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Antrieb für Robotik: Die Erfolgsgeschichte der Zusammenarbeit zwischen Maxon und Mecademic

Beitragsautor Von samahelfalah
Veröffentlichungsdatum Juni 3, 2023
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MAXON

Antrieb für Robotik: Die Erfolgsgeschichte der Zusammenarbeit zwischen Maxon und Mecademic

01 Überblick

Maxon, ein Pionier im Bereich Präzisionsmikromotoren, und Mecademic, ein führender Anbieter kompakter Robotersysteme, haben eine für beide Seiten vorteilhafte Partnerschaft geschlossen, die Innovationen in der Robotik vorantreibt. Die Motoren von Maxon finden in den Roboterplattformen von Mecademic ihre ideale Ergänzung, während Mecademic die Motoren von Maxon für umfassende Tests und Validierungen nutzt. Diese Zusammenarbeit hat zu bemerkenswerten Fortschritten und Durchbrüchen in der Robotik geführt.

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Mecademic nutzt Motoren von Maxon

Mecademic-Industrieroboter sind die kompaktesten und präzisesten der Welt, was zum Teil auf ihre Motoren zurückzuführen ist. Mecademic verwendet Mikromotoren von Maxon, die für ihre kompakte Größe, hohe Leistungsdichte und außergewöhnlichen Steuerungseigenschaften bekannt sind.

Sie lassen sich nahtlos in den Meca500 integrieren und ermöglichen so eine beispiellose Präzision und Zuverlässigkeit. Die Kompaktheit und Leichtigkeit der Motoren von Maxon passen perfekt zum Design des Meca500, verbessern seine Manövrierfähigkeit und Vielseitigkeit und schaffen ein robustes und agiles Robotersystem, das präzise und wiederholbare Bewegungen in vielfältigen industriellen Automatisierungsanwendungen ausführen kann.

02 Maxon vertraut bei Tests auf Mecademic

Im Rahmen einer gegenseitigen Zusammenarbeit setzt Maxon den sechsachsigen Roboterarm Meca500 von Mecademic ein, um seine Motoren umfassend zu testen. Die Präzision und Wiederholgenauigkeit des Roboters machen ihn zu einer idealen Plattform für Test- und Inspektionsanwendungen.

Für Maxon ersetzt der Meca500 den manuellen Testprozess in der Kollektorfertigung, wodurch die Effizienz gesteigert und die Möglichkeit menschlicher Fehler verringert wird. Der Meca500 testet alle 40 Minuten 280 Leiterplatten (PCBs) für die Miniaturmotoren von Maxon. Dank seiner kompakten und leichten Bauweise lässt er sich leicht in die Testumgebung integrieren und passt mühelos zu den kleinen Abmessungen der Mikromotoren von Maxon.

Die Vielseitigkeit des Meca500 ermöglicht eine Anpassung an spezifische Testanforderungen und gewährleistet eine gründliche Bewertung der Motoren von Maxon unter verschiedenen Lasten, Drehzahlen und Steuerungsmodi. Dank der hohen Geschwindigkeit des Meca500 kann Maxon das dynamische Verhalten und die Reaktionsfähigkeit seiner Motoren gründlich untersuchen.

03 Erfolgreiche Zusammenarbeit

Die Zusammenarbeit zwischen Maxon und Mecademic hat Innovationen gefördert und zur Entwicklung modernster Robotiklösungen geführt. Die Motoren von Maxon verleihen den Robotersystemen von Mecademic Präzision, Leistung und Zuverlässigkeit, während die Roboter von Mecademic Maxon eine robuste Testplattform zur Validierung der Leistung ihrer Motoren bieten.

Die Kombination aus Maxons Know-how in der Motorentechnologie und Mecademics Kompetenz in der Kompaktrobotik hat beide Unternehmen zu neuen Höhen geführt und ermöglicht ihnen, innovative Lösungen anzubieten, die den hohen Anforderungen der modernen Industrieautomation gerecht werden.

