Linearmodul Lineareinheiten automatisieren die Dichtheitsprüfung von Medizinteilen

Montageanlagen und -automaten müssen, von der Planung bis zur Inbetriebnahme, in kürzester Zeit einsetzbar sein und die Teile in konstanter Qualität zu niedrigsten Kosten montieren. Standardkomponenten von Komax Systems bieten beste Vorraussetzungen, aufgabengerechte Achssysteme oder komplette Anlagen, die dem Anwender eine hohe Planungs- und Kalkulationssicherheit gewährleisten, zu bauen.

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Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

Novotechnik Messwertaufnehmer OHG

ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH

Komax AG

Mit der Entwicklung und Herstellung von Prüfmaschinen und -automaten für die Medizintechnik hat sich die Firma Wilco aus Wohlen im Kanton Aargau weltweit einen ausgezeichneten Ruf erarbeitet. Eine besondere Stärke des Schweizer Spezialisten sind Dichtheitsprüfmaschinen und -automaten mit weltweit patentierten Prüftechniken. Das veranlasste einen schottischen Hersteller, das Schweizer Unternehmen mit dem Bau einer Dichtheitsprüfmaschine für Microvials zu beauftragen.

Die Kunststoffbehälter mit Abmessungen von etwa 10 x 5 x 30 mm dienen als Transportbehälter für Impfstoffe. Bevor sie gefüllt und luftdicht verschlossen an Ärzte und Kliniken in aller Welt gesandt werden, muss jedes Teil auf seine Dichtheit geprüft werden. Da der Kostendruck in der Medizin auch die Herstellkosten in Schottland beeinflusst, definierte die Ausschreibung neben den hohen verfahrens- und prüftechnischen Anforderungen des Pflichtenheftes und einem entsprechenden Preisrahmen auch einen Liefertermin von nur zwanzig Wochen.

Dichtheitsprüfung im automatischen Ablauf

Wegen der Forderungen nach kurzer Lieferzeit und hoher Flexibilität setzte der Spezialist für die medizinische Prüftechnik auf eine hohe Standardisierung der zu integrierenden Baugruppen. Da sowohl Linear- als auch Drehbewegungen das Handling der Prüflinge bestimmen, betraute Wilco die Firma Komax Systems mit der Konzeption und Lieferung der erforderlichen Automatisierungselemente.

Der Prüfautomat für die Microvials belegt eine Aufstellfläche von nur 1 650 x 1 340 mm bei einer Höhe von 2 120 mm. Vier Stützen tragen in der Arbeitshöhe von etwa 900 mm eine Zwischenplatte, auf der ein Rundtisch mit den jeweils um 120° versetzt angeordneten Stationen zum Beladen, Prüfen und Entnehmen gelagert ist. Die Prüflinge werden manuell in einen Tray mit 5 x 5 Aufnahmen eingelegt.

Die weiteren Bewegungsabläufe bis zur Gut-Schlecht-Sortierung übernehmen pneumatische und elektrische Module der Baureihe Domino. Da die Module komplett montiert, verschlaucht und verdrahtet angeliefert wurden, konnte der Prüfautomat in nur fünf Tagen mit den verschiedenen Achssystemen bestückt und für die ersten Testläufe in Betrieb genommen werden.

Domino-Baukasten ermöglicht aufgabenorientierten Aufbau

Einen entscheidenden Beitrag zu dieser kurzen Zeitspanne leistet das Domino-Baukastensystem. Es bietet mit seinen Linear- und Drehmodulen, Greifern, Verbindungs- und Aufbauelementen alle Voraussetzungen, um aufgabenorientierte Ein- oder Mehrachssysteme Zeit und Kosten sparend aufzubauen.

