Shuttle-Lösung für Anlagen der Medizintechnik
Der neue Takt im Reinraum
Ein modernes Werkstück-Transportsystem auf Trak-Basis ist kompakt, zuverlässig und effizient. In vielen Produktionsanlagen lassen sich damit Durchsatz und Flexibilität steigern. PIA Automation zeigt mit einem aktuellen Prozessmodul, dass diese Antriebslösung auch die besonderen Reinraumanforderungen der Medizintechnik erfüllt.
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbHAuf den ersten Blick scheint das jüngste Prozessmodul von PIA keine große Sache zu sein: Eine Standardzelle mit einer Handling-Einheit und einem umlaufenden Werkstückträgersystem.
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbH
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbHGeringer Platzbedarf
Die vier Rollen pro Shuttle, die nur einer geringen Rollreibung unterliegen, sind die einzigen beweglichen Teile des SuperTrak-Systems. Die Werkstücke werden schonend im Werkstückträger transportiert, ohne gegeneinander oder am Transportsystem zu reiben. "Die Wartungsintervalle des Werkstückträgersystems sind entsprechend lang und die Partikelemissionen gering", sagt Lothar Mehren, Head of Medical Division bei PIA Automation in Amberg, dem Kompetenzzentrum für Medizintechnik der PIA Gruppe. "In der Regel kann daher auf eine Absaugung verzichtet werden. Das System kann im kostenintensiven Reinraum eingesetzt werden und sorgt für eine hohe Prozesssicherheit." Wegen der hohen Kosten für einen Reinraum ist zusätzlich eine kompakte Bauweise gefragt. Auch diese Anforderung erfüllt SuperTrak, wie Manual Falk, Account Manager der Medical Division von PIA erklärt: "Durch das lineare Direktantriebssystem haben wir die Möglichkeit, mehrere Positionen in einer Station hochpräzise anzufahren. Daher lassen sich in ein und derselben Station mehrere Umsetz-, Prüf- oder Montageschritte integrieren und damit Prozesse flexibler aufbauen. Zudem können wir auch die Bereiche in den Kurven des ovalen Umlaufsystems nutzen, da die Positionsgenauigkeit an allen Stellen des Systems hoch ist. Der vorhandene Platz wird besser ausgenutzt und die Prozessmodule können an beliebiger Stelle hinzufügt oder wegelassen werden. Das alles bewirkt, dass wir die Anlage insgesamt kompakter bauen können."
Kurze Wechselzeiten
Mit der Integration mehrerer Prozessschritte in eine Station lässt sich nicht nur der Platzbedarf reduzieren, sondern auch die Produktivität einer Anlage steigern, so Falk: "Die Wechselzeiten für Werkstücke sind kürzer als bei anderen Transportsystemen, da das Shuttle nur kurze Wege in der Station zurücklegen muss. Die Distanz zwischen den Stationen kann mit einer hohen Geschwindigkeit bei gleichzeitig hohen Beschleunigungs- und Abbremswerten überbrückt werden. Das macht das System so schnell." Alternativ oder zusätzlich lassen sich zur Verkürzung der Wechselzeiten mehrere Produkte des gleichen Typs auf dem Werkstückträger unterbringen, die dann - je nach Taktzeit bzw. Prozesshauptzeit - hintereinander in einer Station oder aufgeteilt in zwei gleichen Stationen parallel bewegt werden. Bietet ein Werkstückträger ausreichend Platz für mehrere Produkte, lässt sich eine Anlage auch für die Bearbeitung von zwei unterschiedlichen Produkten oder Produktvarianten ohne Umbauten auslegen. Die in der Medizintechnik erforderliche Qualifizierung muss so nur einmal durchgeführt werden.
Robust und zuverlässig
Da PIA das Prozessmodul vorrangig für Prozessfähigkeitsnachweise und hohe Produktivität konzipiert hat, legten die Verantwortlichen besonderes Augenmerk auf die Robustheit und Zuverlässigkeit des Track-Systems. "SuperTrak ist in allen Aspekten ausgereift und erprobt", erläutert Mehren. Falk nennt einen weiteren Vorteil von SuperTrak gegenüber anderen Systemen: "Das SuperTrak-System läuft als abgeschlossenes Subsystem. Uns steht es daher frei, ob und mit welcher übergeordneten Anlagensteuerung wir arbeiten wollen." B&R liefert zudem eine einfach zu bedienende Software für die Inbetriebnahme und Konfiguration mit. Damit wird die Manipulation des Quellcodes, die andere Systeme erfordern, obsolet. Darüber hinaus stellt die Software Informationen zu jedem Shuttle bereit. Diese Informationen können z.B. über OPC UA abgerufen werden und sind problemlos für Funktionen wie Zustandsüberwachung oder vorausschauende Wartung nutzbar. Nicht zuletzt die einfache Integration des Transportsystems in bestehende und neue Softwarearchitekturen hat zu einer hohen Akzeptanz innerhalb des Unternehmens geführt. Ähnlich positiv ist das Feedback aus dem Markt für Medizintechnik ausgefallen. "Es hat sich bereits bei der Vorstellung auf der Pharmapack 2019 abgezeichnet, dass wir damit den Nerv unserer Kunden getroffen haben", berichtet Mehren. Die ersten Bestellungen für Anlagen mit SuperTrak als Werkstücktransportsystem gingen bereits kurz nach der Messe ein. Die Verantwortlichen haben sich wegen der anhaltend guten Resonanz entschlossen, das Prozessmodul bis zur nächsten Pharmapack weiter auszubauen. Als erstes sollen ein Roboter und eine Beschriftungseinheit dazukommen.