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MATI Therapeutics verbessert Fertigungsprozess mit Meca500-Roboter

Beitragsautor Von samahelfalah
Veröffentlichungsdatum Mai 29, 2023
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MATI THERAPEUTICS

MATI Therapeutics verbessert Herstellungsprozess mit Meca500-Roboter

01 Überblick

Mati Therapeutics ist ein in Texas ansässiges Unternehmen, das sich auf die Entwicklung nicht-invasiver Arzneimittelverabreichungssysteme für Augenerkrankungen spezialisiert hat. Das Unternehmen entwickelt seit über einem Jahrzehnt seine eigenen Fertigungsanlagen und hat dabei auch den Meca500 von Mecademic – einen sechsachsigen Roboterarm – in mehrere Maschinen integriert. Der Meca500 wurde aufgrund seiner geringen Größe, hohen Präzision, EtherCAT-Kommunikation, integrierten Greifer, des Verzichts auf eine Steuerung, seiner Erschwinglichkeit und kurzen Lieferzeit ausgewählt. Nach dem Übergang von einer Auftragsfertigung zum Aufbau einer eigenen Produktionsstätte hat sich der Meca500 als ideale Lösung erwiesen, um den Platzbedarf und die Kosten zu reduzieren, die Produktion zu steigern und den Gesamtwert für das Unternehmen zu erhöhen.

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CMO Rückschlag

Traditionell arbeitete Mati Therapeutic mit einem Auftragsfertiger (CMO) zusammen, um seinen Produktionsbedarf zu decken. Aufgrund erheblicher pandemiebedingter Verzögerungen in der Fertigung konnte sich das Unternehmen jedoch nicht mehr auf seinen CMO verlassen, um die Projekttermine einzuhalten, sodass es sich nach einer Alternative umsehen musste. Da jedoch auch andere CMOs zu diesem Zeitpunkt eingeschränkt waren, entschied Mati Therapeutics, dass es nur einen Weg nach vorne gab, wie Chief Executive Officer Robert Butchofsky zusammenfasst: „Es war für uns zeit- und kosteneffizienter, die Anlage in Bryan [Texas] zu bauen, um unsere eigenen Produkte herzustellen.“

02 Mati Therapeutischer Herstellungsprozess

Da Mati nun für den Betrieb einer eigenen Fertigungsstätte verantwortlich ist, war die Raum- und Zeiteffizienz der Fertigungsanlagen wichtiger denn je. Der Fertigungsprozess für den Punktalplug, ein Gerät, das zur Verabreichung von Medikamenten in den Tränenkanal des Auges eingesetzt wird, umfasst sechs Anlagen, wobei in den letzten Fertigungsschritten zwei Meca500-Roboterarme zum Einsatz kommen. Der Prozess läuft wie folgt ab:

Die Schneidemaschine trennt den Extrudat des pharmazeutischen Wirkstoffs des Unternehmens in 1-Millimeter-Segmente und legt diese in eine Kassette, die zur nächsten Maschine transportiert wird.
Die folgende Station misst die Länge jedes Einsatzes und entfernt alle, die nicht den Spezifikationen entsprechen, während die übrigen mit einer Klebewelle versehen und ausgehärtet werden.
Die Einlegemaschine entnimmt die akzeptablen Einsätze aus der Kassette und legt sie in die Bohrung des Tränenpunktstopfens.
Das nächste System erfordert äußerste Präzision und verwendet einen Meca500, um die „Einsetzspitzen“ vor zwei um 90° angeordneten Kameras zu positionieren, die die Position zurückmelden und überprüfen, da die Einsetzspitzen in dieser Phase noch nicht durchgehend gerade oder gleichmäßig angehoben sind. Die Kameras gewährleisten die Qualitätskontrolle, indem sie die genaue Position der Spitze messen und erhebliche Mängel wie Brüche oder Verbiegungen erkennen. Der Roboter entnimmt die „Einsetzspitze“ aus dem Tablett, überprüft ihre Position, montiert sie mit dem Tränenpunktstopfen und legt sie in die Krone ein.
Schließlich platziert ein weiterer Meca500 im Rahmen des Verpackungsprozesses die Einsetzspitze mit dem Tränenpunktstopfen auf einem vorgeformten Tablett, und die Versiegelungsmaschine verpackt den Tränenpunktstopfen in seinem Tablett mit einem Aluminiumlaminatdeckel zur Sterilisation.

