Сборка роботов:урок предельной точности

SEYMOUR TRI-21 — это роботизированная полуавтономная машина, созданная компанией SEYMOUR Advanced Technologies (SAT). Он собирает микроиглы, используемые в глазной хирургии, на 400% быстрее, чем раньше. SEYMOUR TRI-21, разработанный для тесных помещений в чистых помещениях и оснащенный тремя шестиосевыми роботами-манипуляторами Meca500, может вставлять стержни длиной 25 мм в полый цилиндр с зазором всего 60 микрометров. Это примерно как крупинка соли или человеческий волос!

К концу 2022 года фармацевтическая компания планирует добавить шесть дополнительных машин SAT для увеличения производительности на 2000%.

Фон

Офтальмологическая фармацевтическая компания разработала микроиглы для использования в офтальмологической хирургии. В медицинской промышленности очень важно, чтобы сборка была бесшовной и стерильной, и эта компания осознала необходимость более эффективного способа сборки этих микроигл.

Цель состояла в том, чтобы значительно снизить бионагрузку при одновременном повышении производительности примерно на 70%. Столкнувшись с этой амбициозной целью, было крайне важно привлечь инженера по автоматизации, который мог бы начать с нуля и создать совершенно новое роботизированное решение для удовлетворения их очень специфических потребностей. После поиска эксперта с таким уровнем знаний компания заручилась поддержкой SEYMOUR Advanced Technologies (SAT), поставщика автономных промышленных технологий, для создания единственного в своем роде полуавтономного робота, который мог бы автоматизировать чрезвычайно точный процесс сборки хирургического инструмента.

Вызов

Создать автоматизированный, стерильный и точный процесс сборки для точного введения стержня длиной 25 мм в полый цилиндр с зазором всего 60 микрометров (0,0015 дюйма).

Нажмите, чтобы увидеть источник изображения

В современных производственных условиях этот процесс выполняется вручную с помощью мощного увеличительного стекла и человеческих рук. Это чрезвычайно утомительно и требует много времени — таким образом можно точно изготовить в среднем только 63 микроиглы в час. Существует также значительное количество отходов из-за поломки иглы в процессе введения. Кроме того, существует повышенная вероятность заражения из-за «биологической нагрузки» (т. е. количества зараженных организмов, обнаруженных в данном количестве материала до его стерилизации).

Эта инициатива решит многие проблемы фармацевтики, а именно:

• Ускорить процесс сборки;
• Устранение ненужных потерь или затрат;
• Стерилизуйте рабочее место.

Кроме того, работая над процессом сборки, SAT заметила одну общую проблему:игла не находилась в одном и том же месте при каждом нажатии робота, что чрезвычайно усложняло процесс введения.

Решения

В ответ на эти вызовы компания SAT создала SEYMOUR TRI-21, полуавтономная машина, обеспечивающая точность, стерилизацию и устранение отходов. Он состоит из трех 6-осевых роботов Meca500, которые переносят шприц из точки А в точку Б, в обязательном порядке вставляя в иглу 25-миллиметровый провод.

Что делает решение SEYMOUR TRI-21 еще более надежным, так это то, что микроиглы компании теперь будут производиться в полностью автоматизированной среде, в отличие от ручных и полуавтоматических процессов, используемых другими производителями.

• Мощное машинное зрение
  Этот единственный в своем роде процесс начинается с того, что объект берется и помещается под камеру с микроразрешением, которая использует технологию переменного стробирования, также известную как «модульизация структурированного света». Эта технология обнаруживает тени, чтобы найти, где находятся физические части. объекта находятся в определенной окрестности.
  
  Затем рассчитываются толщина, длина и прямолинейность. Затем SAT использует эти необработанные данные для расчета относительной ошибки позиционирования и перемещения роботов в новое положение, обеспечивающее точную сборку. Этот процесс имеет решающее значение, поскольку внутренние части «плавают» внутри поднятой оболочки. Таким образом, несмотря на то, что они повторяются, окно, в котором они повторяются, намного больше, чем допуск на сборку деталей без вероятного вмешательства.
  
  

Точность благодаря машинному обучению

Как указывалось ранее, процесс автоматизации должен был быть чрезвычайно точным из-за свойств собираемых элементов. Вот почему SAT внедрила машинное обучение (ML). Это позволило SAT автоматически отслеживать данные, извлекать уроки из предыдущих циклов, а затем корректировать и оптимизировать для будущих циклов, обеспечивая идеальное выравнивание проволоки и иглы при каждом введении иглы. Целевой приемлемый уровень успеха составляет 90 % или выше с увеличением производительности на 70 %, оба эти показателя будут достигнуты с помощью SEYMOUR TRI-21.

