標準化兼具柔性 | SuperTrak 用于醫療器械組裝

文:文/貝加萊工業自動化(中國)有限公司2023年第五期

導語:Strama-MPS 通過其新的醫療耗材裝配線 ProMoCurve 證明了標準化和柔性并不相互排斥。貝加萊工業自動化的直線 傳輸系統SuperTrak可以顯著縮短特定產品裝配線的開發時間。對于客戶來說,這意味著穩定的成本和更可預測的交 貨時間。

  “醫用耗材大量生產,很長時間不會改變。這意味 著吸入器、胰島素筆、采血裝置或實驗室一次性用品的裝 配線全天候運行 。 對于產品變體或新產品的需求, 不會 改變現有設備,但會購買新設備。”St rama-MPS 機器 制造有限公司的創新與戰略項目醫療技術主管 Andreas H?cherl 解釋道。

  數量和質量對于醫療耗材的生產同樣重要。處理步驟 只需幾秒鐘,并且必須絕對可靠。這需要高度專業化的解 決方案。

  “裝配過程需要適應產品的特定條件。這使得在特殊 機器制造中使用標準化流程幾乎是不可能的。”H?cher l 補充道。“然而,我們現在已經成功地使用貝加萊的運輸 系統SuperTrak將標準化提升到一個新的水平,同時仍然 能夠柔性地響應客戶的要求。”

  St rama-MPS 機器制造的醫療技術創新與戰略項目 負責人Andreas H?cher l表示:“我們現在成功地使用 貝加萊的運輸系統SuperTrak將標準化提升到一個新的水 平,同時仍然能夠柔性地響應客戶的要求。”

  SuperTrak是貝加萊的模塊化工件輸送系統。它使用 電磁技術沿軌道安全、動態切精確地移動滑塊。與具有剛 性互連的傳統工件傳輸系統(如旋轉分度臺或皮帶傳輸系 統 ) 不同, 每個滑塊都可以被分配到自己唯一的運動曲 線。可以輕松添加更多滑塊或軌道段。

  1 減少工程設計,提高可靠性

  St rama-MPS 工程師使用 SuperTrak 定義了可以組 合成完整產線的機器模塊,從而并沒有改變產線概念。這 樣,他們就能夠柔性地響應客戶的要求。目前有三種標準 化模塊類型可供選擇: 一種直線模塊和兩種轉角模塊。外 殼、工藝站的線軸驅動和SuperTrak系統的固定部件(直 線電機、導軌、電源、控制)都是預定義的。帶凸輪的工 作區域 、 帶滑塊的生產區域以及控制柜在機械上彼此開。SuperTrak的控制軟件運行在Automation PC 910 上,這是貝加萊功能強大的工業PC。St rama-MPS將其 用于具有多達三個直線模塊的系統。

  “線性模塊的數量和運行滑塊的電源模塊類型可以在 規劃過程中使用貝加萊工程軟件的仿真組件可靠

地確定。 標準化和仿真使我們可以比以前更早地訂購許多組件,無 需過多的協調工作。這使我們能夠更快地構建模塊,并保 證較高的交付可靠性。”H?cher l說,“由于縮短了開發 時間,我們可以完全專注于設計工藝站和裝配順序。”

  2 每個工廠有48個或更多站

  線性模塊只有兩米長,2.3米深。St rama-MPS用于 展示其新系統潛力的原型機包含一個直線模塊組成,并配 備了六個用于生產導管的測試和組裝站。循環時間為1.7 秒。每個滑塊都配有一個用于四個導管的工件托架。它們 同時運行組裝步驟, 從而將每個導管的循環時間減少到 0.4秒。

  由于SuperTrak的自由定位能力,比循環時間短的工 藝站可以提高效率。ProMoCurve滑塊不是同時拍攝和 檢查所有導管,而是在相機前單獨移動導管,以便可以拍攝單個圖像。結果是獲得更高的分辨率,這使得檢測故障 變得更加容易 。 如果過程花費的時間超過計劃的循環時 間,則可以通過將相應的工位數量加倍并在兩個工位之間 分配滑塊來實現所需的更短循環時間。

  盡管占地面積小,但每個直線模塊最多可容納16個 過程模塊。這樣就可以在每條線路上設置48個或更多的工 作站。SuperTrak由于其緊湊的設計而提供了高密度的站 位分布。工作站位可以放置在橢圓形軌道的內部和外部。 “這就是Super Tra k完全符合我們系統要求的原因" , H?cher l補充道:“特別是在我們客戶用來操作他們的醫療 設備的無塵室中,節省的每一寸面積都是有價值的。”

  除此之外,還有額外的工作站,如裝卸站,可以很容 易地安裝在轉角模塊的彎曲區域。

  3 全面的整體方案

  緊湊的設計在St rama-MPS決定使用SuperTrak時 發揮了核心作用。正如H?cher l指出的那樣,其他重要方 面包括高有效載荷和定位精度,符合GMP標準的設計和 高水平的通信。“我們希望本著信任的精神與我們最重要 的供應商合作,相互支持并在技術上取得進步。然而,首 先, 整體方案必須令人信服, 而貝加萊已經做到了這一 點。”

  這對St rama-MPS尤為重要,因為該公司計劃通過其 新的裝配線進一步擴大其在醫療市場的地位。根據演示系 統在Automatica等展會上收到的反饋,這個計劃肯定會 成功。

  貝加萊是 一 家總部位于奧地利并在全球擁有分公司 的創新型自動化企業。2017年7月6日, 貝加萊成為ABB 集團的機械自動化事業部 。 作為工業自動化領域的全球 領導者, 貝加萊將前沿技術與領先工程相結合, 為幾乎 每個行業的客戶提供面向機器與工廠自動化、運動控制、 HMI和集成安全技術的完整解決方案。借助于OPC UA、 POWERLINK、openSAFETY等工業物聯網通信標準, 以及強大的Automation Studio軟件開發平臺,貝加萊 不斷重新定義自動化工程的未來。受簡化流程和超出客戶 預期的承諾驅動,貝加萊始終保持創新精神并處于工業自 動化領域的前沿。

圖片 174.png

  SuperTrak 運輸系統的磁力驅動滑塊可以單獨移動和定位。

圖片 175.png

  圖 7 伺服驅動器內部位置誤差補償表

圖片 176.png

  圖 8 干涉儀精度測量位置精度報告

  等。這些誤差的存在如果不經過補償修正是消除不掉的, 可以通過激光干涉儀可直接測量,測量后實際位置誤差數 據可以直接導入驅動器內置誤差補償表,如圖6所示。

  位置誤差補償文件導入伺服驅動器,如圖7所示。

  干涉儀測量直線電機系統,位置精度補償前與補償后 的對比,如圖8所示。

  結果顯示:

  激光干涉儀測量, 補償前可得定位平均偏差為 0.030360mm(圖中紅色)。

  激光干涉儀測量 , 補償后可得定位平均偏差為 0.002126mm(圖中綠色)。


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