03 Fertigungsvorteile des Meca500

Laut Mati Therapeutics hat sich das Unternehmen aus mehreren wichtigen Gründen für den Roboterarm Meca500 für Pick-and-Place-Aufgaben, Inspektionen und Montagevorgänge entschieden, darunter in der Reihenfolge ihrer Priorität:

Kompakte Größe

Der Meca500 ist der kompakteste Roboter der Welt und kann daher in Anwendungen mit begrenztem Platzangebot eingesetzt werden. In Fertigungsanlagen ist Platz oft Mangelware, und ein Roboter mit geringer Stellfläche kann zu Kosteneinsparungen führen. Ein kompakter Roboter lässt sich leichter in bestehende Fertigungsprozesse integrieren, was Zeit und Geld spart. Ein größerer Roboter erfordert möglicherweise Änderungen an der Fertigungslinie, während ein kleinerer Roboter oft ohne wesentliche Änderungen integriert werden kann. Schließlich ist ein kompakter Roboter vielseitiger und mobiler als ein größerer Roboter. Er kann in verschiedenen Anwendungen eingesetzt und von einem Ort zum anderen bewegt werden. Diese Flexibilität ist besonders in Fertigungsanlagen von Vorteil, in denen Prozesse und Anlagen regelmäßig neu konfiguriert werden müssen, um sich an wechselnde Produktionsanforderungen anzupassen. Insgesamt ist er aufgrund seiner kompakten Größe ein wertvolles Werkzeug für Hersteller, die eine präzise, flexible und leicht integrierbare Roboterlösung suchen.

Höchste Präzision auf dem Markt

Viele medizinische Geräte und pharmazeutische Produkte erfordern äußerst präzise Fertigungsprozesse. Die Genauigkeit des Meca500-Roboters im Submikrometerbereich ist für die Montage kleiner medizinischer Geräte, die Handhabung empfindlicher Materialien und die Durchführung komplexer Verfahren unerlässlich. Bei Mati Therapeutics wurde der Meca500 für die Positionsrückmeldung und Inspektion eingesetzt, um sicherzustellen, dass das Produkt die erforderlichen Spezifikationen erfüllt und für Patienten sicher ist. Darüber hinaus kann die Präzision des Meca500 dazu beitragen, Abfall zu reduzieren und die Effizienz zu steigern, was zu Kosteneinsparungen führt. Insgesamt kommt die Präzision des Meca500 der Medizinbranche erheblich zugute, da Hersteller damit hochwertige Produkte herstellen können, die strengen Standards entsprechen.

Kein externer Controller

Das Fehlen eines separaten Controllers beim Meca500 bietet mehrere Vorteile, darunter eine reduzierte Gesamtgröße und Komplexität, vereinfachte Kommunikations- und Steuerungssysteme, verbesserte Zuverlässigkeit und Langlebigkeit sowie eine höhere Kosteneffizienz. Die kompakte Größe und das integrierte Steuerungssystem des Roboters erleichtern die Integration in bestehende Fertigungsprozesse und Arbeitsbereiche. Darüber hinaus verringert das Fehlen eines separaten Controllers das Risiko von Kommunikationsfehlern, Kabelverschleiß und Schäden im Laufe der Zeit, was die Gesamtzuverlässigkeit und Langlebigkeit des Roboters verbessert. Schließlich kann der Verzicht auf eine separate Steuerung den Meca500 erschwinglicher machen und damit kleinen und mittleren Unternehmen, Start-ups und Forschungseinrichtungen mit begrenztem Budget einen besseren Zugang ermöglichen.

EtherCAT-Kommunikation

Das EtherCAT-Kommunikationsprotokoll des Meca500 bietet mehrere Vorteile, darunter Echtzeit-Kommunikationsfähigkeiten, Interoperabilität dank offener Standards und Zuverlässigkeit. EtherCAT ermöglicht die präzise Synchronisation und Koordination von Roboterbewegungen, wodurch Produktionsprozesse verbessert und Zykluszeiten verkürzt werden. Der offene Standard sorgt für mehr Flexibilität und Interoperabilität mit verschiedenen Automatisierungsgeräten und Steuerungssystemen. Gleichzeitig eignet sich EtherCAT aufgrund seiner Zuverlässigkeit und Robustheit ideal für die Präzisionsfertigung in der Medizinbranche und anderen Anwendungsbereichen.

Integrierter Greifer

Durch die Verwendung eigener integrierter Greifersysteme kann Mati Therapeutics Zeit und Aufwand bei der Einrichtung des Fertigungsprozesses sparen, was langfristig zu einer höheren Produktivität und Kosteneinsparungen führt. Da die Greifer von Mecademic in die Programmierung des Roboters integriert sind, ist auch die Wahrscheinlichkeit von Fehlern oder Fehlfunktionen, die den Fertigungsprozess stören könnten, geringer.

