Ze względu na wysokie koszty zastosowań maszyn w pomieszczeniach sterylnych, duże znaczenie przywiązuje się do ograniczenia rozmiarów instalacji. Systemy transportu przedmiotów obrabianych opartych o technologię SuperTrak posiadają kompaktową konstrukcję, a przy tym skutecznie zwiększają wydajność i wprowadzają większą elastyczność procesów produkcyjnych. Takie rozwiązanie zastosowała firma PIA Automation – producent m.in. nowoczesnych urządzeń medycznych.
Na pierwszy rzut oka najnowsza jednostka procesowa firmy PIA nie wydaje się szczególnie efektowna: standardowa cela z układem przenoszącym i systemem transportu przemieszczającym detale. Jednostka przeładunkowa pobiera małe fiolki z nośników przedmiotów i umieszcza je w magazynku.
Bliższe spojrzenie pozwala jednak dostrzec kilka interesujących szczegółów. Opracowane przez PIA nośniki obrabianych przedmiotów mieszczą po dwie fiolki i są montowane na specjalnych wózkach inteligentnego systemu transportowego. Wózki poruszają się w ramach układu niezależnie od siebie – w różnym czasie i z różną prędkością. Osiągają zawrotne prędkości, zmieniają kierunek, zatrzymują się i ustawiają się tak, aby każda z fiolek mogła zostać wyjęta z nośnika.
Jednostka procesowa PIA doskonale nadaje się do zademonstrowania potencjalnym użytkownikom podstawowych zalet inteligentnego systemu transportowego SuperTrak firmy B&R i modułowego systemu przenośnego produktów. W przeciwieństwie do konwencjonalnych systemów transportu przedmiotów ze sztywnym połączeniem, takich jak obrotowe stoły indeksujące lub systemy przenośników taśmowych, do każdego wózka systemu SuperTrak można przypisać jego własny, indywidualny profil ruchu. Jest to możliwe, gdyż każdy z wózków jest wyposażony w wysokiej jakości magnesy trwałe będące odpowiednikiem wirnika silnika liniowego – takiego, którym można sterować indywidualnie. Stojan jest wbudowany w segmenty tworzące modułowy system szyn, po których poruszają się wózki. Każdy wózek ma dwie rolki V Wheel™ wykonane z tworzywa POM, które przemieszczają się w rowku klinowym wzdłuż górnej części segmentów, prowadząc bezpiecznie wózki po torze. Dwie kolejne rolki toczą się po płaskiej prowadnicy ze stali nierdzewnej, zapewniając boczne podparcie i zapobiegając przechylaniu.
Mniejsza powierzchnia – mniej cząstek stałych
Podlegające minimalnemu tarciu tocznemu, te cztery rolki są jedynymi ruchomymi częściami w całym systemie SuperTrak. Fiolki są ostrożnie transportowane w nośniku detali, nie stykając się ze sobą ani z systemem transportu. „W rezultacie okresy bezobsługowe systemu transportu są wyjątkowo długie” – zauważa Lothar Mehren, szef działu medycznego w centrum kompetencji PIA Automation ds. ochrony zdrowia w Amberg (Niemcy). „System generuje ponadto tak małą ilość cząstek stałych, że układ wydechowy nie jest konieczny. Wszystkie te czynniki przemawiają wyraźnie na korzyść SuperTrak. System można wdrożyć w kosztownych instalacjach w pomieszczeniach czystych, aby poprawić niezawodność procesu.”
Ze względu na wysokie koszty zastosowań maszyn w pomieszczeniach czystych, duże znaczenie przywiązuje się do ograniczenia rozmiarów instalacji. SuperTrak wyróżnia się również pod tym względem, uważa Manuel Falk, doradca klienta w dziale medycznym PIA: „System bezpośredniego napędu liniowego umożliwia nam bardzo precyzyjne podejście do wielu pozycji na każdym stanowisku. Oznacza to, że możemy zintegrować wiele etapów transportu, kontroli lub montażu na jednym i tym samym stanowisku, dzięki czemu procesy są bardziej elastyczne. A ponieważ pozycjonowanie może być wykonywane z taką samą wysoką precyzją w każdym miejscu toru, możemy wykorzystać każdy jego cal – także łuki. W efekcie uzyskujemy znacznie lepsze wykorzystanie dostępnej przestrzeni, a jednostki procesowe można dodawać lub pomijać w dowolnym miejscu. Wszystkie te czynniki razem wzięte pozwalają nam zbudować znacznie bardziej kompaktową maszynę.
