Die Intubation gilt als Standardmethode der Atemwegssicherung. Die verwendete Hohlsonde (Tubus) muss einerseits zur Einführung die nötige Steifigkeit aufbringen, soll sich aber andererseits flexibel der Anatomie des Menschen anpassen. Um Biegesteifigkeit und Flexibilität zu garantieren, kommen beim Medizintechnikhersteller Medtronic 4-Schicht-Verbundschläuche mit einer integrierten Spirale aus dünnem Federstahl zum Einsatz. Doch exakt in diesem Verbund liegt die produktionstechnische Tücke: Die schwierige Handhabung der beiden biegeschlaffen Komponenten PVC-Liner und Stahlfeder legt die Hürde für Automation hoch. Insbesondere die diffizile Montage der Feder auf dem Schlauchliner galt als nicht automatisierbar.
Die italienischen Spezialisten von Elettrosystem haben das Problem gelöst – mit einer vollautomatischen Montagezelle mit vier Stäubli-Robotern und jeder Menge Linearsysteme.
Konkret geht es dabei darum, eine feine Schraubenfeder aus Stahl auf ein PVC-Röhrchen aufzuziehen und das Bauteil mit Kleber zu ummanteln. Die automatisierte Teilmontage von vier Spiraltuben gleichzeitig besteht aus zwei spiegelbildlich konzipierten Zellen, in denen jeweils ein RX160 und ein TX90 die flexible Handhabung übernehmen. Obgleich der große RX160 auf den ersten Blick großzügig dimensioniert anmutet, gab es für seine Wahl gute Gründe: Der Roboter verfügt über eine Reichweite von 1710 mm und hat mit 34 kg genügend Tragkraft für das komplexe Vierfachgreifersystem. „Dabei haben uns weniger die Gewichte, als vielmehr die auftretenden Momente des weit ausladenden Greifers Sorge bereitet“, erklärt Elettrosystem-Entwicklungsingenieur Simone Puccio.
Universalgreifer erledigt komplette Handhabung
Der zweigeteilte, pneumatische Doppelgreifer ermöglicht zeitgleich die Handhabung zweier unbearbeiteter und zweier bereits federummantelter Schläuche. Über über ein Schienensystem lassen sich die Abstände der Greiferzangen variieren und an verschiedene Dimensionen der Werkstückvarianten anpassen.
Mit dem Universalgreifer erledigt der RX160 die komplette Handhabung: das paarweise Greifen der PVC-Liner und deren Aufschieben auf Trägerstäbe, das Zuführen an eine Anspitzstation sowie an die Übergabestation zum Prozesskreis Federmontage, das Abholen der mit Federn ummantelten PVC-Schläuche, das Zuführen zur Kleberauftragsstation, die optische Qualitätsüberprüfung und letztlich das vertikale Ablegen in der Trocknerstation. Das Ablängen und die finale Qualitätsprüfung übernimmt im Anschluss der kleinere Stäubli TX90. Vorteil der beiden Roboter: Sie erfüllen bereits in der Standardkonfiguration die Reinraumklasse ISO 5.
Die komplizierte Montage der Feder erfolgt in einem integrierten Prozesskreislauf, der über Linearsysteme verkettet ist. Bei einer Zykluszeit von rund 12 Sekunden errechnet sich eine Gesamt-Fertigungszeit von etwa drei Sekunden pro Schlauch. Dabei erlaubt die übergeordnete SPS auch die Bearbeitung unterschiedlicher Varianten in den Zwillingszellen. So können in der Doppelzelle rund 900 Intubierschläuche pro Stunde mit Federn und Kleber versehen werden. Die Endmontage der nunmehr stabileren Verbundbauteile erledigen Folgestationen vollautomatisch.
Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics
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