Mikroszekundumok alatti letapogatási idők – steril üvegampullák továbbításakor

Gépek termelékenységének maximalizálása a nagy teljesítőképességű, AX8000 típusú, többtengelyes szervorendszerrel

A dániai Silkeborgban székelő SVM Automatik A/S a Beckhoff nagy teljesítőképességű, AX8000 típusú többtengelyes szervorendszerével építi fel a gyógyszeripari célú NESTOR továbbítórendszerét. A gép mindössze mikroszekundumok alatt végzi el a steril üvegampullák minőségellenőrzését, ezenfelül rendkívül rugalmasan és gyorsan állítható át, az előző modelleknél pedig egyszerűbben programozható.

A kis üvegcsövek olyan sebességgel haladnak a szállítószalagon, hogy szemmel nem is lehet követni az egyes ampullákat. A NESTOR percenként 660 darab kisméretű, vékony orvosi üvegfecskendőt helyez be, majd távolít el az ellenőrző gépből. A steril üvegcsövek ezután a szállítószalagon haladó tálcára kerülnek. A robotok egyszerre tíz csövet ragadnak meg hihetetlen sebességgel, és emelnek biztonságosan az üveg minőségét ellenőrző rendszerbe. A letapogatás befejeztével a hibátlannak bizonyult ampullákat a rendszer a feldolgozás következő fázisába továbbítja.
Az SVM Automatik és anyavállalata, a Stevanato Group által közösen kifejlesztett NESTOR gép legnagyobb előnye a rendkívül rövid áthaladási idő. A filigrán üvegcsövecskék kezelése során az anyagmozgató robotok másodpercenként 11 anyagmozgatási ciklust hajtanak végre, egy-egy cső letapogatását pedig a korábban szükséges idő huszada alatt végzik el.
Ez a nagy sebességű feldolgozás a Beckhoff korszerű szervohajtás-technológiáján – a moduláris, többtengelyes AX8000 szervorendszeren és az AM8000 típusú szervomotorokon –, valamint a nagy teljesítőképességű, szekrénybe szerelt, C6920 típusú ipari PC-n alapul. Az ipari PC egy TwinCAT 3 alapú kinematikai szoftvert futtat, ami komoly előrelépés az előző konfigurációhoz képest.

1. ábra  A szakértői csapat, mögöttük az üvegampullákat és injekciós tűket kezelő és továbbító, új NESTOR rendszer

Az egységes gépplatform lehetővé teszi a testreszabott megoldások egyszerű kifejlesztését

A jelenleg 120 alkalmazottat foglalkoztató, és 2018-ban mintegy 215 millió dán korona árbevételt elért SVM Automatik vállalat Dánia egyik legnagyobb gépgyártója. A teljesen automatizált gyártógépek fejlesztésére szakosodott vállalatot 1974-ben alapították.
Amikor a Stevanato Group 2016-ban 65%-os irányítórészesedést szerzett a vállalatban, módosították a cég stratégiáját. Míg az SVM Automatik korábban egyedi gépeket fejlesztett néhány dán nagyvállalat számára, most már egységesített modulokon alapuló egyedi gépeket kínál számos különféle gyártóvállalatnak.
„A Stevanato vállalatcsoport tagjaként megnyílt számunkra az ajtó a gyógyszeripari vállalatok felé. Egyre több hasonló jellegű gyógyszeripari rendszer megvalósításának köszönhetően az SVM ki tudott fejleszteni egy egységes gépplatformot, amely sok különböző kezelési és összeszerelési feladatnál alkalmazható. Ez jó az ügyfeleknek, mert megoldásaikhoz egységes kezelőfelületet kapnak” – fejtette ki Jens Schou Christensen, az SVM Automatik vállalat termékmenedzsment-részlegének vezetője, majd kiemelte: „Ez jelentősen egyszerűsíti a gépvezérlés kezelhetőségét.”

2. ábra  Az anyagmozgató robot egyszerre tíz ampullát vesz fel és továbbít

A siker kulcsa a rendkívül nagy teljesítőképesség

A NESTOR egy továbbítórendszer, amely üres vagy megtöltött ampullákat juttat be egy ellenőrző rendszerbe, illetve távolít el onnan. A NESTOR funkciói által kínált lehetőségek azonban a folyamat egyéb pontjain is kihasználhatók. A továbbító fogók optikai ellenőrzés céljából be tudják helyezni a munkadarabokat kompakt, sterilen működő gépekbe, majd képesek őket továbbítani a soron következő feldolgozóállomásokhoz – például a töltő-, a szúrópróba-mintavételező-, a minőségellenőrző-, a csomagoló- és a címkézőállomáshoz. A létesítmény sikerében döntő szerepet játszik az elemek rendkívül gyors továbbítása, ami mellett elegendő idő jut az állandó időtartamú tesztelések elvégzésére is.