Dank des Baukastensystems können elektrisch oder pneumatisch angetriebene Schlitten gleichzeitig auf dem gleichen Profilträger aufgebaut und betrieben werden. Auch der nachträgliche Umbau einer pneumatischen Ausführung in eine mit elektrischen Antriebs- und Steuerelementen und umgekehrt ist ohne Schwierigkeiten möglich. Durch die Stabilität der Bauteile und der in den Grundkörper integrierten Steuer- und Bewegungselemente lassen sich mit den Domino-Elementen Ein- oder Mehrachssysteme - wie bei dem Prüfautomaten - mit bemerkenswert geringem Platzbedarf verwirklichen.

Ausschuss bei Lecks = 5 µm

Entsprechend den Vorgaben des 1-Schicht-Betriebes und der aus der Prüfkapazität von jeweils fünf Microvials resultierenden Taktzeit entwickelte Wilco ein Tray mit 25 Nestern als Zuführeinheit für die Aufnahme der Prüflinge. Nach seiner manuellen Bestückung laufen die Prüfabläufe automatisch ab. Dadurch bleibt dem Bediener ausreichend Zeit für Überwachungsarbeiten und eventuelle Eingriffe bei der Bewertung und Sortierung der Gut- und Schlecht-Teile.

Auf der Zufuhrseite des Automaten übernimmt eine horizontal verfahrbare, pneumatische Linearachse mit einem Hub von 390 mm den Teiletransport. Ihr Schlitten fördert den Tray mit 25 Prüflingen nach einer 120°-Drehung des Rundtisches in den Greifbereich der elektrisch angetriebenen Achseinheit für die Prüfform. Sie ist aus einem von Servomotoren angesteuerten X-Y-Z-Portal aufgebaut.

Die zum Befestigen der Achse benötigten Platten und Winkel wurden dieser speziellen Anwendung angepasst. Ein an der Z-Achse befestigter mechanischer Greifer entnimmt dem Tray mit jedem Hub fünf Microvials und legt sie in den Aufnahmen der Prüfform ab. Nicht belegte Plätze werden optisch angezeigt. Danach trennt eine Kunststoff-kappe die Prüfform hermetisch von der Umgebung ab und die Dichtheitsprüfung beginnt. Mit Hilfe der Differenzdruckmessung werden die Prüflinge zuerst auf größere und dann in einer zweiten Prüfung auf kleinste Leckstellen geprüft.

Die Ergebnisse werden mit den vorgegebenen Grenzwerten verglichen, optisch im Display der Steuerung angezeigt und an eine zentrale Überwachungsstelle geleitet. Nach dem Abbau des Vakuums taktet der Rundtisch wieder um 120° bis eine an einer X-Z-Achse geführte mechanische Greifeinrichtung die Prüflinge fasst und aus dem Automaten fördert. Deren Greifer sind einzeln gesteuert und können dadurch Schlechtteile auf einer Zwischenposition der X-Achse einzeln abwerfen. Als gut erkannte Teile gelangen nach den von der Prüfkammer übermittelten Steuerbefehlen auf ein Förderband zur weiteren Bearbeitung.

Erfolgreiche Kompetenzbündelung

Die von Komax Systems gelieferten Modulkombinationen wurden nach Absprache mit Wilco betriebsbereit geliefert und montiert. Dank der vielseitigen Erfahrung des Herstellers von Prüfautomaten waren die Vorgaben hinsichtlich Abmessungen und Funktion der Domino-Elemente so präzise, dass die Vorteile des Baukastensystems sowohl bei der Planung als auch bei der Montage voll genutzt und der aufgabenorientierte Prüfautomat in kürzester Zeit realisiert werden konnte.

Bereits im Testlauf wurde die Prüfkapazität von 75 Microvials pro Minute mit ausreichenden Reserven erreicht.

Das Gesamtkonzept des Prüfautomaten erlaubt deutlich mehr Prüfungen, auch unter Berücksichtigung der zunehmenden Anforderungen an die Kleinst-Leckage-Prüfung. Seit Wochen arbeitet der Automat mit einer Taktzeit von vier Sekunden bei einer Prüfeinheit von fünf Beuteln zur vollen Zufriedenheit des schottischen Kunden. (hö)

Komax

Tel. +41(0)4179945 00

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