Ein modernes Werkstück-Transportsystem auf Trak-Basis ist kompakt, zuverlässig und effizient. In vielen Produktionsanlagen lassen sich damit Durchsatz und Flexibilität steigern. PIA Automation zeigt mit einem aktuellen Prozessmodul, dass diese Antriebslösung auch die besonderen Reinraumanforderungen der Medizintechnik erfüllt.
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbHAuf den ersten Blick scheint das jüngste Prozessmodul von PIA keine große Sache zu sein: Eine Standardzelle mit einer Handling-Einheit und einem umlaufenden Werkstückträgersystem.Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbH
Bild: B&R Industrie-Elektronik GmbHGeringer Platzbedarf
Die vier Rollen pro Shuttle, die nur einer geringen Rollreibung unterliegen, sind die einzigen beweglichen Teile des SuperTrak-Systems. Die Werkstücke werden schonend im Werkstückträger transportiert, ohne gegeneinander oder am Transportsystem zu reiben. "Die Wartungsintervalle des Werkstückträgersystems sind entsprechend lang und die Partikelemissionen gering", sagt Lothar Mehren, Head of Medical Division bei PIA Automation in Amberg, dem Kompetenzzentrum für Medizintechnik der PIA Gruppe. "In der Regel kann daher auf eine Absaugung verzichtet werden. Das System kann im kostenintensiven Reinraum eingesetzt werden und sorgt für eine hohe Prozesssicherheit." Wegen der hohen Kosten für einen Reinraum ist zusätzlich eine kompakte Bauweise gefragt. Auch diese Anforderung erfüllt SuperTrak, wie Manual Falk, Account Manager der Medical Division von PIA erklärt: "Durch das lineare Direktantriebssystem haben wir die Möglichkeit, mehrere Positionen in einer Station hochpräzise anzufahren. Daher lassen sich in ein und derselben Station mehrere Umsetz-, Prüf- oder Montageschritte integrieren und damit Prozesse flexibler aufbauen. Zudem können wir auch die Bereiche in den Kurven des ovalen Umlaufsystems nutzen, da die Positionsgenauigkeit an allen Stellen des Systems hoch ist. Der vorhandene Platz wird besser ausgenutzt und die Prozessmodule können an beliebiger Stelle hinzufügt oder wegelassen werden. Das alles bewirkt, dass wir die Anlage insgesamt kompakter bauen können."
Kurze Wechselzeiten
Mit der Integration mehrerer Prozessschritte in eine Station lässt sich nicht nur der Platzbedarf reduzieren, sondern auch die Produktivität einer Anlage steigern, so Falk: "Die Wechselzeiten für Werkstücke sind kürzer als bei anderen Transportsystemen, da das Shuttle nur kurze Wege in der Station zurücklegen muss. Die Distanz zwischen den Stationen kann mit einer hohen Geschwindigkeit bei gleichzeitig hohen Beschleunigungs- und Abbremswerten überbrückt werden. Das macht das System so schnell." Alternativ oder zusätzlich lassen sich zur Verkürzung der Wechselzeiten mehrere Produkte des gleichen Typs auf dem Werkstückträger unterbringen, die dann - je nach Taktzeit bzw. Prozesshauptzeit - hintereinander in einer Station oder aufgeteilt in zwei gleichen Stationen parallel bewegt werden. Bietet ein Werkstückträger ausreichend Platz für mehrere Produkte, lässt sich eine Anlage auch für die Bearbeitung von zwei unterschiedlichen Produkten oder Produktvarianten ohne Umbauten auslegen. Die in der Medizintechnik erforderliche Qualifizierung muss so nur einmal durchgeführt werden.
Robust und zuverlässig
Da PIA das Prozessmodul vorrangig für Prozessfähigkeitsnachweise und hohe Produktivität konzipiert hat, legten die Verantwortlichen besonderes Augenmerk auf die Robustheit und Zuverlässigkeit des Track-Systems. "SuperTrak ist in allen Aspekten ausgereift und erprobt", erläutert Mehren. Falk nennt einen weiteren Vorteil von SuperTrak gegenüber anderen Systemen: "Das SuperTrak-System läuft als abgeschlossenes Subsystem. Uns steht es daher frei, ob und mit welcher übergeordneten Anlagensteuerung wir arbeiten wollen." B&R liefert zudem eine einfach zu bedienende Software für die Inbetriebnahme und Konfiguration mit. Damit wird die Manipulation des Quellcodes, die andere Systeme erfordern, obsolet. Darüber hinaus stellt die Software Informationen zu jedem Shuttle bereit. Diese Informationen können z.B. über OPC UA abgerufen werden und sind problemlos für Funktionen wie Zustandsüberwachung oder vorausschauende Wartung nutzbar. Nicht zuletzt die einfache Integration des Transportsystems in bestehende und neue Softwarearchitekturen hat zu einer hohen Akzeptanz innerhalb des Unternehmens geführt. Ähnlich positiv ist das Feedback aus dem Markt für Medizintechnik ausgefallen. "Es hat sich bereits bei der Vorstellung auf der Pharmapack 2019 abgezeichnet, dass wir damit den Nerv unserer Kunden getroffen haben", berichtet Mehren. Die ersten Bestellungen für Anlagen mit SuperTrak als Werkstücktransportsystem gingen bereits kurz nach der Messe ein. Die Verantwortlichen haben sich wegen der anhaltend guten Resonanz entschlossen, das Prozessmodul bis zur nächsten Pharmapack weiter auszubauen. Als erstes sollen ein Roboter und eine Beschriftungseinheit dazukommen.
B&R Industrie-Elektronik GmbH
Dieser Artikel erschien in ROBOTIK UND PRODUKTION 2 (März) 2021 - 30.03.21.Für weitere Artikel besuchen Sie www.robotik-produktion.de