3. ábra  A gyógyszeripari termékek jól áttekinthető gyártása kényelmesen vezérelhető a Beckhoff kezelőpaneljén, valamint egy egységes felhasználói kezelőfelületen keresztül

Kompakt és könnyen kezelhető szervovezérlő

A NESTOR helyigénye mindössze 2 × 1 m. A két beépített deltarobotot rendkívül dinamikus, AM8000 típusú szervomotorok mozgatják, amelyeket egy-egy AX8000 típusú kompakt többtengelyes szervorendszer vezérel. A robotok villámgyorsan és biztonságosan mozognak egy üvegkalitka belsejében. Az egyes rendszerelemek – a C6920 típusú ipari PC, a gyors szervohajtástechnika és a TwinCAT szoftver – közötti fennakadásmentes együttműködés volt a döntő szempont, ami miatt a gépgyártó a Beckhoff technológiája mellett döntött.
Amint Anders Silkær Mikkelsen, az SVM Automatik szoftverfejlesztője kifejtette: „Az új, PC-alapú szervovezérlővel rendkívül rövid gépciklusidők érhetők el. A vezérlő automatikusan kiszámítja, hogy a fogóknak milyen irányba kell mozogniuk. A nagy sebességű AX8000 többtengelyes szervo-vezérlőrendszer a korábbinál gyorsabban és pontosabban mozgatja a robotkarokat. További előny, hogy a hajtás tengelymoduljait egyszerű beillesztéses elven („plug-and-play”), funkcióblokkokként lehet összeállítani. Ezen újdonságnak köszönhetően optimalizálható a helyigény és az elrendezés költsége is. A gép annyira rugalmas, hogy gyorsan át tud állni 1 ml-es ampullákról 10 ml-esekre.”

4. ábra  Az anyagmozgató robotok által végzett rendkívül gyors továbbítás és anyagmozgatás alapját a rendkívül dinamikus AM8000 szervomotorok (fent) jelentik

A megoldás az OCT technológián alapul, azaz az SVM Automatik vállalat egyetlen kábellel csatlakoztatja a vezérlőszekrényt a motorokhoz. „A hajtás áramköri egységeit magába a gépbe is beszerelhetjük, így még könnyebben hozzáilleszthetjük a géptervezést az igényekhez” – mutatott rá Mikkelsen.
Jens Schou Christensen mindehhez hozzátette: „Nagyon fontos volt, hogy a korábbi 4–5 ms-os letapogatási időket 20 μs-ra tudtuk csökkenteni. Ennek eredményeként a gép világszerte a leggyorsabbak közé tartozik. A gépet bemutattuk a New-York-i Interphex és a frankfurti Achema szakvásáron, és rendkívül pozitív visszajelzéseket kaptunk. A gépben nagy lehetőségeket látunk: várhatóan évi tíz darabot fogunk eladni belőle.”

5. ábra  Az anyagmozgató robotok pontos és rendkívül dinamikus mozgását egy nagy teljesítőképességű, AX8000 többtengelyes szervorendszer vezérli

Gyorsabb piacra jutás szoros együttműködéssel

Az SVM Automatik a TwinCAT 3 rendszert használja fejlesztő- és vezérlőplatformként. A Microsoft Visual Studio^® szoftverbe való integrálás egyszerűsíti az automatizálási objektumok programozását. A dánok a kinematikai szoftvert a Beckhoff vállalattal közösen fejlesztették ki, ez vezérli a deltarobotba szerelt négy AM8000 szervomotort. A Beckhoff fejlesztő- és műszaki támogatócsapatával való szoros együttműködés mindkét fél számára értékesnek bizonyult.
„A Beckhoff németországi és dániai leányvállalatával való szoros együttműködés lerövidítette az ötlettől a megvalósításig vezető utat. A párbeszéd mindvégig jó volt, és minden szükséges támogatást megkaptunk” – tette hozzá Silkær Mikkelsen. – „Az innováció és a támogatás terén a Beckhoff kétségkívül az élvonalba tartozik.”

BECKHOFF Automation Kft.
1097 Budapest, Gubacsi út 6.
Tel.: + 36 1 501 9940
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.
www.beckhoff.hu

még több Beckhoff