Verfahrenstechnik 8/2025

KOMPONENTEN UND SYSTEME

KOMPONENTEN UND SYSTEME AUTOMATISIERTE QUALITÄTSPRÜFUNG VOLLAUTOMATISIERTE HANDLING- UND PRÜFZELLE FÜR MEDIZINISCHE OP-KOMPONENTEN Zunächst ging es für Pinger Robotic bei diesem Auftrag nur darum, die Bestückung eines kamerabasierten Prüfsystems bei dem Medizintechnik-Spezialisten WaveLight zu automatisieren. Im Projektverlauf kamen dann weitere vor- und nachgelagerte Handlingschritte dazu. Das Ergebnis ist eine ebenso komplexe wie kompakte Handling- und Prüfzelle, in der insgesamt vier Motoman GP-Industrieroboter von Yaskawa hochpräzise interagieren. Noch vor 30 Jahren waren Laseroperationen am Auge medizinisches Neuland. Heute gehen Schätzungen von rund 100.000 solchen Eingriffen pro Jahr aus. Von diesem rasanten Anstieg profitiert nicht zuletzt die WaveLight GmbH mit Hauptsitz in Erlangen. Das Tochterunternehmen von Alcon entwickelt und produziert als ein weltweit führender Hersteller in diesem Bereich Diagnose- und Operationstechnologien für die refraktive Chirurgie. Zusätzliches Wachstumspotenzial sieht das Unternehmen in der Automatisierung von weiteren Produktionsschritten. Im Fokus stehen dabei besonders Handlingaufgaben, die wegen ihrer Komplexität bisher manuell ausgeführt werden mussten. Daher nahmen die Experten von WaveLight auch Kontakt mit dem Roboterhersteller Yaskawa und dessen Systempartner Pinger Robotic aus dem rheinland-pfälzischen Polch auf. AUTOMATISIERTE QUALITÄTSPRÜFUNG Konkret ging es um die Automatisierung der Qualitätsprüfung einer Komponente: Um das Einlegen in das kamerabasierte Prüfsystem und das anschließende Entnehmen von einem so genannten Applanationskegel. Der Applanationskegel ist Bestandteil des WaveLight FS200 Patient Interfaces, ein medizinisches Einwegprodukt, das während der Operation das Auge mit dem Lasersystem verbindet und aus mehreren Komponenten besteht: einem Applanationskegel, einem Saugring und einem Schlauchsystem. Die Aufgabenstellung an Pinger Robotic umfasste zunächst nur die Automatisierung der Kernprozesse: Das präzise Entnehmen der Applanationskegel aus den Trays, das Einlegen in die kamerabasierte Prüfstelle, die Entnahme nach bestandener Kontrolle 30 VERFAHRENSTECHNIK 2025/08 www.verfahrenstechnik.de

