A testa in giù!

Il compito dello specialista di automazione IMSTec, con sede a Klein-Winternheim, in Germania, è impegnativo: un sistema completamente automatizzato deve produrre aghi di alta precisione che in seguito faranno parte di applicatori monouso per la tecnologia medicale. Il tool di calibrazione per robot iMS di ITG e il sistema di tastatura TS 150 di HEIDENHAIN garantiscono la necessaria accuratezza dei robot impiegati nella produzione.

Il sistema di tastatura è solitamente agganciato al mandrino della macchina utensile e sfreccia attraverso l'area di lavoro a velocità di tastatura fino a 3.000 mm/min. Tuttavia, le menti ingegnose di ITG Innovative Technologies hanno completamente invertito questo principio e utilizzano il sistema di tastatura fissato in posizione eretta per misurare i robot in applicazioni di alta precisione.

"Le routine di misura che siamo riusciti a stabilire con il sistema iMS e il sistema di tastatura HEIDENHAIN ci consentono di realizzare processi di giunzione tra 20 µm e 50 µm, a seconda della ripetibilità raggiungibile dal robot."

 Carsten Prokopp, sviluppatore software presso IMSTec

Il compito

La procedura per la produzione di aghi è semplice da descrivere: le estremità delle cannule convogliate vengono sovrastampate con materiale plastico in un dispositivo per lo stampaggio a iniezione e quindi trasformate in aghi. Il processo di stampaggio a iniezione è seguito da una routine completa di pulizia e prova al fine di garantire che gli aghi soddisfino gli elevati requisiti di pulizia e funzionalità delle applicazioni medicali successive.

Il prodotto
L'applicazione

La sfida

La particolarità di questa applicazione è la gestione delle minuscole cannule e degli aghi, il cui diametro interno può essere di soli 0,3 mm. Inoltre, le parti delicate hanno già una punta smussata, che non deve essere danneggiata in nessun caso e deve essere posizionata con precisione. L'orientamento della smussatura deve corrispondere all'orientamento previsto per l'applicatore, in modo da garantire in seguito un uso sicuro dell'applicatore e una somministrazione precisa del farmaco.

La soluzione

IMSTec si affida al sistema iMS di ITG per garantire che i robot utilizzati possano prelevare e posizionare con precisione questi piccoli pezzi. La struttura consiste di una elettronica, comprensiva di software di calibrazione, per ciascun robot, e di un sistema di tastatura che può essere montato alternativamente in supporti opportunamente predisposti all'interno del raggio d'azione di ciascun robot per le operazioni di calibrazione.

Sistema combinato
Il processo di calibrazione

Il processo di calibrazione è quindi estremamente semplice: il robot afferra un elemento campione definito e lo avvicina al sistema di tastatura. Il software di calibrazione controlla il processo di misurazione in modo automatico; l'operatore dell'impianto non deve disporre di alcuna nozione di robotica. Il Tool Center Point del gripper può essere determinato con precisione sulla base dei valori rilevati e dei dati di progettazione dell'oggetto didattico.

"Ora possiamo anche calibrare impianti in cui i gripper o le stazioni sono difficili da raggiungere per la misurazione."

 Carsten Prokopp, sviluppatore software presso IMSTec

La seconda applicazione

Naturalmente non basta che i movimenti del robot siano estremamente accurati, anche le stazioni di prelievo o di trasferimento degli aghi devono essere calibrate con precisione. E così trova impiego nel modo quasi consueto il sistema di tastatura TS 150 di HEIDENHAIN: viene fissato al braccio del robot tramite un supporto speciale e misura i vassoi su cui vengono posizionati gli aghi durante il processo di produzione e una volta completata la lavorazione.

Focus sull'accuratezza
Affidabilità e precisione

I vantaggi

I clienti dell'impianto per la produzione degli aghi non sono gli unici a beneficiare della maggiore accuratezza. Anche IMSTec stessa trae vantaggio dalla soluzione ITG con TS 150 HEIDENHAIN , già durante l'allestimento dell'impianto. Il sistema tattile funziona infatti senza problemi ovunque il robot possa arrivare, persino negli angoli più nascosti rendendo molto più semplice la progettazione di questi impianti. Inoltre, IMSTec utilizza il processo di calibrazione anche durante la fase di costruzione degli impianti, ad esempio per modificare il design dei portapezzi. Tuttavia, la calibrazione iniziale dopo l'installazione dell'unità di produzione presso la sede del cliente è fondamentale, poiché si tratta di raggiungere l'accuratezza richiesta nella produzione in serie di diversi milioni di aghi all'anno.

