Automation auch im Reinraum möglich

Medizintechnik: MartinMechanic entwickelt neue Klebeanlage / Roboter unterstützt Produktion von Filterplatten

Nagold (k-w). Erneut hat Martin Mechanic eine Automationsanlage für die Medizintechnik entwickelt. Dieses Mal geht es um die Produktion von Filterplatten aus Polycarbonat, di beidseitig mit einem speziellen Gewebe beklebt werden. Da die Anlage im Reinraum der ISO-Klasse 8 eingesetzt wird, sind alle Oberflächen der MFA26800 in Edelstahl, eloxiertem Aluminium oder Kunststoff ausgeführt. Selbst die Beschriftungsschilder für Zylinder und Endschalter sind aus graviertem Edelstahl, weil die Anlage regelmäßig gereinigt werden muss. Die Druckluft, die in der Anlage eingesetzt wird, wird mit Hilfe eine Feinstfilters gereinigt.

Die Filterplatten selbst werden als Schüttgut angeliefert und vom Werker in Magazine gestapelt, die jeweils 50 Stück fassen. Auf dem Rundschalttisch können maximal sechs solcher Magazine befüllt werden.

Während dieses manuellen Arbeitsvorgangs wird der Werker durch Sicherheitslichtgitter geschützt. Die Automation kann jedoch nur starten, wenn auch die zusätzlichen Schutztüren geschlossen sind. Erst dann taktet der Rundschalttisch um 60 Grad weiter. Das Handling der Komponenten für die Halbteile übernimmt der Vier-Achs-Roboter Fanuc SR6-iA.  Dieser hat bei einer Reichweite von 650 Millimeter eine Traglast von sechs Kilogramm. Für die Aufnahme der ersten Filterplatte aus dem Magazinschacht orientiert sich der Roboter mit seinem Zwei-Backen-Greifer an der Außenkontur der Filterplatte. Immer dann, wenn der Rundschalttisch weitertaktet, unternimmt der Roboter eine Suchfahrt. Dabei tastet er das oberste Bauteil im Magazinschacht an.

Alle weiteren Filterplatten des Stapels fährt er in Folge direkt an.

Danach führt der Roboter die Filterplatte zur Klebestation, wo er das Bauteil unter die Klebedüse hält. Mögliche Kleberreste an der Dosiernadel werden vorab mit einem Schwamm abgestreift. Die Dosierung des Klebstoffs wird über ein Ventil gesteuert, Der Roboter fährt die Klebekontur ab, um den Kleber aufzutragen. Während dieser Zeit steht die Dosiernadel still. Für die Klebeapplikation wird ein Volumendosiersystem genutzt. Die Kleberkartusche wird dazu mit Druckluft beaufschlagt.

Mit einem Rollenvorschub werden das Filtergewebe über eine obere Rolle und das Trägerpapier über eine untere Rolle eingezogen.

Ein Zangenvorschub  befördert Gewebe und Trägerpapier unter den Stempel der Stanzeinheit. Das Gewebe liegt nun auf dem Trägerpapier auf. Das Vorhandensein von Gewebe und Papier wird mit Sensorik überwacht. Der Schneidstempel fährt auf Gewebe und Trägerpapier, stanzt die Kontur aus und fährt wieder nach oben in seine Grundstellung zurück. Das teildurchlässige Filtergewebe  und das Trägerpapier werden mit Vakuum angesaugt und gehalten. Dadurch wird die ausgestanzte Kontur mitsamt dem Stempel hochgehalten. Ein Achshandling entnimmt danach das Trägerpapier an der Unterseite des Stanzstempels, um es in einem Abwurfschacht zu entsorgen.

Die ausgestanzte Kontur wird mit nach oben befördert. Mit dem zusätzlichen Vakuumsauger fährt die Anlage unter das Trägerpapier. Das Bauteil wird erneut gegen das Gewebe gedrückt und verklebt.

Überschüssiges Gewebe und Stanzpapier werden in einen Schacht abgeworfen. Um Anhaftungen des Restmaterials in der Anlage zu vermeiden, wurde sie mit zwei Ionisierungseinheiten ausgestattet. Diese neutralisieren die elektrostatische Aufladung.

Nach dem ersten Klebevorgang legt der Roboter das beklebte Bauteil in eine Wendestation ein, um es mit der freien, nach oben gelagerten Filterplattenseite zu entnehmen. Nun kann auch die zweite Filterseite mit Gewebe beklebt werden. Aufgrund der anderen Geometrie wurde die Anlage dafür eigens mit einer zweiten Stanzeinheit ausgestattet.

Die verklebten Teile legt der Roboter auf einem Austrageband ab. Dieses fährt durch den UV-Aushärtetunnel. Sowohl die Geschwindigkeit des Austragebandes als auch die Intensität des UV-Lichts können individuell über die HMI-Schnittstelle, die über ein Touchpanel bedient wird, eingestellt werden. Kontinuierlich wird die Funktion der UV-Lampe über ein Messgerät kontrolliert. Die Abwärme wird über einen Ventilator aus dem Reinraum abgesaugt. Am Ende des Austragebandes werden die Teile in Kunststofftrays abgelegt.

Die Siemens-Steuerung S7-1500 ist das Herzstück der Anlage. Sie wird über ein 7-Zoll-Touch-Panel bedient. Wie alle Automationsanlagen von MartinMechanic wurde auch diese mit einem Fernwartungszugang ausgestattet. Darüber können die Produktionsdaten jederzeit optimiert und auch mögliche Fehlerquellen eliminiert werden. Das minimiert für den Kunden das Risiko von Stillstandszeiten.

Mit 7,5 Quadratmeter benötigt die Klebeanlage relativ wenig Aufstellfläche im teuren Reinraum. Der Robotercontroller und die Regeleinheit für die UV-Lampe sind im Zellenbereich integriert. Die Entwicklungszeit der neuen Anlage für die Medizintechnik betrug gerade einmal acht Monate.

Weitere Infos: www.MartinSystems.eu

 Bild: MartinSystems

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Prinzipiell alles aus einer Hand

MartinMechanic ist ein von Friedrich Martin gegründetes mittelständisches Unternehmen, das seit über 50 Jahren Standard- und Sonderanlagen plant und baut. Heute wird der Familienbetrieb in Nagold erfolgreich von seinen Söhnen Claus und Frank Martin geführt. Das Spektrum realisierter Lösungen reicht von kleinen Vorrichtungen bis hin zu komplexen Anlagen. Das Alles-aus-einer-Hand-Prinzip der schwäbischen Tüftler beinhaltet sowohl Projektierung und Konstruktion als auch Teilefertigung, Schlosserei und Steuerungsbau sowie die mechanische und elektrische Inbetriebnahme. Vor ihrer Auslieferung durchläuft jede Anlage einen umfassenden Testlauf bei MartinMechanic unter realitätsnahen Bedingungen. Die weltweiten Kunden vertrauen auf gute technische Lösungen, die sauber umgesetzt werden, verbunden mit einem optimalen Service.

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