ABB YuMi: Unermüdliche Health Care Assistenten

Das schwedische Unternehmen Tiki Safety produziert Atemschutzmasken. Mit Einsatz des ABB-Roboters IRB 2600 konnte das Unternehmen die Produktionszeit von sechs Minuten auf 40 Sekunden verkürzen, die Qualität steigern und das Personal von monotonen Tätigkeiten entlasten.

Hersteller von Arzneimitteln und Medizinprodukten stehen unter hohem Druck: Sie benötigen innovative Lösungen, um die Effizienz ihres Betriebs und die Qualität ihrer Produkte zu optimieren und gleichzeitig die Kosten unter Kontrolle zu halten. Kurze Forschungs- und Entwicklungszeiten und eine immer schnellere Time-to-Market kommen erschwerend hinzu – ganz zu schweigen vom Mangel an qualifizierten Fachkräften. Eine robotergestützte Automatisierung kann dazu beitragen, all diese Herausforderungen zu meistern und die Sicherheit für das Personal zu erhöhen. Denn: Roboter sind im Vergleich zu einer manuellen Ausführung in der Lage, monotone und repetitive Aufgaben bis zu 50 Prozent schneller zu erledigen. Dies steigert nicht nur die Produktivität, sondern ermöglicht es dem gut ausgebildeten Personal, sich produktiveren Aufgaben zu widmen.

Schwedens größte Online-Apotheke Apotea liefert jede Woche mehr als 170.000 Pakete an ihre Kunden aus. Drei ABB-Industrieroboter des Typs IRB 4600 helfen dabei.

Unermüdlich im Einsatz

Präzise, schnell, flexibel, unermüdlich und 24 Stunden am Tag einsatzbereit – dank dieser Attribute eignen sich Roboter ideal für stets wiederkehrende Tätigkeiten. Außerdem sind sie flexibel genug, um je nach Bedarf zwischen verschiedenen „Jobs“ zu wechseln. Aufgrund der jüngsten technologischen Fortschritte sind sie nicht mehr mit ihren großen und schweren Vorgängern vergleichbar, die vornehmlich für die Automobilindustrie entwickelt wurden. Heute benötigen Roboter eine weitaus kleinere Stellfläche, sind flexibler, verfügen über integrierte Vision-Systeme und sind zudem in hygienischen, abwaschbaren Varianten erhältlich.

SCARAs (Selective Compliance Articulated Robot Arm) stehen exemplarisch hierfür. Sie lassen sich auf Tischen montieren und passen dank kleiner Stellfläche gut in Räume mit beengten Platzverhältnissen, wie sie typischerweise in pharmazeutischen Produktionsanlagen vorzufinden sind. Unabhängig davon, ob sie es mit Tabletten, Reagenzgläsern oder Injektionsspritzen zu tun haben – SCARAs agieren schnell und führen Punkt-zu-Punkt-Bewegungen präzise aus, wie z. B. Pick-and-Place, Teiletransfer und Teilehandling.

Der kollaborative Roboter YuMi® von ABB ist in der Lage, eine Reihe von repetitiven, filigranen und zeitaufwendigen Labortätigkeiten auszuführen, wie z. B. Dosieren, Mischen und Pipettieren, das Zusammenstellen steriler Instrumente sowie das Be- und Entladen von Zentrifugen.

Anwendungen in Laboren und medizinischen Einrichtungen

Mit kollaborativen Eigenschaften ausgestattet, finden Roboter zunehmend auch in Laboratorien und medizinischen Einrichtungen Einsatz. Sie kommen bei vielen Applikationen ohne Sicherheitszäune aus und arbeiten zuverlässig neben ihren menschlichen Kollegen. Zudem ermöglicht die Kollaboration ein Plus an Flexibilität und Effizienz, da Mensch und Roboter sich die gleichen Arbeitsräume teilen und sogar bei den gleichen Aufgaben zusammenarbeiten können – ohne Abstriche bei der Geschwindigkeit und der Sicherheit hinnehmen zu müssen.

Bei allgemeinen Laboraufgaben etwa ist der kollaborative Roboter YuMi® von ABB in der Lage, eine Reihe von repetitiven, filigranen und zeitaufwendigen Labortätigkeiten auszuführen, wie z. B. Dosieren, Mischen und Pipettieren, das Zusammenstellen steriler Instrumente sowie das Be- und Entladen von Zentrifugen. Mit Hilfe von robotergestützten Anlagen und Anwendungen lassen sich zudem auch temperatursensible Arbeitsschritte ausführen: Der Roboter setzt beispielsweise automatisch Proben in spezielle Öfen ein und entnimmt diese anschließend wieder. So wird sichergestellt, dass die Proben unter den korrekten Bedingungen inkubiert werden.

Unabhängig davon, ob sie es mit Tabletten, Reagenzgläsern oder Injektionsspritzen zu tun haben – SCARAs agieren schnell und genau und führen gelenkige Punkt-zu-Punkt-Bewegungen aus, wie z. B. Pick-and-Place.