Kurze Vorlaufzeit

Die Vorlaufzeit bezeichnet den Zeitraum zwischen der Auftragserteilung und dem Erhalt des Produkts. In der Fertigung können längere Vorlaufzeiten zu Produktionsverzögerungen führen, die kostspielig sein können. Mit dem Meca500 kann Mati Therapeutics die Zeit für die Einrichtung des Fertigungsprozesses und den Produktionsstart verkürzen, wodurch das Unternehmen schneller auf den Markt kommen und wettbewerbsfähig bleiben kann.

Preis

Mecademic-Roboter sind im Vergleich zu ihren Mitbewerbern äußerst erschwinglich und in bestimmten Anwendungsbereichen kostengünstiger als herkömmliche Roboter, da sie weniger Stellfläche benötigen, einen geringeren Energieverbrauch haben und sich leichter in bestehende Produktionslinien integrieren lassen. Dank kostenloser Firmware-Updates, ohne kostenpflichtige Softwareoptionen und wartungsfreiem Betrieb sind die Gesamtbetriebskosten sehr wettbewerbsfähig.

Ergebnisse

Der Wechsel von einem CMO zum Betrieb einer eigenen Produktionsstätte hatte für Mati Therapeutics enorme Vorteile. Der Meca 500 von Mecademic hat sich als wertvoller Bestandteil des erfolgreichen Übergangs und Produktionsprozesses des Unternehmens erwiesen.

Flexibilität

Mati Therapeutics hat nun mehr Kontrolle über die Produktion und kann sich leicht an Veränderungen in der Nachfrage anpassen. Tatsächlich kann das Unternehmen mit nur einer Produktionslinie in einer einzigen Schicht über eine Million Produkte herstellen. Bei einem Anstieg der Nachfrage kann schnell reagiert werden, indem einfach eine weitere Schicht oder Produktionslinie hinzugefügt wird.

Höhere Leistung

Dank dieser größeren Flexibilität kann Mati Therapeutics nun eine beeindruckende Jahresproduktion von mehreren zehn Millionen Einheiten vorweisen.

Erhöhter Unternehmenswert

Durch den Besitzeigener Produktionsstätten und die Steigerung der Produktion hat das Unternehmen seine Attraktivität als Übernahmeziel und Partner erhöht und damit seinen Gesamtwert gesteigert.

Wie geht es weiter für Mati?

Was als Notlösung begann, wurde zur Erfolgsgeschichte: Mati Therapeutics sah sich gezwungen, die Produktion inhouse zu übernehmen, um pandemiebedingte Verzögerungen zu bewältigen. Doch was als Reaktion auf eine Krise begann, entwickelte sich rasch zu einem entscheidenden Wendepunkt. Nur wenige Jahre später erweitert das Unternehmen seine Fertigungseinrichtung, um der internationalen Nachfrage gerecht zu werden.

„Es ist eine unglaublich spannende Zeit bei Mati Therapeutics“, sagt Butchofsky. „Die Produkte, die wir hier in Texas herstellen, werden weltweit eingesetzt, um Patienten zu behandeln und Sehverlust zu verhindern. Unser Traum ist kurz davor, Wirklichkeit zu werden.“

Mati Therapeutics hat aus der Krise eine Chance gemacht – und dadurch nicht nur bewiesen, dass Fertigung und Automatisierung auch für kleine Unternehmen realisierbar sind, sondern auch das enorme Potenzial und den Return on Investment dieses Schritts aufgezeigt.

Über Mati Therapeutics

Mati Therapeutics ist ein ophthalmologisches Pharmaunternehmen mit Sitz in Texas und entwickelt innovative Wirkstofffreisetzungssysteme für Augenerkrankungen. Das Unternehmen hat das Evolute-System entwickelt – eine einzigartige Plattform zur Verbesserung der Verabreichung und Wirksamkeit von Medikamenten bei Erkrankungen wie Glaukom und dem Trockenen Auge.