"La versatilità del sistema di misura iMS e la misurazione tattile del sistema di tastatura HEIDENHAIN offrono chiari vantaggi a produttori e utenti di impianti: una calibrazione completamente automatica dell'intera cella robotizzata per una accuratezza riproducibile in ogni momento, che non può essere ottenuta con i sistemi ottici."

 Martin Loch, ITG Innovative Technologies GmbH

L'operatività

I clienti possono utilizzare il tool di calibrazione in qualsiasi momento: nel corso della regolare manutenzione o nel caso in cui si verifichino deviazioni durante il funzionamento. Può accadere in qualsiasi momento, poiché i gripper di alta precisione reagiscono in modo molto sensibile anche ai più piccoli cambiamenti o a minimi contatti. Poiché la calibrazione del robot avviene in modo completamente automatico dopo l'avvio delle routine corrispondenti, l'accuratezza originale dell'impianto può essere ripristinata in qualsiasi momento senza bisogno di conoscenze specialistiche particolari.

Calibrazione controllata

L'impianto

L'impianto per la produzione di aghi descritto fa parte di una linea produttiva integrata per la realizzazione di applicatori monouso in oftalmologia. La soluzione IMSTEC dispone di due linee produttive identiche per realizzare le quantità richieste.

Le cannule convogliate vengono ulteriormente lavorate nelle seguenti fasi:

01

Separazione in magazzini di singolarizzazione

02

Posizionamento tramite unità di rotazione davanti a un sensore

03

Stampaggio a iniezione

04

Pulizia e misurazione su un primo tavolo rotante di indicizzazione

05

Pulizia e verifica ottica del canale con più telecamere su un secondo tavolo rotante di indicizzazione

06

Rotazione degli aghi in posizione verticale

07

Verifica ottica della rettilineità, di eventuali danni alla punta e allo smusso degli aghi e di eventuali contaminazioni, utilizzando più telecamere

08

Trasferimento dei pezzi OK a un altro impianto per la lavorazione successiva  

Informazioni su IMSTec

IMSTec GmbH ha sede a Klein-Winternheim, vicino a Mainz, nella Renania-Palatinato (Germania). Come costruttore di macchine speciali, il suo fiore all'occhiello sono le linee di produzione completamente automatizzate, in particolare per la tecnologia medicale e farmaceutica ma anche per l'industria dei semiconduttori. IMSTec punta sulle soluzioni robotiche per l'allestimento degli impianti, che offrono il grado di flessibilità indispensabile per affrontare i compiti e le sfide speciali dei singoli progetti. Grazie allo sviluppo di modelli 3D, l'utilizzo dei robot può essere preparato fin nei minimi dettagli già durante la fase di sviluppo e progettazione.

CONTATTO DEL PROGETTO

IMSTec GmbH
Auf dem Langloos 10
55270 Klein-Winternheim

+49 6136 99441 10
info@imstec.de
www.imstec.de

Informazioni su ITG

A Bayreuth, in Germania, il team di ITG Innovative Technologies GmbH si dedica all'ottimizzazione degli impianti di produzione con robot. Oltre a servizi di consulenza completi e a numerosi altri servizi relativi alla robotica, l'azienda offre anche il sistema di misura intelligente iMS per la diagnostica completamente automatica e la calibrazione autonoma dell'intera cella robotica.

Informazioni su iMS

iMS è un sistema di misura in linea per la calibrazione di robot articolati a 6 assi e robot SCARA, di varie cinematiche speciali e di assi esterni. Le sue funzionalità includono:

  • Analisi dei robot, compresi gripper, e ottimizzazione con la semplice pressione di un pulsante senza richiedere conoscenze specialistiche
  • "Teaching“ automatico dell'applicazione dei robot
  • Test e correzione automatizzati della cinematica dei robot, del gripper e della periferia della cella robotizzata in seguito a collisioni, usura o sostituzione dei robot
  • Valutazioni per la manutenzione predittiva
  • Localizzazione esatta degli errori nell'area di lavoro
CONTATTO DEL PROGETTO

ITG Innovative Technologies GmbH
Spinnereistraße 5a
95445 Bayreuth

+49 921 786 303-700
info@i-t-gmbh.com
www.i-t-gmbh.com