Roboty wspomagają produkcję nowoczesnych aparatów słuchowych

Szybki rozwój inżynierii medycznej oznacza potrzebę ciągłej adaptacji procesów produkcji. Szersza gama modeli pociąga za sobą również mniejsze partie, które w dalszym ciągu muszą być produkowane w jak najbardziej ekonomiczny sposób. Właśnie dlatego Oticon – producent aparatów słuchowych, zdecydował się na automatyzację procesu produkcji. Firma znalazła idealne rozwiązanie dla swoich potrzeb w postaci sześcioosiowego robota duńskiej firmy Universal Robots.

Oticon, światowy producent aparatów słuchowych, część swoich produktów wytwarza w Danii, testując je do czasu, aż będą gotowe do produkcji seryjnej. „Jesteśmy czymś w rodzaju stanowiska badawczego dla nowoopracowanych produktów i tu produkujemy nasze aparaty wewnątrzuszne" – wyjaśnia Arne Oddershede, lider grupy w dziale utrzymania, Oticon. Spółka wykorzystuje roboty od 10 lat. Tendencja rynkowa do miniaturyzacji aparatów słuchowych postawiła przed firmą nowe wyzwania związane z produkcją i składaniem bardzo małych części. Duże dwu- i trzyosiowe roboty, wykorzystywane dotychczas przez Oticon nie były w stanie sprostać temu zadaniu. Nie dało się tego zrobić także ręcznie. „Części nowoczesnych aparatów słuchowych stają się coraz mniejsze, osiągając wielkość milimetra. Szukaliśmy rozwiązania, które umożliwiłoby wyciąganie małych elementów z formy. Było to niemożliwe nawet manualnie. Już od jakiegoś czasu postawiliśmy na automatyzację procesu produkcji, jednak do tego celu potrzebowaliśmy elastycznego rozwiązania, które w przypadku mniejszych serii produkcyjnych byłoby również ekonomiczne" – dodaje Arne Oddershede.

Elastyczne ramię sześcioosiowego robota
Firma Armiga, specjalizująca się w integracji systemów i dystrybucji robotów Universal Robots, zaopatrzyła Oticon w rozwiązanie odpowiednie do ich potrzeb, w postaci sześcioosiowego robota UR5 o udźwigu 5 kg, ważącego zaledwie 18 kg. „Zdaliśmy sobie sprawę, że roboty dwu- i trzyosiowe nie są odpowiednie do tego zadania. Ruchy ramienia do przodu, do tyłu, w górę i w dół nie były wystarczające. Jeżeli na przykład drobna część utknie w formie, musi istnieć możliwość wyciągnięcia jej" – mówi Lars Gasberg, kierownik sprzedaży w firmie Armiga. Intuicyjna obsługa i precyzja, z jaką pracują roboty Universal Robots, zadecydowały o ich wyborze przez Oticon. Ważnym czynnikiem była również możliwość wykorzystania robota przy produkcji małych serii, a co za tym idzie sprzedaż aparatów słuchowych po konkurencyjnych cenach.

Funkcjonalność dostosowana do potrzeb produkcji
Montaż robota w formierni Oticon trwał zaledwie jeden dzień. Zadaniem UR5 jest obsługa bardzo małych części, takich jak filtry antywoskowinowe wielkości zaledwie milimetra.

Robot, dobrze przymocowany do wtryskarki, przesuwa się nad jej formą i wyciąga z niej plastikowe elementy wykorzystując specjalnie zaprojektowany system próżniowy. Może to robić dzięki narzędziu ssącemu, które jest w stanie pomieścić jednocześnie do czterech komponentów. Robot UR5 jest zaprogramowany w taki sposób, aby mechanizm ssący uruchamiał się wyłącznie w przypadku, kiedy forma jest otwarta. Po zabraniu części robot odsuwa się, a wtryskarka przygotowuje się do nowej operacji odlewania. Wszystkie komponenty z tej samej formy są następnie gromadzone w osobnych szklanych rurkach. System próżniowy gwarantuje uniknięcie uszkodzeń delikatnych elementów.

W przypadku odlewania bardziej złożonych komponentów narzędzie ssące wymienione jest na pneumatyczny chwytak. UR5 dzięki sześciu osiom może obracać lub przechylać części w celu szybkiego ich podniesienia z formy. Robot pracuje w cyklach trwających od czterech do siedmiu sekund, w zależności od wielkości serii produkcyjnej oraz komponentu.

Uniwersalne roboty
„Bardzo ważne było dla nas to, że robot jest łatwo dostępny i logicznie zaprojektowany. Łatwo go także przeprogramować. Tradycyjne roboty posiadają komputery i wymagają specjalnie przeszkolonego personelu - programistów. W przypadku robota UR5 każdy z naszych techników może dosłownie chwycić go i pokazać mu ruch do wykonania" – mówi Arne Oddershede. Robot Universal Robots może działać bez ogrodzenia zabezpieczającego ani innych specjalnych zabezpieczeń. Tryb współpracy zapewnia bezpieczeństwo personelu pracującego w pobliżu robota. Gdy tylko pracownik zetknie się z ramieniem robota i zadziała na niego siła wynosząca przynajmniej 150 Niutonów, ramię robota automatycznie przestanie działać. Centrum Badań Materiałów w Duńskim Instytucie Technicznym potwierdziło, że tryb bezpieczeństwa robota spełnia wymagania w zakresie współpracy z ludźmi w zakładach produkcyjnych zgodnie z europejską normą ISO 10218.

Efektywna inwestycja
Dodatkowym argumentem przemawiający za nabyciem robota od firmy Universal Robots była przystępna cena. Inwestycja zwróciła się w ciągu krótkiego okresu kilku miesięcy. Ponadto koszty eksploatacyjne są rozsądne, ponieważ robot pracuje w sposób szczególnie efektywny pod względem zużycia energii elektrycznej. „Robot UR5 spełnił wszystkie nasze wymagania" – wyjaśnia Arne Oddershede.

Oticon wprowadził obecnie do użytku drugiego robota, wykorzystywanego do tego samego zakresu zadań, do swojego zakładu produkcyjnego w Polsce.