten Illumina DNA-Proben-Fläschchen effizient, schnell und automatisch. Ein Zyklus dauert nur drei Sekunden.
- Jede Linearachse wird mit einem Linearmotor angetrieben, was hohe Taktzeiten bei gleichzeitiger Präzision ermöglicht. Die nutzbare Arbeitsfläche ist etwa 600 x 500 mm groß.
- Das System verfügt über mehrere Wechselfutter, die bis zu 16 unterschiedliche Deckel aufnehmen können. Ein Werkzeugwechsel dauert 90 Sekunden.
Mehr zum Thema Robotik aus Odense