Frei von Kontamination

Von Labortests über die Produktentwicklung und Fertigung bis bin zum Sortieren und Kommissionieren für Verpackung und Versand – die Tatsache, dass Roboter ein stets wachsendes Spektrum an Aufgaben übernehmen können, begrenzt menschliches Eingreifen auf ein Minimum. Damit sinkt auch das Risiko von Kontaminationen.

Solche Kontaminierungsvorfälle, die meist langwierige Produktrückrufe nach sich ziehen können, wirken sich zweifelsohne vernichtend auf das Image jedes Unternehmens aus. Strenge gesetzliche Auflagen erfordern zudem eine lückenlose Rückverfolgbarkeit, um etwa Fälschern von Arzneimitteln und medizinischen Produkten auf die Schliche zu kommen.

Mit dem Einsatz automatisierter Anlagen und Verfahren können Unternehmen Risiken – wie menschliches Versagen, Fälschungen oder Manipulationen – beträchtlich minimieren. So sind Roboter dank integrierter Bildverarbeitung in der Lage, Strichcodes auf den Verpackungen zu scannen, die sämtliche Rückverfolgungs- und Transaktionsdaten des jeweiligen Produkts enthalten. Mit diesen Daten kann das Betriebsmanagementsystem wiederum verhindern, dass gefälschte Inhaltsstoffe innerhalb eines Produktionsprozesses verwendet oder kontaminierte Produkte an Händler oder Verbraucher weitergegeben werden.

Heutzutage verbringt hochqualifiziertes medizinisches Fachpersonal einen Großteil des Arbeitsalltags mit repetitiven und wenig anspruchsvollen Aufgaben. Die Zahl der Patienten, die behandelt werden können, ist dadurch stark limitiert. Durch den Einsatz von Robotern für diese Aufgaben können sich die medizinischen Fachkräfte auf anspruchsvollere und produktivere Arbeit konzentrieren.

Sicherheit am Arbeitsplatz

Der Einsatz eines Roboters bietet sich auch dann, wenn es gefährliche Tätigkeiten auszuführen gilt. So setzt beispielsweise ein führender dänischer Enzymhersteller zwei sogenannte RobotFiller der Feige GmbH ein, um seine Produkte automatisiert in Fässer abzufüllen. Warum? Zum einen können die dabei entstehenden Dämpfe die Mitarbeiter gefährden. Zum anderen stand nicht ausreichend Platz für eine herkömmliche Abfüllanlage zur Verfügung. Der gesamte Abfüllprozess musste dementsprechend automatisiert und auf einen geringen Arbeitsraum beschränkt werden.

Zentraler Bestandteil jeder Abfülleinheit ist der 4-Achs-Roboter IRB 660 von ABB mit einer Traglast von 180 kg. Der RobotFiller beginnt seine Arbeit von oben, sobald sich die Palette in der Betriebsposition befindet. Zunächst bewegt sich der IRB 660 entlang der berechneten Koordinaten und berechnet die Positionen der Spundöffnungen an den Fässern. Anschließend ermittelt er die Höhe der Palette und befüllt jeden Behälter über ein Füllventil. Ist die Befüllung abgeschlossen, tauscht der IRB 660 das Füllventil gegen eine Schraubeinheit aus und bringt abschließend eine metallische Verschlusskappe an.

Die Zukunft im Blickfeld behalten

Mit der Integration von Vision-Systemen erweitert sich das Einsatzspektrum von Robotern kontinuierlich – hin zu neuen Bereichen in der pharmazeutischen Produktion und Verpackung. Erst kürzlich implementierte ein US-Pharmaunternehmen eine besondere Variante der sogenannten Flexa-Cartoning-Maschine, mit zwei ABB-Robotern des Typs IRB 360 als Herzstück. Die von dem italienischen Spezialisten Industria Macchine Automatiche entwickelte und installierte Zelle greift auf Bildverarbeitungstechnologie von Cognex zurück. Auf diese Weise ist der Roboter in der Lage, Pipetten zu greifen, die auf einem Band in loser Schüttung ankommen. Besonders positiv: Die Zelle übertrifft die vom Kunden vorgegebene Sollgeschwindigkeit von 150 Stück pro Minute mühelos. Dabei lässt sich der Greifkopf einfach austauschen, um eine Reihe ähnlicher Produkte handzuhaben.

Im Oktober 2019 eröffnete ABB ein neues Forschungszentrum am Texas Medical Center (TMC) in den USA, um gemeinsam mit den besten Köpfen aus Wissenschaft und Medizin neue Roboter- und Automatisierungskonzepte für Krankenhäuser und medizinische Einrichtungen, Labors, die Pharmaindustrie und Hersteller medizinischer Geräte zu erarbeiten. „Denn Roboter sind heutzutage in immer mehr hygienegerechten Ausführungen erhältlich und können dabei ein zunehmend breiteres Aufgabenspektrum bewältigen. So hilft eine robotergestützte Automatisierung der gesamten Gesundheits- und Pharmaindustrie dabei, Produktion, Testverfahren sowie Forschung und Entwicklung effizienter und produktiver zu gestalten“, betont Marc Segura, Managing Director Consumer Segments & Service Robotics bei ABB, abschließend.