Wie Greifer der Zimmer Group eine Reinigungsmaschine für sterile Glasfläschchen automatisieren

Der Einzug von moderner Automatisierungstechnik in die sensiblen Produktionsbereiche der Pharma- und Medizintechnik ging schnell. Dabei sind die Voraussetzungen für einen Einstieg von Anlagen, Komponenten und Roboter in diese Branche alles andere als einfach zu erfüllen. So müssen z.B. Anlagen für die Medizintechnik in den meisten Fällen anspruchsvolle Reinraumklassifizierungen erfüllen und auch die Komponenten für einen Einsatz unter solch widrigen Umgebungsbedingungen überhaupt geeignet sein.

Auf der Suche nach einer neuen Greifer-Lösung für eine neuentwickelte Anwendung, die Teil einer automatischen Verpackungslinie eines Pharmaunternehmens ist, wurde der  tunesische Automatisierungsspezialist  SEA electronics deshalb bei der Zimmer Group France – einer französischen Tochter der deutschen Zimmer Group - fündig. Denn das Unternehmen verfügt in seinem überaus breiten Produktprogramm über eine Reihe von reinraumzertifizierten und reinraumgeeigneten Komponenten wie z.B. Greifer und Schwenkeinheiten. Von großem Vorteil dabei war, dass der tunesische Automatisierungsspezialist bereits seit vielen Jahren mit dem französischen Unternehmen erfolgreich in anderen Projekten zusammenarbeitet.

SEA electronics aus Sousse - einer Hafenstadt und zugleich drittgrößte Stadt in Tunesien - wurde 1994 gegründet. Anfänglich verhalf das junge Unternehmen der lokalen Industrie, deren Produktivität zu steigern. Relativ schnell wurde das Unternehmen erfolgreich und wurde zertifizierter Siemens Solution Partner. Einige Jahre darauf gründete die Firma SEA Trading und SEA International, um sich stärker ausländischen Projekten zu widmen.

Glasfläschchen werden automatisiert gereinigt

Aber nun zurück zur Anwendung: Die ursprüngliche automatisierte Reinigungsmaschine, die kleine sterile Glasfläschchen sog. Vials säubern kann, bestand unter anderem aus einer Drehtisch sowie acht pneumatischen Standard-Drehgreifern eines Marktbegleiters. Mittels einer Füllvorrichtung werden die Fläschchen dort mit sterilem Wasser gefüllt und gelangen dann zu einem Drehtisch für die Reinigung. Danach werden die Fläschchen in einer Vierergruppe zusammengefasst und von einem Greifer, der an einer Schwenkeinheit angebracht ist, fixiert. Im Anschluss dreht sich dieser um 180° Grad, um die Fläschchen wieder zu entleeren. Danach gelangt der Drehtisch auf die zweite Position. Dort wird für den Greifer bzw. für die Fläschchen, die dieser immer noch mit der Öffnung nach unten festhält, eine Reinigung in Gang gesetzt. Dafür dringt eine Waschnadel in die Fläschchen ein und reinigt diese mit einem Wasserstrahl. Anschließend bewegt sich der Greifer in seine Ausgangsposition (180°-Drehung in die entgegengesetzte Richtung) zurück. Im letzten Schritt werden die Fläschchen dann durch den Greifer auf einer Förderlinie für den Trocknungs- und Produktabfüllvorgang abgelegt.

Probleme mit Stillständen

Den Tunesiern machten besonders die vielen aufeinanderfolgende Stillstände der Reinigungsmaschine infolge von Alarmen (Störung am Encoder) Sorgen. Bei einer Inspektion der Funktionsabläufe der Maschine wurde festgestellt, dass sich einer der eingesetzten Greifer nur schwer drehte, was den Übergabedrehturm an der Ausgabeführung einklemmte und so nachfolgend den Stillstand bewirkte. Nach einer genauen Diagnose der Fehlfunktion, für die der Ausbau des Greifers erforderlich war, hatten die Experten von SEA electronics Anzeichen von Korrosion und Rost an den Lagern und im Inneren des Zylinders festgestellt und konnten somit schlussfolgern, dass die Problematik in erster Linie auf die Dichtheit des Greifers zurückzuführen war.

Man beschloss den vorhandenen Greifer durch einen neuen abgedichteten Greifer auszutauschen, der eine einwandfreie Funktion sicherstellen und sich an die sehr feuchten klimatischen Bedingungen der Reinigungsmaschine anpassen kann. Die Zimmer Group konnte hier mit ihrem pneumatischen GPP5004N-21-A Greifer punkten.

Für den Universaleinsatz konzipiert

Die Greifer der GPP5000 Baureihe mit ihrer robusten, hart beschichteten Stahl-in-Stahl-Profilnutenführung wurden für den echten Universaleinsatz konzipiert. Sie besitzen je nach Variante eine Reihe von Merkmalen (Schnelligkeit, hohe Greifkräfte, große Greifbackenlängen) und bieten somit für jede Anwendung die passende Lösung. Die Greifer warten bei Verwendung eines Protektors mit einer Dichtheitsklasse von IP67 auf – ideal für den Einsatz in Reinräumen bzw. in den feuchten Umgebungsbedingungen einer Reinigungsmaschine.

Platzprobleme in der Reinigungsmaschine

Das Platzangebot beim Kunden war gering, so musste sehr kompakt gebaut werden. Hier konnten die Greifer der Zimmer Group, die eine Vielzahl von Detaillösungen aufweisen und somit den täglichen Einsatz erleichtern, weitere Pluspunkte sammeln, indem sie die Verwendung von Zubehör oft überflüssig machen. Nicht unerheblich für den störungsfreien Ablauf der Maschine war für SEA electronics auch, dass die GPP5000 Greifer mit ihrem niedrigen Reibungskoeffizienten und den guten Notlaufeigenschaften in der Lage sind, 30 Millionen Zyklen ohne Wartung zu bewältigen.

Da die Greifer innerhalb der Reinigungsmaschine eine Drehbewegung ausführen müssen, wurde von den Entwicklern bei SEA electronics zusätzlich die Flachschwenkeinheit MSF44N-D2 der Zimmer Group verbaut. Die Schwenkeinheit stellt dabei eine Drehbewegung des Greifers von 180 Grad sicher. Bei einem Gewicht von Greifer, Backen und den Fläschchen von ungefähr 600 Gramm musste diese Einheit die Drehung in 0,2 Sekunden sicherstellen.

Nach der erfolgreichen Inbetriebnahme der Reinigungsmaschine mit den neuen Greifern zieht Nouira Majdi von SEA electronics  ein rundum positives Fazit: „Die Maschine läuft gut und absolut störungsfrei.“ Unsere Erwartungen an die Greifer haben sich voll erfüllt. Die Geschwindigkeit bzw. die Zykluszeit  mit den Greifern der Zimmer Group war identisch mit den vorherigen Modellen. Ebenso konnte die Produktivität signifikant erhöht werden, da es keine Stopps der Maschine mehr gab.“ Und auch der Endkunde war begeistert von der technischen Performance der Greifer der Zimmer Group und seiner großen Bandbreite an Produkte.

ZUM PRODUKTBEREICH

In der Reinigungsmaschine sind GPP5000-Greifer und MSF-Schwenkeinheiten verbaut.