Ce qu'il faut pour créer une machine personnalisée de manipulation et d'assemblage de tubes médicaux

Par Eric Anderson

Ce qu'il faut pour créer une machine personnalisée de manipulation et d'assemblage de tubes médicaux

Il peut être difficile de concevoir et de construire une machine automatisée pour assembler des dispositifs médicaux utilisant des tubes médicaux extrudés. Les tubes extrudés peuvent avoir leur propre esprit et le degré d'aléatoire qui peut être difficile à gérer dans une machine automatisée. Cependant, en adoptant une approche créative et de résolution de problèmes, il peut toujours être automatisé en un processus efficace et fiable.

Récemment, les experts de Steven Douglas Corp. (SDC) ont terminé une machine robotique automatisée qui produit des assemblages contenant des tubes médicaux extrudés. La machine a utilisé trois robots Fanuc à 6 axes pour assembler automatiquement un dispositif médical composé d'un tube, d'un collier de serrage et de deux « orifices » médicaux collés à chaque extrémité du tube. Lors de la conception du système, la vaste expérience de SDC en matière de traitement, de manutention et d'automatisation a été combinée aux connaissances du client en matière de fabrication pour créer une cellule automatisée réussie. Les composants clés de ce système comprenaient l'alimentation et la préparation des tubes, la vérification des erreurs et la manipulation robotisée des tubes.

Alimentation et préparation de la sonde

Avant que l'assemblage puisse commencer, le tube médical doit être introduit dans la machine et préparé pour les opérations robotiques qui suivent. Cela comprend l'introduction du tube dans le système, la coupe du tube à la bonne longueur et l'installation d'une pince sur le tube.

Lorsque le tube est introduit de manière cohérente dans la machine, chaque étape suivante devient considérablement plus facile et plus fiable. Cependant, y parvenir est plus facile à dire qu'à faire. Les tubes extrudés peuvent avoir leur propre esprit et agiront différemment en fonction de nombreuses variables différentes. La limitation de ces variables est un aspect important du système d'alimentation par sonde SDC.

Le système d'alimentation en tubes médicaux conçu par SDC est simple à utiliser et à entretenir sans sacrifier aucune fonctionnalité. Le tube est introduit dans la machine SDC à partir d'une bobine et chargé sur un dévidoir personnalisé par un opérateur. Ensuite, le tube est distribué à travers un dispositif de tension lesté qui sépare le tube de la bobine et mesure et suit la quantité de tube distribuée et la tension à laquelle il est distribué. Une tension constante est importante. Une paire de courroies servocommandées est utilisée pour saisir le tube et le guider doucement dans la machine, ce qui minimise les effets externes sur la longueur du tube alimenté.

Pour compléter le système, SDC a ajouté un système de contrôle en boucle fermée et un apprentissage automatique qui ajuste automatiquement le système d'alimentation servo pour garantir la cohérence de la longueur du tube alimenté. Le système d'alimentation SDC est personnalisable et réglable pour s'adapter à une variété de longueurs de tubes et la protection intégrée contre les erreurs de la machine peut facilement détecter les tubes qui ne répondent pas aux exigences du système.

Correction des erreurs

Dans chaque application, il est important que les produits finaux répondent à tous nos clients, normes de qualité et de production. L'industrie des dispositifs médicaux ne fait pas exception. Les exigences de la plupart des dispositifs médicaux sont plus strictes que celles des autres industries en raison de leur utilisation prévue. Une étape importante dans la conception de cette machine automatisée est de comprendre les causes possibles des défauts et de concevoir une machine pour les limiter. Étant donné qu'aucune pièce inversée ne sera parfaite ni acceptable, des contrôles de processus peuvent être ajoutés pour détecter et séparer les pièces « en échec » et arrêter/mettre en pause le processus d'assemblage si nécessaire.

Quelques exemples de base, mais les causes généralement négligées de défauts de pièces incluent l'exécution de la mauvaise pièce ou l'assemblage partiel d'une pièce. Pour éviter d'assembler une pièce incorrecte, un outillage spécifique est nécessaire pour manipuler chaque pièce et des capteurs sont utilisés pour s'assurer que l'outillage correct est installé. Le logiciel, les cycles de récupération et de configuration sont programmés pour que les robots nettoient automatiquement la machine de toute pièce ayant « échoué » à mi-cycle. Cela garantit que toutes les pièces inachevées sont séparées des pièces terminées.