Über den Meca500

Der Meca500 – entwickelt und gefertigt vom kanadischen Robotikunternehmen Mecademic – ist der kleinste und präziseste sechsgliedrige Industrieroboter der Welt. Mit einer Wiederholgenauigkeit von 5 Mikrometern und sechs Freiheitsgraden eignet er sich ideal für komplexe Aufgaben in Branchen wie Medizintechnik, Laborautomatisierung, Elektronik und Luft- und Raumfahrt. Der Meca500 ist äußerst kompakt, einfach zu integrieren und zu programmieren – ganz ohne spezielle Programmiersprachen – und verfügt über eine benutzerfreundliche Web-Oberfläche.

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Die Gesundheit der Belegschaft veranlasst Cretex Medical zur Automatisierung der Präzisionsmontage

Beitragsautor Von samahelfalah
Veröffentlichungsdatum Mai 25, 2023
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CRETEX MEDICAL

Die Gesundheit der Belegschaft veranlasst Cretex Medical zur Automatisierung der Präzisionsmontage

01 Problem

Cretex Medical, ein innovativer Auftragsfertiger für die Medizinprodukteindustrie, stand vor einer schwierigen Herausforderung. Das Unternehmen war für die Herstellung einer kritischen Komponente für Kathetergeräte zur intravaskulären Lithotripsie (IVL) verantwortlich und musste einen Weg finden, die tägliche Arbeit seines Montageteams zu optimieren und gleichzeitig die Produktion zu steigern.

„Stellen Sie sich diesen manuellen Prozess als das Äußerste vor, was man mit einer Pinzette unter dem Mikroskop erreichen kann. Diese Baugruppe ist nicht größer als eine Wimper, und die Ergonomie dieses sich ständig wiederholenden Vorgangs hat unsere Mitarbeiter körperlich und psychisch stark belastet“, erklärt Steve Lagergren, Fertigungsleiter bei Cretex Medical.

Die Nachfrage nach dieser Komponente war hoch, und ihr Kunde zählte darauf, dass sie die Produktion hochfahren konnten. Jeremy Glynn, General Manager der Laserabteilung von Cretex Medical, fügt hinzu: „Es gibt Patienten, die auf diese intravaskulären Therapien angewiesen sind. Wir konnten uns keine Unterbrechung der Lieferkette leisten.“

Cretex Medical wandte sich an Arimation Robotics, einen Maschinenbauer mit langjähriger Erfahrung in der Lösung komplexer Probleme, um eine Antwort zu finden.

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„Stellen Sie sich diesen manuellen Prozess als das Äußerste vor, was man mit einer Pinzette unter dem Mikroskop erreichen kann. Diese Baugruppe ist nicht größer als eine Wimper, und die Ergonomie dieses sich wiederholenden Prozesses hat unsere Mitarbeiter körperlich und psychisch stark belastet.“

Steve Lagergren,

Leiter Fertigungstechnik bei Cretex Medical.

02 Lösung

Herkömmliche Roboterlösungen waren angesichts der winzigen Bauteilgröße und des komplizierten 26-stufigen manuellen Prozesses nicht geeignet. Die Lösung musste den Prozess des Drahtschneidens, des Einführens in Hülsen, des Verpressens der Teile und der Prüfung des Endbauteils automatisieren und rationalisieren – und das alles mit einer Auflösung im Mikrometerbereich.

„Die meisten Roboterprodukte waren zu groß und nicht präzise genug. Wir haben eng mit dem Team von Cretex Medical zusammengearbeitet, um die Anforderungen zu definieren und Machbarkeitstests durchzuführen, um Risiken vor dem Aufbau der Automatisierung auszuschließen“, sagt Ari Pitkanen, Chief Executive Officer bei Arimation Robotics.

Arimation holte seinen Value-Added-Distributor Mechatronic Solutions hinzu, um bei der Empfehlung und Beschaffung der Hauptkomponenten zu helfen. Mit deren Unterstützung entwarf, baute und testete Arimation eine maßgeschneiderte Automatisierungszelle mit drei Hauptelementen:

Meca500, der sechsachsige Roboterarm von Mecademic, wurde aufgrund seiner kompakten Bauweise und einer Wiederholgenauigkeit von 5 Mikrometern für die Präzisionsautomatisierung ausgewählt.
Ein Asycube 50, das flexible Zuführsystem mit EYE+ von Asyril, entwickelt für winzige Bauteile und Flexibilität mit fortschrittlichen Steuerungen für Integratoren,
Eine maßgeschneiderte Lösung zum Zuführen und Schneiden von Drähten, mit der 0,1 mm dicke Drähte präzise und gleichmäßig bearbeitet werden können.