KOMPONENTEN UND SYSTEME sowie das passgenaue Einpressen in die Blisterverpackung und das alles innerhalb einer vorgegebenen Taktzeit. Ein Roboter setzt die „Hier hat sich wieder einmal bewährt, dass wir als Applanationskegel Automatisierungspartner schon in einer sehr frühen Phase nach bestandener eingebunden waren“, erklärt Geschäftsführer Jochem Pinger Qualitätsprüfung von Pinger Robotic. Denn im weiteren Verlauf zeigte sich, in die Blister dass sich auch die vor- und nachgelagerten Schritte sinnvoll in die Lösung integrieren ließen: Zum einen die Zuführung der Trays und zum anderen die Vereinzelung der Blister inklusive Bestückung der Fördertechnik für den internen Weitertransport der geprüften, neuverpackten Applanationskegel. Die Automatisierung dieser vielfältigen Handlingprozesse erschwerten gleich mehrere Aspekte: So liegen die zu prüfenden Kunststoffkegel in unterschiedlichen Geometrien vor, da sie aus verschiedenen Quellen stammen. Auch die Anlieferungstrays variieren in Form und Layout, was eine flexible Handhabung erfordert. Zusätzlich findet der gesamte Prozess in einem umgebungskontrollierten Raum statt und die Komponenten werden anschließend mitsamt der Blisterverpackung sterilisiert. ANLAGENKONZEPT MIT VIER ROBOTERN Das Ergebnis der aufgabenspezifischen Entwicklungsarbeit ist eine vollautomatisierte Handling- und Prüfanlage mit dennoch kompakten Abmessungen. Das Herzstück des Anlagenkonzepts bildet eine Zelle mit insgesamt vier Industrierobotern. Exakt aufeinander abgestimmt, übernehmen sie im Parallelbetrieb Aufgaben entlang der Prozesskette: Der erste Roboter führt die ankommenden Trays mit einem flexibel und automatisch DAS HERZSTÜCK DES ANLAGEN- KONZEPTS BILDET EINE ZELLE MIT INSGESAMT VIER INDUSTRIEROBOTERN anpassbarem Greifer von Zimmer zu. Der zweite Roboter holt die Applanationskegel aus den Trays und setzt sie in den Drehtisch der Kameraprüfstation. Der dritte entnimmt diese nach der Qualitätsprüfung - wieder aus dem Drehtisch und setzt sie in die Blister. Diese werden am Ende vom vierten Roboter vereinzelt und auf das Förderband gelegt. Alle sechs Sekunden verlässt eine automatisch geprüfte und verpackte Komponente die Anlage. Jochem Pinger erläutert die Entscheidung für Roboter statt konventioneller Handlingtechnik: „Angesichts unterschiedlicher Formen der Komponenten und der Trays wären herkömmliche Entnahmemaschinen nicht flexibel genug. Und für klassische Bestückungsaufgaben, wie hier bei den Schritten 2 und 3, sind Roboter ohnehin alternativlos“, urteilt der Automatisierungsprofi. „Am ehesten hätte sich für das abschließende Handling der Blister eine Alternative finden lassen. Der Kunde wünschte sich aber einen großen Zwischenpuffer, sodass sich auch hier ein Roboter als optimale Lösung erwies.“ UNIVERSELL EINSETZBAR Bei der Auswahl der Roboter fiel die Entscheidung auf den Hersteller Yaskawa „Zum Einsatz kommen nun vier Motoman GP8. Mit 8 Kilo Tragkraft ist dieses Modell von der Größenordnung her genau das Richtige für diese Anlage“, erläutert Pinger. Die kompakten und extrem schnellen Handling-Roboter der GP-Serie (General Purpose) wurden für besonders schnelle Füge-, Verpackungs- und allgemeine Handhabungsapplikationen entwickelt. Eingeführt als schnellste Industrieroboter seiner Klasse, ist der Motoman GP8 komplett in der Schutzklasse IP67 ausgeführt. Außerdem erleichtern glatte Oberflächen die Reinigung. Obwohl nicht explizit hygienegerecht ausgeführt wie zum Beispiel die Serie Motoman HD ist dieser GP-Roboter damit auch sehr gut für umgebungskontrollierte Bereiche wie bei WaveLight geeignet. Sein schlankes und kurviges Design ermöglicht es dem Manipulator zudem, tief in Arbeitsbereiche einzutauchen. Für die Verbindung zwischen Manipulator und Steuerung ist nur noch ein Roboterkabel notwendig. Die Vorteile liegen in einem geringeren Verschleiß und in einem reduzierten Platzbedarf. Auch der Aufwand für Wartung und Ersatzteilhaltung sinkt. BEWÄHRTES ERFOLGSREZEPT Seit Juni 2025 ist die vollautomatisierte Handling- und Prüfzelle mit ihren vier Motoman-Robotern erfolgreich bei WaveLight in Betrieb. Die Kombination von leistungsfähiger Robotik mit eigenentwickelten Softwarelösungen bewährte sich dabei einmal mehr als Erfolgsrezept von Pinger Robotic. Und nicht zuletzt lassen sich einzelnen Elemente dieser komplexen Anlagen auch für andere Anwendungen gewinnbringend nutzen. Bilder: Yaskawa Europe www.yaskawa.de UNTERNEHMEN Yaskawa Europe GmbH Yaskawastraße 1, 85391 Allershausen Tel. 08166-90-0 E-Mail: robotics@yaskawa.eu AUTOR Florian Kohut, Key Account Manager Packaging Industry, Yaskawa Europe GmbH - Robotics Division, Allershausen www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK 2025/08 31