Le même système de vision industrielle que celui utilisé pour un robot guidé par vision peut également être utilisé pour l'inspection entrante. Pour ce projet, un robot guidé par vision a été utilisé pour prélever des pièces sur un convoyeur et le système d'inspection par vision a vérifié que la bonne pièce était présente. Un système de vision supplémentaire a été inclus pour inspecter le tube avant l'assemblage et vérifier que la longueur du tube était correcte. Enfin, plusieurs capteurs ont été ajoutés pour détecter la présence de pièces à l'aide d'une série de lasers à fibre optique et de capteurs capacitifs. Un autre capteur a également été installé pour vérifier que la colle est appliquée avant l'assemblage.

En utilisant une combinaison de tous ces outils et technologies, SDC a pu concevoir et construire une machine répondant aux normes de qualité requises sur 99,9 % des pièces. Le système de vision industrielle garantissait que les 0,1 % des pièces qui ne répondaient pas aux normes requises étaient automatiquement séparées.

Manipulation robotisée des tubes

Avec les tubes médicaux extrudés, il existe un degré d'aléatoire qui peut être difficile à gérer dans une machine automatisée, en particulier lorsque la longueur des tubes augmente. Le maintien du contrôle est un aspect important du concept et de la conception de la machine SDC. SDC a utilisé trois robots Fanuc individuels à 6 axes qui offraient une flexibilité lors de la transition entre différentes pièces et étapes de processus tout en permettant à la machine d'avoir un contrôle total sur le milieu et les deux extrémités du tube à tout moment.

Dans cet exemple, une fois que le tube est introduit dans la machine, il est maintenu dans une auge personnalisée jusqu'à ce qu'un robot saisisse une extrémité du tube et qu'un second robot saisisse l'autre extrémité. Ensuite, chaque robot se déplace à travers une séquence programmée pour terminer le processus d'assemblage consistant à tremper les tubes dans la colle, puis à les insérer avec précision dans les ports à chaque extrémité. Pour les tubes plus longs, un support personnalisé a été conçu pour garder la longue boucle du tube contrôlée et hors de portée pour que les robots se déplacent dans leur séquence. Une fois assemblé, un troisième robot rassemble l'assemblage terminé et le dépose dans un système de collecte.

En utilisant plusieurs robots, le tube est toujours contrôlé, éliminant la possibilité de s'emmêler et aidant à maintenir un temps de cycle de machine rapide. Les robots sont également bénéfiques car ils peuvent se déplacer de manière contrôlée et surveillée avec précision, perfectionnant ainsi le processus d'assemblage.

Pour ce processus, l'installation du tuyau dans les raccords était un processus difficile qui nécessitait de la précision ainsi que de la flexibilité en raison du caractère aléatoire du tuyau. Avec plusieurs robots, SDC a finalement pu configurer un processus automatisé très cohérent et fiable à partir d'un assemblage variable. En tant qu'intégrateur robotique préféré de Fanuc, Epson et de nombreux autres fabricants de robots, SDC possède une vaste expérience dans la programmation de plusieurs robots pour qu'ils fonctionnent simultanément, en toute sécurité et efficacement au sein du même système

Experts en systèmes robotiques automatisés

SDC est une entreprise de résolution de problèmes. Notre approche créative et de résolution de problèmes et notre équipe de professionnels de l'automatisation expérimentés apportent des connaissances spécialisées dans la conception de machines, l'ingénierie mécanique, le contrôle de machines, la programmation robotique, la fabrication de pièces et l'assemblage complet de machines. Que votre application utilise des tubes médicaux extrudés ou que vous soyez dans l'industrie des dispositifs médicaux, les mêmes principes seront appliqués dans la création de votre système automatisé. Nous avons une vaste expérience dans un large éventail d'industries, avec des méthodes éprouvées et exclusives pour construire des machines automatisées fiables et durables pour une grande variété d'applications.

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