03 Wert

Cretex Medical hat drei Hauptbereiche identifiziert, in denen sich dieser Automatisierungsprozess besonders positiv auswirkt:

Gesundes Arbeitsumfeld

Die Verbesserung der Arbeitsbedingungen für die Bediener war das wichtigste Ergebnis. Durch die Automatisierung konnte Cretex Medical das bestehende Team an ergonomisch gesündere Arbeitsplätze innerhalb des Unternehmens versetzen.

„Ich habe 18 Monate lang an diesem Komponentenmontageprozess gearbeitet. Wir wussten, dass unser Kunde auf unsere Komponenten angewiesen war, um letztlich Patienten in Not zu helfen, also haben wir während der Entwicklung dieses Automatisierungssystems daran festgehalten. Jetzt freue ich mich darauf, zu lernen, wie diese automatisierte Zelle funktioniert, und mich mit anderen Produkten vertraut zu machen. Bei diesem Mikro-Montageprozess war die Automatisierung eindeutig die bessere Option“, berichtet Terri Harris, Produktionstechnikerin bei Cretex Medical.

Erhöhter Durchsatz und höhere Ausbeute

Die steigende Nachfrage nach dieser Komponente erforderte die Fähigkeit, schnell und unter Einhaltung hoher Qualitätsstandards zu skalieren. „Wir brauchten eine Lösung, mit der wir unseren Output steigern und gleichzeitig eine gleichbleibend hohe Montagequalität gewährleisten konnten. Die Einstellung neuer Mitarbeiter war keine Option, aber die Automatisierung war die Lösung“, so Jeremy.

Reduzierter Platzbedarf der Fertigungslinie

Während der manuelle Prozess eine Länge von über 3,6 Metern hatte, nimmt die automatisierte Anlage nur 25 % dieser Fläche ein und bietet darüber hinaus den Vorteil, dass sie innerhalb dieses geringen Platzbedarfs skalierbar ist. „Die automatisierte Fertigungslinie passt in einen Handgepäckkoffer. Der kleine Formfaktor ist wichtig, damit wir unseren Reinraum optimal nutzen können“, fügt Steve hinzu.

Lesen Sie den Anwendungshinweis auf der Website von Asyril.

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Schlagwörter Meca500, Micro-assembly

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Automatisierung einer Solarzellen-Forschungsplattform: Intelligentes Labor für nachhaltige Energie

Beitragsautor Von samahelfalah
Veröffentlichungsdatum Juni 28, 2021
Keine Kommentare zu Automatisierung einer Solarzellen-Forschungsplattform: Intelligentes Labor für nachhaltige Energie

University of Montreal

Automatisierung einer Solarzellen-Forschungsplattform: Intelligentes Labor für nachhaltige Energie

01 Überblick

In den Chemielabors von heute geht es darum, intelligenter zu arbeiten, nicht härter. Höhere Reproduzierbarkeit und Geschwindigkeit steigern den Durchsatz und die Forschungsqualität. Wissenschaftler sind nicht mehr mit mühsamen, sich wiederholenden Aufgaben belastet und können sich endlich auf die kreativeren Aspekte ihrer Arbeit konzentrieren.Dieser Artikel stellt Dr. Daniel Chartrand und die von ihm an der Universität Montreal (U of M) entwickelte Automatisierungsplattform vor. Die Plattform soll die Forschung der Universität im Bereich Solarzellen für umweltfreundlichere und sauberere Energie vorantreiben.

Dr. Chartrand musste die Herstellung und Charakterisierung kleiner Test-Solarzellen in Gehäusen mit inerter Atmosphäre automatisieren.

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Solarzellen

Solarzellen erzeugen Energie, wenn Licht oder Photonen von halbleitenden Materialien absorbiert und in Elektrizität umgewandelt werden. Solarzellen sind die elektrischen Bausteine von Solarmodulen. Sie werden häufig zur Erzeugung sauberer Energie eingesetzt und können Licht erkennen und dessen Intensität messen.

Die Herstellung von Solarzellen ist aufgrund der verwendeten Materialien und des Energieverbrauchs nicht immer umweltfreundlich. Deshalb suchen Forscher weltweit nach besseren Produktionsmethoden.