Дизайн:

Было важно, чтобы конструкция SEYMOUR TRI-21 соответствовала потребностям фармацевтической отрасли. К ним относятся:

• Диагностический маркер
  SAT перенастроила перпендикулярную рукоятку в параллельное положение, придав ей больше преобладания, а также позволив пользователю минимально ограничивать движения. Затем SAT установила процесс передачи данных на рукоятку, преобразованных в цветовые режимы, которые предупреждают оператора о состоянии машины, чтобы помочь ему управлять техническим обслуживанием и ремонтом.
  
  
• Чистые помещения уровня ISO 7
  Seymour TRI-21 был создан из медицинского стекла для контроля количества твердых частиц, которые могут попасть в машину, чтобы обеспечить стерильность всех устройств в соответствии с требованиями уровня ISO 7. Также использовались сухие подшипники, удаляющие жирные загрязнения из производственной среды.
  
  
• Интернет вещей (IoT)
  В соответствии с Индустрией 4.0, связанной экосистемой Интернета вещей, SAT предоставит компании интерфейс удаленного компьютера, что позволит им удаленно управлять машиной на своем телефоне или планшете через приложение.
  
  
• Мониторинг
  Машина, изготавливающая детали для другой машины, нуждается в тщательном контроле. Необходимо контролировать такие элементы, как сила, кручение, скорость, ускорение, время, давление, объем, веса и массы, перемещение и вращение.

Семь базовых единиц СИ состоят из:

• • Длина – метр (м).
  • Время – секунда (с)
  • Количество вещества - моль (моль)
  • Электрический ток – ампер (А)
  • Температура – Кельвин (К)
  • Сила света — кандела (кд)
  • Масса – килограмм (кг)

Отслеживая их или их подмножество, которые относятся к продукту, решение SAT может затем убедиться, что продукт становится воспроизводимым и предсказуемым, в конечном итоге улучшая и развивая технологию.

SAT также отслеживает и предоставляет данные для поддержки операций и направлений. Существует множество переменных, влияющих на качество продукта, но только небольшой интервал, в котором продукты работают стабильно. Для этого проекта окно качества составляло 60 микрометров.

• Небольшие габариты, большая производительность

В нынешних чистых помещениях площадью 1000 кв. футов в фармацевтической компании могут работать не более двух человек по 8 часов. Каждый обученный рабочий может производить примерно 63 единицы продукции в час или 1 единицу продукции в минуту. В течение обычной смены это составляет в среднем 500 единиц на человека.

Новый SEYMOUR TRI-21 размером 60 дюймов (ширина) x 42 дюйма (г) x 77 дюймов (высота) и один оператор теперь смогут производить примерно 250 единиц продукции в час (4 раза в минуту), или 2000 единиц продукции. ед./8 часов смены Это увеличение производительности на 400%!

Эти модульные роботизированные машины могут использоваться для исследований и разработок, а также для коммерческого использования в соответствии с надлежащей производственной практикой (GMP). Шесть различных единиц оборудования теперь могут быть размещены в одном и том же чистом помещении, работая независимо от двух до 10 операторов, работающих одновременно.

Что дальше?

По словам генерального директора SAT Роба Сеймура, «как только офтальмологическая фармацевтика полностью внедрит использование SEYMOUR TRI-21, они повысят общую производительность как минимум на 70% и достигнут минимальный уровень успеха 95%. Они также увидят значительный снижение бионагрузки». Он продолжает:«В течение следующего года компания добавит шесть дополнительных роботов SAT к своей линии, что позволит им увеличить производство на 2000% к концу 2022 года».

Версия этой статьи впервые появилась на официальном сайте SAT. Воспроизведено с разрешения.

Узнайте больше о продуктах и ​​решениях Mecademic

Готовы узнать, как наши продукты и решения могут увеличить производительность вашего производства при минимально возможной занимаемой площади, не жертвуя при этом точностью или радиусом действия?

➡️ Ознакомьтесь с нашими продуктами:https://www.mecademic.com/en/products

➡️ Или свяжитесь с нами немедленно, чтобы заказать демонстрацию!

<час>