Automatyzacja procesu kontroli jakości oraz pakowania bezpiecznych igieł medycznych

Cele szczegółowe

• uwolnienie 2 etatów na zmianie w procesie pakowania (łącznie 6 etatów),
• uwolnienie 2 etatów na zmianie w procesie kontroli jakości (łącznie 6 etatów),
• podniesienie jakości produktu oferowanego na rynku poprzez wyeliminowanie wad, których nie można było wcześniej wykryć w procesie realizowanym z udziałem operatorów (detekcja 18 zdefiniowanych możliwych wad produktu),
• wyeliminowanie wady krytycznej produktu powstającej w procesie produkcyjnym u dostawcy komponentów.

Korzyści biznesowe

• obniżenie kosztów produkcji,
• zmniejszenie ilości reklamacji związanej z oferowaniem produktu na rynku,
• zwiększenie satysfakcji kluczowego klienta - głównego odbiorcy produktu.

Otoczenie biznesowe

Rozwiązanie zostało zaimplementowane w fabryce produktów farmaceutycznych zlokalizowanej na Dolnym Śląsku. Głównym obszarem działalności klienta jest produkcja i pakowanie produktów medycznych z zapewnieniem wysokiej jakości produktów oraz spełnieniem najwyższych wymagań pod kątem norm bezpieczeństwa produktu.

Przebieg projektu:

Pierwotnie celem Klienta było obniżenie kosztów związanych z realizacją procesu pakowania bezpiecznych igieł medycznych w blistry.

Przed projektem proces realizowany był ręcznie przez operatorów w blistry prowadzone w układzie transportowym z wydajnością 7 igieł na 5 sekund.

Na podstawie analizy procesu i zdefiniowanych wymagań powstała koncepcja realizacji automatyzacji procesu oparta na robocie przemysłowym typu SCARA z dedykowanym podajnikiem wibracyjnym, oraz zbiornikiem zasypowym. Koncepcja zawierała prototypowe rozwiązanie pozwalające na jednoznaczną orientację igieł jeszcze podczas transportu na podajniku wibracyjnym. Aby osiągnąć zakładaną wydajność procesu robot obsługiwać miał dwie tego typu linie podawania igieł.

Po zaproponowaniu rozwiązania klientowi, w trakcie jego analizy powstał pomysł rozszerzenia funkcjonalności linii pakowania o moduł kontroli jakości igieł. W ten sposób w budowanej maszynie zostały połączone dwa do tej pory niezależnie realizowane manualnie procesy.

Pierwszym etapem projektu była weryfikacja efektywności systemu kontroli. W warsztacie ControlTec zostało przygotowane stanowisko laboratoryjne, klient przygotował serię igieł zawierających różnego rodzaju zdefiniowane wady produkcyjne. Inżynierownie Controltec i Omron wspólnie przygotowali system i oprogramowanie testowe i przeprowadzili testy jakościowe i ilościowe procesu detekcji wad. Po pozytywnie zakończonych testach zlecone zostało zaprojektowanie i wdrożenie linii produkcyjnej.

Implementacja procesów kontroli jakości w procesie automatycznym wiązała się z koniecznością przemodelowania zaproponowanego stanowiska zrobotyzowanego w linię produkcyjną a wymagania wydajnościowe procesu pakowania w połączeniu z wymaganiami jakościowymi i czasem potrzebnym na wykonanie wszystkich niezbędnych inspekcji jakościowych spowodowały konieczność rozbudowy układu linii kontroli i pakowania.

Całość rozwiązania składa się z 7 niezależnie pracujących linii, z których każda składa się z następujących modułów:

• podajnik wibracyjny ze zbiornikiem dosypowym,
• układ prowadnic wibracyjnych do transportu i orientacji igieł, 
• układ przechwytywania igieł i podawania do układu kontroli jakości,
• układ otwierania i zamykania huba igły, 
• układ wysokiej jakości kamer z oświetlaczami do analizy wizyjnej obrazu igieł i hubów, 
• układ automatycznego pakowania igieł w blistry.

7 linii zostało zaimplementowane w 4 modułach dopinanych i pozycjonowanych jednoznacznie do maszyny produkującej i transportującej blistry. System sterujący całym procesem kontroluje stopień realizacji zlecenia produkcyjnego oraz zbiera statystyki produkcyjne i przesyła je w formie raportów na serwer klienta.

Rozwiązania Omron

• sterownik PLC serii NJ501-1420 obsługujący 4 wyspy I/O w sieci EtherCAT (couplery serii NX-ECC203) obejmujące sumarycznie ponad 600 sygnałów I/O,
• 21 serwonapędów najnowszej serii R88D z silnikami serii R88M (sterowanie w sieci EtherCAT) oraz dedykowanym okablowaniem,
• 4 rozbudowane systemy wizyjne dwu- i czterokamerowe bazujące na kontrolerach FH-3050, obejmujące sumarycznie 14 monochromatycznych kamer 2Mpx serii FH-SM02, 14 sterowników oświetlaczy FLV-TCC4 oraz 21 oświetlaczy (typu front- i backlight),
• kontroler układu safety serii NX-SL3300 wraz z modułami wejść/wyjść, zintegrowany ze sterownikiem PLC (funkcje safety dla serwonapędów obsługiwane po komunikacji EtherCAT),
• 16 nadzorowanych czujników bezpieczeństwa do osłon ruchomych (serii F3S-TGR-NLPM),
• 107 czujników optycznych (odbiciowych / nadajnik-odbiornik / z lustrem) serii: E3Z, E3ZM, E3T, • 12-calowy, kolorowy, dotykowy panel operatorski: NA5-12W101S,
• podzespoły instalacji elektrycznej (okablowanie sygnałowe i komunikacyjne, zasilanie). 

ControlTec

ControlTec to polska firma z prywatnym kapitałem specjalizująca się w kompleksowej realizacji zadań z zakresu instalacji przemysłowych, w szczególności automatyki przemysłowej i instalacji elektrycznych.

Historia Spółki rozpoczęła się w roku 2002. Dziś ControlTec jest jedną  z największych spółek na rynku niezależnych integratorów systemów automatyki ze studwudziestoosobową kadrą inżynierską.

Koncentrujemy się na zadaniach związanych z kompleksową obsługą procesów produkcyjnych w energetyce, produkcji paliw, oraz zakładach produkcyjnych branż spożywczych, chemicznych, farmaceutycznych.

W zakładach tego typu oferujemy realizację kompleksowo zadań związanych z zaprojektowaniem, dostawą i uruchomieniem instalacji technologicznych, systemów transportujących, integracji w procesie produkcyjnym maszyn i urządzeń oraz instalacji maszynowych opartych na robotach przemysłowych, manipulatorach, itp. 

Osobnym obszarem specjalizacji jest realizacja zadań z zakresu wdrażania systemów informatycznych wspierających procesy produkcyjne - zbierania informacji o wydajności procesów, systemów MES, systemów recepturowych.

ControlTec
Ul. Tarnogajska 11-13
50-512 Wrocław
www.controltec.com.pl

Omron
https://industrial.omron.pl

source: Omron