Das System von Dr. Chartrand bietet Forschern im Chemielabor der U of M eine schnelle Automatisierungsplattform zur Erforschung neuer Solarzellenmaterialien und Produktionsmethoden.

02 Solutions

Für die Roboterkomponente wählte Dr. Chartrand den weltweit kleinsten sechsachsigen Roboterarm, den Meca500. Durch die Montage des Roboters auf einer linearen Achse wurde seine Reichweite gegenüber einem größeren Roboter erheblich vergrößert. Dank der präzisen und reproduzierbaren Positionierung des Roboters war kein Ausrichtungssystem mit Bildverarbeitung oder anderen Mitteln erforderlich.

Von manuellen zu robotergesteuerten Bewegungen

Zunächst platziert der Roboter ein Gestell auf seiner Basis. Dann überträgt er ein Glassubstrat von der Basis zum Spin-Coater. Als Nächstes bereitet ein Liquid Handler Flüssigkeiten vor und trägt sie auf das Glassubstrat auf, gefolgt von einer Heizplatte zum Tempern (Wärmebehandlung). Nach Ablauf einer festgelegten Zeit entnimmt der Roboter das Glassubstrat von der Platte, dreht es um und legt es in eine Schale, die der Roboter nach dem Befüllen in eine Vakuumkammer zur Metallbeschichtung lädt.

03 Vorteile

Dank dieser Plattform wird der Durchsatz um das Zehnfache gesteigert. Minuten- und reproduzierbare Bewegungen sind möglich, ebenso wie variable Lösungsvorbereitungen und Ausglühzeiten. Dies führt zu einer höheren Forschungsqualität. Vor allem aber befreit die Automatisierung von Dr. Chartrand die Forscher von den mühsamen, sich wiederholenden Aspekten ihrer Arbeit, sodass sie sich auf Innovationen im Dienste der Umwelt konzentrieren können.

Über Dr. Chartrand

Dr. Daniel Chartrand hat einen Doktortitel in Koordinationschemie von der Universität Montreal, wo er seit vierzehn Jahren tätig ist. Derzeit ist er Forschungsberater am Labor für Analyse der Photoaktivität von Materialien und Molekülen (LAMP) der Fakultät für Chemie.

Dr. Chartrand hat eine Leidenschaft für die Entwicklung und Implementierung von Automatisierungen zur Steigerung des Durchsatzes analytischer Techniken entwickelt, wie beispielsweise diese robotergestützte Charakterisierung von Solarkomponenten.

Die Universität Montreal

Die Universität Montreal ist eine der weltweit führenden Forschungsuniversitäten. Sie wurde 1878 in Montreal, Quebec, gegründet und hat sich zum Ziel gesetzt, durch ihre Spitzenposition im Bereich der Wissenschaft zum Wohl der Gesellschaft beizutragen. Mit diesem Ziel vor Augen weihte die Universität 2019 einen neuen hochmodernen Wissenschaftskomplex namens MIL Campus für Spitzenforschung ein.

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Schlagwörter Meca500, Research & Academic Centers

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Smarte Mikro-Fabrik revolutioniert Uhrenherstellung mit dem Meca500-Roboter

Beitragsautor Von samahelfalah
Veröffentlichungsdatum Mai 12, 2021
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HOROSYS

Smarte Mikro-Fabrik revolutioniert Uhrenherstellung mit dem Meca500-Roboter

01 Übersicht

Als Horosys, ein Schweizer Integrator, der sich auf die Desktop-Automatisierung für die Uhrenindustrie spezialisiert hat, den ultrakompakten, hochpräzisen Roboter Meca500 sah, entstand die Idee für das Projekt „Smart Micro Factory“ (SMF). Horosysentwickelte das SMF-Konzept, um den Automatisierungsanforderungen der Schweizer Uhrenindustrie gerecht zu werden und Automatisierung und Robotik für Hersteller verfügbar zu machen, die mit geringen Investitionen und in kleinen Stückzahlen produzieren und eine schnelle Amortisation benötigen.

Die modulare Desktop-Fabrik kann Bauteile montieren, nieten und Rubine sowie weitere Uhrenkomponenten einpressen.
Dank seiner extrem kompakten Bauweise, dem integrierten Controller und der offenen Programmierumgebung ist der Meca500 ein zentraler Bestandteil der Lösung.
Horosys konnte mit dem weltweit kleinsten und präzisesten Industrieroboter die Smart Micro Factory standardisieren, flexibler gestalten und kosteneffizient optimieren.ironment, the Meca500 is an integral part of the solution. Horosys was able to standardize, add flexibility, and optimize the cost of the Smart Micro Factory using the world’s smallest and most precise industrial robot.

