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Die diffizile Montage von Spiraltuben galt als nicht automatisierbar. Ein italienisches Systemhaus setzte das Unmögliche um und realisierte die weltweit erste Montagelinie mit Stäubli Robotern für diese anspruchsvolle Aufgabenstellung.
Die diffizile Montage von Spiraltuben galt bis dato als nicht automatisierbar. Jetzt hat sich das italienische Systemhaus Elettrosystem der Sache angenommen und die weltweit erste Montageanlage mit vier Stäubli-Sechsachsern für diese anspruchsvolle Aufgabenstellung realisiert.
Die Intubation mit einer speziellen Hohlsonde, dem Tubus, gilt heute als medizinische Standardmethode der Atemwegssicherung. Um die erforderliche Biegesteifigkeit und Flexibilität zu garantieren, kommen bei Medtronic, einem führenden Medizintechnik-Hersteller, 4-Schicht-Verbundschläuche mit einer integrierten Spirale aus dünnem Federstahl zum Einsatz.
Doch exakt in diesem Verbund liegt die produktionstechnische Tücke: der schichtweise Aufbau der sogenannten Spiraltuben von innen nach außen. Die Qualitätsanforderungen und die schwierige Handhabung der beiden biegeschlaffen Komponenten PVC-Liner und Stahlfeder legen die Hürde für die Automation hoch.
Konkret geht es bei der Automatisierung darum, eine feine Schraubenfeder aus Stahl auf ein PVC-Röhrchen aufzuziehen und das Bauteil mit Kleber zu ummanteln. Die besonderen Herausforderungen liegen in der definiert gleichmäßigen Verteilung der Federwindungen sowie in der Handhabung der beiden biegeschlaffen Komponenten.
Die realisierte Automation für die Teilmontage von vier Spiraltuben gleichzeitig besteht aus zwei spiegelbildlich konzipierten Zellen, in denen jeweils ein Stäubli RX160 und eine Stäubli TX90 die flexible Handhabung übernehmen. Die komplizierte Montage der Feder erfolgt in einem integrierten Prozesskreislauf, der über Linearsysteme verkettet ist. Großer Vorteil der Stäubli Industrieroboterarme: Sie erfüllen bereits in Standardkonfiguration die Reinraumklasse ISO 5, weshalb Elettrosystem nicht auf spezielle Cleanroom-Ausführungen zurückgreifen musste.
Obgleich der große Stäubli Sechsachser RX160 großzügig dimensioniert anmutet, gab es für seine Wahl gute Gründe: Der Industrieroboter verfügt über eine beachtliche Reichweite von 1710 mm und hat genügend Tragkraft für das komplexe Greifersystem. Der zweigeteilte, pneumatische Doppelgreifer ermöglicht zeitgleich die Handhabung zweier unbearbeiteter und zweier bereits federummantelter Schläuche. Zudem lassen sich die Abstände der Greiferzangen über ein Schienensystem variieren und somit an verschiedene Dimensionen der Werkstückvarianten anpassen. Die Umrüstung auf eine der sieben Tubusvarianten ist deshalb alles in allem in rund 15 Minuten erledigt.
Mit diesem einen Universalgreifer erledigt der Stäubli RX160 hochpräzise 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 fertig mit Federn ummantelten PVC-Schläuche, das Zuführen zur Kleberauftragsstation, die optische Qualitätsüberprüfung und letztlich das vertikale Ablegen in der Trocknerstation. Alles Weitere, sprich das Ablängen und die finale Qualitätsprüfung, übernimmt im Anschluss der kompakte Stäubli TX90.
Elettrosystem konnte die Anlage so flexibel auslegen, dass sie die Montage von sieben verschiedenen Varianten mit Schlauchdurchmessern von 5,0 bis 9,5 mm sowie Schläuchen mit unterschiedlicher Länge und Flexibilität erlaubt. Die Variantenvielfalt ist erforderlich, um Patienten vom Kleinkind bis zum größten Erwachsenen mit einem geeigneten Tubus behandeln zu können.
Durch den Einsatz der weltweit ersten Roboterzelle für diese Aufgabenstellung schlägt das irische Werk von Medtronic neue Maßstäbe bei der Herstellung dieses lebenswichtigen Produktes auf. Dabei freut man sich nicht nur über eine deutliche Steigerung der Gesamtkapazität, sondern auch über einen Zugewinn an Flexibilität und Prozesssicherheit.