Krótkie czasy przezbrojenia, bardziej elastyczne procesy
Integracja wielu etapów obróbki na jednym stanowisku nie tylko zmniejsza wymaganą przestrzeń, ale także zwiększa produktywność systemu, dodaje Falk: „Czasy wymiany obrabianego przedmiotu są znacznie krótsze niż w przypadku innych systemów transportowych ze względu na krótkie odległości, jakie muszą przebyć wózki. Mogą one pokonywać odległość między stacjami przy dużych prędkościach i wysokich wartościach przyspieszenia i zwalniania. To właśnie sprawia, że system jest tak szybki”. Alternatywnym lub dodatkowym sposobem skrócenia czasów przezbrojenia jest umieszczenie jednocześnie wielu produktów tego samego typu na nośniku. W zależności od wymagań czasowych, mogą one być następnie przetwarzane sekwencyjnie na jednym stanowisku lub równolegle na dwóch identycznych stanowiskach.
Jeśli na systemie przenośnym produktu jest wystarczająco dużo miejsca, aby pomieścić wiele produktów, można również skonfigurować linię do przetwarzania dwóch różnych produktów lub wariantów produktu bez konieczności przezbrojenia pomiędzy partiami. Spełnienie wymogów kwalifikacyjnych dotyczące technologii medycznej trzeba wykazać tylko raz.
Solidność i niezawodność
Jednostka ta została zaprojektowana przez PIA przede wszystkim w celu weryfikacji zdolności procesu i wysokiej produktywności, dlatego bardzo istotna była solidność i niezawodność systemu track. „System SuperTrak jest technologicznie dojrzały i gruntownie sprawdzony” – wyjaśnia Mehren. Falk zwraca uwagę na inną decydującą zaletę SuperTrak w porównaniu z innymi systemami: „SuperTrak działa jako niezależny podsystem. Możemy więc swobodnie decydować, czy chcemy pracować z nadrzędnym systemem sterowania instalacją, a jeśli tak, to z którym.”
B&R oferuje również łatwe w użyciu oprogramowanie do uruchomienia i konfiguracji, dzięki czemu nie ma potrzeby manipulowania kodem źródłowym, jak w przypadku innych systemów. Oprogramowanie dostarcza informacji o każdym wózku; można je pobrać – na przykład za pośrednictwem OPC UA – i łatwo wykorzystać do takich funkcji, jak monitorowanie stanu i konserwacja predykcyjna.
Wysoki poziom akceptacji wśród pracowników i klientów
Łatwość, z jaką SuperTrak integruje się zarówno z nowymi, jak i istniejącymi architekturami oprogramowania jest źródłem wysokiego poziomu jego akceptacji w firmie, twierdzi Mehren: „Technologia SuperTrak i wsparcie B&R spotkały się z bardzo przychylnym odbiorem, nawet w przypadku najbardziej krytycznych pracowników firmy”.
Opinie producentów wyrobów medycznych od samego początku były równie pozytywne. „Podczas pierwszej publicznej prezentacji celi na targach Pharmapack 2020 od razu stało się jasne, że trafiliśmy w gusta naszych klientów” – wspomina Mehren. W pierwszej chwili duże wrażenie robią szybkie, płynne ruchy wózków i cicha praca. Z pewnością jednak nie tylko to było powodem entuzjastycznego przyjęcia. Zaraz po targach zaczęły napływać pierwsze zamówienia na rozwiązania z systemem transportu przedmiotów obrabianych SuperTrak. Stałe powodzenie systemu skłoniło PIA do planowanej rozbudowy modułu procesowego. Pierwszym krokiem będzie dodanie robota i zespołu etykietowania.
„SuperTrak doskonale uzupełnia obecną ofertę firmy w zakresie systemów napędowych i z nawiązką spełnił nasze oczekiwania” – podsumowuje Falk. „Inne oddziały grupy PIA są bardzo zainteresowane nową technologią track. Nie zdziwiłbym się, gdyby wkrótce pojawiły się tam pierwsze zastosowania."
Lothar Mehren
Szef działu medycznego, PIA Automation
„Okresy międzyobsługowe układu transportu przedmiotów obrabianych są wyjątkowo długie, a system generuje tak małą ilość cząstek stałych, że układ wydechowy nie jest konieczny. Wszystkie te czynniki przemawiają wyraźnie na korzyść SuperTrak. System można wdrożyć w ramach kosztownych linii instalowanych w pomieszczeniach czystych, aby poprawić niezawodność procesu.”