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Herausforderung

Die Uhrenindustrie ist traditionell arbeitsintensiv – doch Fachkräftemangel und hohe Präzisionsanforderungen treiben Schweizer Hersteller zur Automatisierung. Die meisten Industrieroboter sind jedoch zu groß und sperrig, um Bauteile von nur wenigen Gramm präzise zu handhaben. Kollaborative und andere kompakte Roboter bieten nicht die notwendige Genauigkeit für solche feinen Aufgaben. Zudem müssen die Systeme klein genug sein, um auf bestehende Werkbänke zu passen. Lineare XYZ-Achsen können in manchen Fällen ausreichen, doch viele Anwendungen erfordern mindestens 5 oder 6 Freiheitsgrade – ein Roboterarm mit Gelenken ist daher notwendig. Außerdem müssen die Systeme modular, leicht programmierbar und mit verschiedensten Geräten kompatibel sein.

02 Lösung

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, hat Horosys das Smart Micro Factory-Konzept rund um den Meca500 entwickelt. Die Module (auch Stationen genannt) können mit verschiedenen Cognex-Kameras, Schalenförderern, flexiblen Zuführungen, Pressen und anderen standardmäßigen und kundenspezifischen Messgeräten ausgestattet werden. Die Module lassen sich für verschiedene Prozesse zu einer kompletten Produktionslinie kombinieren.

Ein B&R-Automation-IPC oder ein Beckhoff-IPC steuert die SMF. Der Meca500 wird entweder direkt über das TCP/IP-Protokoll vom B&R-IPC oder über EtherCAT und einen standardisierten Befehlssatz direkt von Beckhoff angesteuert. Der Nutzer kann das System und den Roboter außerdem per Fernzugriff über einen Webserver steuern und diagnostizieren.

Sehen Sie sich dieses Video von Gimmel Rouages an – einem Zulieferer von Kleinstkomponenten für einige der renommiertes

03 Ergebnisse

Produktqualität steigern

Die unübertroffene Präzision des Meca500 von 0,005 mm garantiert, dass der gesamte Prozess die strengen Anforderungen an die Positionswiederholgenauigkeit von 0,01 mm für viele Prozesse in der Uhrenherstellung erfüllt.

Platz sparen

Die Module messen in der Regel nur 600 mm x 600 mm. Diese Desktop-Lösung ist nur dank des integrierten Controllers und der geringen Größe des Meca500 möglich. Es gibt zwar einige andere Roboter, die in ihrer Größe vergleichbar sind, diese sind jedoch sperriger und verfügen vor allem über große externe Controller, Teach-Pendants und unhandliche Kabel.

Energie sparen

Dader Meca500 durchschnittlich weniger als 30 W Leistung verbraucht, ist die SMF-Lösung sehr energieeffizient und verbraucht in vielen Konfigurationen weniger als 80 W. Ähnliche Lösungen mit Linearmotoren können leicht 1–2 kW verbrauchen.

Effizienz steigern & Kosten reduzieren

Ein 6-Achs-Roboter ist deutlich flexibler als individuell angefertigte 3-Achs-XYZ-Systeme.
Er kann mit einer wesentlich größeren Vielfalt an Komponenten und Geräten arbeiten.
Dadurch werden Systeme modularer und deutlich flexibler – was die Gesamtkosten senkt.

04 Über Horosys

Horosys ist ein Schweizer Integrator mit Sitz im Kanton Neuenburg – im Herzen des „Watch Valley“ und Heimat einiger der bekanntesten Uhrenhersteller wie Breitling, Patek Philippe, Rolex, Tissot und weiterer Marken. Horosys entwickelt ultrakompakte, automatisierte Arbeitsstationen für die Uhrenindustrie. Von Anfang an arbeitete Horosys mit Mecademic zusammen und erkannte im Meca500-Miniroboter die ideale Lösung für die Desktop-Automatisierung. Das Unternehmen entwickelte sogar eine hochwertige Schutzverkleidung für den Meca500 – den HoroBot.

Die Bilder und das Video in diesem Beitrag wurden mit freundlicher Genehmigung von Horosys SA bereitgestellt.

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